化工原理第十章_液_液萃取和液_固浸取
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%
化工原理下册课件液液萃取和液固浸取
第十章 液－液萃取和液－固浸取
10.4 萃取设备 10.4.1 萃取设备的基本要求与分类 10.4.2 萃取设备的主要类型 10.4.3 萃取设备的选择
萃取设备的选择
萃取设备选择考虑的因素
❖ 需要的理论级数 ❖ 生产能力 ❖ 物系的物性
密度差 界面张力 腐蚀性 ❖ 物系的稳定性和液体在设备内的停留时间 ❖ 其他
一、超临界萃取的基本原理
3.超临界萃取的原理
萃取剂
在超临界状 态下, 压力 微小变化引 起密度变化 很大, 使溶 解度增大。
压缩到超 临界状态
液体(或固 升温、降压 体)混合物
萃取 组分
溶剂与萃取 组分分离
二、超临界萃取的典型流程
超临界萃取过程分为萃取和分离两个阶段, 按 分离方法不同分为三种流程。
超临界萃取是具有特殊优势的分离技术。多年 来, 众多的研究者以炼油、食品、医药等工业中的 许多分离体系为对象开展了深入的应用研究。在石 油残渣中油品的回收、咖啡豆中脱除咖啡因、啤酒 花中有效成分的提取等工业生产领域, 超临界萃取 技术已获得成功地应用。
用超临界CO2从咖啡中提取咖啡因的流程
1－萃取塔；2－水洗塔；3－蒸馏塔；4－脱气罐
一、萃取设备的基本要求
萃取设备的基本要求
❖ 两相充分的接触并伴有较高程度的湍动 ❖ 有利于液体的分散与流动 ❖ 有利于两相液体的分层
二、萃取设备的分类
液体分散的动力 重力差
脉冲
外加能量
旋转搅拌
往复搅拌 离心力
逐级接触式 筛板塔
脉冲混合－澄清器 混合澄清器 夏贝尔塔
卢威离心萃取机
微分接触式 喷洒塔 填料塔
作业题: 7、8
本章小结
本章重点掌握内容
溶剂提取法
加额阿依
目录
浸提法 溶液萃取法
浸提法 定义
浸提法是挥发性物质的有机溶液将植物原材 料中的芳香成分浸提出来，使之溶剂到有机溶 剂中，然后蒸去溶剂的方法。
浸提原理
液→固提取过程
1、渗透 2、溶解
3、分配
4、扩散
常用的浸提方法
煎煮法。是指用水作溶剂，加热煮沸浸提药材成分的一种方法。
萃取分类
1、液-液萃取：以液体为萃取剂如果含有目标产物的原料也为液体， 则称为液-液萃取。 2、液-固萃取或浸取:如果含有目标产物的原料为固体 3 、超临界流体萃取：以超临界流体为萃取剂，含有目标产物的原 料可以是液体，也可以是固体。
4、超声、微波萃取：以超声破碎仪或微波炉的空化作用使样品中有 效成分萃取出来。
萃取操作要点
检漏：检验分液漏斗是否漏水
振荡：先装入溶液再加入萃取剂,振荡。 分层：将分液漏斗放在铁圈上静置,使其分层。 分液：打开分液漏斗活塞 ,再打开旋塞 ,使下层液体从分液漏斗下 端放出 ,待油水界面与旋塞上口相切即可关闭旋塞， 把上层液体 从分液漏斗上口倒出.
