第十一章 液液萃取
第十一章 液液萃取
第一节简介 、萃取原理 在欲分离的液体混合物中加入一种与其不溶或部分互 溶的液体溶剂，经过充分混合，利用混合液中各组分在溶剂 中溶解度的差异而实现分离的一种单元操作。 溶质A:混合液中欲分离的组分 稀释剂（原溶剂）B：混合液中的溶剂 萃取剂S:所选用的溶剂
第一节 简介 一 、萃取原理 在欲分离的液体混合物中加入一种与其不溶或部分互 溶的液体溶剂，经过充分混合，利用混合液中各组分在溶剂 中溶解度的差异而实现分离的一种单元操作。 溶质 A ：混合液中欲分离的组分 稀释剂（原溶剂）B： 混合液中的溶剂 萃取剂S：所选用的溶剂
二、基本过程描述 搅拌 加料 •混合 混合液 萃取剂 A+B (溶剂S) •分相 排除 萃取相(y 纯化和回收 (S+A+B) 萃余相（ⅹ） (B+A+s)
二、基本过程描述 混合液 A+B 萃取剂 (溶剂S) 萃取相（y） (S+A+B) 萃余相（x） (B+A+S) 搅拌 •加料 •混合 •分相 •排除 •纯化和回收
三、液液萃取的分离对象 >混合液中各组分的沸点很接近或形成恒沸混合物，用一 般精馏方法不经济或不能分离； >混合液中含热敏性物质，受热易分解、聚合或发生其它 化学变化： > 混合液中需分离的组分浓度很低，采用精馏方法须将大 量的稀释剂汽化，能耗太大。 萃取过程本身并未完全完成分离任务，而只是将难于分离 的混合物转变成易于分离的混合物，要得到纯产品并回收 溶剂，必须辅以精馏（或蒸发）等操作
混合液中各组分的沸点很接近或形成恒沸混合物，用一 般精馏方法不经济或不能分离； 混合液中含热敏性物质，受热易分解、聚合或发生其它 化学变化； 混合液中需分离的组分浓度很低，采用精馏方法须将大 量的稀释剂汽化，能耗太大。 三、液液萃取的分离对象 萃取过程本身并未完全完成分离任务，而只是将难于分离 的混合物转变成易于分离的混合物，要得到纯产品并回收 溶剂，必须辅以精馏（或蒸发）等操作
四、液液萃取的基本流程 单级萃取或并流接触萃取 多级错流萃取 单组分萃取 多级逆流萃取 萃取 连续逆流萃取 双组分萃取（回流萃取）
四、液液萃取的基本流程 萃取 单组分萃取 双组分萃取（回流萃取） 单级萃取或并流接触萃取 多级错流萃取 多级逆流萃取 连续逆流萃取
1.单级萃取 萃取剂 料液A+B 混合澄清槽 Solvent Feed Mixer-settler 萃取相 Extract 萃余相 Raffinate 单级萃取最多为一次平衡，故分离程度不高，只适用于溶质 在萃取剂中的溶解度很大或溶质萃取率要求不高的场合
1. 单级萃取 单级萃取最多为一次平衡，故分离程度不高，只适用于溶质 在萃取剂中的溶解度很大或溶质萃取率要求不高的场合。 萃取相 Extract 萃余相 Raffinate 料液A+B Feed 萃取剂 Solvent 混合澄清槽 Mixer-settler
2.多级错流萃取 萃取剂 料液 Solvent Feed 2 萃余相 Raffinate 萃取相 Extract 原料液依次通过各级，新鲜溶剂则分别加入各级的混合槽中，萃 取相（用E表示）和最后一级的萃余相（用R表示）分别进入 溶剂回收设备，回收溶剂后的萃取相称为萃取液（用表示)， 回收溶剂后的萃余相称为萃余液（用R0表示）。 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. 多级错流萃取 萃取剂 Solvent 原料液依次通过各级，新鲜溶剂则分别加入各级的混合槽中，萃 取相（用E表示）和最后一级的萃余相（用R表示）分别进入 溶剂回收设备，回收溶剂后的萃取相称为萃取液（用E 0表示）， 回收溶剂后的萃余相称为萃余液（用R0表示）。 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。 料液 Feed 萃取相 Extract 萃余相 Raffinate 1 2 3 N
3.多级逆流萃取 料液 萃余相 Feed Raffinate 萃取相 萃取剂 Extract Solvent 原料液和萃取剂依次按反方向通过各级，最终萃取相从加 料一端排出，并引入溶剂回收设备中；最终萃余相从加入 萃取剂的一端排出，引入溶剂回收设备中。 特点：可用较少的萃取剂获得比较高的萃取率，工业上广 泛采用
3. 多级逆流萃取 萃取剂 Solvent 原料液和萃取剂依次按反方向通过各级，最终萃取相从加 料一端排出，并引入溶剂回收设备中；最终萃余相从加入 萃取剂的一端排出，引入溶剂回收设备中。 特点：可用较少的萃取剂获得比较高的萃取率，工业上广 泛采用。 料液 Feed 萃取相 Extract 萃余相 Raffinate 1 2 3 N
4.微分接触式（连续接触式) 一般为塔式设备（喷淋塔、填料塔、转盘塔、振动筛板塔 等)。 一液相为连续相，另一液 相为分散相，分散相和连 轻液出口 … Light 续相呈逆流流动； 重液进口 Liquid outlet Heavy 两相在流动过程中进行质 liquid inlet 量传递，其浓度沿塔高呈 连续微分变化； 轻液进口 Light …0 liquid inlet … 重液出口 两相的分离在塔的上下两 Heavy 端进行。 liquid outlet →
一液相为连续相，另一液 相为分散相，分散相和连 续相呈逆流流动； 两相在流动过程中进行质 量传递，其浓度沿塔高呈 连续微分变化； 两相的分离在塔的上下两 端进行。 4. 微分接触式（连续接触式） 一般为塔式设备（喷淋塔、填料塔、转盘塔、振动筛板塔 等）。 轻液出口 Light Liquid outlet 轻液进口 Light liquid inlet 重液出口 Heavy liquid outlet 重液进口 Heavy liquid inlet
五、液-液萃取设备 常见工业萃取设备 产生分散相的动力微分接触式 逐级接触式 重力差 喷啉塔、填料塔 筛板塔 机械搅拌 转盘萃取塔、搅拌萃混合澄清器 取塔、振动筛板塔 脉冲 脉冲填料塔、脉冲筛 脉冲混合澄清器 板塔 离心力作用 连续式离心萃取器 逐级式离心萃取器
五、液-液萃取设备 常见工业萃取设备 产生分散相的动力 微分接触式 逐级接触式 重力差 喷啉塔、填料塔 筛板塔 机械搅拌 转盘萃取塔、搅拌萃 取塔、振动筛板塔 混合澄清器 脉冲 脉冲填料塔、脉冲筛 板塔 脉冲混合澄清器 离心力作用 连续式离心萃取器 逐级式离心萃取器