萃取化工原理
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。
化工原理第五章 萃取
图 连结线斜率的变化
二.相平衡关系在三角形相图上的表示方法
1.溶解度曲线与联接线 一定温度下,测定体 系的溶解度曲线时,实验 测出的联结线的条数(即 共轭相的对数)总是有限 的,此时为了得到任何已 知平衡液相的共轭相的数 据,常借助辅助曲线(亦 称共轭曲线) 。
图 辅助曲线
2.辅助曲线和临界混溶点
第二节
液液相平衡
一. 三角形坐标图及杠杆规则 1.三角形坐标图 等边三角形 等腰直角三角形 不等腰直角三角形
一般而言,在萃取过程中很少遇到恒摩尔流的简化情况, 故在三角形坐标图中混合物的组成常用质量分数表示。 习惯 上,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的质量分率作为标度。 三角形坐标图的每个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。 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。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。
3. 分配系数和分配曲线
(1)分配系数 一定温度下,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 yA k表示,即溶质A
kA
yB 原溶剂B k B xB
xA
式中 yA、yB ——萃取相E中组分A、B的质量分数; xA、xB——萃余相R中组分A、B的质量分数。
分配系数kA表达了溶质在两个平衡液相中的分
第五章
▲ 第一节 概述
萃取
▲ 第二节 液液相平衡 ▲ 第三节 萃取分离效果及主要影响因数
▲ 第四节 萃取过程的计算
化工原理下4-1液液萃取(精)
液相E(萃取相) (S + A+微量B)
液相R(萃余相) (B + 微量A、S)
示例:用苯萃取分离醋酸和水混合物
2
二、萃取操作流程
萃取操作流程示意图
3
三、萃取过程的分类
1. 按有无化学反应分类
萃取
物理萃取√
化学萃取
2. 按萃取级数分类
萃取
单级萃取
多级萃取√
多级逆流萃取 多级并流萃取
4
三、萃取过程的分类
3. 按萃取技术分类
4. 按萃取组分数目分类
萃取
单溶剂萃取√
双溶剂萃取 膜萃取 超临界萃取 凝胶萃取 反向胶团萃取
萃取
单组分萃取 √
多组分萃取
5
四、萃取操作的应用
萃取操作应用场合:
①相对挥发度 = 1 物系的分离;
②溶质浓度很低 ,且为难挥发组分物系的分离; ③恒沸物系的分离; ④热敏性物系的分离。
17
由辅助曲线求联结线
E1
R1
E2
R2
两种溶解度曲线的互换
18
三、萃取平衡相图——溶解度曲线
2. 温度对溶解度曲线的影响
~ ~ 温度 T
溶解度
不互溶区
不利于萃 取操作
19
四、萃取过程在平衡相图上的表示
将定量的
纯溶剂 S 加入
y E
到A、B两组
分的原料液 F 中,该萃取过 程可在平衡相
F
ME
xR R
yE
图上表示。
xR
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ20
五、萃取平衡方程
1.以质量分数表示的平衡方程
气液平衡方程 液液平衡方程
化工原理萃取PPT课件
M
0.6
0.8
B
0.8 0.6 0.4 0.2
S
三角形的三个顶点分别表示A、B、S三个纯组分。
三条边上的任一点代表某二元混合物的组成,不含 第三组分。E 点: xA =0.4, xB =0.6
组成表示法
A
A
0.8
0.2
0.8
0.2
0.6
0.4
E
0.4
M
0.6
0.2
0.8
0.6 E 0.4
0.2
0.4
D 1 CM 1
C
DM
D C CM DM