常见萃取剂
甲苯，二氯甲烷，三氯甲烷，汽油，乙醚，直馏汽油，正丁醇， 四氯化碳。
萃取案例
吸附 ： 从分离器流出的馏出液经过三个串联的装有活性炭的吸附柱进行吸附。活性 炭吸收精油饱和后 将第一个柱移去并将活性炭收集子密闭玻璃密器中留待漫提：再 把吸附柱前移， 把盛新鲜活性炭的吸附柱放于第兰位。 浸提 ： 用有机溶剂对活性炭进行浸提。第一次浸泡4~6 h， 以后每次2 h，共12次。 活性炭中的油浸提完后，将其中的有机溶剂蒸出，可循环使用。 粗蒸 ： 采用易燃溶剂之蒸馏方法对浸波进行蒸馏， 水浴温度拄制在60度以下。 减压共沸精馏 ： 加入无永乙醇， 对粗蒸残余物进行减压共沸精馏 。真空度为 99.3kPa；水浴温度≤60度。精馏完毕产品再经精制即为玫瑰精油。
《化工原理》吸收
第六章吸收§ 1 概述一、化学工业或食品工业中的传质过程1、气体—液体系统1）吸收：物质由气相转移到液相。
2）脱吸（解吸）：物质由液相转移到气相。
3）气体增湿；湿分由液相转移到气相。
4）气体减湿；湿分由气相转移到液相。
水果储藏温度为4o C，相对湿度为85%。
2、蒸汽—液体系统精馏3、液体—液体系统液—液萃取：物质由某一液相转移到互不相溶的另一液相。
4、液体—固体系统1）结晶：物质由液相向固相转移。
2）液—固萃取（浸取）：物质由液相向固相转移。
3）液体吸附：物质由液相转移到固相表面。
5、气体—固体系统1）干燥：液体物质由固相表面或内部转移到气相。
2）气体吸附：物质由气相转移到固相表面。
二、相组成的表示方法1、质量分率a与摩尔分率x1) 质量分率a ：某组分的质量占总质量的百分率。
2) 摩尔分率x ：某组分的摩尔量占总摩尔量的百分率。
3）质量分率a 与摩尔分率x 的换算BB A A A A A M x M x M x a ⋅+⋅⋅= BB A A A AA M a M a M a x += 2、质量比a 和摩尔比X Y1）质量比a ： BA m m a = 2）摩尔比X ；Y ： BA n n X =3、质量浓度与摩尔浓度 1）质量浓度：单位体积均相混合物中某组分的质量。
单位：kg / m 32) 摩尔浓度：单位体积均相混合物中某组分的摩尔量。
单位：kmol / m 3三、吸收概念吸收尾气混合气体吸收液A+S吸收质或溶质A：混合气体中能够溶解的组分。
惰性组分或载体B：混合气体中不能被溶解的组分。
四、吸收操作的分类1、单组分吸收与多组分吸收2、物理吸收与化学吸收3、等温吸收与非等温吸收五、吸收剂的选择1、溶解度2、易脱吸3、选择性4、粘性5、挥发性6、其他§2 扩散现象一、概念1、扩散：当系统内部存在浓度差时，物质总要由高浓度区向低浓度区转移，这种现象称为扩散。
2、分子扩散和涡流扩散分子扩散：只依靠微观的分子运动，而无宏观的混合作用。
柴诚敬《化工原理》笔记和课后习题(含考研真题)详解(10-12章)【圣才出品】
量分数。
b．对于萃取剂 S 与原溶剂 B 互不相溶的物系，溶质在两液相中的分配关系与吸收中的
类 似，即 Y KX
式中 Y——萃取相 E 中溶质 A 的质量比组成；X——萃余相 R 中溶质 A 的质量比组成；K—
e MR r ME
结合三角形相似定理可得
e xA zA MR m xA yA RE
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及
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r zA yA ME m xA yA RE
式中 ——线段 的长度，m。
③若向 A、B 二元混合液 F 中加入纯溶剂 S，则三元混合液的总组成点 M 必位干 SF 的
④过 M 点分别作三个边的垂线 MN、ML 及 MJ，则垂直线段
及 分别代表 A、
B 及 S 的组成。由图可知，M 点的质量分数为：
和
（2）杠杆规则
如图 10-3 所示，将质量为 r，组成为 xA、xR、xS 的混合液 R 与质量为 e，组成为 yA、yB、
