13-溶剂萃取法PPT课件
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第5章 溶剂萃取
• RE3++3NO3-+3TBP(O) = RE (NO3)·3TBP(O)
• 硝 (N酸O3稀)2+土, R在E硝(N酸O盐3)底3 …液等中形,以式R存E在3+,,其RE中(N中O性3)2的+,RREE
(6N～O132)3
有利于萃取, 3 价稀土离子RE3+的配位数可在 间变化, NO3-中有两个氧原子可与稀土离子配
5.4 溶剂萃取的特点与体系分类
• 溶剂萃取法具有处理容量大,反应速率快,分离效果 好的优点,溶剂萃取是目前稀土分离工业中应用最 广泛的一种方法。它可以用于每一种稀土元素的 分离。有时一个好的萃取剂几乎可以实现全部稀 土元素的分离
• 根据萃取剂类型，尤其是萃取反应的机理可以对 萃取体系进行分类。其主要依据是萃取过程中金 属离子对萃取剂的结合及形成萃合物或萃取配合 物的性质和种类。
第5章 溶剂萃取
5.1 溶剂萃取的定义
利用有机溶剂从与其不相溶的液相中把某种物质 提取出来的方法称之为溶剂萃取法。属传质分离过程， 一般将物质从水相到有机相的传质过程称为萃取，而 从有机相到水相的传质称为反萃取。
在湿法冶金中，溶剂萃取是一种分离、富集或纯 化金属的方法，其实质是把一种物质从一个液相转移 到另一个液相的过程。溶剂萃取用于处理从矿石原料 浸出或分解等过程得来的含杂质溶液。根据原液的组 成及性质，合理选择使用萃取剂和稀释剂是萃取成败 的关键。
• 硝 (N酸O3稀)2+土, R在E硝(N酸O盐3)底3 …液等中形,以式R存E在3+,,其RE中(N中O性3)2的+,RREE
(6N～O132)3
有利于萃取, 3 价稀土离子RE3+的配位数可在 间变化, NO3-中有两个氧原子可与稀土离子配
5.4 溶剂萃取的特点与体系分类
• 溶剂萃取法具有处理容量大,反应速率快,分离效果 好的优点,溶剂萃取是目前稀土分离工业中应用最 广泛的一种方法。它可以用于每一种稀土元素的 分离。有时一个好的萃取剂几乎可以实现全部稀 土元素的分离
• 根据萃取剂类型，尤其是萃取反应的机理可以对 萃取体系进行分类。其主要依据是萃取过程中金 属离子对萃取剂的结合及形成萃合物或萃取配合 物的性质和种类。
第5章 溶剂萃取
5.1 溶剂萃取的定义
利用有机溶剂从与其不相溶的液相中把某种物质 提取出来的方法称之为溶剂萃取法。属传质分离过程， 一般将物质从水相到有机相的传质过程称为萃取，而 从有机相到水相的传质称为反萃取。
在湿法冶金中，溶剂萃取是一种分离、富集或纯 化金属的方法，其实质是把一种物质从一个液相转移 到另一个液相的过程。溶剂萃取用于处理从矿石原料 浸出或分解等过程得来的含杂质溶液。根据原液的组 成及性质，合理选择使用萃取剂和稀释剂是萃取成败 的关键。
第2-13章 溶剂萃取法
（1）乳化对分离的影响
发酵产物的萃取操作中常发生乳化现象。产生 乳化后使有机相和水相分层困难，出现两种夹带：
①发酵废液(萃余液)中夹带有机溶剂(萃取液)微滴， 使目标产物受到损失；
②有机溶剂(萃取相)中夹带发酵液(萃余液)，给后 处理操作带来闲难。
15
（2）乳化产生的原因
产生乳化的主要原因是发酵液中存在的蛋白质相固 体颗粒等物质，这些物质具有表面活性剂的作用，使 有机溶剂(油)和水的表面张力降低，油或水易于以微 小液滴的形式分散于水相或油相中。在表面活性剂的 存在下,油水形成乳浊液的现象是乳化液膜萃取的理 论基础，但在通常的有机溶剂萃取操作中需尽量避免 其产生。产生乳化后，需采取某种手段破坏乳浊液， 提高萃取操作收率。
分配常数
8
适用条件
1. 须是稀溶液； 2. 溶质对两相的互溶度不影响； 3. 须是同一分子类型，不发生缔合或解离。
青· COOH(C’HA)
K0
青·COOH(CHA) KP
有机溶剂
青·COO－+H+
水
（CA－) （ CH－ ）
青霉素的分配平衡和电离平衡
9
料液中存在多种溶质如A，B
β＝ CLA /CLB K A
16
（3）去乳化的方法
在实施萃取操作前，对发酵液进行过滤或 絮凝沉淀处理，可除去大部分蛋白质及固体微 搅，防止乳化现象的发生。产生乳化后，可根 据乳化的程度和乳浊液的形式，采取相应有措 施破乳。
第六章 溶剂萃取法
1、物质的溶解和相似相溶原理 、
