随着科学技术迅猛发展,新型的化工、生物技术、制药行业的现代化应用技术,已成为这些行业高科技企业的发展方向。有着对生物技术、制药行业密切相关的溶剂萃取,是化工行业中十分重要的一部分,尤其是超临界二氧化碳流体萃取技术(Supercritical Fluid Extraction,缩写SFE.)已成为石油化工、生物制药、食品添加等行业优先发展的技术。SFE.技术的集成是集化工、机械、仪器仪表等行业的综合技术。其理论基础是近二十多年来国际、国内一直进行研究的超临界二氧化碳流体相平衡的理论与学术界研究的超临界二氧化碳流体萃取的相关数学模型。近二十多年来国内的各高科技企业为使超临界二氧化碳流体萃取技术的应用与国际技术水平相同步,逐步研究应用了小规模、具有一定自动化程度的超临界二氧化碳流体萃取装置。但是,按目前的发展状况还远远赶不上国际领先水平。研究应用大规模、工业化超临界二氧化碳流体萃取装置,解决超临界二氧化碳流体相平衡的理论与萃取装置相关的压力平衡、流体运动的控制、物料装填连续萃取等相关的问题,是提高超临界二氧化碳流体萃取技术重要组成部分。本文所研究的大型超临界二氧化碳流体萃取装置的关键技术,就是为提高工业化超临界二氧化碳流体萃取装置在实际应用中的技术水平,提高相平衡的理论与萃取相关理论的补充。本文对国内大型超临界二氧化碳流体萃取装置的现状及存在的问题进行综合分析,结合本企业超临界二氧化碳流体萃取装置的开发研制工作,重点对大型超临界二氧化碳流体萃取装置的控制系统、高压容器、快速装填、连续萃取等几个关键技术进行了探索性研究,主要进行以下几方面的研究:1.深入研究了二氧化碳的特性,从其沸点至超临界点的转化,在相图中的二氧化碳位于超临界时的气液混合态的边界条件,二氧化碳在超临界萃取装置中与溶质溶解的最佳温度、压力、时间等。2.建立了二氧化碳流体高压输送过程中、PLC系统控制调节阀运动的数学模型,根据数学模型应用PLC系统对装置进行控制。3.对超临界二氧化碳流体萃取装置自动控制系统进行了研究,解决了萃取装置在提取有效元素时的超临界二氧化碳流体的流速、流量以及调节膨胀中的压力控制、压力变送、PLC与上位机通讯的问题。4.给出了萃取装置快速装填与连续萃取几种设计方案,确定了通用装置连续萃取的概念与流程。5.确定了本企业高压容器设计的参照标准,除在国家标准GB150基础上选用