有机合成工初级萃取

19世纪，用于无机物和机物的分离，如1842年用二乙醚萃取硝酸 铀酰，用乙酸乙脂类的物质分离水溶液中的乙酸等。 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、浓缩和净化的有效方法。 例如从锌冶炼烟尘的酸浸出液中萃取鉈、铟、镓、锗，以及铌 钽、镍-钴、铀-钒体系的分离，以及核燃料的制备。 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 维生素等。
多级逆流萃取
料液
萃余相
1
萃取相
2
3
N
萃取剂
原料液和萃取剂依次按反方向通过各级，最终萃取相从加料一端 wk.baidu.com出，并引入溶剂回收设备中，最终萃余相从加入萃取剂的一端 排出，引入溶剂回收设备中。 特点：可用较少的萃取剂获得比较高的萃取率，工业上广泛采用。
微分接触式（连续接触式）
一般为塔式设备（喷淋塔、填料塔、转盘塔、振动筛板塔等）。 一液相为连续相，另一液相 为分散相，分散相和连续相 呈逆流流动； 两相在流动过程中进行质量 传递，其浓度沿塔高呈连续 微分变化； 两相的分离在塔的上下两端 进行。
注意：kA 只反映 S 对 A 的溶解能力，不反映 A、B 的分离程度。
萃取剂的选择
有足够的容量 与水溶液不互溶，不发生乳化 对产物有高的分配 系数 低黏度 在密度上同水有大的差别 在消毒过程中热稳定
物理化学方面
生物学方面 经济和推理方面
对生物催化剂、酶或活细胞无毒性 低成本 能大批供应 对人员无毒 不易燃
通过转移到具有不同物理或化学特性的第二相中，来减 少由于降解（水解）引起的产品损失；
可从潜伏的降解过程中（如代谢或微生物过程）分离产 物； 适用于各种不同的规模； 传质速度快，生周期短，便于连续操作，容易实现计算 机控制。
萃取操作的基本流程
按溶液与萃取 剂的接触方式 单级萃取
萃取剂 料液A+B
分级接触式 微分接触式 连续接触式
萃取剂的选择
选择性系数
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 组成之比的比值。
kA yA / yB xA / xB yA xA yB xB kA kB


kB

kA，kB ， 。 表示 S 对 A、B 组分溶解能力差别，即 A、B 的分离程度。 kB一定：kA ， 。 kA一定：kB ， 。
单级 多级错流 多级逆流
混合澄清槽
萃取相 萃余相
单级萃取最多为一次平衡，故分离程度不高，只适用于溶质在萃 取剂中的溶解度很大或溶质萃取率要求不高的场合。
多级错流萃取
萃取剂
料液
1
萃取相
2
3
N
萃余相
原料液依次通过各级，新鲜溶剂则分别加入各级的混合槽中，萃 取相和最后一级的萃余相分别进入溶剂回收设备，回收溶剂后的 萃取相称为萃取液（用E’表示），回收溶剂后的萃余相称为萃余 液（用R’表示）。 特点：萃取率比较高，但萃取剂用量较大，溶剂回收处理量大， 能耗较大。
选择与稀释剂互溶度小的溶剂，可增加分离效果。
萃取剂的选择
化学稳定性 萃取剂应不易水解和热解，耐酸、碱、盐、氧化剂或还原剂，腐 蚀性小。在原子能工业中，还应具有较高的抗辐射能力。
物理性质 (1) 溶解度：萃取剂在料液相中的溶解度要小。 (2) 密度：密度差大，有利于分层，不易产生第三相和乳化现象， 两液相可采用较高的相对速度逆流。 (3) 界面张力：界面张力大，有利于液滴的聚结和两相的分离；另 一方面，两相难以分散混合，需要更多外加能量。由于液滴的 聚结更重要，故一般选用使界面张力较大的萃取剂。 (4) 粘度：低粘度有利于两相的混合与分层，流动与传质，对萃取 有利。对大粘度萃取剂，可加入其它溶剂进行调节。
我们经常所说的洗涤，也是一个萃取过程。
图例
萃取液 （待分离物 质＋少量杂质） 洗 涤 剂 待 萃 物 质 反 萃 剂
萃取剂＋稀释剂
（待返回使用）
料液 （待分离物 质＋杂质
萃 取
洗 涤
反 萃 取
萃取剂 ＋稀释剂 产物（待萃物质） 杂质+少量 待萃物质
萃残液 （杂质）
萃取优点
萃取过程具有选择性； 能与其他需要的纯化步骤相配合；
轻液出口 重液进口
轻液进口 重液出口
萃取操作的适用范围
萃取过程本身并未完全完成分离任务，而只是将难于分离的混合 物转变成易于分离的混合物，要得到纯产品并回收溶剂，必须辅 以精馏（或蒸发）等操作。 萃取操作一般用于： (1) 混合液中各组分的沸点很接近或形成恒沸混合物，用一般精 馏方法不经济或不能分离； (2) 混合液中含热敏性物质，受热易分解、聚合或发生其它化学 变化； (3) 混合液中需分离的组分浓度很低，采用精馏方法须将大量的 稀释剂汽化，能耗太大。 萃取操作是两相间的传质过程，需要研究两液相间的平衡关系和 相际间的传质速率问题。
例举
1 原溶液：欲分离的原料溶液，原溶液中欲萃取组份称为溶质A，其 余称稀释剂B 2 溶剂S：为萃取A而加入的溶剂，也称萃取剂 3 萃取相：原溶剂和稀释剂混合萃取后，分成两相，含溶剂S较多 的一相； 4 萃余相：主含稀释剂的一相 5 萃取液：萃取相脱溶剂后的溶液 6 萃余液：萃余相脱溶剂后的溶液
液-液萃取过程举例
概述
液-液萃取的基本原理 在液体混合物中加入与其不完全混溶的液体溶剂（萃取剂），形 成液-液两相，利用液体混合物中各组分在萃取相中溶解度的差异 而达到分离的目的。也称溶剂萃取，简称萃取。
萃取过程的条件 ： 1． 两个接触的液相完全不互溶或部分互溶； 2． 溶质组分和稀释剂在两相中分配比不同； 3． 两相接触混合和分相；
萃取分离效果及其主要影响因素
萃取率（提取率）E：
E 萃取液中被提取的溶质 A的质量(kg) 原料液中溶质 A的质量(kg)
萃取剂的选择
分配系数 一定温度下，A 组分在互成平衡的两液相中的浓度比
kA Ａ组分在萃取相中的浓度 yA Ａ组分在萃余相中的浓度 xA kB yB xB
一般 kA 不为常数，而随温度、溶质 A 的浓度变化。 在 A 浓度变化不大和恒温条件下，kA 可视为常数（平衡常数 m） ，其值由实验测得。