物质溶解过程： 物质溶解过程：假定从纯物质和纯溶剂开始 到形成均匀的分子混合物。 到形成均匀的分子混合物。 从能量的变化角度将溶解过程分为三个过程： 从能量的变化角度将溶解过程分为三个过程：
溶质B各质点的分离（吸收能量）； 溶质 各质点的分离（吸收能量）； 各质点的分离 溶剂A在溶质 的作用下形成可容纳B质点的空位 在溶质B的作用下形成可容纳 溶剂 在溶质 的作用下形成可容纳 质点的空位 吸收能量）； （吸收能量）； 进入溶剂A形成的空位 溶质质点 B进入溶剂 形成的空位（放出能量）。 进入溶剂 形成的空位（放出能量）。
比化学沉淀法分离程度高； 比化学沉淀法分离程度高； 比离子交换法选择性好、传质快； 比离子交换法选择性好、传质快； 比蒸馏法能耗低； 比蒸馏法能耗低； 生产能力大、周期短、便于连续操作、 生产能力大、周期短、便于连续操作、自动化 等。
第一节 溶剂萃取
一、溶剂萃取过程的理论基础
溶剂萃取： 溶剂萃取：把目标物从第一液相中靠更 强大的溶解力抽提到第二液相中（ 强大的溶解力抽提到第二液相中（如把 水相中的醋酸抽提到醋酸乙酯中）。 水相中的醋酸抽提到醋酸乙酯中）。
溶剂的选择
一个良好的溶剂应具备以下要求： 一个良好的溶剂应具备以下要求：
有很大的萃取容量； 有很大的萃取容量； 有良好的选择性，理想是只萃取产物不萃取杂质； 有良好的选择性，理想是只萃取产物不萃取杂质； 与被萃取的液相互溶度要小，粘度低，界面张力 与被萃取的液相互溶度要小，粘度低， 小或适中，以有利于相的分散和两相分离； 小或适中，以有利于相的分散和两相分离； 溶剂的回收和再生容易； 溶剂的回收和再生容易； 化学稳定性好，不易分解，对设备腐蚀性小； 化学稳定性好，不易分解，对设备腐蚀性小； 经济性好，价廉易得； 经济性好，价廉易得； 安全性好，闪点高，对人体无毒性或毒性低。 安全性好，闪点高，对人体无毒性或毒性低。
§13-2 溶剂萃取分离法
§13-2 溶剂萃取分离法 二. 萃取分离法的基本原理及重要参数
• 1．萃取过程的本质
•根据物质对水的亲疏性不同，通过适当的处理将物质从 水相中萃取到有机相，最终达到分离。 •水的亲疏性 亲水性物质：易溶于水而难溶于有机溶剂 的物质。如：无机盐类、含有一些亲水基团的有机化合 物。常见的亲水基团有一OH，一SO3H，一NH2，=NH等。 •疏水性或亲油性物质：具有难溶于水而易溶于有机溶剂 的物质。如：有机化合物常见的疏水基团有烷基如一CH3， 一C2H5，卤代烷基，苯基、萘基等物质。含疏水基团越 多，相对分子质量越大，其疏水性越强
§13-2 溶剂萃取分离法 二. 萃取分离法的基本原理及重要参数
（3）分配系数与分配比
当溶质在两相中以相同的单一形式存在，且溶液 较稀，KD＝D。如： CCl4——水萃取体系萃取I2 在复杂体系中KD 和D不相等。 分配系数与萃取体系和温度有关，而分配比除与 萃取体系和温度有关外，还与酸度、溶质的浓度等因 素有关。
§13-2 溶剂萃取分离法 四、萃取技术
（二）分层
萃取后应让溶液静置数分钟，待其分层，然后将 两相分开。 注意：在两相的交界处，有时会出现一层乳浊液。 产生原因：因振荡过于激烈或反应中形成某种微 溶化合物。 消除方法：增大萃取剂用量、加入电解质、改变 溶液酸度、振荡不过于激烈。
§13-2 溶剂萃取分离法 四、萃取技术
化工原理第十三章萃取课件
溶液组成表示法 本章中 xA 、xB 、xS 分别表示 A、B、S 的质量分率。 溶液组成满足归一条件，
xB xA xS 1
即三组分溶液的组成包含两个自由度。这样，三组分 溶液的组成须用平面坐标上的一个点来表示。
液-液相平衡
在如图所示一等腰直角三角形
A
1.0
中，三角形的三个顶点分别表 0.8
自由度
f N 2 32 2 3
T、P 一定时，互成平衡的两相组成的自由度为1。
液-液相平衡
溶解度曲线与平衡联结线 恒温条件下，在有纯组分B的
实验瓶中逐渐滴加溶剂 S 并不断摇动使其溶解，由于B、 S 仅部分互溶，S 滴加到一定数量后，混合液开始发生混 浊，即出现了溶剂相，得到的浓度即 S 在 B 中的饱和溶 解度（图中 R 点）。用类似的方法可得 E 点。
第十三章 萃 取
Chapter 13 Extraction
概述（Introduction）
萃取过程
液-液萃取的目的和基本原理
目的：液体混合物的分离。 原理：液体混合物各组分在某种溶剂中溶解度的差异
