化工原理(天大版)---(下册)第四章 萃取课件.ppt

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1、第四章液—液萃取4.1概述1、液-液萃取的基本原理萃取：在液体混合物中加入与其不互溶或部分互溶的液体溶剂（萃取剂），形成两相体系。利用原料液中各组分在萃取剂中溶解度的差异，实现原料液中各组分一定程度的分离，称为萃取。溶质：选用的溶剂对原料液一个组分有较大溶解力，该易溶组分为溶质，以A表示；稀释剂（原溶剂）：溶剂对另一组分完全不溶解或部分溶解，该难溶组分称为稀释剂，以B表示；萃取剂：萃取过程中加入的溶剂，以S表示。萃取操作基本过程：4.1概述2、萃取分离的适用场合混合液中组分的相对挥发度接近于1或形成共沸物溶质

2、在混合液中组成很低且为难挥发组分混合液中有热敏性组分3、萃取操作的特点外界加入萃取剂建立两相体系，萃取剂与原料液完全不互溶或部分互溶萃取是一个过渡性操作，E相和R相脱除溶剂后才能得到A或B的产品常温操作，适合于热敏性物系的分离，并且有节能的优势多相液-液混合物的平衡多用三角形相图4、液-液萃取过程举例石油化工：链烷烃与芳香烃共沸物的分离。例如用二甘醇从石脑油裂解副产汽油或重整油中萃取芳烃，如苯、甲苯和二甲苯。工业废水处理：用二烷基乙酰胺脱除染料厂、炼油厂、焦化厂废水中的苯酚。有色金属冶炼：湿法冶金中溶液分离、

3、浓缩和净化的有效方法。制药工业：从复杂的有机液体混合物中分离青霉素、链霉素以及维生素4.2三元体系的液-液相平衡混合液的分类I类物系：组分A、B及A、S分别完全互溶，组分B、S部分互溶或完全不互溶II类物系：组分A、S及B、S分别形成部分互溶体系，组分B、S部分互溶或完全不互溶本章重点研究I类物系4.2.1组成在三角形相图上的表示方法三角形坐标图中混合物的组成常用质量分数表示三角形坐标图的每个顶点分别代表一个纯组分。在三角形坐标图中，AB边以A的质量分率作为标度，BS边以B的质量分率作为标度，SA边以S的质量

4、分率作为标度。（逆时针）三角形坐标图三条边上的任一点代表一个二元混合物系，第三组分的组成为零三角形坐标图内任一点代表一个三元混合物系过物系点M分别作对边的平行线ED、HG、KF，则由点A、B、S的组成分别为：xA=BE=0.4xB=SG=0.3xS=AK=0.34.2.2液-液相平衡关系1、溶解度曲线和联结线设溶质A可完全溶于B及S，但B与S为部分互溶，在一定温度下做溶解度曲线均相区：曲线以外的区域为均相区两相区：曲线以内的区域为两相区共轭相：位于两相区内的混合物分成两个互相平衡的液相，称为共轭相联结线：联结

5、两共轭液相相点的直线称为联结线一定温度下，同一物系的联结线的倾斜方向一般是一致的，但随溶质组成而变，即各联结线互不平行，少数物系联结线的倾斜方向会有改变LJ4.2.2液-液相平衡关系2、辅助曲线和临界混溶点辅助曲线的做法利用辅助曲线便可从已知某相R（或E）组成确定与之平衡的另一相E（或R）的组成临界混溶点：辅助曲线与溶解度曲线的交点为P，显然通过P点的联结线无限短，即该点所代表的平衡液相无共轭相，相当于该系统的临界状态，故称点P为临界混溶点。4.2.2液-液相平衡关系3、分配系数和分配曲线分配系数：一定温度下

6、，某组分在互相平衡的E相与R相中的组成之比称为该组分的分配系数，以A表示原溶剂B、——萃取相E中组分A、B的质量分数、——萃余相R中组分A、B的质量分数式中表达了溶质在两个平衡液相中的分配关系。A值愈大，萃取分离的效果愈好A值与联结线的斜率有关同一物系，A值随温度和组成而变。一定温度下，仅当溶质组成范围变化不大时，A值才可视为常数说明：不同的物系具有不同的分配系数A值式中：Y——萃取相E中溶质A的质量比组成；X——萃余相R中溶质A的质量比组成；K——以质量比表示相组成时的分配系数4.2.2液-液相

7、平衡关系3、分配系数和分配曲线分配曲线：若以xA为横坐标，以yA为纵坐标，则可在x-y直角坐标图上得到表示互成平衡的一对共轭相组成的点N。将这些点联结起来即可得到曲线ONP，称为分配曲线曲线上的P点即为临界混溶点。分配曲线表达了溶质A在互成平衡的E相与R相中的分配关系。若已知某液相组成，则可由分配曲线求出其共轭相的组成。若在分层区内y均大于x，即分配系数A＞1，则分配曲线位于y=x直线的上方，反之则位于y=x直线的下方。若随着溶质A组成的变化，联结线倾斜的方向发生改变，则分配曲线将与对角线出现交点，这种物系

8、称为等溶度体系4.2.2液-液相平衡关系4、温度对相平衡关系的影响通常物系的温度升高，溶质在溶剂中的溶解度增大，反之减小。因此，温度明显地影响溶解度曲线的形状、联结线的斜率和两相区面积，从而也影响分配曲线的形状。温度升高，分层区面积减小，不利于萃取分离的进行。4.2.3杠杆规则将Rkg的R相与Ekg的E相混合，即得到总量为Mkg的混合液；反之，在分层区内，任一点M所代表的混合液可分为两个液层R、E则