第九章液-液萃取 ga CCI CCI4+ I2 Water Water BC D H20+ Figure 9-1. Diagram illustrating the basic principle of liquid-His quid extraction
第九章 液-液萃取
Ether H FeCl H20 HV Figure 9-2. Separation of Fe from v by a liquid-liquid extraction in a separatory
第九章 液-液萃取
第九章液-液萃取 1分类 2优点 3操作的一般过程 4分配定律与分配平衡 5萃取的基本理论 弱电解质的分配平衡 52化学萃取平衡 5.3溶剂萃取操作 6萃取过程设计 6.1混合澄清式萃取 6,2多级错流接触萃取 6.3多级逆流接触萃取 64分馏萃取
第九章 液-液萃取 1 分类 2 优点 3 操作的一般过程 4 分配定律与分配平衡 5 萃取的基本理论 5.1 弱电解质的分配平衡 5.2 化学萃取平衡 5.3 溶剂萃取操作 6 萃取过程设计 6.1 混合-澄清式萃取 6.2 多级错流接触萃取 6.3 多级逆流接触萃取 6.4 分馏萃取
1分类 按参与溶质分配的两相不同而分为 液液萃取( liquid- liquid extraction) 液-固萃取( liquid- solid extraction) 固相萃取( solid phase extraction,SPE) 双水相萃取( two water phase extraction) 超临界流体萃取( supercritical fluid extraction) 按原理不同分为 传统萃取技术 溶剂液液萃取 液-固萃取 固相萃取 双水相萃取 液膜萃取( liquid membrane extraction) 反胶团萃取( reversed micellar extraction) 超临界萃取
1 分 类 按参与溶质分配的两相不同而分为 液-液萃取(liquid-liquid extraction) 液-固萃取(liquid-solid extraction) 固相萃取(solid phase extraction, SPE) 双水相萃取(two water phase extraction) 超临界流体萃取(supercritical fluid extraction) 按原理不同分为 传统萃取技术 溶剂液-液萃取 液-固萃取 固相萃取 双水相萃取 液膜萃取(liquid membrane extraction) 反胶团萃取(reversed micellar extraction) 超临界萃取
2优点 萃取过程具有选择性 2能与其他纯化方法相配合 3通过相转移,减少目标产物的降解 4规模放大极为容易 5传质快、生产周期短 6便于连续操作、易于计算机控制 7无相变、能耗低、成本低 8方法成熟、易于设计
2 优 点 1 萃取过程具有选择性 2 能与其他纯化方法相配合 3 通过相转移，减少目标产物的降解 4 规模放大极为容易 5 传质快、生产周期短 6 便于连续操作、易于计算机控制 7 无相变、能耗低、成本低 8 方法成熟、易于设计
3操作的一般过程 萃取( Extraction) 利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不 同而使溶质得到纯化或浓缩的方法称为萃取 萃取剂( extractant)、轻相( light phase)、萃取相 ( solvent phase)、萃余相、重相( heavy phase)。 液液萃取: 以液体为萃取剂,当含有目标产物的原料也为 light phase 液体时,则为液液萃取。 液固萃取或浸取( Leaching): 含有目标产物的原料为固体,则为液固萃取 he leavy 萃取速率可用下式表示: time c:料液相溶质浓度(mol),c*:与萃取相中的溶 质浓度呈相平衡的料液相溶浓度(mol/),t:时间dle (s),k:传质系数(m/s),a:以料液相体积为基准的 k 相间接触比表面积(m) t