A 原料
B
因密度
萃取相 S+A(B)
溶剂 S
差分层
萃余相 B+A(S)
溶质：易溶组分，A；稀释剂：难溶组分，B。
即A、B的分离程度。
➢ >1，能萃取分离 ➢ =1，平衡联结线的延长线过S点，不能萃取分离 ➢ →∞，B 与 S 不互溶
xB xA xS 1
即三组分溶液的组成包含两个自由度。这样，三组分 溶液的组成须用平面坐标上的一个点来表示。
液-液相平衡
在如图所示一等腰直角三角形
A
1.0
中，三角形的三个顶点分别表 0.8
自由度
f N 2 32 2 3
T、P 一定时，互成平衡的两相组成的自由度为1。
液-液相平衡
溶解度曲线与平衡联结线 恒温条件下，在有纯组分B的
实验瓶中逐渐滴加溶剂 S 并不断摇动使其溶解，由于B、 S 仅部分互溶，S 滴加到一定数量后，混合液开始发生混 浊，即出现了溶剂相，得到的浓度即 S 在 B 中的饱和溶 解度（图中 R 点）。用类似的方法可得 E 点。
第十三章 萃 取
Chapter 13 Extraction
概述（Introduction）
萃取过程
液-液萃取的目的和基本原理
目的：液体混合物的分离。 原理：液体混合物各组分在某种溶剂中溶解度的差异
A 原料
B
因密度
萃取相 S+A(B)
溶剂 S
差分层
萃余相 B+A(S)
溶质：易溶组分，A；稀释剂：难溶组分，B。
即A、B的分离程度。
➢ >1，能萃取分离 ➢ =1，平衡联结线的延长线过S点，不能萃取分离 ➢ →∞，B 与 S 不互溶
第二章溶剂萃取
研究萃取平衡反应，根据热力学基本公式，可从一个温 度(T1)的萃取平衡常数, 求算另一个温度(T2)的萃取平衡常数:
lgK2lgK12. 3H 0R(3T2 T1 TT 21)
此式中： H H
（2）分配比
当溶质在某一相或两相中发生解离、缔合、配位或离子聚 集现象时，溶质在同一相中存在多种状态，此时用分配比表 示溶质在两相中的分配状况。分配定律不再适用。
醋酸
基苯酚、氯仿、
水
结论
同一个组中的溶剂，具有非常接近的3个选择性 参数，在分离过程中具有类似的选择性，若通过选 择溶剂改善分离，就要选择不同组的溶剂。
溶剂选择一般方法
（1）单一溶剂： 选择与溶质极性尽可能相等的单 一溶剂，使溶质在溶剂中的溶解度达到最大；
在保持溶剂极性不变的前提下，更换溶剂种类， 调整溶剂选择性，使分离选择性达到最佳。
研究目标物质在上述不同极性混合溶剂中的溶解 度，以最大溶解度对应的混合溶剂p’值可知溶质的 近似p’。
挑选具有不同选择性的另外一种极性溶剂替换原 极性溶剂，通过调整该极性溶剂的比例维持原p’， 从而找到溶解性和选择性都合适的溶剂。
（3）油/水分配系数Ko/w或lgP
油/水分配系数可估计化合物的极性。油水分配系 数是指物质在油相的浓度与在水相的浓度比值，该 数值越大，化合物亲脂性越强，极性越小。
溶解度参数的特点
第二章-溶剂萃取
CV S
10 % 0
C C
10 % 0
D 10 % 0
CV SCV F
CCV FV S
D 1R
• 由此式可知，萃取率与分配比D和相比R都有关系，R越大，q也越大，D增大， q也增大。
• ⑶萃取比（E）
• 又称萃取系数。
• 定义：有机相中被萃物的量与平衡水相中被萃物的量之比。
• 若减少级数，又使有机相产品回收率降低，有时有机相产品的纯度、收率要 求达到了，但水相产品达不到要求。萃取中，使经多级逆流萃取的有机相， 再经多级逆流洗涤，这样就既保证了产品的纯度，又保证了产品的回收率， 故此种方法在分离性质相似元素时用得最多。
• 在这种方法中，洗涤段级数和萃取段级数需适当控制。一般来说，增加洗涤 段级数，有利于提高萃取液产品纯度，但回收率会有所下降；增加萃取段级 数，有利于萃余液产品纯度的提高，回收率也会有所下降。
• “当某一溶质在基本上不相混溶的两个溶剂中分配时，在给定温度下，两相
该离子的饱和容量。
• 单位：克被萃物/升有机相；
• 或: 克被萃物/克分子萃取剂
• 由饱和容量的数值，可计算萃取时所需萃取剂的用量。
• 萃取等温线有下列用途：
• ⑴计算不同浓度时的分配比；
• ⑵确定萃取饱和容量（用外切线法）； • ⑶计算萃取所需级数 • 在实际工作中，常用到饱和度的概念。 • 饱和度=有机相中的实际容量/饱和容量 • 它反映了有机相的有效利用率 • 饱和容量也可用另一种方法测定： • 将一份萃取剂与数份新鲜料液相接触，直到有机相不发生萃取作用为止，分