ys 的混合液 E 相混合，得到一个质量为 m，组成为 zA、zB、zS 的新混合液 M，其在三角形坐
连线上，具体位置由杠杆规则确定，即
MF S MS F
2．三角形相图 （1）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，即 ①溶质 A 完全溶于 B 及 s，B 与 S 不互溶； ②溶质 A 完全溶于 B 及 S，B 与 S 部分互溶； ③溶质 A 完全溶于 B，A 与 s 及 B 与 S 部分互溶。 （2）溶解度曲线及联结线 ①设溶质 A 可完全溶于 B 及 S，但 B 与 S 为部分互溶，一定温度下的平衡相图如图 l0-4 所示，图中曲线 R0R1R2RiRnKEnEiE2E1E 0 称为溶解度曲线。 ②溶解度曲线将三角形相图分为两个区域 曲线以内的区域为两相区，曲线以外的区域为均相区。位于两相区内的混合物分成两个 互相平衡的液相，称为共轭相，连接两共轭相组成坐标的直线称为联结线，显然萃取操作只 能在两相区内进行。 ③若组分 B 与组分 S 完全不互溶，则点 R。与 E。分别与三角形顶点 B 及顶点 S 相重合。
萃取技术_精品文档
概述 溶液萃取技术 双水相萃取 超临界流体萃取 其他萃取技术
0.1 概述
一、基本概念及分类
概念：萃取是利用溶质在互不混溶的两相之间分 配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的技术。
分类：
参与溶质 分配的两 相不同
液-固萃取 液-液萃取
萃取原理
物理萃取 化学萃取 双水相萃取 超临界萃取
K ＝ 萃取相浓度/萃余相浓度＝ X／Y 应用条件：(1)稀溶液；(2)溶质对溶剂之
互溶度没有影响；(3)必须是同一种分子类 型，即不发生缔合或离解。
分离因数
若原来的料液中除溶质A以外，还含有溶 质B，则由于A、B的分配系数不同， A和 B就得到了一定程度的分离。如A的分配系 数较B大，这样萃取剂对溶质A和B分离能 力的大小可用分离因数β来表征：
常用聚合物： 聚乙二醇－葡聚糖
聚乙二醇－无机盐系统
无毒原则
双水相体系形成的原因
1. 双水相体系的成因是聚合物之间的不相溶性， 即聚合物分子的空间阻碍作用，相互间无法 渗透，从而分为两相。一般认为，只要两种 聚合物水溶液的水溶性有所差异，混合时就 可发生相分离，并且水溶性差别越大，相分 离的倾向越大。
0.2 溶剂萃取技术
就是在液体混合物(原料液)中加入一种与其 基本不相混溶的液体作为溶剂，构成第二相， 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。选用的溶 剂称为萃取剂，以S表示；原料中容易溶于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。
2. pH的影响
pH会影响蛋白质中可离解基团的离解度， 因而改变蛋白质所带电荷和分配系数；另外， pH还影响系统缓冲物质磷酸盐的离解程度， 从而影响分配系数。
高一化学课本萃取知识点
高一化学课本萃取知识点化学是一门研究物质组成、性质、结构及其变化规律的科学。
在高一化学的学习过程中，萃取是一个重要的知识点。
本文将从萃取的概念、方法以及应用等方面进行介绍。
一、概念萃取是指利用两个不相溶的溶剂对混合物进行分离的过程。
在这个过程中，混合物中的主要成分会被选择性地溶解到一个溶剂中，从而实现分离的目的。
二、方法1. 液液萃取液液萃取是利用溶解度差异实现分离的一种方法。
常见的液液萃取方法有振荡漏斗法、槽式液液萃取法和逐次萃取法等。
在振荡漏斗法中，我们需要将混合物与溶剂一起加入到振荡漏斗中，通过震荡使两相充分接触，从而实现分离。
2. 溶剂萃取溶剂萃取是指利用溶解度差异将混合物中所需分离的成分溶解到一个溶剂中，从而达到分离的目的。
常见的溶剂萃取方法有有机溶剂萃取和水相萃取等。
有机溶剂萃取常用于有机合成中，而水相萃取则常用于环境监测等领域。