C
DM
M CD
4-1
C DM
D MC M CD
4-1a
二、三角形相图 (三元体系的液-液平衡关系)
按组分间互溶度的不同,可将三元混合液分为: (1) 溶质A可完全溶解于B及S中,而B、S不互溶; (2) 溶质A可完全溶解于B及S中,而B、S只能部分 互溶; (3) 溶质A与B完全互溶,B与S和A与S为二对部分 互溶组分。 通常,将(1)(2)中只有一对部分互溶组分的三 元溶合物体系称为第I类物质。 如丙酮(A)-水(B)-甲基异丁基酮(S) 醋酸(A)-水(B)-苯(C) 萃取中(I)类物系较普遍,故主要讨论该类物系的液 -液相平衡。
(1) M点为C与D点的和点,C点
为M点与D点的差点,D点
A
为M点与C点的差点。分点
与合点在同一条直线上,分
点位于合点的两边;
xAC
C
(2) 分量与合量的质量与直线上 相应线段的长度成比例,即:
xAM xAD
M D
B xSD xSM xSC
S
C / D DM CM
化工原理-萃取概述
中南林业科技大学化工原理
有机溶剂萃取
双水相萃取
液膜萃取 反胶团萃取 固-液萃取:用溶剂萃取(提取)固体中某些成分。 液-液萃取:利用混合溶液中各组分在萃取剂中溶解 度的差异而实现分离的单元操作。
4.1.2 萃取过程
中南林业科技大学化工原理
萃取剂多的一相 萃取相,用E表 混合物中易溶于萃 取剂的组分A叫溶 质
化学化应等。
分离的混合物浓度很低,若采用精馏的方法须将 大量稀释剂汽化,热能消耗大,精馏法不经济。中南林业科技大学化工原理
4.1.4 萃取剂要求
对被萃取组分A有较大溶解度而对稀释剂溶解度较 小. 利于萃取相和萃余相较快分层。 萃取剂不易燃、易爆、毒性小、便于操作、运输、 贮存。 粘度低、凝固点低、易回收、价廉,易得。
4.1.5 应用
萃取有效成分,如提取金属离子的分离。 环境治理,防止污染等。
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4.1.6 萃取操作的特点 外界加入萃取剂建立两相体系,萃取剂与原料液只
能部分互溶,完全不互溶为理想选择,萃取操作选择适 宜的溶剂是关键; 液萃取是一过渡性操作,E相和R相脱除后才能得到 富集A或B组分; 常温操作,适合于热敏性物系分离,并且显示出节能 优势; 选用的溶剂应易于回收并价格低廉; 三元甚至多元物系的相平衡关系更复杂,常用三角 形相图表示相平衡关系.
中南林业科技大学化工原理
第四章 液-液萃取
中南林业科技大学化工原理
4.1 概述
萃取:利用溶质在互不相溶或部分互溶的两相之间分 配系数或溶解度的不同而使溶质得到部分或完全分离 操作过程称为萃取。
4.1.1 萃取的分类
待处理物系种类 固体:液固萃取(浸取)和超临界萃取 液体:液液萃取和超临界萃取 萃取剂种类和萃取形式
萃取在化工原理中的应用
萃取在化工原理中的应用1. 什么是萃取?萃取是一种化学分离技术,广泛应用于化工领域。
它通过在两相间转移溶质分子,实现了对混合物中物质的分离和纯化。
2. 萃取的原理萃取的原理基于溶液中不同组分的亲和性差异。
在萃取过程中,通常会选择一个溶剂(称为萃取剂),将其与待分离的混合物接触。
混合物中的物质会根据其亲和性被分配到不同相中。
通过调节操作条件(如温度、pH值等),可以实现目标物质的富集和纯化。
3. 萃取在化工中的应用3.1. 萃取在分离和纯化中的应用萃取在化工领域中被广泛应用于分离和纯化混合物。
通过选择合适的萃取剂和操作条件,可以实现对目标物质的高效分离和纯化。
例如,在石油工业中,萃取技术被用于从原油中提取出有价值的化合物,如石蜡、润滑油等。
在制药工业中,萃取技术被用于从天然植物中提取活性成分,如药物。
3.2. 萃取在废水处理中的应用萃取技术在废水处理中也具有重要的应用价值。
通过选择合适的萃取剂,可以有效地去除废水中的有机物、重金属等污染物,实现废水的净化和资源回收。