溶剂萃取分离PPT课件
原料液F (A+B)
萃取剂 (S)
萃取相
E
萃余相
R
萃取液E’ -SE
S
-SR 萃余液R’
混合槽
沉降分离 脱除溶剂
第8页/共96页
二、简单的萃取过程-脱除溶剂
萃取液E’
萃取相 萃余相
SE
S 脱除溶剂
SR
萃余液R’
萃取相和萃余相脱溶剂后分别得萃取液（Solventfree extract， A+B少）和萃余液（ Solvent-free raffinate ，B+A少），以E’和R’表示。
第20页/共96页
萃取新方法、新工艺的研究
• 人们正在致力于开拓、改变金属提取的方法，冲破采、选、冶的传统工艺过程。 萃取技术将是新工艺的核心。
• 矿浆萃取、液膜萃取、双液浮选等目前很有发展前途的新工艺新方法。
第21页/共96页
3.4 萃取中常用的关系式
分配[M定]律org： K
K－分配常数(partition constant)
aaq
[M]org org K org
[M]aq aq
aq
第22页/共96页
分配常数与萃取自由焓的关系
G0 o0rg - a0q K 0 e-( o0rg -a0q )/RT e-G0/RT
G0 -RTlnK 0 -RTln aorg
溶剂萃取法ppt课件
介质粘度较大时能增强保护膜的机械强度。
28
3）乳浊液的破坏措施
物理法：离心、加热，吸附，稀释 化学法：加电解质、其他表面活性剂 * 转型法 加入一种乳化剂，条件： ① 形成的乳浊液类型与原来的相反，使原乳浊液转 型 ② 在转型的过程中，乳浊液破坏，控制条件不允许 形成相反的乳浊液，
29
乳浊液的破坏措施
料
轻 相
液 重相入
轻相入
入
入
口
轻相出
第一级
第二级
轻相出
第三级 萃余液出口
轻相出
重相出38
多级错流萃取未被萃取分率和理论收率
设第一级萃取因素为E1，经过一级萃取后，未被
萃取的分率φ1为
1 1
E1 1
设第二级萃取因素为E2，经过二级萃取后，未被
萃取的分率φ2为
2 1 1
1
E2 1 (E1 1)(E2 1)
萃取 反萃取
酸性物质 碱性物质
pH<pK pH>pK
pH>pK pH<pK
17
4.2. 温度T
◆ T↑，分子扩散速度↑，故萃取速度↑ ◆ T影响分配系数
例：青霉素 ― T↑，水中的溶解度↑ ∴ 萃取时 T↓使K↑；反萃时 T↑使K反↑
红霉素、螺旋霉素― T↑，水中的溶解度↓ ∴ 萃取时 T↓使K↑；反萃时 T↑使K反↑
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3）乳浊液的破坏措施
物理法：离心、加热，吸附，稀释 化学法：加电解质、其他表面活性剂 * 转型法 加入一种乳化剂，条件： ① 形成的乳浊液类型与原来的相反，使原乳浊液转 型 ② 在转型的过程中，乳浊液破坏，控制条件不允许 形成相反的乳浊液，
29
乳浊液的破坏措施
料
轻 相
液 重相入
轻相入
入
入
口
轻相出
第一级
第二级
轻相出
第三级 萃余液出口
轻相出
重相出38
多级错流萃取未被萃取分率和理论收率
设第一级萃取因素为E1，经过一级萃取后，未被
萃取的分率φ1为
1 1
E1 1
设第二级萃取因素为E2，经过二级萃取后，未被
萃取的分率φ2为
2 1 1
1
E2 1 (E1 1)(E2 1)
萃取 反萃取
酸性物质 碱性物质
pH<pK pH>pK
pH>pK pH<pK
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4.2. 温度T
◆ T↑，分子扩散速度↑，故萃取速度↑ ◆ T影响分配系数
例：青霉素 ― T↑，水中的溶解度↑ ∴ 萃取时 T↓使K↑；反萃时 T↑使K反↑
红霉素、螺旋霉素― T↑，水中的溶解度↓ ∴ 萃取时 T↓使K↑；反萃时 T↑使K反↑
溶剂提取法PPT课件
第35页/共39页
影响提取效果的因素
• 浓度差是原料组织内的浓度与外周溶液的浓度 差异。浓度差越大，扩散推动力越大，越有利 于提高提取效率。
• 在提取过程中不断搅拌或更换新溶剂或采取流 动溶剂的提取方法，可以增大扩散原料组织中 有效成分的浓度差，以提高提取效果。所以回 流提取法最好，浸渍法最差。
第36页/共39页