三、应用1. 分离纯品萃取常用于分离纯品。
通过选择合适的溶剂和分离方法，可以将混合物中所需的目标物质从其他混杂物中分离出来。
这在化工生产和药物制备中尤为常见。
2. 去除有害物质在环境保护和食品安全领域，萃取也是一种常用的方法。
通过萃取可以去除水中的重金属离子、有机污染物等有害物质，净化水源，保障人民的生活安全。
3. 提取天然产物萃取也常用于提取天然产物。
例如，从植物中提取药用成分，或从海水中提取有用的矿物质等。
这不仅可以满足人们对天然产物的需求，还可以为药物研发和化工生产提供原料。
4. 回收利用在化工生产的过程中，萃取还可以用于废物的回收利用。
通过选择合适的溶剂和条件，可以将废物中的有用物质提取出来，实现资源的再利用，减少对环境的污染。
综上所述，萃取作为化学领域中的一项重要技术，具有广泛的应用前景。
通过学习化学课本中有关萃取的知识点，我们可以了解到不同的萃取方法及其应用，为将来的学习和实践提供了基础。
希望同学们在学习化学的过程中，能够深入理解萃取知识，将其运用到实际问题中，不断提高解决问题的能力。
萃取分离
萃取分离技术Extraction 5.1 概述利用物质在互不相容的两相之间溶解度的不同而使物质得到分离纯化或浓缩的方法称为萃取。
目标物液体：液液萃取固体：液固萃取（浸取）有机溶剂萃取双水相萃取液膜萃取反胶束萃取超临界萃取5.2 液固萃取（浸取）¾液固萃取，又称浸取或提取，是一种分离和富集某些天然产物、生化试剂和添加剂的有效手段。
由于溶剂渗入固体试样内部是比较缓慢的过程，因此液固萃取需要较长的时间，一般需要连续萃取。
浸提分为冷浸和热浸两种：¾冷浸法：适用于提取遇热易被破坏的物质及含淀粉、树胶、果胶、黏液质的样品。
¾热浸法：由于提高温度有利于有效成分的溶解度故提取效果较冷浸好。
该方法操作时间长，浸出溶剂用量大，往往浸出效率差，不易完全浸出，不适合有效成分含量低的原料。
为了有效成分的浸出，固体样品尽量粉碎传统的液固萃取装置是利用索氏（Soxhlet）提取器浸取在食品工业中的应用食用油¾除了采用传统的压榨法外，常采用溶剂浸提其中所含的油脂。
黄豆经溶剂浸提后，豆渣中残油量往往低于l%，远较压榨法的豆渣的残油率2%~2.5%为低。
除了油料种籽可以采用浸提法抽取其所含的油脂外，有时还采用浸提法抽取鱼肝或鱼皮的油脂。
常用溶剂：己烷、庚烷、环己烷速溶咖啡¾从咖啡豆中浸提出可溶性成分，经喷雾干燥或冷冻干燥可制得速溶咖啡。
食品功能成分的提取5.3 溶剂萃取法(Solvent Extraction)杂质目的产物料液萃取剂Light phaseHeavy phase溶剂萃取过程示意图实验室溶剂萃取过程分液漏斗有机相水相溶剂萃取法的原理萃取是根据不同物质在两相中分配平衡的差异是实现分离的。
物理萃取：利用溶剂对需分离的组分有较高的溶解能力，分离过程纯属物理过程，理论基础是分配定律；化学萃取：溶剂首先有选择性地与溶质化合或络合，从而在两相中重新分配而达到分离目的，服从相律及一般化学反应的平衡定律。
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。
中南林业科技大学化工原理
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
化工原理-37液液萃取和液固浸取概述
01
第十章 液－液萃取和液－固浸取
04
2.2 液－液平衡方程与分配曲线
*
一、以质量分数表示的平衡方程
气液平衡方程
液液平衡方程
萃取相中 溶质分数
萃余相中 溶质分数
分配 系数
*
若 S与 B完全不互溶
萃取相中不含 B，S 的量不变
萃余相中不含 S ，B 的量不变
用质量比 计算方便
液液平衡方程
二、以质量比表示的平衡方程
萃取相中溶质的质量比
分配 系数
萃余相中溶质的质量比
三、分配曲线
以xA为横坐标，yA为纵坐标，在直角坐标图上，每一对共轭相可得一个点，将这些点联结起来，得到曲线称为分配曲线。
溶解度曲线
分配曲线
*
分配曲线的作法
*
