Сверхкритическое флюидное экстракционное извлечение ацетона из его водного раствора в рамках представлений о двойственной природе механизма переноса массы
РНФ, «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами» (продление), № 22-19-00117-П
Гумеров Ф.М.1, Усманов Р.А.1, Зарипов З.И.1, Накипов Р.Р.1, Аетов А.У.1, Мазанов С.В.1
1Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань, Россия

Email: serg989@yandex.ru
Поступила в редакцию: 26 августа 2025 г.
В окончательной редакции: 11 февраля 2026 г.
Принята к печати: 18 февраля 2026 г.
Выставление онлайн: 29 апреля 2026 г.
В рамках представлений о двойственной природе механизма переноса массы в сверхкритическом флюидном экстракционном процессе для систем I-II типов фазового поведения приведены результаты экспериментального исследования псевдорастворимости ацетона в диоксиде углерода, осуществленного при температуре T = 313.15 K и давлениях P=8.5-10.47 MPa с использованием динамического метода измерения искомой величины. Исследование проведено при 10 % заполнении измерительной ячейки ацетоном и величинах объемного расхода растворителя, составляющих 0.3-2.5 ml/min. Для тридцатиминутного процесса переноса массы, осуществленного при P = 8.5 MPa и расходе 2.5 ml/min, установлено: вклад макропереноса в интегральную псевдорастворимость превосходит долю переноса в режиме равновесной растворимости в ~ 5 раз; превышение псевдорастворимости при обозначенном давлении в сопоставлении со значением, отвечающим P = 10.3 MPa, близко к двукратному. Представлены результаты реализации сверхкритического-CO2 экстракционного процесса извлечения ацетона из его водного раствора 3.5 % и 10.0 % концентрации, осуществленного при T = 313.15 K, P = 8.5 MPa, различных расходах CO2 и степенях заполнения экстрактора исходным раствором. Степень извлечения ацетона лишь в рамках неравновесного макропереноса в различных случаях составляет: 29.8 % за 6 min; 29.9 % за 5 min; 17.6 % за 4 min; 72.4 % за 2.5 min и, наконец, 82.6 % за 1.5 min. Приведены и результаты реализации сверхкритического-CO2 экстракционного процесса извлечения ацетона из его водного раствора 3.5 % концентрации, осуществленного при T=323.15 K в диапазоне давлений P = 9.5-20.0 MPa. Ключевые слова: бинарная система, I-II тип фазового поведения, сверхкритическое флюидное состояние, экстракция, механизм переноса массы, двойственная природа, эффективность процесса.
- Ф.М. Гумеров. Сверхкритические флюидные технологии, учебник для вузов (Лань, СПб., 2022)
- Ф.М. Гумеров. Сверхкритические флюидные технологии. Экономическая целесообразность (Изд-во АН РТ, Казань, 2019)
- O. Kazunari, K. Takashi. Verfahren zur herstellung eines extraktes (Patentschrift, DE 34 24 614 C2, 1985)
- D.F. Williams. J. Chem. Eng. Sci., 36, 1769 (1981)
- Ф.М. Гумеров, В.Ф. Хайрутдинов, З.И. Зарипов. ТОХТ, 55 (3), 273 (2021). DOI: 10.31857/S0040357121030076 [F.M. Gumerov, V.F. Khairutdinov, Z.I. Zaripov. Theor. Found. Chem. Eng., 55 (3), 348 (2021). DOI: 10.1134/S0040579521030076]
