第五章 其他分离技术和分离过程 5.1概述 5.2三元体系液液相平衡 5.3萃取过程的计算
5.1 概述 5.3 萃取过程的计算 5.2 三元体系液液相平衡
一、液液萃取简介 1、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
一、液液萃取简介 1、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
2、基本过程描述 加料 搅拌 混合 混合液 萃取剂 A+B 分相 (溶剂S) 排除 •纯化和回收 萃取相 (S+A+B) 萃余相 (B+A+S)
2、基本过程描述 混合液 A+B 萃取剂 (溶剂S) 萃取相 (S+A+B) 萃余相 (B+A+S) •加料 搅拌 •混合 •分相 •排除 •纯化和回收
3、分离对象 —液液混合物 1)相对挥发度等于或者接近1（烷烃芳烃） 2)重组分含量少，轻组分含量多（水-HAc)(含酚废水处理） 3)混合液含热敏性物质（药物） 4、萃取操作的特点 •选择适宜的溶剂是一个关键问题 ·两个液相应具有一定的密度差 •溶质与萃取剂的沸点差大有利
3、分离对象 ——液液混合物 1）相对挥发度等于或者接近1 (烷烃/芳烃) 2）重组分 含量少，轻组分含量多(水-HAc)(含酚废水处理) 3）混合液含热敏性物质（药物） 4、萃取操作的特点 •选择适宜的溶剂是一个关键问题 •两个液相应具有一定的密度差 •溶质与萃取剂的沸点差大有利
二、液液萃取在工业上的应用 1、液液萃取在石油化工中的应用 •分离轻油裂解和铂重整产生的芳烃和非芳烃混合物 •用酯类溶剂萃取乙酸，用丙烷萃取润滑油中的石蜡 ·以HF-BF3作萃取剂，从C8馏分中分离二甲苯及其同分异构体 2、在生物化工和精细化工中的应用 •以醋酸丁酯为溶剂萃取含青霉素的发酵液 •香料工业中用正丙醇从亚硫酸纸浆废水中提取香兰素 •食品工业中TBP从发酵液中萃取柠檬酸 3、湿法治金中的应用 用溶剂LIX63-65等螯合萃取剂从铜的浸取液中提取铜
二、液液萃取在工业上的应用 1、液液萃取在石油化工中的应用 •分离轻油裂解和铂重整产生的芳烃和非芳烃混合物 •用酯类溶剂萃取乙酸，用丙烷萃取润滑油中的石蜡 •以HF-BF3作萃取剂，从C8馏分中分离二甲苯及其同分异构体 2、在生物化工和精细化工中的应用 •以醋酸丁酯为溶剂萃取含青霉素的发酵液 •香料工业中用正丙醇从亚硫酸纸浆废水中提取香兰素 •食品工业中TBP从发酵液中萃取柠檬酸 3、湿法冶金中的应用 用溶剂LIX63-65等螯合萃取剂从铜的浸取液中提取铜
三、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）
三、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
溶质A可溶于稀释剂B及萃取剂S中，但萃取剂 S与稀释剂B不互溶 三元物系〈溶质A可溶于稀释剂B及萃取剂S中，稀释剂B 与萃取剂$也可部分互溶 三元混合液中有两对组分可部分互溶，即溶质 A与萃取剂S部分互溶，稀释剂B与萃取剂S也部 分互溶 >
三元物系 溶质A可溶于稀释剂B及萃取剂S中，但萃取剂 S与稀释剂B不互溶 溶质A可溶于稀释剂B及萃取剂S中，稀释剂B 与萃取剂S也可部分互溶 三元混合液中有两对组分可部分互溶，即溶质 A与萃取剂S部分互溶，稀释剂B与萃取剂S也部 分互溶
5.2三元体系液液相平衡 1、三元组成在三角形相图中的表示法 三个顶点：纯物质 1.0 三条边上的点：二元 K 混合物的组成 E D H点的组成为： 0.4 M XA=BH =0.7 0.2 XB=AH=0.3 B002F0,40.6G0.9i0S
1、三元组成在三角形相图中的表示法 三个顶点：纯物质 三条边上的点：二元 混合物的组成 A B S H · x = BH = 0.7 A xB = AH = 0.3 M D E F G K H点的组成为： 5.2 三元体系液液相平衡
三角形内的任一点：一定组成的三元混合物 M点的组成为： X=BE=0.4 xB=SG=0.3 xs AK=0.3 x4+xB+xs=0.4+0.3+0.3=1.0 直角三角形相图 M点的横坐标表示萃取剂S的质量百分数xs=0.3 纵坐标表示溶质A的质量百分数X4=0.4 xB=1-x4-xs=1-0.4-0.3=0.3
三角形内的任一点：一定组成的三元混合物 M点的组成为： x = BE = 0.4 x = SG = 0.3 x = AK = 0.3 A B S xA + xB + xS = 0.4+ 0.3+ 0.3 =1.0 直角三角形相图 M点的横坐标表示萃取剂S的质量百分数 xS = 0.3 纵坐标表示溶质A的质量百分数 xA = 0.4 xB =1− xA − xS =1−0.4−0.3 = 0.3
2、杠杆法则 —萃取物料衡算的依据 三点共线 10A M点：合点 D、E:差点 0.8 •线段成比例 0.6 D MC C MD C DM M 0.2 CD D CM B 0 0.20.40.60.81.0 M CD
2、杠杆法则 ● •三点共线 M点：合点 D、E：差点 ● D ● E •线段成比例 MD MC C D = CD DM M C = CD CM M D = ——萃取物料衡算的依据