10.2 液－液相平衡关系
第十章 液－液萃取和液－固浸取
液－液平衡相图
1 液－液萃取概述
联结线
溶解度曲线
辅助曲线
溶解度曲线 (2)－已知辅助曲线
由联结线求辅助曲线
两种溶解度曲线的互换
由辅助曲线求联结线
两种溶解度曲线的互换
2. 温度对溶解度曲线的影响
温度 T
溶解度
两相区
～
～
不利于萃取操作
三、液－液平衡相图(溶解度曲线)
*
10.2 液－液相平衡关系
03
1 液－液萃取概述
02
液－液平衡相图
即 所以
两相的组成及混合液的总组成 根据萃取相中 yA=36%，在图中定出E2点，由辅助曲线定出与之相平衡的R2点。
溶剂萃取和浸取
杂质 溶质 原溶剂
1、物质的溶解和相似相溶原理 假定溶解过程从纯物质和纯溶剂开始，
到形成均匀的分子混合物结束。 从热力学角度考虑，一个过程要能自
动进行，则体系的自由能应下降，自由能 G的变化包括焓H变化和熵S变化两部分：
G H TS
H E ( pV)
萃取是生物分离过程中常用的单元操作。 应用于抗生素、有机酸、维生素、激素等 发酵产物工业化提取上。
优点：比化学沉淀法分离程度高；比离 子交换法选择性好、传质快；比蒸馏法能 耗低；产能大，周期短，易于连续操作和 自动化控制。
由萃取法发展的新技术：超临界流体萃 取、双水相萃取、反胶团萃取等。
浸取：用某种溶剂把目的物质从固 体原料中提取到溶液中的过程称为浸取， 也称为浸出。
基本要求：
掌握溶剂萃取和浸取的概念。
重点：
溶剂萃取过程的理论基础；工业萃取方 式和理论收得率；萃取设备；浸取过程的 应用；浸取速率。
萃取（Extraction）指任意两相之间的 传质过程。
在液-液萃取过程中常用有机溶剂作为萃 取试剂，故常称液-液萃取为溶剂萃取。
原理：利用一种溶质组分（如产物）在 两个互不混溶的液相（如水相和有机溶剂 相）中竞争性溶解和分配性质上的差异来 进行的分离操作。
3、溶剂的极性 萃取溶剂的选择依据是“相似相溶”
原则：一是分子结构相似；另一是分子间 作用能相似，即分子间相互作用力相似。
分子间相互作用力相似，用分子极性。
引入了介电常数
介电常数：是一个化合物摩尔极化程 度的量度，如果已知介电常数，就能预测 该化合物是极性的还是非极性的。
2、溶剂的互溶性规律
物质分子之间的作用力有较强的氢键和 较弱的范德华力。
萃取与浸提
3.4 固体的浸提过程的步骤
1. 溶剂浸润进入固体内，溶质溶解 2. 溶解的溶质从固体内部流体中扩散达到固体表面 3. 溶质继续从固体表面通过液膜扩散到达外部溶剂的主体。
溶剂S 原料F0 溢流E1
底流W
3.5 萃取设备
单级浸取罐 级式固定床浸取装置 多级固定床浸取系统 设备 U型管式浸取器 连续移动床浸取装置 平转式浸取器
到纯化或浓缩的单元操作叫做萃取
属于两相之间的传质过程
初步分离纯化技术
应用：
石油化工、湿法冶金、医药、食品、环境
固液萃取（浸取） 物理状态 液液萃取
有机溶液萃取
双水相萃取
液膜萃取 反胶束萃取
超临界萃取
分 物理萃取 萃取原理 化学萃取 分批萃取 操作方式 连续萃取 单级萃取 操作方式 多级萃取
类
多级错流萃取 多级逆流萃取 微分萃取
2. 液液萃取
定义：
液-液萃取又称溶剂萃取，简称萃取，是两个完全或部分不互溶的
液相接触后，一个液相中的组分转移到另一液相，活在两液相中
重新分配的过程。 萃取剂(溶剂)S：所 用的溶剂；solvent 原料液F：所处理的 混合液；feed 溶质A：原料液中易 溶于溶剂的组分； 原溶剂（稀释剂） B：难溶或不溶组分。
浸取是固-液萃取，又称浸出、提取或浸提。由于食品加工 的原料大多为固体，要分离提取其中的成分，往往采取浸
取的方法，因此浸取在食品工业中得到广泛应用
应用
食用油的浸提
香料的浸提
咖啡豆可溶性成分的浸提 甜菜中糖分的浸提 天然色素的浸提
3.1 浸提的基本概念
浸提是将溶剂加入固相或另一液相混合物中，其中所
热浸
提取过 程
由于提高温度有利于有效成分的溶解 度故提取效果较冷浸好。该方法操作 时间长，浸出溶剂用量大往往浸出效 率差，不易完全浸出，不适合有效成 分含量低的原料
