과학기술 10 초임계 유체와 분리 공정

19세기 초의 화학자 토마스 앤드루스는 기체의 액화 현상을 주로 연구하였다. 그는 이산화 탄소에 압력을 가하는 압축 실험을 통해 이산화 탄소의 온도를 31℃ 이하에서 유지하고 압력을 높이면 이산화 탄소가 액화된다는 사실을 발견하였고 31℃에서 이산화 탄소를 액화하기 위해서는 73.8bar의 압력이 필요하다는 것을 알아냈다. 그리고 31℃보다 온도가 높게 유지되면 이산화 탄소에 아무리 높은 압력을 가해도 액화가 되지 않는다는 사실을 발견하여 31℃와 73.8bar를 각각 이산화 탄소의 임계 온도와 임계 압력이라고 불렀다. 그 이후 좀 더 정밀한 측정 실험으로 이산화 탄소의 임계 온도는 31.06℃로 변경되었다. 이러한 임계 온도와 임계 압력을 함께 일컬어 임계점이라 한다. 임계점 이상의 온도와 압력에서 물질은 액체와 기체의 중간 상태인 초임계 유체 상태로 존재하며 임계점은 물질에 따라 고유한 값을 가진다. 가령 산소의 임계점은 –118.6℃와 50.5bar이다.
유체의 성질 중 용질...

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