- В.Ф. Хайрутдинов, Ф.М. Гумеров, И.Ш. Хабриев, Р.Ф. Габитов, М.И. Фарахов, Ф.Р. Габитов, З.И. Зарипов. Экология и промышленность России, 24 (9), 4 (2020). DOI: 10.18412/1816-0395-2020-9-4-10 [V.F. Khairutdinov, F.M. Gumerov, I.Sh. Khabriev, R.F. Gabitov, M.I. Farakhov, F.R. Gabitov, Z.I. Zaripov. Ecology and Industry Russ., 24 (9), 4 (2020). DOI: 10.18412/1816-0395-2020-9-4-10]
- Ф.М. Гумеров, З.И. Зарипов, С.В. Мазанов, Р.Р. Накипов, И.Ш. Хабриев, Т.Р. Ахметзянов, В.Ф. Хайрутдинов, А.У. Аетов, Р.А. Усманов. Сверхкритические флюиды. Теория и практика, 17 (4), 3 (2022)
- А.З. Паташинский, В.Л. Покровский. Флуктуационная теория фазовых переходов (Наука, М., 1975)
- J. Chrastil. J. Phys. Chem., 86, 3016 (1982). DOI: 10.1021/j100212a041
- Ф.М. Гумеров, З.И. Зарипов, Р.Р. Накипов, С.В. Мазанов, А.А. Сагдеев. ЖТФ, 95 (10), 1995 (2025)
- Supercritical fluids processing: emerging opportunities. Emerging technologies. (New Jersey, 1985)
- M.Z. Cignarowicz, W.D. Seider. Ind. Eng. Chem. Res., 28 (10), 1497 (1989). DOI: 10.1021/ie00094a011
- M.Z. Cignarowicz, W.D. Seider. Optimal design of supercritical extraction processes. In. Proc. Int. Symp. Supercrit. Fluids. Perru M. Ed. (Societe Francais de Chemie, Nice, France, 1988)
- R.P. De Filippi, E. Vivian. Process for separating organic liquid solutes from their solvent mixtures (US 4.349.415, 1982)
- C. Secuianu, V. Feroiu, D. Geana. J. Chem. Eng. Data, 48 (6), 1384 (2003). DOI: 10.1021/je034027k
- W. Khalil, C. Coquelet, D. Richon. J. Chem. Eng. Data, 52 (5), 2032 (2007). DOI: 10.1021/je700321s
- C.-Y. Day, C.J. Chang, C.-Y. Chen. J. Chem. Eng. Data, 41 (4), 839 (1996). DOI: 10.1021/je960049d
- A. Bamberger, G. Maurer. J. Chem. Thermodyn., 32, 685 (2000). DOI: 10.1006/jcht.1999.0641
- J. Chen, W. Wu, B. Han, L. Gao, T. Mu, Z. Liu, T. Jiang, J. Du. J. Chem. Eng. Data, 48, 1544 (2003). DOI: 10.1021/je034087q
- M.J. Lazzaroni, D. Bush, J.S. Brown, C.A. Eckert. J. Chem. Eng. Data, 50 (1), 60 (2005). DOI: 10.1021/je0498560
- B. Fabian, G. Horvai, A. Idrissi, P. Jedlovszky. J. CO2 Utilization, 34, 465 (2019). DOI: 10.1016/j.jcou.2019.07.001
- Ф.М. Гумеров, А.Н. Сабирзянов, Г.И. Гумерова. Суб- и сверхкритические флюиды в процессах переработки полимеров (ФЭН, Казань, 2000)
- C.J. Chang, C.-Y. Day, C.-M. Ko, K.-L. Chiu. Fluid Phase Equilib., 131, 243 (1997). DOI: 10.1016/s0378-3812(96)03208-6
- А.Ю. Намиот. Фазовые равновесия в добыче нефти (Недра, М., 1976)
- A.N. Sabirzyanov, A.P. Il'in, A.R. Akhunov, F.M. Gumerov. High Temperature, 40 (2), 203 (2002). DOI: 10.1023/A:1015294905132
- E.W. Lemmon, M.L. Huber, M.O. Mc Linden. NIST Standard Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties (REFPROP, version 10.0. Standard Reference Data Program. National Institute of Standards and Technology, Gaithershung, 2018)
- M. Wendland, H. Hasse, G. Maurer. J. Supercritical Fluids, 7, 245 (1994). DOI: 10.1016/0896-8446(94)90011-6
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.