化工原理天大柴诚敬35-36学时

1、第十章 液液萃取和液固浸取,通过本章学习，应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；萃取设备的类型及结构特点。,学习目的 与要求,10.1 液液萃取概述,10.1.1 萃取的原理与流程,第十章 液液萃取和液固浸取,一、萃取过程的原理,形成两相体系的方法,引入一液相（萃取剂）,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（萃取剂S）,各组分在萃取剂 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,二、萃

2、取操作流程,萃取操作示意图,10.1.1 萃取的原理与流程,第十章 液液萃取和液固浸取,10.1.2 萃取的分类与应用,10.1 液液萃取概述,一、萃取过程的分类,按有无化学反应分类,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,一、萃取过程的分类,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,二、萃取操作的应用,萃取操作应用场合,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 物系的分离,第十章 液液萃取和液固浸取,10.2

3、液液相平衡关系,10.2.1 液液平衡相图,10.1 液液萃取概述,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,组成在三角形坐标图上的表示方法,M 点,D 点,A,B,S,二、各组分量之间的关系杠杆规则,杠杆规则,M =,和点,差点,差点,MA,MB,MA + MB,杠杆规则的应用,A,B,S,液相 R r kg xA、xS、xB,液相 E e kg yA、yS、yB,液相 M m kg zA、zS、zB,三、液液平衡相图(溶解度曲线),根据萃取操作中各组分的互溶性，三元物

4、系分为以下情况，即,类物系,类物系,1. 溶解度曲线的两种形式, A完全溶于B及S，B与S不互溶, A完全溶于B及S，B与S部分互溶, A完全溶于B，A与S部分互溶 B与S部分互溶,溶解度曲线 (1)已知联结线,共轭相,均相区,两相区,溶解度曲线,临界混溶点,联结线,溶解度曲线 (2)已知辅助曲线,辅助曲线,溶解度曲线,两种溶解度曲线的互换,由联结线求辅助曲线,两种溶解度曲线的互换,由辅助曲线求联结线,2. 温度对溶解度曲线的影响,温度 T,溶解度,两相区,不利于萃取操作,三、液液平衡相图(溶解度曲线),第十章 液液萃取和液固浸取,10.2 液液相平衡关系,10.2.1 液液平衡相图,10.1

5、 液液萃取概述,10.2.2 液液平衡方程与分配曲线,一、以质量分数表示的平衡方程,气液平衡方程,液液平衡方程,萃取相中 溶质分数,萃余相中 溶质分数,分配 系数,若 S与 B完全不互溶,萃取相中不含 B，S 的量不变,萃余相中不含 S ，B 的量不变,用质量比 计算方便,液液平衡方程,二、以质量比表示的平衡方程,萃取相中溶质的质量比,分配 系数,萃余相中溶质的质量比,三、分配曲线,以xA为横坐标，yA为纵坐标，在直角坐标图上，每一对共轭相可得一个点，将这些点联结起来，得到曲线称为分配曲线。,溶解度曲线,分配曲线,分配曲线的作法,第十章 液液萃取和液固浸取,10.2 液液相平衡关系,10.2.

6、1 液液平衡相图,10.1 液液萃取概述,10.2.2 液液平衡方程与分配曲线,10.2.3 萃取剂的选择,一、萃取剂的选择性与选择性系数,萃取剂的选择性是指萃取剂 S对原料液中两个组分溶解能力的差异。,选择性系数,因为,所以,萃取效果,萃取操作, 1,不能实现萃取分离,一、萃取剂的选择性与选择性系数,二、萃取剂的选择,萃取剂选择考虑的主要因素,选择性系数,原溶剂 B与萃取剂 S的互溶度,萃取剂回收的难易,萃取剂的其他物性,密度,表面张力,黏度,萃取剂的稳定性、安全性、经济性,10.1 萃取过程概述,第十章 液液萃取和液固浸取,10.2 液液相平衡关系,10.3 液液萃取过程的计算,10.3.1 单级萃取的计算,一、B 与 S 部分互溶物系,已知：原料量 F 、原料组成 xF 溶剂组成 yS 规定：萃余相组成 xR 计算：萃取剂量 S 萃取相量 E 、组成 yE 萃余相量 R 萃取液量 、组成 萃余液量 、组成,单级萃取图解,xF,纯溶剂,F,xR,R,E,M,yE,一、B 与 S 部分互溶物系,练