液液萃取
第八章 液 液 萃 取
第八章液液萃取第一节概述液液萃取是分离液体混合物的单元操作，它是依据待分离溶液中各组分在萃取剂中溶解度的差异来实现传质分离的。
8-1-1 萃取的工艺流程萃取过程通过加入第二相萃取剂的方法将一个难分离的液体混合物变成两个易分离的混合物，萃取装置后通常还设有萃取相和萃余相的回收分离装置。
对于一个合理的萃取工业流程，应着重解决下面三个问题：（1）选择一个合适的萃取剂；(2) 提供一个具有良好传质条件的萃取设备；（3）完成萃取的后续分离过程。
8-1-2 萃取分离的应用场合在下列情况下可以考虑采取萃取操作：（1）分离沸点相近或有恒沸物的混合液。
（2）混合液中含有热敏物质，采用萃取方法可避免物料受热破坏（3）混合液中溶质A的浓度很稀时第二节液液相平衡8-2-1 三角形相图一、组成表示方法三角形坐标图通常有等边三角形坐标图、等腰直角三角形坐标图两种。
在三角形坐标图中，每个顶点分别代表一个纯组分，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。
二、物料衡算和杠杆定律物料衡算在三角形相图中满足杠杆定律，可由此得到组成和量的相互关系：E=⋅E⋅MMRR上式表明由溶液R和E混合后得到的混合液组成点M必定在直线RE上，其在线上的位置可由杠杆定律给出；反过来，若混合液M可以分为R和E两部分，已知点M和R（或E），可由杠杆定律在直线MR（或ME）上定出点E（或R）的位置和组成。
通常将M称为R与E的和点，而R（或E）为M与E（或R）的差点。
8-2-2 部分互溶体系的平衡相图一、溶解度曲线、联结线及临界混溶点溶解度曲线用来表示三元部分互溶体系的A、B和S的相平衡关系，它是在一定的温度和压强下由实验测定的。
溶解度曲线将三角形相图分为两个区域，曲线以内为两相区，曲线以外为单相区。
处于两相区内状态点的溶液在达到平衡，静置后会形成两相，两相组成的坐标点应处于溶解度曲线上。
互为平衡的两相的组成点的连线为联结线。
第二章 液液萃取
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（4）溶剂的回收
➢溶剂的损耗在成本控制中占据很重要的地位，有 的甚至占很大比重。必须回收。 ➢要求萃取剂对其他组分的相对挥发度大，且不形 成恒沸物，如果被萃物不挥发或挥发度很低，而萃 取剂为易挥发组分时，则萃取剂的汽化热要小，以 节省能源。（被萃物为液体和固体两种情况？）
夹带损失。例如：水溶解有机溶剂。
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(2) 萃取剂选择要点
① 选择性好：萃取剂对某种组分的溶解能力较大， 对另一种较小，表现为选择性系数大。 ② 萃取容量大：单位体积的萃取剂能萃取大量的目 的物，表现为分配系数大。 ③ 萃取剂与原溶剂的互溶度：二者最好互不溶解， 减少了溶剂分离的步骤。 ④ 萃取剂与原溶剂有较大的密度差，易与原料液相 分层不乳化、不产生第三相。萃取剂密度最好大于 原溶剂（？）
kA
yA xA
kB
yB xB
分配系数反映了被萃组分在两个平衡液相中的分配关系，
分配系数的值越大，被萃物越容易进入萃取相，萃取分离
效果越好。k与溶剂的性质和温度有关，在一定的条件下
为常数，应根据实验来测定；k=0，表示待萃取物不被萃
取，k=∞，表示完全被萃取。
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2. 选择性系数（分离系数）
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• 几种特殊溶剂：醋酸丁酯、丁醇、戊醇、丁酮、甲 基叔丁基醚、这些溶剂在水中或酸性水中溶解度不 大。适用于萃取在酸性水中溶解度大的物质。
• 普通含氧原子的溶剂在酸性溶液中，易与氢离子形 成氢键而易溶于水，而这些含氧的大分子溶剂由于 位阻大，阻碍了氢键的形成，故在水中溶解度小。
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第八章液液萃取