• 应用挥发性有机溶剂提取原材料有效成分，不 论小型实验或大型生产，均以连续提取法为好， 而且需用溶剂量较少第2，9页提/共3取9页 成分也较完全。
滤纸包制作方法
第30页/共39页
第31页/共39页
第32页/共39页
提取方 法
浸渍法
渗漉法
煎煮法
回流 提取法
连续回 流提取
法
溶剂
操作
适用范围
特点
• 但这类溶剂挥发性大，多易燃（氯仿除外）， 一般有毒，价格较贵，设备要求较高，且它们 透入植物组织的能力较弱，往往需要长时间反 复提取才能提取完全。
• 如果天然植物中含有较多的水分，用这类溶剂 就很难浸出其有效成分，因此，大量提取天然 植物原料时，直接应用这类溶剂有一定的局限 性。特别是氯仿，由于其价格较贵，一般仅用 于提纯精制有效成分。
• 碱的应用不如酸普遍。碱水提的目的是增加有 效成分的溶解度和稳定性。常用的碱水是氨水， 因为它是一种挥发性第1弱0页碱/共3，9页 对有效成分破坏作
影响提取效果的因素
• 浓度差是原料组织内的浓度与外周溶液的浓度 差异。浓度差越大，扩散推动力越大，越有利 于提高提取效率。
• 在提取过程中不断搅拌或更换新溶剂或采取流 动溶剂的提取方法，可以增大扩散原料组织中 有效成分的浓度差，以提高提取效果。所以回 流提取法最好，浸渍法最差。
第36页/共39页
• 应用挥发性有机溶剂提取原材料有效成分，不 论小型实验或大型生产，均以连续提取法为好， 而且需用溶剂量较少第2，9页提/共3取9页 成分也较完全。
滤纸包制作方法
第30页/共39页
第31页/共39页
第32页/共39页
提取方 法
浸渍法
渗漉法
煎煮法
回流 提取法
连续回 流提取
法
溶剂
操作
适用范围
特点
• 但这类溶剂挥发性大，多易燃（氯仿除外）， 一般有毒，价格较贵，设备要求较高，且它们 透入植物组织的能力较弱，往往需要长时间反 复提取才能提取完全。
• 如果天然植物中含有较多的水分，用这类溶剂 就很难浸出其有效成分，因此，大量提取天然 植物原料时，直接应用这类溶剂有一定的局限 性。特别是氯仿，由于其价格较贵，一般仅用 于提纯精制有效成分。
• 碱的应用不如酸普遍。碱水提的目的是增加有 效成分的溶解度和稳定性。常用的碱水是氨水， 因为它是一种挥发性第1弱0页碱/共3，9页 对有效成分破坏作
第十三章 溶剂萃取PPT课件
2）润滑油精制的目的
3）精制方法
溶剂精制的工艺原理
基础油生产——糠醛精制
基础油生产——糠醛精制
基础油生产——糠醛精制
基础油生产——糠醛精制
2）水溶液中溶剂的回收
第三节Baidu Nhomakorabea润滑油溶剂脱蜡
油品脱蜡的方法
脱蜡溶剂
对脱蜡溶剂的要求
常用的脱蜡溶剂
酮苯脱蜡的原理
酮苯脱蜡工艺流程图
影响酮苯脱蜡的主要因素
影响酮苯脱蜡过程的主要因素
原料油性质
含蜡量 蜡组成分布 蜡结晶形态（微晶蜡的蜡饼渗透性差，易堵
塞滤布） 馏程宽窄（越窄越好，馏程宽易与共晶）
溶剂组成
甲苯：溶解油的能力 酮：蜡的沉淀剂 脱蜡温差=脱蜡油的凝点-脱蜡温度 酮用量较多时，有利于结晶，易于过滤。
第四节 润滑油的白土补充精制
白土精制原理
润滑油生产——白土补充精制
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
第十三章 溶剂萃取过程
润滑油基础油的生产
基础油生产过程
润滑油的生产工序
基础油生产过程简介
——糠醛精制
第三章溶剂萃取法
90mL的CCl4分三次萃取，每次30mL m3 = mo [Vw /(D Vo + Vw)]3 =10[100/(8530+100)]3 =0.54g E = [(10-5.4 10-4)/10] 100% = 99.995% 结论：同量的萃取溶剂，分几次萃取的效率比一次萃取的 效率高 分离与富集方法介绍
铜试剂 Ag,As(Ⅲ),Au(),Bi3+,Cd2+,Co2+,Cr(Ⅲ),Cu2+,Fe (DDTC) (Ⅲ),Hg2+,Zn2+等
分离与富集方法介绍
1、螯合剂萃取体系
螯合物萃取体系广泛应用于金属阳 离子的萃取。所选螯合剂与金属离子形 成中性螯合物，同时因螯合剂分子中含 较多的疏水基团而能溶于有机溶剂，从 而达到萃取金属离子的目的。主要适用 于微量和痕量物质的分离，不适用于常 量物质的分离。