此外,萃取技术还可以用于提取特定的化合物,如抗氧化剂、色素等,从废水中进行资源利用。
3.3. 萃取在工业生产中的应用在工业生产过程中,萃取技术也被广泛用于各种领域。
例如,在食品工业中,萃取技术可以用于提取天然香料和色素。
在化学工业中,萃取技术可以用于提取和分离有机化合物。
在冶金工业中,萃取技术可以用于提取金属。
3.4. 萃取在环境保护中的应用萃取技术也可以用于环境保护领域。
例如,在土壤修复中,可以使用萃取技术去除土壤中的有机污染物。
在空气净化中,萃取技术可以用于去除空气中的有害气体。
4. 萃取技术的优势和挑战4.1. 优势•萃取技术可以实现高效的分离和纯化,提高生产效率。
•萃取技术可以选择性地提取目标物质,减少废物产生。
•萃取技术可以应用于不同的体系和领域,具有广泛的应用前景。
4.2. 挑战•萃取技术的操作条件需要精确控制,否则会对产品质量产生影响。
化工原理 萃取
化工原理萃取
化工原理中的一种常用技术是萃取。
萃取是一种通过在两个不相溶的相中转移物质的过程。
该过程常用于分离和提取化合物,以及从溶液或混合物中去除杂质。
在萃取中,通常会使用两种相,即有机相和水相。
有机相通常是有机溶剂,可以与待提取物质发生相互作用。
而水相则是用于分离提取物质的溶剂,通常是水或酸碱溶液。
萃取过程的关键是选择合适的有机相和水相,以及调节温度、酸碱度等条件,使得待提取物质能够在两相间分配达到最大程度。
常用的有机相包括醚类、醇类、酮类等,而常用的水相则是酸碱溶液或水。
萃取操作一般分为简单萃取和多级萃取两种方式。
简单萃取是指一次性使用一种有机溶剂进行提取,适用于提取量较少的情况。
而多级萃取则是指使用多种有机相进行多次提取,以提高提取效率和纯度。
在萃取过程中,要注意控制各种条件,如溶剂的选择、溶解度、温度、pH值等。
此外,还需要注意操作的安全性,如通风、
避免火源等。
萃取操作还需要进行后续的分离、过滤、干燥等步骤,以获得纯净的提取物质。
综上所述,萃取是一种常用的化工原理技术,通过在两个不相溶的相中转移物质,实现分离和提取化合物的目的。
在进行萃
取操作时,需要注意选择合适的溶剂、控制条件,并进行后续的分离和处理步骤。
大学化学《化工原理 萃取》课件
联结线的斜率<0
kA<1, yA<xA
§12.1 萃取的基本概念
11
2)分配曲线
yA f (xA)
§12.1 萃取的基本概念
12
4. 温度对相平衡关系的影响
物系的温度升高,组分间的互溶度加大
温度升高,分层区面积缩小
T1<T2<T3
§12.1 萃取的基本概念
13
四、三角形相图在单级萃取中的应用
1
§12.1 萃取的基本概念 一、液液萃取简介 1. 萃取原理 利用液体混合液中各组分在萃取剂中的溶解度差异 实现分离的一种单元操作。 溶质 A :混合液中欲分离的组分 稀释剂(原溶剂)B:混合液中的溶剂
§12.1 萃取的基本概念
2
萃取剂S: 所选用的溶剂
2. 基本过程描述
原料液 A+B
萃取剂 S
2. 萃取剂S与稀释剂B的互溶度
组分B与S的互溶度影响溶解度曲线的形状和分层面积。
§12.1 萃取的基本概念
16
Em ax
Em ax
B、S互溶度小,分层区面积大,可能得到的萃取液的最 高浓度ymax’较高。 B、S互溶度愈小,愈有利于萃取分离。
§12.1 萃取的基本概念
17
3. 萃取剂回收的难易
对应
最大 萃取
Em ax
液浓 E
度
S MF F MS
F●
R R
E RF R EF
E R F
E MR
E
R ME
M
§12.1 萃取的基本概念
14
五、萃取剂的选择
1. 萃取剂的选择性和选择性系数
1)萃取剂的选择性
A在萃取相中的质量分率 B在萃取相中的质量分率
化工原理萃取的原理和过程
化工原理萃取的原理和过程
化工原理中的萃取是一种分离技术,通过两种或更多互不溶解的液体相中的溶质分子在物理或化学作用下从一个相转移到另一个相,以实现溶质的分离和纯化。