三角形的三条边，按顺时针方向， 三角形的三条边，按顺时针方向， 分别标上刻度，一般取5等分， 分别标上刻度，一般取5等分，标号
0.2 F 0.4 0.6 0.8 S
B
分别从0.0 0.2、0.4、0.6、0.8、 0.0、 三角形相图的组成表示 分别从0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、 方法 1.0。单位为质量分率。 1.0。单位为质量分率。
二、基本过程
1.过程简图 参见图8 所示。 参见图8-1所示。
四个要素
主要设备 物流方向 组分名称 表示符号
萃取分离醋酸-水的 图8-1 萃取分离醋酸 水的 工艺流程
应用场合
• 分离沸点相近或有恒沸物的混合液 • 混合液中含有热敏物质，采用萃取方法可避免 混合液中含有热敏物质， 物料受热破坏 • 萃取-脱溶剂联合 萃取-
● 萃取剂与原溶剂互不相溶时
直角坐标系中图解计算
Y A － / S)( X A −X A)＋S Y E ＝ (B R F
8-3-2 多级错流过程
●
流程
●
计算
一般已知: 一般已知: 操作条件下的相平衡数据， 操作条件下的相平衡数据， 原料液量F及组成w 原料液量F及组成wFA， 溶剂的量S和组成y 和萃余相的组成w 溶剂的量S和组成yS和萃余相的组成wRA
（3）粘度大的液体宜作为分散相；对填料、筛板润湿性 粘度大的液体宜作为分散相；对填料、 较差的液体宜作为分散相；成本高、易燃易爆的液 较差的液体宜作为分散相；成本高、 体宜作为分散相。 体宜作为分散相。
8-5 过程和设备的强化与展望
●
萃取过程的强化
●
其它单元操作的耦合
●
超临界萃取
●
固相微萃取
化工原理下液液萃取
选择适当的萃取剂和被萃取溶液，按照实验要求准备试剂 。
操作步骤
将被萃取溶液和萃取剂按照一定比例加入分液漏斗中，充 分混合后静置分层，记录各层体积及颜色等物理性质。重 复萃取操作直至达到实验要求。
数据记录、整理和分析方法
1 2
数据记录
记录每次萃取操作后的各层体积、颜色等物理性 质，以及实验过程中的温度、搅拌速度等操作参 数。
操作方便
通过调节搅拌速度和澄清 时间，可以方便地控制萃 取过程。
适用范围广
适用于多种液液萃取体系 ，特别适用于处理量大、 停留时间长的体系。
萃取塔
高效传质
萃取塔内设有填料或塔板 ，以增加相际接触面积， 提高传质效率。
连续操作
萃取塔可实现连续进料和 出料，适用于大规模生产 。
易于自动化
萃取塔易于实现自动化控 制，提高生产效率和产品 质量。
萃取过程中，通常将含有目标组分的溶液与萃取剂充分接触，使目标组分在两种液 体之间进行分配。
通过调整萃取条件（如pH值、温度、压力等），可以改变目标组分在两种液体中的 分配系数，从而实现目标组分的分离和纯化。
溶解度与分配定律
溶解度是指在一定温度和压力下，溶质 在溶剂中的最大溶解量。在液液萃取中 ，溶解度决定了目标组分在两种液体中
的分配情况。
分配定律描述了目标组分在两种不混溶 液体之间的分配关系，通常用分配系数 表示。分配系数与目标组分在两种液体 中的溶解度、温度、压力等因素有关。
通过测定分配系数，可以预测目标组分 在液液萃取过程中的分离效果，并为优
化萃取条件提供依据。
萃取剂选择与性质
萃取剂的选择对液液萃取效果至关重 要。理想的萃取剂应具有与目标组分 相似或更高的溶解度，同时与被萃取 物不混溶。
化工原理 液液萃取
11.1 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。
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：
三角形坐标
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）
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。
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HFBF3作萃取剂，从C8馏分中分离二甲苯及其同分异构体。
A
mE RM mR ME
点P组成按上述长度为
A：30% B：50% S：20%
A