• 在HCl溶液中．Ti(III)与Cl-配合形成TiCl4-，加入以阳离 子形式存在于溶液中的甲基紫（或正辛胺），生成不带电 荷的疏水性离子缔合物，被苯或甲苯等惰性溶剂萃取。 • GaCl4-、InCl4-、SbCl4-、AuCl4-、PtCl62-、PdCl62-、 IrCl62-、UO2（SO4）32-、Re（NO3）4-等可以采用此法萃取 • 阳离子可以是含碳6个以上的伯、仲、叔胺或含 -NH2的碱 性染料 • 有机溶剂：苯、甲苯、一氯乙烷、二氯乙烷等惰性溶剂
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6
分液漏斗
有机相 水相
溶剂萃取概述
2021
7
溶剂萃取概述
一般工业液液萃取过程
料液 （待分离物
质＋杂质 萃 取
萃取液 （待分离物 质＋少量杂质
洗 涤 剂
洗 涤
萃取剂 ＋稀释剂
杂质+少量 萃残液 待萃物质 （杂质）
2021
反
萃 萃取剂＋稀释剂
剂
（待返回使用）
待反 萃萃 物取 质
产物（待萃物质）
8
溶剂萃取概述
生物萃取与传统萃取相比的特殊性
▪ 生物工程不同于化工生产，主要表现在生物分 离往往需要从浓度很稀的水溶液中除去大部分的 水，而且反应液中存在多种副产物和杂质，使生 物萃取具有特殊性。
▪ ① 成分复杂 ▪ ② 传质速率不同 ▪ ③ 相分离性能不同 ▪ ④ 产物的不稳定性
2021
9
溶剂萃取法的特点
溶剂萃取概述
表面活性物质聚集在两相界面上，使表面张力降低。
表面活性剂分子 亲水基团
Biblioteka Baidu
亲水
亲油基团 亲油
亲水基团伸向水中，亲油基团伸向油中。
萃取液的浓度 萃余液的浓度
▪在常温常压下Ｋ为常数；应用前提条件
（1） 稀溶液
（2） 溶质对溶剂互溶没有影响
（3） 必须是同一分子类型，不发生缔合或离解
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11
分离因素（β）
如果原来料液中除溶质A以外，还含有溶质B，则 由于A、B的分配系数不同，萃取相中A和B的相对含量 就不同于萃余相中A和B的相对含量。
◆ T↑，分子扩散速度↑，故萃取速度↑ ◆ T影响分配系数
例：青霉素 ― T↑，水中的溶解度↑ ∴ 萃取时 T↓使K↑；反萃时 T↑使K反↑
红霉素、螺旋霉素― T↑，水中的溶解度↓ ∴ 萃取时 T↓使K↑；反萃时 T↑使K反↑
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18
4.3. 离子强度
离子强度主要影响物质的溶解度。 当有无机盐——氯化钠、硫酸铵，作用： 生化物质在水中溶解度↓，K↑；两相比重差↑ 两相互溶 度↓
萃取剂对溶质A和B分离能力的大小可用分离因素 （β）来表征。
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12
分离因素（β）
分离因数 ：A B 在同一萃取体系内，在同样条件 下两组分的分配比的比值。
(CLA/CLB)KA
AB (CRA/CRB) KB
β=1 KA = KB 分离效果不好； β>1 KA > KB 分离效果好； β越大，KA 越大于KB，分离效果越好。
①根据相似相溶的原理，选择与目标产物极性（ 根据介电常数判断极性p116）相近的有机溶剂为萃取 剂，可以得到较大的分配系数；
②有机溶剂与水不互溶，与水有较大的密度差， 黏度小，表面张力适中，相分散和相分离容易；
应当价廉易得，容易回收，毒性低，腐蚀性小， 不与目标产物反应。
③常用于生化萃取的有机溶剂有丁醇、丁酯、乙 酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯等。
萃取过程有选择性 能与其它步聚相配合 通过相转移减少产品水解 适用于不同规模 传质快 周期短，便于连续操作 毒性与安全环境问题
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2 萃取过程的理论基础
液液萃取是以分配定律为基础
分配定律：一定T、P下，溶质在两个互不相溶的溶剂中
分配，平衡时，溶质在两相中浓度之比为常数。
K-分配系数
K
Cl CR
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2
溶剂萃取概述
萃取在化工上是分离液体混合物常用的单元 操作，在发酵和其它生物工程生产上的应用也相 当广泛.
