POLYTECHNIC INER MONGOL 53液液取过程的计算TN 52液-液萃取相平衡 154新型萃取技术 INNER 55液液萃取设备 Nmo本章总结一联系图y)1mm INNER MONGOL UNIVERSITY POLYTECHNIC 证 R MCNGOL LA 2021年2月21日0第五章液一液萃取 1/120
2021年2月21日 第五章 液－液萃取 1/120 第五章 液-液萃取 5.1 概述 5.2 液-液萃取相平衡 5.3 液-液萃取过程的计算 5.4 新型萃取技术 5.5 液-液萃取设备 本章总结－联系图
TECHN 5.1概述 1萃取原理 INNER MONGOL IA 萃取:在液体混合物(原料液)中加入一个与其基本不相 混溶的液体作为溶剂,造成第二相,利用原料液中各组分c 在两个液相中的溶解度不同而使原料液混合物得以分离的 单元操作。亦称溶剂萃取,简称萃取或抽提 分离液体混合物的单元操作。 选用的溶剂称为萃取剂,以S表示 原和液中易泽小S的分,称为顾A表示: VI O ALISCHAIN NNER MONGOL IA拆。 UNIVERSITY POLYTECHNIC 证 R MCNGOL LA 2021年2月21日0第五章液一液萃取 2/120
2021年2月21日 第五章 液－液萃取 2/120 5.1 概述 1.萃取原理 萃取：在液体混合物（原料液）中加入一个与其基本不相 混溶的液体作为溶剂，造成第二相，利用原料液中各组分 在两个液相中的溶解度不同而使原料液混合物得以分离的 单元操作。亦称溶剂萃取，简称萃取或抽提。 分离液体混合物的单元操作。 选用的溶剂称为萃取剂，以S表示； 原料液中易溶于S的组分，称为溶质，以A表示； 难溶于S的组分称为原溶剂（或稀释剂），以B表示
TECHN 2萃取的分类 INNER MONGOL IA 按组分数目分: 多组元体系:原料液中有两个以上组分或溶剂为两种不 互溶的溶剂 元体系:原料液中含有两个组分,溶剂为单溶剂 按有无化学反应分: √物理萃取:萃取过程中,萃取剂与原料液中的有关组分 不发生化学反应 √化学萃取 nv本章主要讨论三元体系的物理萃取。w UNIVERSITY POL YTECHNIC 证 R MCNGOL LA 2021年2月21日0第五章液一液萃取 3/120
2021年2月21日 第五章 液－液萃取 3/120 2.萃取的分类 按组分数目分： ✓多组元体系：原料液中有两个以上组分或溶剂为两种不 互溶的溶剂 ✓三元体系：原料液中含有两个组分，溶剂为单溶剂 按有无化学反应分： ✓物理萃取：萃取过程中，萃取剂与原料液中的有关组分 不发生化学反应 ✓化学萃取 本章主要讨论三元体系的物理萃取
POLYTECHNIC TECHN 3.萃取过程 MONGOL IA 萃取操作的基本过程如图所示。将一定量萃取剂加入原料液中,然后 加以搅拌使原料液与萃取剂充分混合,溶质通过相界面由原料液向萃 取剂中扩散,所以萃取操作与精馏、吸收等过程一样,也属于两相间 的传质过程。搅拌停止后,两液相因密度不同而分层:二层以溶剂s为 主,并溶有较多的溶质,称为萃取相,以E表示;另一层以原溶剂(稀 释剂)B为主,且含有未被萃取完的溶质,称为萃余相,以R表示。若 溶剂S和B为部分互溶,则萃取相中还含有少量的B,萃余相中亦含有 少量的S 原料液(A+B) 萃取相E(S+As) 萃取液E(A.s) ILA TOd LISecAIN 萃余液R'(B 萃余相R(Bx) 混合槽 沉降分层 脱除溶剂 2萃取操作示意图 2021年2月21日0第五章液一液萃取 4/120
2021年2月21日 第五章 液－液萃取 4/120 3.萃取过程 萃取操作的基本过程如图所示。将一定量萃取剂加入原料液中，然后 加以搅拌使原料液与萃取剂充分混合，溶质通过相界面由原料液向萃 取剂中扩散，所以萃取操作与精馏、吸收等过程一样，也属于两相间 的传质过程。搅拌停止后，两液相因密度不同而分层：一层以溶剂S为 主，并溶有较多的溶质，称为萃取相，以E表示；另一层以原溶剂（稀 释剂）B为主，且含有未被萃取完的溶质，称为萃余相，以R表示。若 溶剂S和B为部分互溶，则萃取相中还含有少量的B，萃余相中亦含有 少量的S。 萃取操作示意图