80
20
UF
60 Q Z 40
40 E 20
S%
液液萃取
液－液萃取第一节 概述利用原料液中各组分在适当溶剂中溶解度的差异而实现混合液中组分分离的过程称为液－液萃取，又称溶剂萃取。
液-液萃取, 它是30年代用于工业生产的新的液体混合物分离技术。
随着萃取应用领域的扩展,回流萃取,双溶剂萃取,反应萃取,超临界萃取及液膜分离技术相继问世, 使得萃取成为分离液体混合物很有生命力的操作单元之一。
一.萃取操作原理萃取是向液体混合物中加入某种适当溶剂，利用组分溶解度的差异使溶质A 由原溶液转移到萃取剂的过程。
在萃取过程中, 所用的溶剂称为萃取剂。
混合液中欲分离的组分称为溶质。
混合液中的溶剂称稀释剂，萃取剂应对溶质具有较大的溶解能力，与稀释剂应不互溶或部分互溶。
右图是萃取操作的基本流程图。
将一定的溶剂加到被分离的混合物中， 采取措施（如搅拌）使原 料液和萃取剂充分混合混合，因溶质在两相间不呈平衡，溶质在萃取相中的平衡浓度高于实际浓度， 溶质乃从混合液相萃取集中扩散，使溶质与混合中的其它组分分离，所以萃取是液、液相间的传质过程。
通常 ,萃取过程在高温下进行,萃取的结果是萃剂 提取了溶质成为萃取相，分离出溶质的混合液成为萃余相。
萃取相时混合物，需要用精馏或取等方法进行分离，得到溶质产品和溶剂，萃取剂供循环使用。
萃取相通常含有少量萃取剂，也需应用适当的分离方法回收其中的萃取剂，然后排放。
用萃取法分离液体混合物时，混合液中的溶质既可以是挥发性物质，也可以是非挥发性物质，（如无机盐类）。
当用于分离挥发性混合物时，与精馏比较，整个萃取过程比较复杂，譬如萃取相中萃取剂的回收往往还要应用精馏操作。
但萃取过程本身具有常温操作，无相变以及选择适当溶剂可以获得较高分离系数等优点，在很多的情况下，仍显示出技术经济上的优势。
一般来说，在以下几种情况下采取萃取过程较为有利：⑴ 溶液中各组分的沸点非常接近，或者说组分之间的相对挥发度接近于一。
⑵ 混合液中的组成能形成恒沸物酸， 用一般的精馏不能得到所需的纯度。
液_液萃取实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解液液萃取的基本原理和过程。
2. 掌握分液漏斗的使用方法和操作技巧。
3. 通过实验验证萃取分离的效率。
4. 学习如何通过萃取分离混合物中的特定成分。
二、实验原理液液萃取是利用物质在不同溶剂中的溶解度差异，通过混合、振荡、静置分层和分液等步骤，将混合物中的某一组分从另一组分中分离出来的方法。
其基本原理是：溶质在互不相溶的溶剂中具有不同的溶解度，溶质会从溶解度小的溶剂转移到溶解度大的溶剂中，从而实现分离。
三、实验仪器和药品仪器：- 分液漏斗（梨形）- 铁架台（带铁圈）- 烧杯- 振荡器- 秒表药品：- 混合溶液（含有待萃取的溶质）- 萃取剂（与混合溶液不互溶的溶剂）- 水或无水乙醇（用于洗涤）四、实验步骤1. 准备工作：- 检查分液漏斗是否漏水，确保密封性良好。
- 准备好混合溶液和萃取剂。
2. 加入溶液：- 将混合溶液倒入分液漏斗中，注意不要超过漏斗容积的2/3。
- 向分液漏斗中加入适量的萃取剂。
3. 振荡混合：- 盖好分液漏斗的玻璃塞，轻轻振荡，使混合溶液和萃取剂充分混合。
- 振荡过程中，注意观察两相液体的混合情况，确保充分接触。
4. 静置分层：- 将分液漏斗放置在铁架台上，静置一段时间，等待两相液体分层。
- 观察分层情况，确认两相液体已完全分层。
5. 分液：- 打开分液漏斗下端的活塞，使下层液体（通常为萃取剂层）缓慢流出至烧杯中。
- 待下层液体流尽后，关闭活塞，打开上端玻璃塞，将上层液体（通常为混合溶液层）倒入另一个烧杯中。
6. 洗涤：- 向分液漏斗中加入少量水或无水乙醇，重复振荡、静置分层和分液的步骤，以去除萃取剂层中的残留溶质。
7. 回收萃取剂：- 将萃取剂层倒入烧杯中，加热蒸发，回收萃取剂。
五、实验现象1. 振荡混合过程中，混合溶液和萃取剂充分接触，形成乳白色混合物。
2. 静置分层后，上层液体（混合溶液层）通常颜色较浅，下层液体（萃取剂层）通常颜色较深。
3. 分液过程中，下层液体（萃取剂层）和上层液体（混合溶液层）分离清晰。
液液萃取(溶剂萃取).
