第四章液液萃取01

1、第四章 液液萃取 通过本章学习，掌握液液相平衡在三角形相图上的表示方法，能用三角形相图对单级萃取过程进行分析和计算。了解多级萃取过程的流程与计算方法；了解萃取设备的类型及结构特点。学习目的与要求u 最早利用萃取技术的国家：中国，最早利用萃取技术的国家：中国，20002000年前年前1919世纪初，世纪初，NernstNernst提出分配定律提出分配定律u 18791879年，年，SoxhletSoxhlet发明提取器（索式提取器）发明提取器（索式提取器）u 18421842年，年，PeligotPeligot，乙醚从硝酸溶液中萃取硝酸铀酰，乙醚从硝酸溶液中萃取硝酸铀酰u 19251925年，双

2、硫腙作为萃取剂，应用于定量分析年，双硫腙作为萃取剂，应用于定量分析u 1945 1945 年，用磷酸三丁酯作核燃料萃取剂年，用磷酸三丁酯作核燃料萃取剂 u 19591959年，用噻吩甲酰三氟丙酮进行铀和超铀元素的年，用噻吩甲酰三氟丙酮进行铀和超铀元素的分离分离 发展历史4.1 概述 u 液液-液萃取，又称液萃取，又称 溶剂萃取，简称溶剂萃取，简称 萃取萃取u 定义：利用混合液中各组分在定义：利用混合液中各组分在不完全互溶不完全互溶的两的两个液相之间个液相之间不同的分配关系不同的分配关系（溶解度差异）、（溶解度差异）、通过相际间物质传递达到分离、富集及纯化的通过相际间物质传递达到分离、富集及纯化

3、的操作过程。操作过程。u 优点：处理能力大、选择性好、常温操作、能优点：处理能力大、选择性好、常温操作、能耗较低、易于连续操作和自动控制耗较低、易于连续操作和自动控制一、萃取原理形成两相体系的方法引入一液相（萃取剂S）分离物系液体混合物萃取原理：液体混合物 (A + B)引入另一液相引入另一液相（S）各组分在萃取剂各组分在萃取剂中溶解度不同中溶解度不同液相E(萃取相)(S + A+微量B) 液相R(萃余相) (B + 微量A、S)示例用苯萃取分离醋酸和水混合物萃取操作示意图二、萃取过程的技术经济分析u 萃取将难分离的原料液转化为两个易分离的混合液u 后续操作：蒸馏、蒸发、结晶 等u 选择蒸馏或

4、萃取，取决于技术上的可行性和经济上的合理性（1）组分 接近1，或形成恒沸物；（2）溶质在混合液中含量低且为难挥发组分；（3）混合物含热敏性组分。易采用萃取法的体系：三、萃取操作的特点u 萃取剂与混合液部分互溶或完全不互溶萃取剂与混合液部分互溶或完全不互溶u 萃取剂选择性好，则萃取剂选择性好，则 yA/yB xA/xBu 萃取是过渡操作，需有后续脱溶剂过程萃取是过渡操作，需有后续脱溶剂过程u 常温操作，适合热敏性物系，有节能优势常温操作，适合热敏性物系，有节能优势u 三元或多元体系的相平衡关系复杂，需在三三元或多元体系的相平衡关系复杂，需在三角形相图上表达角形相图上表达四、萃取过程的分类按有无化

5、学反应分类萃取化学萃取物理萃取 按萃取级数分类多级逆流萃取 萃取多级萃取单级萃取 多级并流萃取 按萃取技术分类双溶剂萃取单溶剂萃取 膜萃取凝胶萃取超临界萃取萃取反向胶团萃取按萃取组分数目分类萃取多组分萃取单组分萃取 一、组成在三角形相图上的表示方法萃取为三元物系的分离过程溶质 A原溶剂 B萃取剂 S三角形坐标图等边三角形坐标图等腰三角形坐标图非等腰三角形坐标图4.2 液-液相平衡三角形相图三角形相图 （1）顶点代表纯组分）顶点代表纯组分 （2）每条边代表二元溶液）每条边代表二元溶液 坐标表示质量分数坐标表示质量分数 xA + xB = 1 （3）相图中点代表三元溶液）相图中点代表三元溶液 xB

6、 = 1- xA - xS 杠杆规则杠杆规则 R点：组成为点：组成为xA、xB、xS，质量为，质量为R的溶液的溶液 E点：组成为点：组成为yA、yB、yS，质量为，质量为E的溶液的溶液 yS zA zS SSAAAASSzxzxEMRRyzyzME Q QM点称为点称为E、R两点的和点两点的和点 E、R两点称为差点两点称为差点 （和点）（和点） （差点）（差点） （差点）（差点） 原料液原料液F中加入萃取剂中加入萃取剂S，所得混合液，所得混合液M的组成如何判断？的组成如何判断？ 增加萃取剂增加萃取剂S的用量，的用量，M点的点的位置如何变化？位置如何变化？ MFMSSF 从三组分溶液从三组分溶液

7、Q1中除去部中除去部分溶质分溶质A，所得溶液，所得溶液Q2组成组成如何判断？如何判断？和点总在连线上和点总在连线上差点在延长线上差点在延长线上 二、部分互溶物系的相平衡二、部分互溶物系的相平衡 按按A、B、S互溶性，将体系分为两类：互溶性，将体系分为两类： 第第I类物系：类物系：A完全溶于完全溶于B及及S，B与与S部分互溶（部分互溶（B与与S不互溶）不互溶） 第第II类物系：类物系：A、B完全互溶，完全互溶，A与与S及及B与与S部分互溶部分互溶 1. 溶解度曲线溶解度曲线 2.平衡联结线平衡联结线 平衡联结线：平衡联结线： 联结两共轭液相组联结两共轭液相组成的直线成的直线 溶解度曲线：溶解度曲线： 将三角形相图分为将三角形相图分为两个区域：两个区域： 曲线以外为均相区曲线以外为均相区 曲线以内为两相区曲线以内为两相区 两相区内混合液分为相互平两相区内混合液分为相互平衡的两液相，称为共轭相衡的两液相，称为共轭相 联结线、溶解度曲线由实验测得平衡数据作出联结线、溶解度曲线由实验测得平衡数据作出 萃取操作只能在两相区内进行萃取操作只能在两相区内进行 3. 辅助线辅助线 ：利用辅助线可求任一平衡液：利用辅助线可求任一平衡液相的共轭相相的