POLYTECHNIC TECHN MONGOLIA 由上可知,萃取操作并未有得到纯净的组分,而是新的 混合液:萃取相E和萃余相R。为了得到产品A,并回收溶 剂以供循环使用,尚需对这两相分别进行分离。通常采用 蒸馏或蒸发的方法,有时也可采用结晶等其它方法。脱除 溶剂后的萃取相和萃余相分别称为萃取液和萃余液,以E NIVERSITY POLYTECHNIC UNIVERSITY POLYTECHIC UNIVE 和R表示。 INFR BO INNER MONGOL IA VI O INNER MONGOL IA UNIVERSITY POLYTECHNIC 证 R MCNGOL LA 2021年2月21日0第五章液一液萃取 5/120
2021年2月21日 第五章 液－液萃取 5/120 由上可知，萃取操作并未有得到纯净的组分，而是新的 混合液：萃取相E和萃余相R。为了得到产品A，并回收溶 剂以供循环使用，尚需对这两相分别进行分离。通常采用 蒸馏或蒸发的方法，有时也可采用结晶等其它方法。脱除 溶剂后的萃取相和萃余相分别称为萃取液和萃余液，以 和 表示。 E R
TECHN 04萃取操作的应用 MONGOLIA 对于一种液体混合物,究竟是采用蒸馏还是萃取加以分 离,主要取决于技术上的可行性和经济上的合理性。 般地,在下列情况下采用萃取方法更为有利 LER MONGOL (1)原料液中各组分间的相对挥发度接近于1或形成价c 沸物,若采用蒸馏方法不能分离或很不经济;s (2)原料液中需分离的组分含量很低且为难挥发组分, (3)原料液中需分离的组分是热敏性物质,蒸馏时易于 分解、聚合或发生其它变化 1(4)其它,如多种金属物质的分离,核工业材料的制取, 治理环境污染等 INNER UNIVERSITY POLYTECHNIC 2021年2月21日0第五章液一液萃取 6/120
2021年2月21日 第五章 液－液萃取 6/120 4.萃取操作的应用 对于一种液体混合物，究竟是采用蒸馏还是萃取加以分 离，主要取决于技术上的可行性和经济上的合理性。 一般地，在下列情况下采用萃取方法更为有利。 （1） 原料液中各组分间的相对挥发度接近于1或形成恒 沸物，若采用蒸馏方法不能分离或很不经济； （2）原料液中需分离的组分含量很低且为难挥发组分， 若采用蒸馏方法须将大量稀释剂汽化，能耗较大； （3） 原料液中需分离的组分是热敏性物质，蒸馏时易于 分解、聚合或发生其它变化。 （4）其它，如多种金属物质的分离，核工业材料的制取， 治理环境污染等
5.2液液萃取相平衡守 TECHN 521三角形坐标图及杠杆规则NERs 1.三角形坐标图 三角形坐标图通常有等边三角形坐标图、等腰直角三角形 坐标图和非等腰直角三角形坐标图,如图所示,其中以等 腰直角三角形坐标图最为常用 0.8 A 0.2 0.6 0.4 0.6 0.6 0.6 M 0.6 0.8 VI O E 0.8 S B 0 0.80.6040.2 0.80.6040.2 (a) (b) 混合物的组成用质量分数表示 12021年2月21日00第五章液一液萃取 7/120
2021年2月21日 第五章 液－液萃取 7/120 5.2 液-液萃取相平衡 5.2.1 三角形坐标图及杠杆规则 1.三角形坐标图 三角形坐标图通常有等边三角形坐标图、等腰直角三角形 坐标图和非等腰直角三角形坐标图，如图所示，其中以等 腰直角三角形坐标图最为常用。 图11-1 三角形相图 混合物的组成用质量分数表示