11 液液萃取（溶剂萃取）Liquid-liquid extraction(Solventextraction)11.1 概述一、液液萃取过程：1、液液萃取原理：根据液体混合物中各组分在某溶剂中溶解度的差异，而对液体混合物实施分离的方法，也是重要的单元操作之一。
溶质 A + 萃取剂 S——————〉S+A (B) 萃取相 Extract分层稀释剂 B B + A (S…少量) 萃余相 Raffinate（残液）一般伴随搅拌过程 => 形成两相系统，并造成溶质在两相间的不平衡则萃取的本质：液液两相间的传质过程，即萃取过程是溶质在两个液相之间重新分配的过程，即通过相际传质来达到分离和提纯。
溶剂 extractant（solvent)S 的基本条件：a、S 不能与被分离混合物完全互溶，只能部分互溶；b、溶剂具有选择性，即溶剂对A、B两组分具有不同溶解能力。
即（萃取相内）（萃余相内）最理想情况： B 与 S 完全不互溶 => 如同吸收过程： B 为惰性组分相同：数学描述和计算实际情况：三组分分别出现于两液相内，情况变复杂2 、工业萃取过程：萃取不能完全分离液体混合物，往往须精馏或反萃取对萃取相和萃余相进行分离，而溶剂可循环使用。
实质：将一个难于分离的混合物转变为两个易于分离的混合物举例：稀醋酸水溶液的分离：萃取剂：醋酸乙酯3 、萃取过程的经济性：取决于后继的两个分离过程是否较原液体混合物的直接分离更容易实现（ 1 ）萃取过程的优势：（与精馏的关系）ａ、可分离相对挥发度小或形成恒沸物的液体混合物；ｂ、无相变：液体混合物的浓度很低时，精馏过于耗能（须将大量 B 汽化）；ｃ、常温操作：当液体混合物中含有热敏性物质时，萃取可避免受热；ｄ、两相流体：与吸附离子交换相比，操作方便。
（ 2 ）萃取剂的选择——萃取过程的经济性a、分子中至少有一个功能基，可以与被萃取物质结合成萃合物；b、分子中必须有相当长的烃链或芳香环，可使萃取剂和萃合物容易溶解于有机相，一般认为萃取剂的分子量在350－500之间较为合适。
液-液萃取
易聚结，有利于分层；反之，液体易分散而产生乳化现象，使两液相难分离。
但如果界面张力过大时，液体则不易聚结分散，难以式两液相充分混合，降低 萃取效果。因此，在萃取操作中应选择适中的界面张力。
问题： 什么是相界面张力？
沿着不相溶的两相(液－固、液－液、液－气) 间界面垂直作用在单位长度液体表面上的表面收 缩力（相界面张力）。
①转筒式离心萃取器 如图所示，转筒式离心萃取器结
构简单，造价相对较低，传质效率高，
易控制，运行可靠。
②卢威式离心萃取器
卢威(Luwesta)式离心萃取器是一种立式
逐级接触式离心萃取设备。
重液
轻液
重液
轻液
如图所示，Luwesta 式离心萃取器的主体
是固定在机壳体上，并随之作高速旋转的环形 盘，壳体中央有固定的垂直空心轴，轴上也装 有圆形盘，盘上开有若干个喷出孔。
3、萃取剂的化学性质： （1）良好的稳定性 （2）不易分解、聚合 （3）有足够的热稳定性和抗氧化稳定性 （4）对设备的腐蚀性小
工业生产中常用的萃取剂分类： 1.有机酸或它们的盐，如脂肪族的一元羧酸、磺酸、 苯酚 2.有机碱的盐，如伯胺盐，仲铵盐、叔铵盐 3.中性溶剂：如水、醇类、酯、醛、酮等。
三、萃取设备
重液
轻液
筛板
降液管
重液呈连续相由塔顶入口进入，横向流过筛板，
并在筛板上与分散相液滴接触、传质，再由降液管流 至下一层筛板；如此重复进行，最后由塔底排出。
轻液
筛板塔构造比较简单，造价低，可有效地减少轴向返混，能 处理腐蚀性料液，因而运用较为广泛。
重液
④转盘萃取塔（RDC塔） 转盘萃取塔的基本构造如图所示。在塔体内壁 的面上按一定间距，安装有若干个环形挡板（固定 环），固定环将塔内分成若干个小空间。两个固定 环之间安装一转盘，转盘固定在中心轴上，转轴由 塔顶电机启动。 萃取操作时，转盘随中心轴高速旋转，液体产
