化工单元操作 教学课件 作者 何灏彦 禹练英 谭平 主编模块九 萃取.ppt

《化工单元操作 教学课件 作者 何灏彦 禹练英 谭平 主编模块九 萃取.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、模块九：萃取一、萃取在工业生产中的应用（一）液-液萃取在石油化工中的应用（二）在生物化工中和精细化工中的应用（三）湿法冶金中的应用（四）食品化工中的应用二、萃取操作及其特点“萃取”就是在液体混合物（原料液F=A+B）中加入一个与原溶剂基本不相混溶的液体作为溶剂(萃取剂S），造成第二相，利用原料液某组分A在两个液相中的溶解度不同而使原料液混合物（溶质A+原溶剂B）得以分离的单元操作。7/22/20217/22/2021萃取过程为物质A从一液相转入与其不互溶或部分互溶的另一液相的传质过程。以碘水溶液萃取分离为例，

2、碘在四氯化碳中的溶解度远大于在水中的溶解度，大部分碘将从水溶液转入到四氯化碳有机溶剂中去，该过程就是萃取过程。萃取分类：液液（碘在水和四氯化碳中溶解）萃取固液（水为溶剂萃取甜菜中糖分）浸取萃取和精馏都是分离液体混合物的操作。下述情况汇报下宜采用萃取分离：①混合液中各组分的沸点很接近或形成恒沸混合物。②原料液中需分离的组分是热敏性物质。③原料液中需分离的组分浓度很低且难挥发，若采用蒸馏方法须将大量原溶剂汽化，能耗较大。7/22/2021三、萃取流程7/22/20217/22/2021四、萃取剂的选择1.选择性:

3、选择性系数β越大，分离效果越好，应选择β远大于1的萃取剂。（两相平衡时，萃取相E中A、B组成之比与萃余相R中A、B组成之比的比值称为选择性系数。）2.萃取剂回收的难易与经济性：萃取剂回收常用的方法是蒸馏、蒸发、反萃取等。3.萃取剂的物理性质与化学性质⑴萃取剂S与原溶剂B的互溶度⑵密度⑶界面张力⑷黏度⑸化学稳定性4.其它因素还应考虑其它因素，如无毒或毒性小、无刺激性，难挥发，对设备的腐蚀性小，不易燃、易爆等。来源丰富，价格便宜，循环使用中损耗小。7/22/2021任务二认知萃取设备分类：1.单件组合式（混合澄清

4、器）2.塔式（填料塔、筛板塔和转盘塔等）3.离心式（靠离心力造成相间分散接触）7/22/20217/22/20217/22/2021二、萃取设备的选用①物系的稳定性和停留时间要求停留时间短可选择离心萃取器，停留时间长可选用混合澄清器。②所需理论级数所需理论级数多时，应选择传质效率高的萃取塔，如所需理论技术少，可采用结构与操作比较简单的设备。③处理量处理量大可选用混合澄清器、转盘塔和筛板塔，处理量小可选用填料塔等。④物系的物性易乳化、密度差小的物系宜选用离心萃取设备；有固体悬浮物的物系可选用转盘塔或混合澄清器；

5、腐蚀性强的物系宜选用简单的填料塔；放射性物系可选用脉冲塔。⑤其他7/22/2021任务三获取萃取知识图9－8三角形相图E点：xA=0.4;xB=0.6;xS=0；M点：xA=0.4;xS=0.3;xB=0.37/22/20211.体系分类：第Ⅰ类物系：溶质A可完全溶于B及S，但B与S不互溶或B与S部分互溶；第Ⅱ类物系：溶质A可完全溶于B，但A与S及B与S部分互溶。2.部分互溶物系的相平衡：曲线将三角形相图分为两个区域：曲线以内的区域为两相区，以外的区域为单相区；位于两相区内的混合物分成两个互相平衡的液相，称为

6、共轭相，联结两共轭液相相点的直线称为联结线，如图中的RE线。萃取操作只能在两相区内进行。温度上升，互溶度增加，两相区减小。7/22/20213.温度对相平衡关系的影响7/22/20214.杠杆规则用于描述两个混合物R和E形成一个新的混合物M时，或者一个混合物M分离为R和E两个混合物时，其质量之间的关系。图9－11杠杠原理示意图总物料衡算：7/22/20215.单级萃取（理论级）在相平衡图上的表示混合平衡分离回收如图b7/22/20216.分配系数在一定温度下，当三元混合液的两个液相达平衡时，溶质在E相与R相中

7、的组成之比称为分配系数，以kA表示分配系数表达了组分在两个平衡液相中的分配关系.显然,KA愈大,萃取分离的效果愈好。7/22/2021三、超临界流体萃取技术由于超临界二氧化碳无毒害、残留少、价格低廉又可在常温下操作，在食品和医药领域得到广泛应用。其临界压力为7.38MPa;临界温度31.3℃。超临界流体萃取技术是指以接近或超过临界点的低温、高压、高密度气体作为溶剂，从液体或固体中萃取所需组分，然后采用等压变温或等温变压等方法，将溶质与溶剂分离的单元操作。7/22/2021超临界萃取在溶解能力、传质性能以及溶剂

8、回收方面具有如下突出的优点。①超临界流体的密度与溶解能力接近于液体，而又保持了气体的传递特性，故传质速率高，可更快达到萃取平衡。②操作条件接近临界点，压力、温度的微小变化都可改变超临界流体的密度与溶解能力，易于调控。溶质与溶剂的分离容易，萃取效率高。由于完全没有溶剂的残留，污染小，不需要溶剂回收，费用低。③超临界萃取具有萃取和精馏的双重特性，可分离难分离物质。④超临界流体一般具有化学性质稳定、无毒无