3 操作的一般过程 萃取(Extraction)： 利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不 同而使溶质得到纯化或浓缩的方法称为萃取。 萃取剂(extractant)、轻相(light phase)、萃取相 (solvent phase)、萃余相、重相(heavy phase)。 液液萃取： 以液体为萃取剂，当含有目标产物的原料也为 液体时，则为液液萃取。 液固萃取或浸取（Leaching）： 含有目标产物的原料为固体，则为液固萃取。 萃取速率可用下式表示： c: 料液相溶质浓度(mol/l), c*: 与萃取相中的溶 质浓度呈相平衡的料液相溶浓度(mol/l), t: 时间 (s), k: 传质系数(m/s), a: 以料液相体积为基准的 相间接触比表面积(m-1 )
3操作的一般过程 反萃取( Back extraction) 当萃取操作后,为进一步纯化目标产物或便于下步分离操作,往往需 要将目标产物转移到水相。这种调节水相条件,将目标产物从有机相 转入水相的萃取操作称为反萃取。 Ether H. FeCl Ether H FeCl H2o Fe 3+ NAOH HCl HVO. #2 H2o
3 操作的一般过程 反萃取(Back extraction)： 当萃取操作后，为进一步纯化目标产物或便于下步分离操作，往往需 要将目标产物转移到水相。这种调节水相条件，将目标产物从有机相 转入水相的萃取操作称为反萃取
3操作的一般过程 洗涤操作 washing processing:对于一个完整的萃取过程,常在 萃取和反萃取之间增加洗涤操作 萃取一洗涤一反萃取 料液 洗 反萃残剂、稀释 crude 涤 萃剂返回使用 萃取液 剂 产物+少 量杂质 萃 取 洗涤 待反萃物 反萃取 萃取剂 extractant 萃残液 产物 杂质+少 量产物
3 操作的一般过程 洗涤操作(washing processing)：对于一个完整的萃取过程，常在 萃取和反萃取之间增加洗涤操作 萃取 – 洗涤 – 反萃取
3操作的一般过程 物理萃取:溶质根据相似相溶的原理在两相间达到分配平衡,萃取剂 与溶质之间不发生化学反应。例如,用乙酸丁酯萃取青霉素。 化学萃取:用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶性复合分 子实现溶质向有机相的分配。萃取剂与溶质之间的化学反应,包括离 子交换和络合反应等。如用萃取剂季铵盐(氯化三辛基甲铵,RCl)萃 取氨基酸A 稀释剂( diluent):化学萃取中通常用煤油、已烷、和苯等溶解萃取剂 改善萃取相的物理性质,此时的有机溶剂称为稀释剂。 JA +R*cI e cr+R*A organic phase) [+HA+OH( water phase)
3 操作的一般过程 物理萃取：溶质根据相似相溶的原理在两相间达到分配平衡，萃取剂 与溶质之间不发生化学反应。例如，用乙酸丁酯萃取青霉素。 化学萃取：用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶性复合分 子实现溶质向有机相的分配。萃取剂与溶质之间的化学反应，包括离 子交换和络合反应等。如用萃取剂季铵盐(氯化三辛基甲铵，R+Cl-)萃 取氨基酸A-。 稀释剂(diluent)：化学萃取中通常用煤油、已烷、和苯等溶解萃取剂， 改善萃取相的物理性质，此时的有机溶剂称为稀释剂
4分配定律与分配平衡 分配定律( distribution law) ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ light phase [solute]=y 在恒温恒压下,溶质在互不相溶的两相中达到分 C 配平衡时,溶质在两相中的平衡浓度之比为常数匪 适应条件:相同分子形态(相对分子质量相同) 存在于两相中的溶质浓度之比。不适合于化学萃 heavy phase, [solute]=x 取,因溶质在各相中并非以同一种分子形态存在 C 分配系数 (distribution coefficient)或分配比 溶质在两相中的总浓度之比 4 适应条件:高低浓度 线性平衡: V,/x, 适应条件:低浓度 Langmuir型平衡 适应条件:高低浓度 a,b和n为常数 Jaar' b+x 6+x
4 分配定律与分配平衡 分配定律(distribution law) 在恒温恒压下，溶质在互不相溶的两相中达到分 配平衡时，溶质在两相中的平衡浓度之比为常数 适应条件：相同分子形态（相对分子质量相同） 存在于两相中的溶质浓度之比。不适合于化学萃 取，因溶质在各相中并非以同一种分子形态存在。 分配系数(distribution coefficient)或分配比 溶质在两相中的总浓度之比 适应条件：高低浓度 线性平衡： 适应条件：低浓度 Langmuir型平衡 适应条件：高低浓度 a, b和n为常数