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超臨界流体の話 (T)

水の状態図
水の状態図
臨界点データ
水素-234.0℃1.32MPa
窒素-147.0 ℃3.40 MPa
酸素-118.6 ℃5.04 MPa
エチレン9.2 ℃5.04 MPa
メタノール239.4 ℃8.09 MPa
ベンゼン289.0 ℃4.90 MPa
二酸化炭素31.1 ℃7.38 MPa
亜酸化窒素36.4 ℃7.24 MPa
アンモニア132.4 ℃11.28 MPa
空気140.7 ℃3.77 MPa
374.1 ℃22.12 MPa

今までは、溶媒といえば液体を使うことが主流でした。様々な化学物質を分解・合成・抽出・洗浄・精製するのに有機溶媒が用いられてきました。しかし、環境問題が叫ばれる今日では超臨界流体を溶媒として用いることが増えてきました。

超臨界流体とは、液体とも気体とも区別がつかない状態の物質のことです。一言で言うと “物を溶かす気体”です。“超臨界状態の場”を創るには高温・高圧にする必要があります。“水”を例に挙げると、約380℃・約220気圧以上の水を超臨界水といいます。

超臨界水の中に物質を入れると、様々なものが溶けます。油はもちろん、PET製品、PCB、ダイオキシン、排水・汚泥中の汚染物質、廃プラスチック等が可能です。

リアクター中の超臨界流体は、圧力・温度をコントロールすることで溶解度を自在に変更できます。この性質を利用して、有害な物質を無害化/再利用する研究が官需、民需で盛んに行われています。従来は超臨界流体は、二酸化炭素を用いることが一般的でした。二酸化炭素の臨界点は、圧力・温度が水より低く扱い易いためです。
しかし、難分解性物質には効果がないため、次世代の超臨界流体は水を用いることが一般的になっていきます。

超臨界水を用いる実験は、1990年代に始められたばかりなので未知数なことがたくさんあり、様々な研究機関や各メーカーで実験に凌ぎを削っています。

今回弊社で開発した超臨界リアクターは、水の臨界点を遥かに超えるものです。水の場合、550℃から600℃程度に昇温すると超々臨界状態と呼ばれます。

弊社のSCWシリーズは超々臨界状態までも実験可能にした超高温・超高圧用リアクターです。基礎実験用としてバッチ式のリアクターを当社の技術により、安価で提供することができるようになりました。超臨界水の基礎実験に是非、ご利用ください。

流通式の超臨界反応装置も、お客様の仕様にあわせて製作いたしております。超臨界水実験の場が欲しい。そんな要望のお客様は是非弊社までご一報願います。

参考文献
「超臨界流体の技術と応用における最新動向」
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