第七章 液-液萃取技术
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习惯上，将①、②两种情况的物系称为第Ⅰ类物系，而将③ 情况的物系称为第Ⅱ类物系。
在萃取操作中，第Ⅰ类物系较为常见，以下主要讨论这类物
系的相平衡关系。
1.萃取过程中的相平衡关系 （1） B与S部分互溶时 溶解度曲线以内的区域为两相 区，以外的区域为均相区。
均相区
A
A
B多S少 S多B少
R(B 层)
+A E(S 层) +A
按组分数目分
物理萃取：萃取过程中，萃取剂与原料液中的有 关组分不发生化学反应 按有无化学反应分
化学萃取 本章主要讨论三元体系的物理萃取。
二、液－液萃取在工业上的应用
1、液－液萃取在石油化工中的应用
石油化工工业萃取过程分为如下三个阶段:
（Ⅰ）混合过程 （Ⅱ）沉降分层 （Ⅲ）脱除溶剂 ２、在生物化工中和精细化工中的应用
坐标图可直接在普通直角坐标纸上进行
标绘，且读数较为方便，故目前多采用 等腰直角三角形坐标图。
2、杠杆原理
数量关系：和点与差点的量之间的关系符合杠杆原理，即
mE MR x A z A mR ME z A y A mE MR x A z A mM RE x A y A mR ME z A y A mM RE x A y A
根据杠杆规则，若已知两个差点，则可确定和点；若已知和点和 一个差点，则可确定另一个差点。
二、液-液相平衡关系在三角形相图上的表示
根据萃取操作中各组分的互溶性，可将三元物系分为以下三种情况：
①溶质A可完全溶于B及S，但B与S不互溶； ②溶质A可完全溶于B及S，但B与S部分互溶；
③溶质A可完全溶于B，但A与S及B与S部分互溶。
〖说明〗 在三角形坐标图中，AB边以A的质量分数作
为标度，BS边以B的质量分数作为标度，SA
边以S的质量分数作为标度。 顶点分别代表一个纯组分，即顶点A表示纯 溶质A，顶点B表示纯原溶剂（稀释剂）B， 顶点S表示纯萃取剂S。 任意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。 例如AB边上的E点，表示由A、B组成的二元混合物系，由图可读得： A的组成为0.40，则B的组成为（1.0–0.40）= 0.60，S的组成为零。
※萃取操作只 能在两相区内 进行
共轭线（联结线）
P
临界混溶点（褶点）
溶解度曲线
两相区
辅助线
B
R
B、S 部分互溶时
M
E
S
溶解度曲线可通过下述实验方法得到：在一定温度下，将组分B与组 分S以适当比例相混合，使其总组成位于两相区，设为M，则达平衡后 必然得到两个互不相溶的液层，其相点为R、E。 在恒温下，向此二元混合液中加入适 量的溶质A并充分混合，使之达到新的平 衡，静置分层后得到一对共轭相，其相点 为R1、E1，然后继续加入溶质A，重复上 述操作，即可以得到n+1对共轭相的相点 Ri、Ei (i=0,1,2,……n)，当加入A的量 使混合液恰好由两相变为一相时，其组成 点用K表示，K点称为混溶点或分层点。联 结各共轭相的相点及K点的曲线即为实验 温度下该三元物系的溶解度曲线。
本章重点及难点 本章重点
液-液萃取分离的原理
萃取相平衡
单级萃取过程工艺计算 萃取设备及操作原理
本章难点
萃取相平衡 萃取过程在三角形相图上的表示
第一节 基本概念
一、基本概念
手工洗衣服为例
打完肥皂、揉搓后，如何将肥皂沫去除呢？ 用清水多次漂洗
经验表明：每盆水揉搓的时间越长（即萃取越接近平衡），拧得越 干（即萃取与萃余相相分离越彻底），所用漂洗次数越少（即错流 级数越少）。
由上可知，萃取操作并未有得到纯净的组分，而是新的混合液： 萃取相E和萃余相R。为了得到产品A，并回收溶剂以供循环使用，尚需 对这两相分别进行分离。通常采用蒸馏或蒸发的方法，有时也可采用
结晶等其它方法。脱除溶剂后的萃取相和萃余相分别称为萃取液和萃
余液，以 E 和 R 表示。
原料液 A+B 萃取剂 S S 萃取液 E A(大量),B(少量) S 萃余液 R B(大量),A(少量)
如青霉素的生产，用玉米发酵得到的含青霉素的发酵液，醋 酸丁脂为溶剂，经过多次萃取得到青霉素的浓溶液
３、湿法冶金中的应用
4、萃取操作的应用 一般地，在下列情况下采用萃取方法更为有利。 （1） 原料液中各组分间的相对挥发度接近于1或形成恒沸物。若采用 蒸馏方法不能分离或很不经济； （2）原料液中需分离的组分含量很低且为难挥发组分。若采用蒸馏方