第二章液液萃取
2021/4/4
第二章液液萃取
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• 几种特殊溶剂：醋酸丁酯、丁醇、戊醇、丁酮、甲 基叔丁基醚、这些溶剂在水中或酸性水中溶解度不 大。适用于萃取在酸性水中溶解度大的物质。
• 普通含氧原子的溶剂在酸性溶液中，易与氢离子形 成氢键而易溶于水，而这些含氧的大分子溶剂由于 位阻大，阻碍了氢键的形成，故在水中溶解度小。
③ 溶质质点进入溶剂形成的空穴：溶质分子与溶剂分子相互作 用放出能量，顺序为：均为非极性分子<一为非极性分子、 一为极性分子<均为极性分子<溶质被溶剂溶剂化。
➢ 溶剂化是指一定数目的溶剂分子较牢固的结合在溶质质点上，
有溶剂化能力的溶剂称为溶剂化溶剂，水、醇、丙酮等【溶
2021剂/4/4化溶剂的结构特点？】第。二章液液萃取
kA
yA xA
kB
yB xB
分配系数反映了被萃组分在两个平衡液相中的分配关系，
分配系数的值越大，被萃物越容易进入萃取相，萃取分离
效果越好。k与溶剂的性质和温度有关，在一定的条件下
为常数，应根据实验来测定；k=0，表示待萃取物不被萃
取，k=∞，表示完全被萃取。
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第二章液液萃取
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2. 选择性系数（分离系数）
➢如果原料液中含有组分A与B，萃取剂对溶质A和B分离能力 的大小，可用选择性系数β表示。 ➢定义为：在同一萃取体系内两种溶质在同样条件下分配系 数的比值。 ➢β值的大小反映了被萃相中两种物质可被某种萃取剂所分离 的难易程度。
yA KA yB
Kb xA xB
➢与精馏中的相对挥发度一样，选择性系数值越远离1，两种 物质越容易分离；反之则不容易。
基本概念基本概念利用组分在两个互不相溶或部分互溶的液相中的溶解度利用组分在两个互不相溶或部分互溶的液相中的溶解度差异而将其从一个液相转移到另一个液相的分离过程称为液差异而将其从一个液相转移到另一个液相的分离过程称为液液萃取也叫溶剂萃取液萃取也叫溶剂萃取
液液萃取
工艺要求的理论级小于3，处理量 较小时可考虑采用。
重液
填料萃取塔
振动筛板塔
转盘萃取塔
离心萃取器
• 优点：处理量大，效 优点： 率较高，提供较多理 论级，结构紧凑，占 地面积小，应用广泛。 • 缺点：能耗大，结构 缺点： 复杂，设备及维修费 用高。 • 应用：适用于要求接 应用： 触时间短，物流滞留 量低，易乳化，难分 相的物系。
相组成表示法
• 三个顶点：纯物质 三个顶点：纯物质 • 三条边上的点：二元 三条边上的点：二元 混合物的组成 • H点的组成为：
xA = BH = 0.7
xB = AH = 0.3
相组成表示法
• 三角形内的任一点：一定组成的三元混 三角形内的任一点：一定组成的三元混 合物。 • M点的组成为：过M点分别作三条边的平 点的组成为：过M 行线，则线段BE或SD表示A 行线，则线段BE或SD表示A的组成，线 段AH或GS表示B的组成，线段BF或AK AH或GS表示B的组成，线段BF或 表示S 表示S的组成。
• 粘度小对萃取剂有利
萃取剂的回收
• 要求萃取剂对其他组分的相对挥发度大， 且不形成恒沸物。
其他工业要求
• 化学稳定性、不易聚合、分解，有足够 的热稳定性，抗氧化的稳定性，对设备 的腐蚀性小，无毒，来源容易，价格便 宜等。
操作温度的影响
• 温度升高，分层区面积缩小 ，不利于萃取分离。 • 但温度过低，液体黏度过大，不利于传质。
分配系数与分配曲线
• 分配系数
组分A在E相中的组成 = yA k A= 组分A在R相中的组成 xA
yB kB = xB