POLYTECHNIC 〖说明〗 √在三角形坐标图中,AB边以A的质量分 数作为标度,BS边以B的质量分数作为标 度,SA边以S的质量分数作为标度。 0.8 0.2 √顶点分别代表一个纯组分,即顶点A表 0.6 04 0.6 示纯溶质A,顶点B表示纯原溶剂(稀释2M人B8 剂)B,顶点S表示纯萃取剂S。。 y任意边上的任一点代表一个二元混合物0604102 系,第三组分的组成为零。例如AB边上 〔a 的E点,表示由A、B组成的二元混合物系 由图可读得:A的组成为040,则B的组 0M成为(10040)=060,S的组成为零。 ALIS8EAIN INNER MONGOL IA UNIVERSITY POLYTECHNIC 证 R MCNGOL LA 2021年2月21日0第五章液一液萃取 8/120
2021年2月21日 第五章 液－液萃取 8/120 〖说明〗 ✓在三角形坐标图中，AB边以A的质量分 数作为标度，BS边以B的质量分数作为标 度，SA边以S的质量分数作为标度。 ✓顶点分别代表一个纯组分，即顶点A表 示纯溶质A，顶点B表示纯原溶剂（稀释 剂）B，顶点S表示纯萃取剂S。 ✓任意边上的任一点代表一个二元混合物 系，第三组分的组成为零。例如AB边上 的E点，表示由A、B组成的二元混合物系， 由图可读得：A的组成为0.40，则B的组 成为（1.0–0.40）= 0.60，S的组成为零
TECHN √三角形坐标图内任一点代表一个三 元混合物系。例如M点即表示由A、B S三个组分组成的混合物系。其组成可 按下法确定:过物系点M分别作对边03 0.2 K 的平行线ED、HG、KF,则由点E、G、 H 04 0.6 K可直接读得A、B、S的组成分别为: 在诸三角形坐标图中,等腰直角三。 xA=0.4、xB=0.3、x=0.3 04 0.8 角形坐标图可直接在普通直角坐标纸 G 上进行标绘,且读数较为方便,故目 0.80.60.40.2 前多采用等腰直角三角形坐标图 b √实际应用时,一般首先由两直角边 的标度读得A、S的组成,再根据归 化条件求得B的组成 INNER MONGOL IA UNIVERSITY POLYTECHNIC 2021年2月21日0第五章液一液萃取 9/120
2021年2月21日 第五章 液－液萃取 9/120 ✓三角形坐标图内任一点代表一个三 元混合物系。例如M点即表示由A、B、 S三个组分组成的混合物系。其组成可 按下法确定：过物系点M分别作对边 的平行线ED、HG、KF，则由点E、G、 K可直接读得A、B、S的组成分别为： xA =0.4、xB =0.3、xS =0.3； ✓在诸三角形坐标图中，等腰直角三 角形坐标图可直接在普通直角坐标纸 上进行标绘，且读数较为方便，故目 前多采用等腰直角三角形坐标图。 ✓实际应用时，一般首先由两直角边 的标度读得A、S的组成，再根据归一 化条件求得B的组成
2杠杆规则 OLYTECHN 如图所示,将质量为m、组成为x A Is x、xs的混合物系R与质量为m、组成 为yA 的混合物系E相混 得 到一个质量为m、组成为二A、EB、z的 分别以点R、E和M表示。M点称为RF 新混合物系M,其在三角形坐标图中 点与E点的和点,R点与E点称为差点。 ys 和点M与差点E、R之间的关系可用队 b 杠杆规则描述,即 00 (1)几何关系:和点M与差点E、R共 线。即:和点在两差点的连线上; AB ZB yB 01A个差点在另一差点与和点连线的延长 线上 INNER MONGOL IA s UNIVERSITY POLYTECHNIC 证 R MCNGOL LA 2021年2月21日0第五章液一液萃取 10/120
2021年2月21日 第五章 液－液萃取 10/120 2.杠杆规则 如图所示，将质量为mR、组成为xA、 xB、xS的混合物系R与质量为mE、组成 为yA、yB、yS的混合物系E相混合，得 到一个质量为m、组成为zA、zB、zS的 新混合物系M，其在三角形坐标图中 分别以点R、E和M表示。M点称为R 点与E点的和点，R点与E点称为差点。 和点M与差点E、R之间的关系可用 杠杆规则描述，即 (1)几何关系：和点M与差点E、R共 线。即：和点在两差点的连线上；一 个差点在另一差点与和点连线的延长 线上