萃取原理
液液萃取原理液液萃取是指两个完全不互溶或部分互溶的液相接触后，一个液相中的溶质经过物理或化学作用另一个液相，或在两相中重新分配的过程。
如图所示。
萃取操作示意图几个概念：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B2 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；4． 溶剂S 对A 和B 的溶解能力不一样，溶剂具有选择性，即B A B Ax x y y其中：y 表示萃取相内组分浓度；x 表示萃余相内组分浓度。
上式表明：萃取相中A ／B 的浓度比值应大于萃余相中A ／B 的浓度比值。
典型工业萃取过程1以醋酸乙酯为溶剂萃取稀醋酸水溶液中的醋酸，制取无水醋酸。
由于萃取相中含有水，萃余相中含有醋酸乙酯，所以萃取后产品和溶剂均须通过精馏分离实现。
2．以醋酸丁酯为溶剂萃取青霉素产品。
3．以环砜为溶剂从石油轻馏分中提取环烃；4．以轻油为溶剂从废水中脱酚；5．以丙烷为溶剂从植物油中提取维生素。
萃取过程的经济性1 混合物的相对挥发度下或形成恒沸物，用一般精馏方法不能分离或很不经济；2．混合物浓度很稀，采用精馏方法必须将大量稀释剂B 气化，能耗国道； 3 混合液含热敏性物质（如药物等），采用萃取方法精制可避免物料受热破坏。
萃取过程对萃取剂要求：① 选择性好；② 萃取容量大；③化学稳定性好；④分相好；⑤易于反萃取或精馏分离；⑥操作安全、经济、毒性小常用的工业萃取剂醇类：异戊醇；仲辛醇；取代伯醇醚类：二异丙醚；乙基己基醚酮类：甲基异丁基酮；环己酮酯类：乙酸乙酯、乙酸戊酯、乙酸丁酯磷酸酯类：己基磷酸二（2－乙基己基）酯、二辛基磷酸辛指、磷酸三丁酯亚砜类：二辛基亚砜、二苯基亚砜、烃基亚砜羧酸类：肉桂酸、脂肪酸、月桂酸、环烷酸磺酸类：十二烷基苯磺酸、三壬基萘磺酸有机胺类：三烷基甲胺、二癸胺、三辛胺、三壬胺等等典型的萃取过程及设备1．单级萃取：混合沉清槽如图2．多级混合—澄清槽多级错流萃取多级逆流萃取3塔式接触设备：喷淋塔；板式塔；填料塔；脉动塔；转盘塔萃取原理萃取是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作，利用相似相溶原理，萃取有两种方式：液-液萃取，用选定的溶剂分离液体混合物中某种组分，溶剂必须与被萃取的混合物液体不相溶，具有选择性的溶解能力，而且必须有好的热稳定性和化学稳定性，并有小的毒性和腐蚀性。
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
感谢观看
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
化工原理第十一章液液萃取和固液萃取
•或
•点M得位置由杠杆规则确定：
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化工原理第十一章液液萃取和固液萃 取
•11.1.3选择性系数及萃取剂得选择 •在原料液中加入萃取剂后形成平衡得两个液相，溶质A在其中得非配 关系用分配系数kA表示
•同样，对稀释剂B有
•萃取剂的选择性，用选择性系数 表示
•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 • 除此之外，萃取剂还应满足一般得工业要求。
•上式即为各级的操作线，其斜率 为第一常数。
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化工原理第十一章液液萃取和固液萃 取
•11.1.6多级逆流萃取
•图１１－１２ 多级逆流萃取流程
• 一、利用三角形相图得图解计算 •１、由xF、x‘N得值分别定出点F、R’N，连点S（设萃取剂为纯S）和 RN’，交溶解度曲线左侧于点RN,此点代表最终萃余项组成。 • ２、对全级作总物料衡算有 •连接点F和S，根据杠杆规则得代表混合液量及组成得点M；连接点 RN和M并延长交溶解度曲线于E1，则E1和RN得量也可按杠杆规则确 定。