三角形坐标图内任一点代表一个三元混 合物系。例如 M 点即表示由 A 、 B 、 S 三个 组分组成的混合物系。其组成可按下法 确定：过物系点 M分别作对边的平行线 ED 、 HG、KF，则由点E、G、K可直接读得A、B、
S 的 组 成 分 别 为 ： xA=0.4 、 xB=0.3 、
xS=0.3； 在诸三角形坐标图中，等腰直角三角形
萃取相 E S+A+B 萃余相 R B+A+S
单级萃取流程
萃取操作过程由混合、分层、萃取相分离、萃余相分离等一系 列步骤共同完成。
3、萃取剂的选择 要求： 1、对溶质溶解性大 2、选择性好
3、B与Sห้องสมุดไป่ตู้溶度越小越好
4、萃取剂易于回收 5、萃取相与萃余相密度差异大
4.萃取的分类 多组元体系：原料液中有两个以上组分或溶剂为 两种不互溶的溶剂 三元体系：原料液中含有两个组分，溶剂为单溶剂
法须将大量稀释剂汽化，能耗较大；
（3） 原料液中需分离的组分是热敏性物质。这种物料蒸馏时易于分 解、聚合或发生其它变化。
（4）高沸点有机物的分离。用萃取方法代替技术很高的真空蒸馏、分
子蒸馏，可降低能量消耗。
第二节
1、三角形坐标图 三角形坐标图通常
萃取操作的基本原理
一、组成的表示方法
等边三角形坐标图 等腰直角三角形坐标图 非等腰直角三角形坐标图 如图所示， 其中以等腰直角 三角形坐标图最 为常用。
液液萃取是分离均相液体混合物的单元操作。
1、萃取：在液体混合物（原料液）中加入一个与其基本不相混溶
的液体作为溶剂，造成第二相，利用原料液中各组分在两个液相 中的溶解度不同而使原料液混合物得以分离的单元操作。
亦称溶剂萃取，简称萃取或抽提。
原料液，用F表示； 选用的溶剂称为萃取剂，以S表示，要有较好的溶解选择性；
原料液中易溶于S的组分，称为溶质，以A表示；
难溶于S的组分称为原溶剂（或稀释剂），以B表示
例如用醋酸乙酯萃取醋酸水溶液中的醋酸
2、萃取流程 萃取操作的基本过程如图所示。一定量萃取剂加入原料液中，形 成两液相，两液相因密度不同而分层： 一层以溶剂S为主，并溶有较多的溶质，称为萃取相，以E表示； 另一层以原溶剂（稀释剂）B为主，且含有未被萃取完的溶质，称 为萃余相，以R表示。
在萃取操作中，第Ⅰ类物系较为常见，以下主要讨论这类物
系的相平衡关系。
1.萃取过程中的相平衡关系 （1） B与S部分互溶时 溶解度曲线以内的区域为两相 区，以外的区域为均相区。
均相区
A
A
B多S少 S多B少
R(B 层)
+A E(S 层) +A
按组分数目分
物理萃取：萃取过程中，萃取剂与原料液中的有 关组分不发生化学反应 按有无化学反应分
化学萃取 本章主要讨论三元体系的物理萃取。
二、液－液萃取在工业上的应用
1、液－液萃取在石油化工中的应用
石油化工工业萃取过程分为如下三个阶段:
（Ⅰ）混合过程 （Ⅱ）沉降分层 （Ⅲ）脱除溶剂 ２、在生物化工中和精细化工中的应用
坐标图可直接在普通直角坐标纸上进行
标绘，且读数较为方便，故目前多采用 等腰直角三角形坐标图。
2、杠杆原理
数量关系：和点与差点的量之间的关系符合杠杆原理，即
mE MR x A z A mR ME z A y A mE MR x A z A mM RE x A y A mR ME z A y A mM RE x A y A
根据杠杆规则，若已知两个差点，则可确定和点；若已知和点和 一个差点，则可确定另一个差点。
二、液-液相平衡关系在三角形相图上的表示
根据萃取操作中各组分的互溶性，可将三元物系分为以下三种情况：
①溶质A可完全溶于B及S，但B与S不互溶； ②溶质A可完全溶于B及S，但B与S部分互溶；
③溶质A可完全溶于B，但A与S及B与S部分互溶。
〖说明〗 在三角形坐标图中，AB边以A的质量分数作
为标度，BS边以B的质量分数作为标度，SA
边以S的质量分数作为标度。 顶点分别代表一个纯组分，即顶点A表示纯 溶质A，顶点B表示纯原溶剂（稀释剂）B， 顶点S表示纯萃取剂S。 任意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。 例如AB边上的E点，表示由A、B组成的二元混合物系，由图可读得： A的组成为0.40，则B的组成为（1.0–0.40）= 0.60，S的组成为零。
