化工原理-刘丽娟

第四章液-液萃取主讲人：刘丽娟课程名称：化工原理日期：2023.12.13第四章液-液萃取1.萃取基本概念2.液-液萃取过程分类3.液-液萃取的应用4.萃取剂的选择5.萃取过程的计算2问题：为什么西红柿汤的上层颜色特别红？水煮西红柿汤有油西红柿汤实践证明：放食用油之前：色泽鲜艳、均匀放入油之后：西红柿汤上面颜色明显加深，下层变浅色！34液-液萃取：利用液体混合物中各组分对溶剂溶解

度的差异来分离或提纯物质的传质过程。目的:

分离液-液混合物。依据:

利用混合物中各组分在某一溶剂中的溶解度之间的差异。第一节液-液萃取概述①萃取剂（溶剂）S：所用的溶剂；

②原料液F：所处理的混合液；③溶质A：原料液中易溶于溶剂的组分；

④原溶剂B：原料液中较难溶于溶剂的组分。1.基本概念5①混合传质过程：F（A+B）及S充分接触，组分发生相转移；②沉降分相过程：形成两相E、R，由于密度差而分层；③脱除溶剂过程:回收萃取相中的萃取剂。萃取相Extract萃余相Raffinate料液A+BFeed萃取剂Solvent混合澄清槽Mixer-settlera.单级萃取（分级接触式）2.简单萃取过程b.多级错流萃取（分级接触式）萃取剂Solvent原料液Feed萃取相Extract萃余相Raffinate123N…特点：萃取率比较高，但萃取剂用量较大，溶剂回收处理量大，能耗较大。2.简单萃取过程62.简单萃取过程萃取剂Solvent原料液Feed萃取相Extract萃余相Raffinate123N…特点：萃取率高，萃取剂用量少，工业上广泛采用。c.多级逆流萃取（分级接触式）7溶质浓度很低,且为难挥发组分物系的分离热敏性物系的分离相对挥发度α≈1物系的蒸馏分离如石油化工中，芳烃与脂族烃的分离如稀醋酸水溶液制备无水醋酸如制药行业中，从复杂有机液体混合物中分离青霉素、维生素其它有色金属冶炼：湿法冶金矿石浸出液中钒铬、钛铁等的分离工业废水处理：用二烷基乙酰胺脱除染料厂、炼油厂、焦化厂

废水中的苯酚。3.萃取应用8实例.屠呦呦-乙醚低温萃取青蒿素1972年成功提取C15H22O5晶体，命名青蒿素2011年9月，因发现青蒿素——治疗疟疾的药2015年10月获得诺贝尔医学奖。2017年1月9日获2016年国家最高科学技术奖。910①萃取能力强分配系数尽可能大。②选择性好表现为分离系数大。③萃取容量大表现为单位体积或单位质量溶解萃合物多。④化学稳定性强耐酸碱、抗氧化还原、耐热、无腐蚀。⑤易与原料液相分层粘度低、不乳化、不产生第三相。⑥易于反萃或分离便于萃取剂的重复利用。⑦安全性经济性好无毒、不易燃、难挥发、成本低、损耗小。

4.萃取剂的选择11①中性萃取剂包括含磷类、含氧类和含硫类，如磷酸三丁酯（TBP）、甲基异丁基酮（MIBK）、二辛基亚砜（DOSO）等。②有机酸萃取剂有机磷酸、有机磺酸、羧酸等。③胺类萃取剂各种有机胺和胺盐。④螯合萃取剂各种有机螯合物、冠醚等。常用萃取剂机器学习-人工智能溶剂筛选1213KD(distribution)——分配系数说明（1）KD只在一定温度下；（2）溶液中溶质的浓度很低；（3）溶质在两相中的存在形式相同。KD为常数分配过程达到平衡：A(w)

A(o)当某一溶质A在基本上不相混溶的两个溶剂中分配时，如在给定的温度下在两相达到平衡后，且溶质在两相中分子量相等，则其在两相中的浓度的比值为常数——Nernst分配定律1.分配系数(distributioncoefficient)5.萃取过程理论基础142.分配比(distributionratio)分配比：表示溶质在两相中以各种形式存在的总浓度的比值。例：某有机酸HA在水相和有机相中进行分配两相中的平衡关系如下：结论：分配比随水溶液pH的变化而变化5.萃取过程理论基础5.萃取过程理论基础2.分配比(distributionratio)生物活性物质提取弱酸或弱碱的一般程序1516已知料液初始浓度，计算平衡时最终浓度假定传质处于平衡状态，则有萃取后，两相溶质在平衡时的浓度分别如下：定义萃取因子E，萃取分数η3.萃取过程计算（混合-澄清式萃取器）物料衡算式1616料液萃取剂L,yFH,xF混合器澄清器萃取相萃余相H,xL,y17利用乙酸乙酯萃取发