• 分配系数表达了某一组分在两个平衡液相中的 分配关系。 • kA值与联结线的斜率有关，但不等于斜率。 kA值与联结线的斜率有关，但不等于斜率。
化工原理 第十一章液液萃取
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：
三角形坐标
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）
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。
石油化工学院---Department of Petroleum chemical Engineering
两相接触方式
微 分 接 触
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级 式 接 触
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为混溶点； ④ 临界混溶点(褶点) :共轭相的组成相同，其位置和物系有关； ⑤ 萃取相和萃余相: 以原溶剂为主的相称为萃余相，以溶剂为
主的相称为萃取相。
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① 部分互溶物系，A、B，A、S 完全互溶，而B、S部分互 溶；
常见的萃取操作流程
原料 A+B 萃取剂 S
萃取相 E
萃取剂S
萃余相 R
萃取液E ’ 萃余液R’
萃取剂S 常见的萃取操作流程
石油化工学院---Department of Petroleum chemical Engineering
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ZU / ZV = V / U
液液萃取
1.3液液萃取过程的特点
（1）萃取过程中相互接触的两相（均为液相）必须依靠两 相之间之间的密度差火外界输入能量进行两相的分离。
（2）萃取过程中的两液相间的密度差、界面张力以及两液
相的粘度等物理性质以及水箱和有机相对设备材质的 亲和性都是十分重要的因素。 （3）在萃取过程中，轴向混合的影响严重。轴向混合是指 把导致两相流动的非理想性，并使两相在萃取设备内
②超临界萃取与尿素包合技术联用 • 又称超临界萃取结晶法。利用尿素可与脂 肪酸化合物形成包合物，而且分子结构和 不饱和度不同的化合物与尿素的包合程度 不同这一特性来实现组分的分离，可用于 从鱼油中提纯EPA和DHA。
③超临界萃取与色谱分离联用 • 如从向日葵种子中提取维生素E时同硅胶吸 附柱联用； • 从美丽猪屎豆种子中萃取单猪屎豆碱时同 离子交换柱联用。
2
0 . 0664
A
0 . 3 0 . 0664 0 .3
100 % 77 . 87 %
⑶ 两级逆流萃取
b' mS B 1 . 5 45 30 2 . 25
将有关数据代入下式，可求得X3
XF X
X3
N
b'
N 1
1
b ' 1
1 0 . 3 ( 2 . 25 1) 2 . 25 1
⑵ 将45kg/h的萃取剂分成两等份进行两级错 流萃取每级萃取剂加入量为： 1 1 S 1 S 45 22 . 5 kg/h 2 2
b mS B
i
1 . 5 22 . 5 30
1 . 125
将有关数据代入下式，可解出X2
X2 XF (1 b )
化工原理第十一章 液液萃取和固液萃取
yA yA
同样，对稀释剂B有
kB
B在E相中得浓度＝ B在R相中得浓度
yB yB
萃取剂的选择性，用选择性系数 表示
kA yA / xA yA / yB (A / B)E kB yB / xB xA / xB ( A / B)R
要注意以下几方面：
1、 选择性 2、 萃取相与萃余相的分离 3、 萃取剂得回收
C2 （ b）
C1
图11－3 相平衡图
2024/3/26
5
三、杠杆规则
