一、概述：
    超臨界化學反應指反應物處于超臨界狀態或者反應在超臨界介質中進行。所采用的超臨界介質應具有對反應裝置無腐蝕性，臨界壓力低以及較高的選擇性和溶解度。常用的超臨界流體有超臨界水，超臨界CO2，超臨界甲醇等。
由于超臨界流體的特殊性能，超臨界化學反應具有一般的化學反應所不具有的特點，主要表現在以下幾個方面。
（１）在超臨界狀態下，壓力對反應速度常數有很強的影響，微小的壓力變化能夠引起反應速度常數發生幾個數量級的變化。
（２）超臨界化學反應可使傳統的多相反應轉化為均相反應，并增加反應速度，均相反應將反應物甚至催化劑都溶解在SCF中，從而消除了反應物與催化劑間的擴散限制。
（３）超臨界化學反應的產物有較高的選擇性和收率，超臨界狀態可以降低某些高溫反應的反應溫度，抑制或減輕熱解反應中常見的積炭現象。
（４）超臨界化學反應能使反應過程與分離過程相結合。利用超臨界流體對溫度和壓力敏感的溶解性能，可以調節并選擇合適的溫度和壓力條件，使產物不溶于反應相中而及時移去，從而簡化產物、反應物、催化劑及副產物之間的分離，使反應向著有利于產物生成的方向進行。
（５）SCF能溶解某些導致固體催化劑失活的物質，從而有可能使SCF的固體催化反應長時間保持催化劑的活性，并有可能使失活的催化劑逐步恢復其催化活性。
二、超臨界反應技術的應用
2-1超臨界水氧化技術
    超臨界水氧化(SCWO)技術是２０世紀８０年代中期提出的一種能徹底破壞有機污染物結構的新型水處理技術。SCWO技術具有很多優越性，首先，反應速度非常快、氧化分解徹底。一般只需幾秒至幾分鐘即可將廢水中的有機物徹底氧化分解，去除率可達９９％以上，氧化產物無二次污染，所需的反應條件相對簡單，氧化過程能產生能量，節約了能源。
(1)工業廢水、生活廢水處理
    目前超臨界水氧化技術的應用主要集中在工業廢水和生活污水的處理研究方面，而目前這方面的研究也取得了很好的成果，研究表明反應的溫度、壓力、停留時間分布是影響反應的重要因素，而對于反應動力學研究仍存在不足。
(2)存在問題
    結合超臨界水的特性，超臨界水氧化的基本原理、工藝流程及應用現狀，并提出超臨界水氧化存在的問題：
1)腐蝕問題：在處理含氯素、硫或者磷的有機物時產生的酸會造成反應器的嚴重腐蝕。因此，通過選擇和分離原料或針對不同的原料在反應器的不同部位應用不同的材料，可降低腐蝕程度，國內外對此做了較多的研究。例如，在超臨界溫度和低密度下，鎳質合金的抗腐能力至少和鈦一樣好，這樣，鎳質合金作為反應器的材料是很優越的。
2)鹽沉積問題：無機鹽在常溫、常壓下的。水中具有很高的溶解度，但在超臨界水中的溶解度很低或者不溶。當亞臨界溶液被迅速加熱到超臨界溫度時，由于鹽的溶解度大幅度降低，有大量沉淀析出，沉積的鹽會引起反應器堵塞，從而導致無法正常操作。目前通過改進反應器處理高含鹽廢水有一定的效果，但尚無完善的解決方案。
3)由于缺乏超臨界水氧化過程反應的動力學數據以及超臨界水相平衡數據，需要繼續進行對超臨界水氧化過程的機理及反應動力學模型等方面的研究，目前超臨界水氧化技術要放大到工業規模是很困難的。
2-2、超臨界反應技術在聚合物生產及廢物處理的應用
(1)超臨界反應技術在聚合物生產中的應用，超臨界反應技術用于聚合物生產所用的介質一般為超臨界二氧化碳。
(2)超臨界反應技術在聚合物解聚中的應用，超臨界反應技術應用于聚合物解聚主要應用了超臨界流體優良的溶解能力和傳質性能，超臨界流體能以其較強的滲透作用分解或降解高分子廢棄物，并得到高分子成分的原始成份。針對目前高分子廢棄物的種類，解聚過程中常用到的超臨界流體主要有超臨界水，超臨界甲醇，超臨界乙醇以及各種超臨界有機物等。
    目前應用超臨界技術處理高分子廢棄物已獲得階段性的成果。但是仍然存在著理論及實際的問題，超臨界流體的熱力學數據，反應的動力學模型以及相關超臨界反應設備的選擇仍然是需要考慮的問題。
2-3、超臨界反應技術在生物技術的應用
    超臨界反應技術已廣泛應用于生物技術的研究與開發，并取得了很好的發展。
(1)超臨界條件下的酶催化反應
    近十幾年來國外已對十多種酶及其在超臨界CO2中的反應進行了研究，主要包括脂肪酶催化的酯化、酯交換、酯水解反應及氧化反應等。超臨界CO2：是一種非極性反應溶劑，可代替脂溶性的有機溶劑，進行酶催化反應，脂溶性的反應物可溶于超臨界CO2中，而酶則不溶解，并且有些酶的生物活性反而會有所提高，從而可提高反應速率，有利于產品的分離和精制。目前，該領域的發展重點將是對酶催化反應器的改進以及新的超臨界流體的開發。
(2)超臨界條件下的淀粉及纖維素的水解
    淀粉及纖維素是地球上通過太陽光光和作用可再生的生物資源，可用于生產能源，化學品，食品和藥品。
2-4、超臨界反應技術在制備生物柴油的應用
    生物柴油作為環境友好型綠色能源，一直是人們研究的重點。生物柴油的原料是可再生的植物油或動物脂肪，燃燒所產生的污染物少于石油，但目前超臨界反應技術制備生物柴油還處于試驗室研究階段，工業應用較少。
2-5、超臨界反應技術在工業清洗的應用
    清洗時工業生產中不可缺少的環節，目前工業清洗主要采用有機溶劑和水溶液清洗，但是對環境造成了非常嚴重的污染。超臨界流體由于具有特殊的溶解性能使得超臨界技術在工業清洗中具有重要的作用。
2-6、超臨界反應技術在催化加氫反應的應用
    超臨界反應技術應用于催化加氫反應應用了超臨界流體的高溶解、高擴散、可控相行為以及能大幅提高催化劑的穩定性的特點，而CO2的臨界條件比較容易達到。且環保經濟，常被用作反應介質。
    超臨界CO2介質中的催化加氫反應，包括不對稱加氫、不飽和醛／酮加氫、油脂加氫、CO2加氫（氫甲酰化反應）、CO2加氫和硝基化合物加氫。經過國內外的研究發現，以超臨界CO2為介質進行反應基本上解決了傳質問題，極大提升了反應速率，大幅減小氫壓對超臨界加氫的影響；CO2的含量對溶解H2、提高反應速率、移動反應平衡和改變反應選擇性等齊了重要的作用。
三、前景與展望
    超臨界反應技術作為一種新型的化學工程技術，在科學研究以及應用研究方面已經取得了長足的發展，以理論為導向仍然存在以下問題：
(1)傳統的反應動力學形式不再適用于超臨界流體，因此需要建立新型的動力學方程。
(2)對超臨界反應過程的計算模擬，分子設計仍是研究的薄弱環節。
(3)相行為對超臨界反應的影響不夠清晰。
(4)完全適用于超臨界反應的反應器尚不成熟，其技術關鍵以及各方面的影響因素尚不明確。