萃取操作不仅可以提取和增浓产物，使产物 获得初步的纯化，所以广泛应用在抗生素、有机 酸、维生素、激素等发酵产物的提取上。
2021
3
萃取的基本概念
溶剂萃取概述
①萃取:溶质从料液转移到萃取剂的过程。 ②反萃取：溶质从萃取剂转移到反萃剂的 过程。
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13
两元素相互分离的判据
一般来说，要使共存于同一体系的A和B分离，A 的萃取率q应在99%以上，而B的萃取率q应小于 1%，此时：
A/B
DA DB
100104 0.01
即βA/B ≥104，可使A和B彼此分离。故常将 βA/B ≥104作为两元素相互分离的判据。
2021
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3．有机溶剂的选择
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4.4 带溶剂的使用
带溶剂：是一类能和所提取的生物物质形成复 合物，而易溶于溶剂的物质，且此复合物在一定条 件下容易分解形成成原来的生物物质。
对于水溶性强的溶质比如链霉素，可利用脂溶 性萃取剂（如月桂酸）与溶质间的化学反应生成脂 溶性复合分子，使溶质向有机相转移，在酸性条件 下又分解成链霉素而转溶于水中。
在完成萃取操作后，为进一步纯化目标产 物或便于下一步分离操作的实施，将目标 产物从有机相转入水相的操作就称为反萃 取（Back extraction)
2021
4
萃取的基本概念
溶剂萃取概述
萃取法是利用液体混合物各组分在某有机溶剂中的溶解 度的差异而实现分离的。
料液：在溶剂萃取中，被提取的溶液，
溶质A：其中欲提取的物质，
2021
20
溶质与带溶剂之间的作用： 离子对萃取：正负离子结合成对的萃取； 离子交换萃取： 反应萃取：
2021
21
4.5 乳 化
乳化：水或有机溶剂以微小液滴分散在有机 相或水相中的现象。
这样形成的分散体系称乳浊液。 乳化带来的问题：有机相和水相分相困难， 出现夹带，收率低，纯度低。
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1）乳浊液形成原因
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15
4 有机溶剂萃取的影响因素
4.1 pH的影响
pH影响表观分配系数（K） pH低有利于酸性物质分配在有机相，碱性物质 分配在水相。
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16
由萃取机理和 K～pH 的关系式可得出如下结论：
萃取 反萃取
酸性物质 碱性物质
pH<pK pH>pK
pH>pK pH<pK
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4.2. 温度T
萃取剂S：用以进行萃取的溶剂，
萃取液：经接触分离后，大部分溶质转移到萃取剂中， 得到的溶液，
余液：被萃取出溶质的料液。
稀释剂（原溶剂）B：混合液中的溶剂，作用是使萃
合常数发生变化 ，使分配比发生变化。
2021
5
Light phase 萃取剂
Heavy ph20a21se
溶剂萃取概述
杂质 溶质 原溶剂
第13章 溶剂萃取法 (solvent extraction)
第一讲
2021
1
1 溶剂萃取概述
萃取过程是当含有生化物质的溶液与互不相 溶的第二相接触时，生化物质倾向于在两相之间 进行分配，当条件选择得恰当时，所需提取的生 化物质就会有选择性地发生转移，集中到一相中 ，而原来溶液中所混有的其它杂质（如中间代谢 产物、杂蛋白等）分配在另一相中，这样就能达 到某种程度的提纯和浓缩。
分液漏斗
有机相 水相
溶剂萃取概述
2021
7
溶剂萃取概述
一般工业液液萃取过程
料液 （待分离物
质＋杂质 萃 取
萃取液 （待分离物 质＋少量杂质
洗 涤 剂
洗 涤
萃取剂 ＋稀释剂
杂质+少量 萃残液 待萃物质 （杂质）
2021
反
萃 萃取剂＋稀释剂
剂
（待返回使用）
待反 萃萃 物取 质
产物（待萃物质）
8
溶剂萃取概述
生物萃取与传统萃取相比的特殊性
▪ 生物工程不同于化工生产，主要表现在生物分 离往往需要从浓度很稀的水溶液中除去大部分的 水，而且反应液中存在多种副产物和杂质，使生 物萃取具有特殊性。
▪ ① 成分复杂 ▪ ② 传质速率不同 ▪ ③ 相分离性能不同 ▪ ④ 产物的不稳定性
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溶剂萃取法的特点
溶剂萃取概述
表面活性物质聚集在两相界面上，使表面张力降低。
表面活性剂分子 亲水基团
Biblioteka Baidu
亲水
亲油基团 亲油
亲水基团伸向水中，亲油基团伸向油中。
萃取液的浓度 萃余液的浓度
▪在常温常压下Ｋ为常数；应用前提条件
（1） 稀溶液
（2） 溶质对溶剂互溶没有影响
（3） 必须是同一分子类型，不发生缔合或离解
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分离因素（β）
如果原来料液中除溶质A以外，还含有溶质B，则 由于A、B的分配系数不同，萃取相中A和B的相对含量 就不同于萃余相中A和B的相对含量。
◆ T↑，分子扩散速度↑，故萃取速度↑ ◆ T影响分配系数
例：青霉素 ― T↑，水中的溶解度↑ ∴ 萃取时 T↓使K↑；反萃时 T↑使K反↑
红霉素、螺旋霉素― T↑，水中的溶解度↓ ∴ 萃取时 T↓使K↑；反萃时 T↑使K反↑
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4.3. 离子强度
离子强度主要影响物质的溶解度。 当有无机盐——氯化钠、硫酸铵，作用： 生化物质在水中溶解度↓，K↑；两相比重差↑ 两相互溶 度↓
萃取剂对溶质A和B分离能力的大小可用分离因素 （β）来表征。