如图11－4所示，混合物M分成任意两个 相E和R，或由任意两个相E和R混合成一 个相M，或任意两个组分E和R混合成一个 混合物M（E、、R、M可以为同一相）。 则在三角形相图中表示其组成得点M、E 和R必在以直线上，且符合以下比例关系
除此之外，萃取剂还应满足一般得工业要求。
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11.1.4单级萃取
S F
S
E 3
萃 取 液E'
M
S
2
1
R
4
图 11－ 5 单 击 萃 取 流 程
萃 余 液 R‘
1－ 混 合 器 ； 2－ 分 层 器 ； 3－ 萃 取 相 分 离 设 备 ； 4－ 萃 余 相 分 离 设 备
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一、利用三角形相图的图解计算
如图11—6所示，单级萃取得计算步骤
如下：
A
E'
1、 根据已知得平衡数据在直角三角形
相图中作出溶解度曲线及辅助曲线。
辅助曲线
2、由已知原料液组成xF在边AB上定点
F，连接点S和F。有
F
S FM
F MS
3、点M利用辅助曲线作联结线。有
第5章液液萃取
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活塞流模型
两相在塔内作活塞流 轻相为萃取相，重相 为萃余相，相间传质 只在水平方向发生。
取微元体，对溶质A作 物料恒算，结合其速率方程可推出萃取塔高的计 算式，与填料塔汽液传质类似： 塔高=传质单元高度×传质单元数
④溶质的分配系数为一常数。
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二、轴向扩散模型
Ex 、Ey分别为两相的
扩散系数；
K0x 为基于萃余相的 总传质系数
稳态下传质方程为：
Ex
d 2cx dz 2
Vx
dcx dz
K0xa
cx c*x
0
Ey
d 2cy dz 2
Vy
dcy dz
K0xa
cx c*x
溶解度曲线: ys=φ(yA); xs=φ(xA) 3）平衡联结线: yA= f (xA)
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5.3 萃取设备与流程
两相接触方式：
微分接触 如喷洒塔 级式接触 如萃取槽
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级式接触：
多级错流萃取
多级错流是单级萃取的 多次重复，可得含溶质 很低的萃余相，但溶剂 用量较多。
组分i的分配系数为：mi
yi xi
vi li
V L
定义萃取因子：
i
miV L
其倒数为：ui
1
i
L miV
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吸收中的吸收因子法
vN1 v1 vN AN l0 A1 A2....AN A2 A3....AN ... AN
液液萃取
M点的横坐标表示萃取剂S的质量百分数 xS 0.3
纵坐标表示溶质A的质量百分数 xA 0.4
xB 1 xA xS 1 0.4 0.3 0.3
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2、杠杆法则 ——萃取物料衡算的依据
一、单级萃取的流程与计算
1、单级萃取的流程 2、单级萃取的计算
1）萃取剂与稀释剂部分互溶的体系
原料液F
xF
萃取剂S
ys
萃余相R
xR
萃取相E
yE
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E' FR' R' FE'
E’
E'R' F
F● D
FD Smin F DS R’ ● R
1）萃取剂和稀释剂部分互溶的体系