萃取的基本原理是根据溶质在两相之间的相对溶解度不同,利用两相的不溶性将溶质从原始混合物中分离出来。
萃取过程可以分为以下几个步骤:
1. 选择合适的溶剂:根据待分离的目标溶质的性质,考虑到它在溶剂中的溶解度和选择性,选择的溶剂应与混合物的其他组分无相容性。
2. 混合物与溶剂接触:将混合物与溶剂加入一起,并充分搅拌或搅拌以实现溶质的均匀分配。
3. 平衡:让混合物与溶剂在一定的时间内保持接触,使得溶质在两相之间达到平衡分配。
4. 相分离:通过物理或化学手段,使得混合物与溶剂分成两个不溶的相。
根据溶质的亲疏水性,可以利用重力、离心、过滤或蒸发等方法分离两相。
5. 萃取:溶质会根据其相对溶解度的差异,从一个相转移到另一个相。
适当调
整操作条件,如温度、压力、pH值等,以促进溶质在两相之间的传递。
6. 分离和回收:在萃取过程中,根据溶质在两相之间的分配系数和两相的溶解度,可以通过进一步处理两相来分离和回收溶质。
综上所述,化工原理中的萃取利用两相的不溶性和溶质在两相之间的相对溶解度差异,将溶质从混合物中分离出来。
通过选择合适的溶剂、混合物与溶剂接触、平衡、相分离、调整操作条件、分离和回收等步骤,完成溶质的萃取过程。
化工原理下萃取过程的流程与计算
在环保领域应用举例
废水处理
利用萃取技术去除废水中的有机污染物和重金属离子,达到废水排 放标准。
废气处理
通过萃取技术将废气中的有害物质转移到液体中,实现废气的净化 和达标排放。
土壤修复污染物含量。
THANK YOU
经济性评价
对优化后的萃取过程进行经济性评价,包括 投资成本、运行成本、经济效益等方面的分
析,以确定过程的可行性和经济性。
04
萃取设备选型与设计
常见萃取设备类型及特点
混合澄清器
01
适用于处理量大、停留时间长的萃取过程,具有结构简单、操
作方便的特点。
萃取塔
02
适用于处理量较小、要求分离效果高的萃取过程,具有结构紧
凑、分离效率高的特点。
离心萃取机
03
适用于处理量小、要求快速分离的萃取过程,具有分离速度快
、占地面积小的特点。
设备选型依据及注意事项
处理量
根据生产规模和处理量选择合 适的设备类型。
分离要求
根据产品纯度和收率要求选择 合适的设备类型。
设备材质
根据物料性质和工艺要求选择 合适的设备材质,以确保设备 耐腐蚀、耐高压等性能。
萃取作用
分离液体混合物、提纯和回收有用物 质。
萃取原理与分类
萃取原理
利用物质在两种不互溶或部分互溶的溶剂中的溶解度或分配系数的差异,实现 物质的分离。
萃取分类
根据萃取剂和被萃取物的性质,可分为物理萃取和化学萃取。物理萃取是利用 物质在溶剂中的溶解度差异进行分离,而化学萃取则是利用化学反应使被萃取 物转化为易溶于萃取剂的物质进行分离。
剂中的溶解度,但过高的温度可能导致溶剂挥发、分解或产生副反应。
02
《化工原理》第九章 萃取.
第一节 液-液萃取的基本原理
图9-2 溶解度曲线与联接线
第一节 液-液萃取的基本原理
图9-3 三元物系的辅助曲线
图9-4 杠杆规则的应用
第一节 液-液萃取的基本原理
4.杠杆规则
如图9-4所示,分层区内任一点所代表的混合液可以 分为两个液层,即互成平衡的相E和相R。若将相E与相R混 合,则总组成M即为点,M点称为和点,而E点与R点称为差 点。混合液M与两液层E与R之间的数量关系可用杠杆规则 说明。
第一节 液-液萃取的基本原理
1.三组分系统组成的表示法
液-液萃取过程也是以相际的平衡为极限。三组分系 统的相平衡关系常用三角形坐标图来表示。混合液的组成 以在等腰直角三角形坐标图上表示最方便,因此萃取计算 中常采用等腰直角三角形坐标图。
