化工原理第十一章-液液萃取

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1、第十一章液液萃取（抽提）LiquidExtraction11.1概述液-液萃取（抽提）：在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，分相，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。又称溶剂萃取。目的:分离液-液混合物。操作依据:利用混合物中各组分在某一溶剂中的溶解度之间的差异。常见的萃取操作流程原料A+B萃取剂S萃取相E萃余相R萃取剂S萃取液E’萃余液R’萃取剂S常见的萃取操作流程平衡两相萃取相E,y——溶剂相中出现(S+A+B)萃余相R,x——原溶剂相中出现(B+S+A)萃余相脱除溶剂得萃余液R’,x’萃取相脱除溶剂得萃取液E’,y

2、’萃余相脱除溶剂得萃余液R’,x’萃取相脱除溶剂得萃取液E’,y’脱除溶剂实现萃取操作的基本要求①选择适宜的溶剂。溶剂能选择性地溶解各组分，即对溶质具有显著的溶解能力，而对其他组分和原溶剂完全不溶或部分互溶。②原料液与溶剂充分混合、分相，形成的液-液两相较易分层。③脱溶剂得到溶质，回收溶剂。溶剂易于回收且价格低廉。萃取的分类（1）按组分数目分：多元体系：原料液中有两个以上组分或溶剂为两种不互溶的溶剂三元体系：原料液中含有两个组分，溶剂为单溶剂（2）按有无化学反应分：物理萃取：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化学萃取本章主要讨论三元体系的物理萃取。一般地，在下

3、列情况下采用萃取方法更为有利。（1）原料液中各组分间的相对挥发度接近于1或形成恒沸物，若采用蒸馏方法不能分离或很不经济；（2）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；（3）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。（4）其它，如多种金属物质的分离，核工业材料的制取，治理环境污染等。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。萃取操作的应用液液萃取的应用1、在石油化工中的应用随着石油化工的发展，液液萃取已广泛应用于分离各种有机物质。轻油裂解和铂重整产生的芳

4、烃混合物的分离是重要的一例。该混合物中各组分的沸点非常接近，用一般的分离方法很不经济。工业上采用Udex、Shell、Formex等萃取流程，分别用环丁砜、四甘醇、N-甲基吡咯烷酮为溶剂，从裂解汽油的重整油中萃取芳烃。对于难分离的乙苯体系，组分之间的相对挥发度接近于1，用精馏方法不仅回流比大，塔板还高达300多块，操作费用极大。可采用萃取操作以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在生化药物制备过程中，生成很复杂的有机液体混合物。这些物质大多为热敏性物质。若选择适当的溶剂进行萃取，可以避免受热损坏，提高有效物质的收率。例如青

5、霉素的生产，用玉米发酵得到含青霉素的发酵液，以醋酸丁酯为溶剂，经过多次萃取可得到青霉素的浓溶液。此外，像链霉素、复方新诺明等药物的生产采用萃取操作也得到较好的效果。香料工业中用正丙醇从亚硫酸纸浆废水中提取香兰素，食品工业中用TBP从发酵液中萃取柠檬酸也得到了广泛应用。可以说，萃取操作已在制药工业、精细化工中占有重要的地位。3、在湿法冶金中的应用20世纪40年代以来，由于原子能工业的发展，大量的研究工作集中于铀、钍、钚等金属提炼，结果使萃取法几乎完全代替了传统的化学沉淀法。近20年来，由于有色金属使用量剧增，而开采的矿石中的品位又逐年降低，促使萃取法在这一领域迅速发展起来。例如用

6、溶剂LIX63-65等螯合萃取剂从铜的浸取液中提取铜是20世纪70年代以来湿法液化金的重要成就之一。目前一般认为只要价格与铜相当或超过铜的有色金属如钴、镍、锆等等，都应当优先考虑用溶剂萃取法进行提取。有色金属冶炼、已逐渐成为溶剂萃取应用的重要领域。两相接触方式微分接触级式接触11.2液-液相平衡关系11.2.1三角形坐标及杠杆定律11.2.1.1三角形坐标三元混合液的表示方法：等边三角形直角三角形（等腰直角三角形和不等腰直角三角形）三角形坐标①表示方法习惯表示法：▲各顶点表示纯组分；▲每条边上的点为两组分混合物；▲三角形内的各点代表不同组成的三元混合物。A点：xA=1.0K点：

7、xA=0.6xB=0.4P点：xA=0.3xB=0.3xS=0.4注意：组成的归一性，即1.0S00.20.40.60.80.20.40.60.81.0ABPDCFEHGK三角形坐标A：溶质B：稀释剂S：萃取剂BSA2040608020204040606080HB，%S，%A，%EPUZVFGQS%A%B%正三角形相图SG+GH+HB=SB%B+%A+%S=100%点P组成按上述长度为A：30%B：50%S：20%正三角形相图11.2.1.2三角形相图中的杠杆定律（比例定律）A：溶质B：稀释