F M S0M1 FS0
E1
R1 M1 R2 M2
E2 E3
R3
M3
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2）萃取剂和稀释剂不互溶的体系
a）直角坐标图解法 对第一级 ： Y1 Y0 B S1 (X1 X F ) 第2到N级 ： Y2 Y0 B S2 ( X 2 X1)
Y
E1 Y1
B S
X1
XF X
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二、多级错流接触萃取的流程与计算
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绪论
4.1 液液萃取过程
4.2 液液相平衡
4.3 萃取过程计算
4.4 萃取设备
4.5 萃取过程的新进展
基本概念
利用组分在两个互不相溶的液相中的溶解度差而将其从一个液相转移。
到另一个液相的分离过程称为液液萃取，也叫溶剂萃取，简称萃取。
待分离的一相称为被萃相，萃取后成为萃余相，用做分离剂的相称为萃取相。
萃取相中起萃取作用的组分称为萃取剂，起溶剂作用的组分称为稀释剂或溶剂。
具有处理量大、分离效果好、回收率高、可连续操作以及自动控制等特点，因此得到了广泛的应用。
1. 液液萃取过程的特点
(1)萃取过程的传质前提是两个液相之间的相互接触；
(2)两相的传质过程是分散相液滴和连续相之间相际传质
过程。
(3)两相间的有效分散是提高萃取效率的有效手段。
(4)两相的分离需借助两相的密度差来实现。
(5)液液萃取过程可以在多种形式的装置中通过连续或间
歇的方式实现。
2. 液液萃取的主要研究内容
(1)确定萃取体系包括被萃相体系和萃取相体系的构成，如被萃相的酸碱度、萃取相的稀释剂等。
(2)测定相平衡数据分配系数和分离系数。
(3)确定工艺和操作条件相比、萃取剂和稀释剂用量、被萃物浓度、萃取温度等。
(4)萃取流程的建立完整的萃取和反萃流程。
(5)设备的确定设备形式和结构。
1. 萃取剂的选择
(1) 萃取剂应具备的特点
①萃取剂中至少要有一个能与被萃物形成萃合物的官能团。
常见的萃取官能团通常是一些包含N、O、P、S的基团。
②萃取剂中还应包含具有较强亲油能力结构或基团，如长链烃、芳烃等，以利于萃取剂在稀释剂中的溶解，并防止被萃相对它的溶解夹带损失。
1. 分配比
达到萃取平衡时，被萃物在两相中的浓度比称为被萃物的分配比，也称为分配系数。
D=
其中，为被萃物A在萃取相（有机相）中的浓度；为被萃物A在被萃相（水相）中的浓度。
分配比D的值越大，被萃物越容易进入萃取相。
D通常不是常数，要受萃取体系和萃取条件的影响，应根据实验来测定；D=0，表示待萃取物完全不被萃取，D=∞，表示完全被萃取。
2. 相比
萃取体系中萃取相与被萃相的体积比。
在连续萃取过程中，通常用两相的流比取代相比。
为萃取相流量，为被萃相流量。
3. 分离系数
分离系数又称为分离因子，表示被萃相中两种物质可被某种萃取剂所分离的难易程度，它等于这两种物质在相同萃取条
件下的分配比之比。
与相对挥发度一样，分离系数值越远离1，两种物质越容易分离；反之则不容易。
4.3.1 萃取过程分析
常用的工业萃取过程根据使用的设备通常分为逐级萃取过程和微分萃取过程。
1. 逐级萃取过程
以多级混合澄清槽为萃取设备的连续萃取过程。
特点是每一个萃取级构成一个平衡级，易实现过程分解、组合与控制。
2. 微分萃取过程
以各种塔为萃取设备的连续萃取过程。
特点是设备紧凑，操作简单，结构形式选择多；但易出现轴向返混，影响萃取效率。
1. 逐级萃取过程分析
(1)逆流萃取
(2)错流萃取
2. 逐级萃取过程的计算
(1)麦克凯贝-赛尔图解法
平衡线：
由萃取平衡实验测得。
操作线：
斜率=L/G
即，被萃相与萃取相的流量之比。
萃取级数。