在图9-1中,三角形的三个顶点分别表示纯组分。习 惯上以顶点A表示溶质,顶点B表示原溶剂,顶点S表示萃 取剂。三角形任何一个边上的任一点代表一个二元混合物, 如AB边上的H点代表由A和B两组分组成的混合液,其中A的 质量分数为0.7,B为0.3。三角形内任一点代表一个三元 混合物,如图M中的点,过M点分别作三个边的平行线ED、 HG与KF,其中A的质量分数以线段MF表示, B的以线段MK表 示,S的以线段ME表示。由图可读得:WA =0.4,WE=0.3, WS=0.3。可见三个组分的质量分数之和等于1。
可见,萃取操作包括下列步骤:(1)原料液(A+B) 与萃取剂的混合接触;(2)萃取相E与萃余相R的分离; (3)从两相中分别回收萃取剂而得到产品E’、R’。
第一节 液-液萃取的基本原理
二、萃取在工业生产中的应用
1.溶液中各组分的相对挥发度很接近或能形成恒沸 物,采用一般精馏方法进行分离需要很多的理论板数和很 大的回流比,操作费用高,设备过于庞大或根本不能分离。
萃取(化工原理)
•
踏实肯干,努力奋斗。2020年10月21日下午4时17分 20.10.2120.10.21
•
追求至善凭技术开拓市场,凭管理增 创效益 ,凭服 务树立 形象。2020年10月21日星期 三下午4时17分 38秒16:17:3820.10.21
•
严格把控质量关,让生产更加有保障 。2020年10月 下午4时 17分20.10.2116:17Oc tober 21, 2020
3.双相水萃取
五、 工业应用:
主要用于生物物质、药物的分离、提取、纯化等,如: (1)酶的提取与纯化 (2)核酸的分离及纯化 (3)药物和抗生素类的分离和提取 (4)病毒的分离及纯化 (5)从天然植物中提取有效药用成分
4.胶体萃取
1. 基本概念
胶团:双亲物质在水或有机溶剂中自发形成的聚集体。 胶体(胶团)萃取:被萃取物以胶体或胶团形式被萃取。
•
作业标准记得牢,驾轻就熟除烦恼。2020年10月21日星期 三4时17分38秒 16:17:3821 October 2020
•
好的事情马上就会到来,一切都是最 好的安 排。下 午4时17分38秒 下午4时17分16:17:3820.10.21
•
一马当先,全员举绩,梅开二度,业 绩保底 。20.10.2120.10.2116:1716:17:3816:17:38Oc t-20
重液向下流
挡板
重液 轻液
填料
筛板
重相液滴 重液
相界面
轻相 轻液
升液管
轻液向上流
重液分散的筛板萃取塔
(四)脉冲塔
(五)离心萃取器
优点:处理量大,效率较高,提供较多理 论级,结构紧凑,占地面积小,应用广。
缺点:能耗大,结构复杂,设备及维修费 用高。
化工原理课件12萃取(LiquidExtraction)
05
萃取过程的优化与改进
提高萃取效率的途径
选择合适的萃取剂
根据待分离物质的特点和分离要 求,选择具有高选择性、高溶解
度、低能耗的萃取剂。
优化萃取工艺参数
通过调整温度、压力、浓度等工 艺参数,提高萃取效率和分离效
果。
强化传质过程
采用多级萃取、逆流萃取等工艺, 增加萃取剂与待分离物质接触机
会,提高传质效率。
3
萃取技术的优化
根据不同天然产物的性质和目标成分,选择合适 的萃取剂和工艺条件,提高萃取效率和纯度。
THANKS
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它由多个塔板组成,液体在塔 内逐板下降,同时与上升的气 体或液体逆流接触,实现传质 与分离。
塔式萃取器的优点是处理能力 大、分离效果好,但结构复杂、 造价高、操作维护困难。
离心萃取器
离心萃取器利用离心力的作用使两液 相实现分离。
离心萃取器的优点是处理能力大、分 离效果好、结构简单、操作方便,但 制造成本较高。
04
萃取过程的设备
混合-澄清槽
混合-澄清槽是一种简单的萃取 设备,适用于两相接触后能迅速
分离的情况。
它由一个混合室和一个澄清室组 成,混合室用于使不相溶的两液 相混合,澄清室则用于分离两液
相。
混合-澄清槽结构简单,操作方 便,但处理能力较小,且分离效
果不够理想。
塔式萃取器
塔式萃取器是一种常见的萃取 设备,适用于处理大量物料。