※萃取操作只 能在两相区内 进行
共轭线（联结线）
P
临界混溶点（褶点）
溶解度曲线
两相区
辅助线
B
R
B、S 部分互溶时
M
E
S
溶解度曲线可通过下述实验方法得到：在一定温度下，将组分B与组 分S以适当比例相混合，使其总组成位于两相区，设为M，则达平衡后 必然得到两个互不相溶的液层，其相点为R、E。 在恒温下，向此二元混合液中加入适 量的溶质A并充分混合，使之达到新的平 衡，静置分层后得到一对共轭相，其相点 为R1、E1，然后继续加入溶质A，重复上 述操作，即可以得到n+1对共轭相的相点 Ri、Ei (i=0,1,2,……n)，当加入A的量 使混合液恰好由两相变为一相时，其组成 点用K表示，K点称为混溶点或分层点。联 结各共轭相的相点及K点的曲线即为实验 温度下该三元物系的溶解度曲线。
本章重点及难点 本章重点
液-液萃取分离的原理
萃取相平衡
单级萃取过程工艺计算 萃取设备及操作原理
本章难点
萃取相平衡 萃取过程在三角形相图上的表示
第一节 基本概念
一、基本概念
手工洗衣服为例
打完肥皂、揉搓后，如何将肥皂沫去除呢？ 用清水多次漂洗
经验表明：每盆水揉搓的时间越长（即萃取越接近平衡），拧得越 干（即萃取与萃余相相分离越彻底），所用漂洗次数越少（即错流 级数越少）。
由上可知，萃取操作并未有得到纯净的组分，而是新的混合液： 萃取相E和萃余相R。为了得到产品A，并回收溶剂以供循环使用，尚需 对这两相分别进行分离。通常采用蒸馏或蒸发的方法，有时也可采用
结晶等其它方法。脱除溶剂后的萃取相和萃余相分别称为萃取液和萃
余液，以 E 和 R 表示。
原料液 A+B 萃取剂 S S 萃取液 E A(大量),B(少量) S 萃余液 R B(大量),A(少量)
如青霉素的生产，用玉米发酵得到的含青霉素的发酵液，醋 酸丁脂为溶剂，经过多次萃取得到青霉素的浓溶液
３、湿法冶金中的应用
4、萃取操作的应用 一般地，在下列情况下采用萃取方法更为有利。 （1） 原料液中各组分间的相对挥发度接近于1或形成恒沸物。若采用 蒸馏方法不能分离或很不经济； （2）原料液中需分离的组分含量很低且为难挥发组分。若采用蒸馏方
三角形坐标图内任一点代表一个三元混 合物系。例如 M 点即表示由 A 、 B 、 S 三个 组分组成的混合物系。其组成可按下法 确定：过物系点 M分别作对边的平行线 ED 、 HG、KF，则由点E、G、K可直接读得A、B、
S 的 组 成 分 别 为 ： xA=0.4 、 xB=0.3 、
xS=0.3； 在诸三角形坐标图中，等腰直角三角形
萃取相 E S+A+B 萃余相 R B+A+S
单级萃取流程
萃取操作过程由混合、分层、萃取相分离、萃余相分离等一系 列步骤共同完成。
3、萃取剂的选择 要求： 1、对溶质溶解性大 2、选择性好
3、B与Sห้องสมุดไป่ตู้溶度越小越好
4、萃取剂易于回收 5、萃取相与萃余相密度差异大
4.萃取的分类 多组元体系：原料液中有两个以上组分或溶剂为 两种不互溶的溶剂 三元体系：原料液中含有两个组分，溶剂为单溶剂
法须将大量稀释剂汽化，能耗较大；
（3） 原料液中需分离的组分是热敏性物质。这种物料蒸馏时易于分 解、聚合或发生其它变化。
（4）高沸点有机物的分离。用萃取方法代替技术很高的真空蒸馏、分
子蒸馏，可降低能量消耗。
第二节
1、三角形坐标图 三角形坐标图通常
萃取操作的基本原理
一、组成的表示方法
等边三角形坐标图 等腰直角三角形坐标图 非等腰直角三角形坐标图 如图所示， 其中以等腰直角 三角形坐标图最 为常用。
液液萃取是分离均相液体混合物的单元操作。
1、萃取：在液体混合物（原料液）中加入一个与其基本不相混溶
的液体作为溶剂，造成第二相，利用原料液中各组分在两个液相 中的溶解度不同而使原料液混合物得以分离的单元操作。
亦称溶剂萃取，简称萃取或抽提。
原料液，用F表示； 选用的溶剂称为萃取剂，以S表示，要有较好的溶解选择性；
原料液中易溶于S的组分，称为溶质，以A表示；
难溶于S的组分称为原溶剂（或稀释剂），以B表示
例如用醋酸乙酯萃取醋酸水溶液中的醋酸
2、萃取流程 萃取操作的基本过程如图所示。一定量萃取剂加入原料液中，形 成两液相，两液相因密度不同而分层： 一层以溶剂S为主，并溶有较多的溶质，称为萃取相，以E表示； 另一层以原溶剂（稀释剂）B为主，且含有未被萃取完的溶质，称 为萃余相，以R表示。