州大学化工原理电子教案 112萃取操作的原理 112.1萃取操作过程及术语 对于液体混合物的分离,除可采用蒸馏的方法外,还可采用萃取的方法,即在液体混合物(原料液) 中加入一个与其基本不相混溶的液体作为溶剂,造成第二相,利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度 不同而使原料液混合物得以分离。液-液萃取,亦称溶剂萃取,简称萃取或抽提。选用的溶剂称为萃取剂, 以S表示;原料液中易溶于S的组分,称为溶质,以A表示;难溶于S的组分称为原溶剂(或稀释剂), 以B表示。如果萃取过程中,萃取剂与原料液中的有关组分不发生化学反应,则称之为物理萃取,反之 则称之为化学萃取 原料液(A+B 萃取相E(S+As) 萃取液E(A.s) 萃余液R'(B小) 混合槽 沉降分层 脱除溶剂 图11-11萃取操作示意图 萃取操作的基本过程如图1-11所示。将一定量萃取剂加入原料液中,然后加以搅拌使原料液与萃取 剂充分混合,溶质通过相界面由原料液向萃取剂中扩散,所以萃取操作与精馏、吸收等过程一样,也属于 两相间的传质过程。搅拌停止后,两液相因密度不同而分层:一层以溶剂S为主,并溶有较多的溶质,称 为萃取相,以E表示;另一层以原溶剂(稀释剂)B为主,且含有未被萃取完的溶质,称为萃余相,以R 表示。若溶剂S和B为部分互溶,则萃取相中还含有少量的B,萃余相中亦含有少量的S。由上可知 萃取操作并未有得到纯净的组分,而是新的混合液:萃取相E和萃余相R。为了得到产品A,并回收溶剂 以供循环使用,尚需对这两相分别进行分离。通常采用蒸馏或蒸发的方法,有时也可采用结晶等其它方法。 脱除溶剂后的萃取相和萃余相分别称为萃取液和萃余液,以E'和R′表示。对于一种液体混合物,宄竟是 采用蒸馏还是萃取加以分离,主要取决于技术上的可行性和经济上的合理性。一般地,在下列情况下采用 萃取方法更为有利 (1)原料液中各组分间的沸点非常接近,也即组分间的相对挥发度接近于1,若采用蒸馏方法很不 经济; (2)料液在蒸馏时形成恒沸物,用普通蒸馏方法不能达到所需的纯度 (3)原料液中需分离的组分含量很低且为难挥发组分,若采用蒸馏方法须将大量稀释剂汽化,能耗 较大 (4)原料液中需分离的组分是热敏性物质,蒸馏时易于分解、聚合或发生其它变化 12.2萃取剂的选择 选择合适的萃取剂是保证萃取操作能够正常进行且经济合理的关键。萃取剂的选择主要考虑以下因 (1)萃取剂的选择性及选择性系数 萃取剂的选择性是指萃取剂S对原料液中两个组分溶解能力的差异。若S对溶质A的溶解能力比对原 溶剂B的溶解能力大得多,即萃取相中ν4比yg大得多,萃余相中xB比x4大得多,那么这种萃取剂的选 择性就好。福州大学化工原理电子教案 萃取 - 1 - 11.2 萃取操作的原理 11.2.1 萃取操作过程及术语 对于液体混合物的分离，除可采用蒸馏的方法外，还可采用萃取的方法，即在液体混合物（原料液） 中加入一个与其基本不相混溶的液体作为溶剂，造成第二相，利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度 不同而使原料液混合物得以分离。液-液萃取，亦称溶剂萃取，简称萃取或抽提。选用的溶剂称为萃取剂， 以 S 表示；原料液中易溶于 S 的组分，称为溶质，以 A 表示；难溶于 S 的组分称为原溶剂（或稀释剂）， 以 B 表示。 如果萃取过程中，萃取剂与原料液中的有关组分不发生化学反应，则称之为物理萃取，反之 则称之为化学萃取。 图 11-11 萃取操作示意图 萃取操作的基本过程如图 11-11 所示。将一定量萃取剂加入原料液中，然后加以搅拌使原料液与萃取 剂充分混合，溶质通过相界面由原料液向萃取剂中扩散，所以萃取操作与精馏、吸收等过程一样，也属于 两相间的传质过程。搅拌停止后，两液相因密度不同而分层：一层以溶剂 S 为主，并溶有较多的溶质，称 为萃取相，以 E 表示；另一层以原溶剂（稀释剂）B 为主，且含有未被萃取完的溶质，称为萃余相，以 R 表示。若溶剂 S 和 B 为部分互溶，则萃取相中还含有少量的 B，萃余相中亦含有少量的 S。 由上可知， 萃取操作并未有得到纯净的组分，而是新的混合液：萃取相 E 和萃余相 R。为了得到产品 A，并回收溶剂 以供循环使用，尚需对这两相分别进行分离。通常采用蒸馏或蒸发的方法，有时也可采用结晶等其它方法。 脱除溶剂后的萃取相和萃余相分别称为萃取液和萃余液，以 E 和 R 表示。对于一种液体混合物，究竟是 采用蒸馏还是萃取加以分离，主要取决于技术上的可行性和经济上的合理性。一般地，在下列情况下采用 萃取方法更为有利。 （1） 原料液中各组分间的沸点非常接近，也即组分间的相对挥发度接近于 1，若采用蒸馏方法很不 经济； （2） 料液在蒸馏时形成恒沸物，用普通蒸馏方法不能达到所需的纯度； （3） 原料液中需分离的组分含量很低且为难挥发组分，若采用蒸馏方法须将大量稀释剂汽化，能耗 较大； （4） 原料液中需分离的组分是热敏性物质，蒸馏时易于分解、聚合或发生其它变化。 11.2.2 萃取剂的选择 选择合适的萃取剂是保证萃取操作能够正常进行且经济合理的关键。萃取剂的选择主要考虑以下因 素。 （1）萃取剂的选择性及选择性系数 萃取剂的选择性是指萃取剂 S 对原料液中两个组分溶解能力的差异。若 S 对溶质 A 的溶解能力比对原 溶剂 B 的溶解能力大得多，即萃取相中 A y 比 B y 大得多，萃余相中 B x 比 A x 大得多，那么这种萃取剂的选 择性就好