双水相萃取技术
利用两种水相间物质分配的差异,实现高效分离和纯化。
06
萃取过程的实例分析
工业废水处理中的萃取应用
工业废水中的有害物质
01
工业废水可能含有重金属、有机污染物等有害物质,对环境和
化工原理下萃取过程的流程与计算
化工原理下萃取过程的流程与计算化工原理中的萃取过程是指利用溶剂将目标物质从混合物中分离出来的操作过程。
该过程适用于从可溶液中获得目标物质,或者将两相液体或气体中的目标物质转移至另一相中。
萃取过程的流程一般包括以下几个步骤:1.选择合适的溶剂:根据目标物质的物化性质,选择适合的溶剂。
该溶剂应与混合物中其他成分相互不溶或溶度低。
同时,溶剂的选择还要考虑到需求的目标物质浓度、产率和分离度等因素。
2.混合物预处理:将待萃取的混合物进行预处理,以提高目标物质的相对浓度。
预处理手段可以包括调整溶剂酸碱性、溶剂萃取剂的加入以及混合物的预处理等。
3.萃取过程:在一定温度条件下,将混合物与溶剂充分接触并反应。
在这个过程中,目标物质会从混合物中转移到溶剂中,得到所需的提取液。
4.分离过程:对提取液进行分离,获得目标物质。
分离过程可以采用各类分离工艺,如蒸馏、结晶、过滤等。
萃取过程的计算主要涉及到平衡和热力学方面的内容。
其中,平衡计算主要包括挥发分离计算、浸出平衡计算和溶剂选择计算等。
而热力学计算主要包括传热和传质方面的内容,例如浸出塔传质速率的估算、提取液的热力学性质计算等。
以浸出平衡计算为例,其步骤如下:1.确定混合物的成分:通过实验或其他手段,获得混合物的成分组分,包括所需的目标物质。
2.根据热力学平衡关系,建立分离物质在混合物与溶剂中的分配系数。
该系数表示分离物质在两相中的相对分配情况。
3.在给定温度和溶剂比例下,根据分配系数计算提取液中目标物质浓度。
4.根据计算结果,可以调整溶剂比例、反应温度或溶剂浓度等参数,以提高目标物质的回收率和分离度。
需要注意的是,萃取过程的最终计算结果可能受到外部因素的影响,如反应速率、传质速率、传质过程中的温度变化和浓差极化等。
因此,在进行计算时,需要综合考虑多个因素,进行系统的分析和优化。
综上所述,化工原理中的萃取过程是一种分离技术,其流程包括溶剂选择、混合物预处理、萃取过程和分离过程。
化工原理实验—萃取
化工原理实验—萃取萃取是化工工程中常见的分离纯化技术,其基本原理是将混合物中的目标化合物转移至另一种不相混溶的可溶剂中,从而实现分离纯化。
萃取广泛应用于化工、生物工程、食品行业等领域,具有操作简便、分离效率高、纯度可控等优点。
本实验旨在通过萃取实验,加深学生对萃取原理及操作技巧的理解,提高学生解决工程问题的能力和综合实验操作技能。
实验一:两相萃取分离苯和甲苯实验原理:苯和甲苯是两种不同的有机物,可以用两相萃取法进行分离。
两相萃取法是指两种可相互溶解的液体用分液漏斗分离,其中一种液体通常为水,称为水相,另一种液体为无水溶液,称为有机相。
以苯和甲苯为例,实验原理如下:苯和甲苯对水不溶,可以用水作为萃取剂,使其溶于水相中,从而完成两相分离。
实验步骤:1. 将5 mL苯和5 mL甲苯混合在干净干燥的锥形瓶中,摇匀后记录混合物体积。
2. 将混合液倒入分液漏斗中,加入等体积的水。
3. 将分液漏斗盖住并轻轻摇动,使两相充分混合。
4. 等两相分离后,打开分液漏斗的滴嘴,放出有机相,记录体积。
5. 重复取两组数据。
6. 根据实验数据计算苯和甲苯在水中的分配系数。
实验结果:实验数据如下表所示:混合物体积/mL 有机相体积/mL10 5.5计算分配系数:由于苯和甲苯对水不溶,可以假设二者在水相中的浓度非常接近于0,因此可以利用分配定律(分配系数=有机相中溶质的摩尔浓度/水相中溶质的摩尔浓度)计算分配系数。
在实验中,混合物体积相同,有机相中苯和甲苯的摩尔浓度分别为:由于苯和甲苯的分子量相似,可将它们的平均摩尔浓度作为计算结果(C=(0.043+0.043)/2=0.043 mol/L)。
