第十一章液液萃取和固液萃取 西安交大化工原理电子遝件 1.1液液萃取 1.2固液萃取(浸取) 返回
返回 西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 1 返回 第十一章 液液萃取和固液萃取 11.1 液液萃取 11.2固液萃取（浸取）
西1液液萃取概述 萃取是分离液体(或固体)混合物的一种单元操作,其方法是 选择一种溶剂使混合物中于分离的组分溶解与其中,其余组分则不 溶或少溶而获得分离 妥交大化工原理电子遝件 萃取的基本过程如图11-1所示 萃取剂S >萃取相E 原料液 A+B∞ 萃余相R 图11-1萃取过程示意图 1-混合器:2-分层器 返回
返回 西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 2 返回 萃 取 剂 S 原 料 液 A+B 1 2 萃 取 相 E 萃 余 相 R 图 11－ 1 萃 取 过 程 示 意 图 1－ 混 合 器 ； 2－ 分 层 器 11.1.1液液萃取概述 萃取是分离液体（或固体）混合物的一种单元操作，其方法是 选择一种溶剂使混合物中于分离的组分溶解与其中，其余组分则不 溶或少溶而获得分离。 萃取的基本过程如图11—1所示
与分离液体混合物的整流方法比较,下列情况采用是可取的。(1) 交溶质A的浓度很小而稀释剂的浓度B易挥发组分时,直接用蒸馏的 方法能耗是很大,这时可以先萃取,使溶质A富集于萃取剂S中, 大然后对萃取相进行蒸馏,如以氯伤为萃取剂从咖啡因水溶液中分离 化咖啡因。(2)恒沸物或沸点相近组分的分离,此时普通整流方法 工个适用,如催化重整油中芳烃与烷烃的分离因沸点相近而需要塔板 数太多,工业上常用环丁砜为萃取剂融解苯、甲苯、二甲苯以及其 原他芳烃衍生物。(3)需分离的组分不耐热,蒸馏时易分解、聚合 理或发生其他变化,如从发酵液中提取青霉素时采用醋酸丁酯为萃取 剂进行萃取 子遝件 返回
返回 西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 3 返回 与分离液体混合物的整流方法比较，下列情况采用是可取的。（1） 溶质A的浓度很小而稀释剂的浓度B易挥发组分时，直接用蒸馏的 方法能耗是很大，这时可以先萃取，使溶质A富集于萃取剂S中， 然后对萃取相进行蒸馏，如以氯仿为萃取剂从咖啡因水溶液中分离 咖啡因。（2）恒沸物或沸点相近组分的分离，此时普通整流方法 不适用，如催化重整油中芳烃与烷烃的分离因沸点相近而需要塔板 数太多，工业上常用环丁砜为萃取剂融解苯、甲苯、二甲苯以及其 他芳烃衍生物。（3）需分离的组分不耐热，蒸馏时易分解、聚合 或发生其他变化，如从发酵液中提取青霉素时采用醋酸丁酯为萃取 剂进行萃取
西11.1.2三角形相图 萃取过程设计的组分至少油三个,即溶剂A、稀释剂B和萃取剂S 最常见到的三角形相图为直角三角形和正三角形,如图11-2所示 妥交大化工原理电子遝件 0.5 (a)直角三角形 (b)正三角形 图11-2三角形中的相组成 返回
返回 西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 4 返回 A M S H F B G4 0.5 E (a） 直 角 三 角 形 0.5 B S 0.5 A M F E G (b)正 三 角 形 H 11.1.2三角形相图 萃取过程设计的组分至少油三个，即溶剂A、稀释剂B和萃取剂S。 最常见到的三角形相图为直角三角形和正三角形，如图11—2所示。 图11－2 三角形中的相组成
相组成表示方法 三个组分得含量之和应符合 BE+b+ HS= Bs v(A)+v(S)+w(B)=100% 妥交大化工原理电子遝件 溶解度曲线 辅助曲线 辅助曲线 B 图11-3相平衡图 返回
返回 西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 5 返回 一、相组成表示方法 BE BG HS BS ++= w A w S w B ( ) ( ) ( ) 100% + + = 二、溶解度曲线 三个组分得含量之和应符合 E4 E3 E2 E1 B S R4 R3 R R1 K C4 C3 C2 C1 M 辅 助 曲 线 (a) E4 E3 EC E2 E1 S C4 C C3 C2 C1 K R4 B R1 R2 R3 xA RC 辅 助 曲 线 （ b） 图11－3 相平衡图
西三、杠杆规则 安如图11-4所示,混合物M分成任意两个 交相和R,或由任意两个相E和R混合成 个相M,或任意两个组分E和R混合成一个 火混合物M(E、、R、M可以为同一相) 化则在三角形相图中表示其组成得点M、E 和R必在以直线上,且符合以下比例关系 工原理电 E MR 或 E MR R R ME M ME 点M得位置由杠杆规则确定 图11-4杠杆规则的应用 MF S MS F 子遝件 返回
