超临界流体是处于临界温度和临界压力以上，介于气体和液体之间的流体，具有气体和液体的双重特性，密度和液体相近，黏度与气体相近，但扩散系数比液体大约100倍。超临界流体萃取是利用超临界流体的强溶解能力特性，从原料中提取各种有效成分，再通过减压将其释放出来的过程。

20世纪90年代初，中国开始了超临界萃取技术的产业化工作，发展速度快，实现了超临界流体萃取技术从理论研究、中小型试验向大规模超临界流体萃取工艺流程产业化的转变，使中国在该领域的研究、应用已同国际接轨，在某些方面达到了国际领先水平。超临界流体萃取已被广泛应用于从石油渣油中回收油品、从咖啡中提取咖啡因、从啤酒花中提取有效成分等工业过程中。

在不改变溶剂成分的前提下，通过调节压力可以改变超临界流体的密度，从而改变溶剂对原料的溶解度，实现分离脱沥青油和脱油沥青的目的。超临界流体抽提兼有普通抽提和蒸馏的优点：①超临界流体抽提的操作温度在临界温度附近，适中的温度有利于分离热稳定性差的化合物；②超临界溶剂能溶解不挥发的化合物；③超临界溶剂的溶解力是密度的函数，可通过改变溶剂的密度选择性地溶解各种化合物；④改变超临界溶剂的组成也可以改变其溶解性能；⑤通过等温减压、等压加热或同时改变温度和压力，使溶剂从溶液中分离出来，从而实现溶剂在不出现相变的情况下回收；⑥在溶剂与溶质分离的同时，可对溶质进行分馏；⑦超临界溶剂黏度低，扩散系数大，因此能迅速进行传质。

超临界流体萃取分离技术是利用超临界流体的溶解能力与其密度密切相关，通过改变压力或温度使超临界流体的密度大幅改变。在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和相对分子质量大小不同的成分萃取出来。

超临界溶剂脱沥青充分利用超临界流体的物理特性，当溶剂（如丙烷、丁烷等）处于超临界状态下，兼有液体的高密度和气体的低黏性特点，因而抽提效果优于传统的溶剂抽提。此外，溶剂与沥青的分离相对简单，只需降低压力或升高温度，改变溶剂的密度就可实现分离的目的，从而简化了溶剂的循环利用过程，节约能量消耗。

超临界丙烷脱沥青中型装置流程见图。首先把渣油、丙烷加热到100℃，压力维持在10兆～11兆帕，在混合器内以质量比2︰1～3︰1混合，混合后的物料进到第一分离器，分出渣油中的沥青质和胶质。剩下的脱沥青油进入第二分离器，这时温度仍保持在100℃，但压力降到4兆～5兆帕时，溶剂丧失了对油的溶解力，油从溶剂中析出并沉降，同时溶剂得到再生，溶剂经压缩机或泵增压至起始时的10兆帕后再次循环使用。经测定，再生溶剂的数量占整个溶剂的90%以上，脱沥青油和脱油沥青中的溶剂含量仅占总溶剂量的5%，这部分溶剂再经过蒸发、汽提和压缩后重复使用。该过程与常规的液体丙烷脱沥青相比，溶剂体积比可从5︰1降到2.5︰1，因此建设装置的投资相应减少，能耗显著降低。

渣油超临界丙烷脱沥青中型装置流程示意图

萃取压力和温度是影响超临界流体分离的重要参数。萃取温度一定时，压力增大，流体密度增大，溶剂的溶解度就增大。对于不同的物质，其萃取压力有很大的不同。萃取温度对超临界流体溶解能力影响比较复杂，在一定压力下，升高温度被萃取物挥发性增加，这样就增加了被萃取物在超临界气相中的浓度，从而使萃取量增大；但另一方面，温度升高，超临界流体密度降低，从而使被萃取组分溶解度减小，导致被萃取物减少。