水相中溶质的摩尔浓度非常接近于0,可认为不对分配系数产生影响。
Kd = (5.5 mL/10 mL)/(4.5 mL/10 mL) ≈ 1.22实验二:萃取纯化对乙酰氨基酚实验原理:对乙酰氨基酚是一种亲水性较强的化合物,可以通过萃取纯化的方法提高其纯度。
化工原理萃取
化工原理萃取首先,我们来谈谈萃取的基本原理。
萃取是利用两种或多种互不相溶的溶剂对混合物进行分离的方法。
在化工生产中,通常会选择一种有机溶剂和水作为两相,通过它们之间的分配系数差异,实现混合物中组分的分离。
这种分离方法在化工生产中具有广泛的应用,可以用于提取、分离、净化各种化合物。
其次,萃取的操作过程需要注意的一些关键因素。
首先是溶剂的选择,溶剂的选择直接影响到萃取的效果。
其次是溶剂的用量,合理的溶剂用量可以提高萃取效率,降低成本。
另外,萃取的操作条件也需要严格控制,包括温度、压力、搅拌速度等参数的选择。
在进行萃取操作时,需要根据具体的混合物成分和要求,选择合适的操作条件,以达到最佳的分离效果。
在化工原理萃取的应用中,有一些常见的萃取设备。
例如,萃取塔是一种常见的萃取设备,它通常由填料层和萃取剂层组成,通过填料的大表面积接触,实现混合物中组分的分离。
此外,还有萃取离心机、萃取萃取器等设备,它们都在化工生产中发挥着重要的作用。
最后,化工原理萃取在工业生产中具有广泛的应用。
它可以用于石油化工、化学工业、生物工程等领域,实现各种物质的提取、分离和净化。
在石油化工中,萃取可以用于提取石油中的杂质和有用成分;在化学工业中,可以用于有机合成反应中的产物提取和分离;在生物工程中,可以用于生物制品的提取和纯化。
可以说,化工原理萃取在化工生产中发挥着不可替代的作用。
综上所述,化工原理萃取是一种重要的分离技术,它通过溶剂在两种或多种相之间的传质作用,实现混合物中组分的分离。
在化工生产中,萃取具有广泛的应用,需要化工工程师们熟练掌握其基本原理、操作过程和常见设备。
只有深入理解化工原理萃取,才能更好地应用于工业生产中,实现物质的提取、分离和净化,为化工生产的高效运行提供有力支持。
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重液向下流
挡板
重液 轻液
填料
筛板
重相液滴 重液
相界面
轻相 轻液
升液管
轻液向上流
重液分散的筛板萃取塔
(四)脉冲塔
(五)离心萃取器
优点:处理量大,效率较高,提供较多理 论级,结构紧凑,占地面积小,应用广。
缺点:能耗大,结构复杂,设备及维修费 用高。
应用:适用于要求接触时间短,物流滞留 量低,易乳化,难分相的物系。
机械密封
驱动槽轮
重相进
轻相进
轻相出
重相出
转鼓清洗通道栓塞
波式离心萃取器示意图
Thank you!
3.双相水萃取
一、双水相的形成: 两种不同水溶性聚合物浓度达到一定值时,体系会分成互不相容的两相,
构成双水相体系。
原因:分子间作用力 A-A > A-B 相分离 A-A < A-B 混合
二、双水相体系类型 (1)高聚物-高聚物:易于与后续处理
(2)高聚物-盐 :盐浓度高,蛋白质易盐析,废水处理困难
处于临界点状态的物质可实现液态到气态的连续过 渡,以两超相临相界界流面体消作失流,动汽相化(热萃为取零剂。),直接从固体(粉末)或液体样品中将目标物质( 有机超物过)临萃界取点出的来物的质一,种无分论离加方多法大。的压力都不会液化 ,而只会引起密度变化。
密度大,溶解度高; 粘度小,扩散快
2. 超临界萃取
3.双相水萃取
五、 工业应用:
主要用于生物物质、药物的分离、提取、纯化等,如: (1)酶的提取与纯化 (2)核酸的分离及纯化 (3)药物和抗生素类的分离和提取 (4)病毒的分离及纯化 (5)从天然植物中提取有效药用成分
4.胶体萃取
1. 基本概念
胶团:双亲物质在水或有机溶剂中自发形成的聚集体。 胶体(胶团)萃取:被萃取物以胶体或胶团形式被萃取。