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分离因素（β）
分离因数 ：A B 在同一萃取体系内，在同样条件 下两组分的分配比的比值。
(CLA/CLB)KA
AB (CRA/CRB) KB
β=1 KA = KB 分离效果不好； β>1 KA > KB 分离效果好； β越大，KA 越大于KB，分离效果越好。
①根据相似相溶的原理，选择与目标产物极性（ 根据介电常数判断极性p116）相近的有机溶剂为萃取 剂，可以得到较大的分配系数；
②有机溶剂与水不互溶，与水有较大的密度差， 黏度小，表面张力适中，相分散和相分离容易；
应当价廉易得，容易回收，毒性低，腐蚀性小， 不与目标产物反应。
③常用于生化萃取的有机溶剂有丁醇、丁酯、乙 酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯等。
萃取过程有选择性 能与其它步聚相配合 通过相转移减少产品水解 适用于不同规模 传质快 周期短，便于连续操作 毒性与安全环境问题
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2 萃取过程的理论基础
液液萃取是以分配定律为基础
分配定律：一定T、P下，溶质在两个互不相溶的溶剂中
分配，平衡时，溶质在两相中浓度之比为常数。
K-分配系数
K
Cl CR
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溶剂萃取概述
萃取在化工上是分离液体混合物常用的单元 操作，在发酵和其它生物工程生产上的应用也相 当广泛.
萃取操作不仅可以提取和增浓产物，使产物 获得初步的纯化，所以广泛应用在抗生素、有机 酸、维生素、激素等发酵产物的提取上。
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萃取的基本概念
溶剂萃取概述
①萃取:溶质从料液转移到萃取剂的过程。 ②反萃取：溶质从萃取剂转移到反萃剂的 过程。
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两元素相互分离的判据
一般来说，要使共存于同一体系的A和B分离，A 的萃取率q应在99%以上，而B的萃取率q应小于 1%，此时：
A/B
DA DB
100104 0.01
即βA/B ≥104，可使A和B彼此分离。故常将 βA/B ≥104作为两元素相互分离的判据。
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3．有机溶剂的选择
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4.4 带溶剂的使用
带溶剂：是一类能和所提取的生物物质形成复 合物，而易溶于溶剂的物质，且此复合物在一定条 件下容易分解形成成原来的生物物质。
对于水溶性强的溶质比如链霉素，可利用脂溶 性萃取剂（如月桂酸）与溶质间的化学反应生成脂 溶性复合分子，使溶质向有机相转移，在酸性条件 下又分解成链霉素而转溶于水中。
在完成萃取操作后，为进一步纯化目标产 物或便于下一步分离操作的实施，将目标 产物从有机相转入水相的操作就称为反萃 取（Back extraction)
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萃取的基本概念
溶剂萃取概述
萃取法是利用液体混合物各组分在某有机溶剂中的溶解 度的差异而实现分离的。
料液：在溶剂萃取中，被提取的溶液，
溶质A：其中欲提取的物质，
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溶质与带溶剂之间的作用： 离子对萃取：正负离子结合成对的萃取； 离子交换萃取： 反应萃取：
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4.5 乳 化
乳化：水或有机溶剂以微小液滴分散在有机 相或水相中的现象。
这样形成的分散体系称乳浊液。 乳化带来的问题：有机相和水相分相困难， 出现夹带，收率低，纯度低。
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1）乳浊液形成原因
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4 有机溶剂萃取的影响因素
4.1 pH的影响
pH影响表观分配系数（K） pH低有利于酸性物质分配在有机相，碱性物质 分配在水相。
2021
16
由萃取机理和 K～pH 的关系式可得出如下结论：
萃取 反萃取
酸性物质 碱性物质
pH<pK pH>pK
pH>pK pH<pK
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4.2. 温度T
萃取剂S：用以进行萃取的溶剂，
萃取液：经接触分离后，大部分溶质转移到萃取剂中， 得到的溶液，
余液：被萃取出溶质的料液。
稀释剂（原溶剂）B：混合液中的溶剂，作用是使萃
合常数发生变化 ，使分配比发生变化。
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Light phase 萃取剂
Heavy ph20a21se
溶剂萃取概述
杂质 溶质 原溶剂
第13章 溶剂萃取法 (solvent extraction)
第一讲
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1 溶剂萃取概述
萃取过程是当含有生化物质的溶液与互不相 溶的第二相接触时，生化物质倾向于在两相之间 进行分配，当条件选择得恰当时，所需提取的生 化物质就会有选择性地发生转移，集中到一相中 ，而原来溶液中所混有的其它杂质（如中间代谢 产物、杂蛋白等）分配在另一相中，这样就能达 到某种程度的提纯和浓缩。