州大学化工原理电子教案 萃取剂的选择性可用选择性系数β表示,其定义式为 萃取相中A的质量分数/萃余相中A的质量分数 萃取相中B的质量分数/萃余相中B的质量分数 将式11-3代入上式得 B 由β的定义可知,选择性系数β为组分A、B的分配系数之比,其物理意义颇似蒸馏中的相对挥发度 若B>1,说明组分A在萃取相中的相对含量比萃余相中的高,即组分A、B得到了一定程度的分离,显 然k:值越大,k。值越小,选择性系数β就越大,组分A、B的分离也就越容易,相应的萃取剂的选择性 也就越高;若β=1,则由式11-6可知萃取相和萃余相在脱除溶剂S后将具有相同的组成,并且等于原料 液的组成,说明A、B两组分不能用此萃取剂分离,换言之所选择的萃取剂是不适宜的。萃取剂的选择性 越高,则完成一定的分离任务,所需的萃取剂用量也就越少,相应的用于回收溶剂操作的能耗也就越低。 由式116可知,当组分B、S完全不互溶时,则选择性系数趋于无穷大,显然这是最理想的情况 (2)原溶剂B与萃取剂S的互溶度 E 图112互溶度对萃取操作的影响 (a)组分B与S1互溶度小;(b)组分B与S1互溶度大 如前所述,萃取操作都是在两相区内进行的,达平衡后均分成两个平衡的E相和R相。若将E相脱除 溶剂,则得到萃取液,根据杠杆规则,萃取液组成点必为SE延长线与AB边的交点,显然溶解度曲线的 切线与AB边的交点即为萃取相脱除溶剂后可能得到的具有最高溶质组成的萃取液,由图可知,选择与组 分B具有较小互溶度的萃取剂S1比S2更利于溶质A的分离 (3)萃取剂回收的难易与经济性 萃取后的E相和R相,通常以蒸馏的方法进行分离。萃取剂回收的难易直接影响萃取操作的费用,从 而在很大程度上决定萃取过程的经济性。因此,要求萃取剂S与原料液中的组分的相对挥发度要大,不应 形成恒沸物,并且最好是组成低的组分为易挥发组分。若被萃取的溶质不挥发或挥发度很低时,则要求S 的汽化热要小,以节省能耗 (4)萃取剂的其它物性 为使两相在萃取器中能较快的分层,要求萃取剂与被分离混合物有较大的密度差,特别是对没有外加 能量的设备,较大的密度差可加速分层,提高设备的生产能力。两液相间的界面张力对萃取操作具有重 要影响。萃取物系的界面张力较大时,分散相液滴易聚结,有利于分层,但界面张力过大,则液体不易分 散,难以使两相充分混合,反而使萃取效果降低。界面张力过小,虽然液体容易分散,但易产生乳化现象」 使两相较难分离,因之,界面张力要适中。常用物系的界面张力数值可从有关文献查取。溶剂的粘度对 分离效果也有重要影响。溶剂的粘度低,有利于两相的混合与分层,也有利于流动与传质,故当萃取剂的 粘度较大时,往往加入其它溶剂以降低其粘度。此外,选择萃取剂时,还应考虑其它因素,如萃取剂应 具有化学稳定性和热稳定性,对设备的腐蚀性要小,来源充分,价格较低廉,不易燃易爆等。 通常,很难找到能同时满足上述所有要求的萃取剂,这就需要根据实际情况加以权衡,以保证满足主福州大学化工原理电子教案 萃取 - 2 - 萃取剂的选择性可用选择性系数  表示，其定义式为 将式 11-3 代入上式得 B A k k  = (4-7) 由  的定义可知，选择性系数  为组分 A、B 的分配系数之比，其物理意义颇似蒸馏中的相对挥发度。 若  ＞1，说明组分 A 在萃取相中的相对含量比萃余相中的高，即组分 A、B 得到了一定程度的分离，显 然 A k 值越大， B k 值越小，选择性系数  就越大，组分 A、B 的分离也就越容易，相应的萃取剂的选择性 也就越高；若  =1，则由式 11-6 可知萃取相和萃余相在脱除溶剂 S 后将具有相同的组成，并且等于原料 液的组成，说明 A、B 两组分不能用此萃取剂分离，换言之所选择的萃取剂是不适宜的。萃取剂的选择性 越高，则完成一定的分离任务，所需的萃取剂用量也就越少，相应的用于回收溶剂操作的能耗也就越低。 由式 11-6 可知，当组分 B、S 完全不互溶时，则选择性系数趋于无穷大，显然这是最理想的情况。 （2）原溶剂 B 与萃取剂 S 的互溶度 图 11-12 互溶度对萃取操作的影响 （a）组分 B 与 S1 互溶度小；（b）组分 B 与 S1 互溶度大 如前所述，萃取操作都是在两相区内进行的，达平衡后均分成两个平衡的 E 相和 R 相。若将 E 相脱除 溶剂，则得到萃取液，根据杠杆规则，萃取液组成点必为 SE 延长线与 AB 边的交点，显然溶解度曲线的 切线与 AB 边的交点即为萃取相脱除溶剂后可能得到的具有最高溶质组成的萃取液，由图可知，选择与组 分 B 具有较小互溶度的萃取剂 1 S 比 2 S 更利于溶质 A 的分离。 （3）萃取剂回收的难易与经济性 萃取后的 E 相和 R 相，通常以蒸馏的方法进行分离。萃取剂回收的难易直接影响萃取操作的费用，从 而在很大程度上决定萃取过程的经济性。因此，要求萃取剂 S 与原料液中的组分的相对挥发度要大，不应 形成恒沸物，并且最好是组成低的组分为易挥发组分。若被萃取的溶质不挥发或挥发度很低时，则要求 S 的汽化热要小，以节省能耗。 （4）萃取剂的其它物性 为使两相在萃取器中能较快的分层，要求萃取剂与被分离混合物有较大的密度差，特别是对没有外加 能量的设备，较大的密度差可加速分层，提高设备的生产能力。 两液相间的界面张力对萃取操作具有重 要影响。萃取物系的界面张力较大时，分散相液滴易聚结，有利于分层，但界面张力过大，则液体不易分 散，难以使两相充分混合，反而使萃取效果降低。界面张力过小，虽然液体容易分散，但易产生乳化现象， 使两相较难分离，因之，界面张力要适中。常用物系的界面张力数值可从有关文献查取。 溶剂的粘度对 分离效果也有重要影响。溶剂的粘度低，有利于两相的混合与分层，也有利于流动与传质，故当萃取剂的 粘度较大时，往往加入其它溶剂以降低其粘度。 此外，选择萃取剂时，还应考虑其它因素，如萃取剂应 具有化学稳定性和热稳定性，对设备的腐蚀性要小，来源充分，价格较低廉，不易燃易爆等。 通常，很难找到能同时满足上述所有要求的萃取剂，这就需要根据实际情况加以权衡，以保证满足主