液相萃取
固相萃取
2. 超临界萃取
咖啡因超临界萃取流程
萃取
咖 0.7%-3% 啡 因
CO2 +咖啡因
CO2 水
水洗 蒸馏
0.02%
脱气
咖啡因
2. 超临界萃取 b.ROSE脱沥青过程
2. 超临界萃取 c.重烃油加氢转化过程
2. 超临界萃取 超临界流体萃取装置
压缩机
萃取釜
制冷MVC-760L
二氧化碳循环泵
三、 萃取原理: 利用生物物质在双水相体系中的选择性分配。 H键,电荷力,疏水作用,范德华力等
3.双相水萃取
四、 萃取特点: 双水相萃取成为新兴生物技术产业研究的热点, 主要是该技术对于生物物质的分离和纯化表现出特有的优点和独有的技术优势。 易于放大, 各种参数可以按比例放大而产物收率并不降低 双水相系统之间的传质和平衡过程速度快,回收效率高 易于进行连续化操作, 设备简单 相分离条件温和, 因而会保持绝大部分生物分子的活性 操作条件温和,整个操作过程在常温常压下进行
1. 液-液萃取
Light phase
水+ 溶质 溶剂+ 溶质
Hale Waihona Puke 溶质杂质冷凝器
热交换器 萃取器
溶剂/溶质塔
汽提塔
溶分质离器
萃取剂
溶剂 废水
蒸汽
原溶剂
废水 溶剂
Heavy液p-液h萃as取e过程图
2. 超临界萃取
超临界流体:
超临物界质流在体的萃温取度:和压力分别超过其临界温度(Tc)和临界 压力(pc)时形成的流体(SCF)。
2. 溶解模型 水壳模型 吸蛋附白模质型居于“水池”中心, 水壳层则保护蛋白质 溶解模型蛋白质分子吸附在胶 团内部由表面活性剂亲水头 组成的亲蛋水白壁质上被。几个胶团包围而 溶解于表面活性剂胶团,胶团的 非极性尾与蛋白质的亲脂部分作 用。
(a) 正向微胶团;(b) 反向微胶团
3.胶体萃取
3.胶体萃取实例
分类: 按组分数目分:
按有无化学反应分:
多组元体系 三元体系 物理萃取
化学萃取
按萃取原理分
固体萃取
液体萃取
超临界萃取
双水相相萃萃取取 胶体萃取
1. 液-液萃取
优点
• 设备简单,操作方便,能耗低。 • 分离选择性高。 • 应用范围广。 • 处理量大,适合工业规模分离,易于实现连续自动操作。
缺点
• 有机溶剂易挥发,多对人体有害 • 手工操作比较麻烦,费时 • 分离效率不高。
a. 变压萃取分离流程(等温法)
2. 超临界萃取 等压法代表性流程
b. 变温萃取分离流程(等压法)
2. 超临界萃取 吸附法代表性流程
c. 吸附萃取分离流程(吸附法)
2. 超临界萃取 惰性气体法代表性流程
d. 稀释萃取分离流程(惰性气体法)
2. 超临界萃取 超临界流体萃取的工业应用 a.天然产物的萃取
优点
• 萃取剂在常温常压下为气体,萃取后可以方便地与萃取组分分离。 分离选择性高。 • 在较低的温度和不太高的压力下操作,特别适合天然产物的分离。 • 超临界流体的溶解能力可以通过调节温度、压力在很大范围内变化
缺点
• 萃取率较低,选择性不够高。
2. 超临界萃取 超临界流体萃取的原则流程的过程分析
2. 超临界萃取 等温法代表性流程
二. 萃取设备
澄清萃取器
填料萃取塔 转盘萃取塔
脉冲塔
离心萃取器
重液向下流
1、喷(3洒一、萃)筛取澄板塔清萃萃取取塔器
轻轻相液 重相
降液管 挡板
重液
筛板
2、填料萃取塔 轻液
重液
轻液 相界面 液-液相 界面
分散相 聚集界 面
轻液向上流
筛板
轻液分散的筛板萃取塔
溢流管
重液
重相
轻液分 散在重 液内的 混合液
萃取
打完肥皂、揉搓后,如何将肥皂沫去除呢?用清水多次漂洗
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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)。
四氯化碳萃取碘的饱和水 溶液中的碘
一. 萃取相关概念
分离液体(固体)混合物的一种单元操作