•3、点M利用辅助曲线作联结线。有
•4、连点S、E和点S、R并分别延长交AB于点E‘和R’,则点E’和R’分 别
• 表示萃取液和萃余液得组成
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化工原理第十一章液液萃取和固液萃 取
•二、S和B完全不互溶时得图解计算
• 当S和B完全不互溶时，则 萃取相含全部溶剂，萃余相含 全部稀释饥，萃取前厚的物料 衡算式为（萃取剂为纯溶剂） ：
•（2）恒沸物或沸点相近组分的分离，此时普通整流方法不适用， 如催化重整油中芳烃与烷烃的分离因沸点相近 而需要塔板数太多， 工业上常用环丁砜为萃取剂融解苯、甲苯、二甲苯以及其他芳烃衍 生物。
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第十章 液-液萃取和液-固浸取1. 25℃时醋酸（A ）–庚醇-3（B ）–水（S ）的平衡数据如本题附表所示。
习题1附表1 溶解度曲线数据（质量分数/%）试求：（1）在直角三角形相图上绘出溶解度曲线及辅助曲线，在直角坐标图上绘出分配曲线。
（2）确定由200 kg 醋酸、200 kg 庚醇-3和400 kg 水组成的混合液的物系点位置。
混合液经充分混合并静置分层后，确定两共轭相的组成和质量。
（3）上述两液层的分配系数A k 及选择性系数β。
（4）从上述混合液中蒸出多少千克水才能成为均相溶液？解：（1）溶解度曲线如附图1中曲线SEPHRJ 所示。
辅助曲线如附图1曲线SNP 所示。
分配曲线如附图2 所示。
（2）和点醋酸的质量分率为25.0400200200200A =++=x水的质量分率为50.0400200200400S =++=x由此可确定和点M 的位置，如附图1所示。
由辅助曲线通过试差作图可确定M 点的差点R 和E 。
由杠杆规则可得kg 260kg 80040134013=⨯==M R()kg 540kg 260800=-=-=R M E由附图1可查得E 相的组成为 A S B 0.28,0.71,0.01y y y ===R 相的组成为 A S B 0.20,0.06,0.74x x x ===（3）分配系数A A A 0.281.40.20y kx===B B B 0.010.01350.74y k x === 选择性系数 7.1030135.04.1B A ===k k β （4）随水分的蒸发，和点M 将沿直线SM 移动，当M 点到达H 点时，物系分层消失，即变为均相物系。
由杠杆规则可得kg 5.494kg 80055345534=⨯==M H 需蒸发的水分量为()kg 5.305kg 5.494800=-=-H M2. 在单级萃取装置中，以纯水为溶剂从含醋酸质量分数为30%的醋酸–庚醇-3混合液中提取醋酸。
已知原料液的处理量为1 000 kg/h ，要求萃余相中醋酸的质量分数不大于10%。
试（1）水的用量；（2）萃余相的量及醋酸的萃取率。
操作条件下的平衡数据见习题1。
解：（1）物系的溶解度曲线及辅助曲线如附图所示。
由原料组成x F =0.3可确定原料的相点F ，由萃余相的组成x A =0.1可确定萃余相的相点R 。
借助辅助曲线，由R 可确定萃取相的相点E 。
联结RE 、FS ，则其交点M 即为萃取操作的物系点。
由杠杆规则可得习题1 附图1 习题1 附图23726F S ⨯=⨯kg 1423kg 100026372637=⨯=⨯=F S（2）由杠杆规则可确定萃余相的量。
4916R M ⨯=⨯ ()kg 791kg 1423100049164916=+==M R 由附图可读得萃取相的组成为 A 0.14y =萃取率=()0.14242379176.2%10000.3⨯-=⨯3. 在三级错流萃取装置中，以纯异丙醚为溶剂从含醋酸质量分数为30%的醋酸水溶液中提取醋酸。