返回 西安交大化工原理电子课件6 返回 三、杠杆规则 如图11 － 4所示，混合物 M分成任意两个 相 E 和 R，或由任意两个相 E 和 R混合成一 个相 M，或任意两个组分 E 和 R混合成一个 混合物 M （ E、、 R 、 M可以为同一相）。 则在三角形相图中表示其组成得点 M 、 E 和 R必在以直线上，且符合以下比例关系 或 点 M得位置由杠杆规则确定： MR ME = ER E MR M ME = MF S MS F = R E M FBA S 图 1 1 － 4 杠 杆 规 则 的 应 用
西1.1.3选择性系数及萃取剂得选择 安在原料液中加入萃取剂后形成平衡得两个液相,溶质A在其中得非配 交关系用分配系数k表示 k=4在E相中得浓度y 大 A在R相中得浓度y4 化同样,对稀释剂B有 k。、B在E相中得浓度_y B在R相中得浓度y 原萃取剂的选择性,用选择性系数表示 理 、kP3X=y1/yB(AB)E VB X/x 电要注意以下几方面: 子1、选择性2、萃取相与萃余相的分离3、萃取剂得回收 遝除此之外,萃取剂还应满足一般得工业要求 件 返回
返回 西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 7 返回 11.1.3选择性系数及萃取剂得选择 在原料液中加入萃取剂后形成平衡得两个液相，溶质A在其中得非配 关系用分配系数kA表示 同样，对稀释剂B有 萃取剂的选择性，用选择性系数 表示 A A A A E y k A R y = 在 相中得浓度 ＝ 在 相中得浓度 B B B E y k R y = B在 相中得浓度 ＝ B在 相中得浓度 / / ( / ) / / ( / ) A A A A B E B B B A B R k y x y y A B k y x x x A B = = = = 要注意以下几方面： 1、 选择性 2、 萃取相与萃余相的分离 3、 萃取剂得回收 除此之外，萃取剂还应满足一般得工业要求
1.1.4单级萃取 西安交大化工原理电子遝件 萃取液E S 图11-5单击萃取流程 萃余液R 1-混合器:2-分层器:3-萃取相分离设备;4-萃余相分离设备 返回
返回 西安交大化工原理电子课件8 返回 11.1.4单级萃取 M R S 萃 取 液E' 3 E 2 1 F S S 4 萃 余 液 R‘ 图 11－ 5 单 击 萃 取 流 程 1－ 混 合 器 ； 2－ 分 层 器 ； 3－ 萃 取 相 分 离 设 备 ； 4－ 萃 余 相 分 离 设 备
西一、利用三角形相图的图解计算 如图11-6所示,单级萃取得计算步骤 安如下 交1、根据已知得平衡数据在直角三角形 火相图中作出溶解度曲线及辅助曲线 辅助曲线 化2、由已知原料液组成x在边AB上定点 xF,连按点S和F。有sm 原 F MS 理3、点M利用辅助曲线作联结线。有 R ME R ME 图11-6单级萃取的图解计算 E MR M RE 子4、连点S、E和点S、R并分别延长交AB于点E和R,则点E和R分别 表示萃取液和萃余液得组成 件 9 返回
返回 西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件 9 返回 如图11—6所示，单级萃取得计算步骤 如下： 1、 根据已知得平衡数据在直角三角形 相图中作出溶解度曲线及辅助曲线。 2、由已知原料液组成xF在边AB上定点 F，连接点S和F。有 3、点M利用辅助曲线作联结线。有 一、利用三角形相图的图解计算 S FM F MS = R ME E MR = R ME M RE = 辅 助 曲 线 图 11－ 6 单 级 萃 取 的 图 解 计 算 M E F R R ' B S A E ' 4、连点S、E和点S、R并分别延长交AB于点E‘和R’ ,则点E’和R’分别 表示萃取液和萃余液得组成
西安交 、S和B完全不互溶时得图解计算 当S和B完全不互溶时,则萃 E 大取相含全部溶剂,萃余相含全 部稀释饥,萃取前厚的物料衡 化算式为(萃取剂为纯溶剂): 工原理电 B。X,=SY+BX 或 l-B (X-XE) 图11-8S和B完全不互溶时的图解计算 子遝件 返回
返回 西安交大化工原理电子课件 10 返回 当S和B完全不互溶时，则萃 取相含全部溶剂，萃余相含全 部稀释饥，萃取前厚的物料衡 算式为（萃取剂为纯溶剂）： 或 B X S Y B X F = + ( ) F B Y X X S = − − 二、 S 和 B完全不互溶时得图解计算 E 操 作 线 FXF X 斜 率 为 衡 线 E 1 Y10 X1 Y 相平 BS − 图 11－ 8 S 和 B完 全 不 互 溶 时 的 图 解 计 算