已知原料液的处理量为2000 kg ，每级的异丙醚用量为800 kg ，操作温度为20 ℃，试求（1） 各级排出的萃取相和萃余相的量和组成；（2）若用一级萃取达到同样的残液组成，则需若干千克萃取剂。
20 ℃时醋酸（A ）–水（B ）–异丙醚（S ）的平衡数据如下：习题3附表 20 ℃时醋酸（A ）–水（B ）–异丙醚（S ）的平衡数据(质量分数)水 相 有 机 相醋酸（A ） 水（B ） 异丙醚（S ） 醋酸（A ） 水（B ） 异丙醚（S ） 0.69 98.1 1.2 0.18 0.5 99.3 1.41 97.1 1.5 0.37 0.7 98.9 2.89 95.5 1.6 0.79 0.8 98.4 6.42 91.7 1.9 1.9 1.0 97.1 13.34 84.4 2.3 4.8 1.9 93.3 25.50 71.7 3.4 11.4 3.9 84.7 36.7 58.9 4.4 21.6 6.9 71.5 44.3 45.1 10.6 31.1 10.8 58.1 46.40 37.1 16.5 36.2 15.1 48.7解：由平衡数据在直角三角形坐标图上绘出溶解度曲线及辅助曲线，如附图所示。
习题2 附图由原料组成x F=0.3，在图中确定原料相点F。
由物料衡算确定一级萃取物系的组成A 20000.30.2142000800x⨯==+S8000.2862000800x==+由此可确定一级萃取物系点M1的位置。
借助辅助曲线，通过试差作图可由M1确定一级萃取的萃取相点E1和萃余相点R1。
由杠杆规则可得115034.5R M⨯=⨯kg19322800kg505.34505.341=⨯==MR()kg868kg19322800111=-=-=RME由附图可读得一级萃取相和萃余相的组成为110.1100.255yx==由R1的量及组成，以及所加萃取剂的量，通过物料衡算可求得二级萃取的物系点M2。
与一级萃取计算方法相同可得2930E=kg21800R=kg220.100.23yx==与二级萃取计算相同，可得三级萃取计算结果3920E=kg31890R=kg习题3 附图330.080.21y x ==（2）若采用一级萃取达到同样的萃取效果，则萃取物系点为附图中的N 点。
由杠杆规则可得37.526.5F S ⨯=⨯ kg 2830kg 20005.265.375.265.37=⨯==F S 4. 在多级错流萃取装置中，以水为溶剂从含乙醛质量分数为6%的乙醛—甲苯混合液中提取乙醛。
已知原料液的处理量为1 200kg/h ，要求最终萃余相中乙醛的质量分数不大于0.5%。
每级中水的用量均为250 kg/h 。
操作条件下，水和甲苯可视为完全不互溶，以乙醛质量比表示的平衡关系为Y =2.2X 。
试求所需的理论级数。
解：（a ）直角坐标图解法 在X –Y 直角坐标图上绘出平衡曲线Y =2.2X ，如附图所示。
F F F 0.060.064110.06x X x ===-- 原料中稀释剂的量为()()h kg 1128h kg 06.0112001F =-⨯=-=x F B 操作线的斜率为11284.512250B S -=-=-习题4 附图过X F 作斜率为–4.512的直线，与平衡线交于Y 1，则X F Y 1为一级萃取的操作线。
过Y 1作Y 轴的平行线，与X 轴交于X 1。
过X 1作X F Y 1的平行线，与平衡曲线交于Y 2，X 1Y 2即为二级萃取的操作线。
同理可作以后各级萃取的操作线，其中X i 为第i 级萃余相的组成，直至X n 小于或等于所规定的组成0.005为止。
操作线的条数即为理论级数，即 n =7（b ）解析法 由于B 与S 不互溶，故可采用式（10–35）计算理论级数。
F n S 2.20.0640.005K X X Y ==≈=m 2.22500.48761128KS A B ⨯=== ()()F S n S m 0.064ln ln 0.005 6.4ln 1ln 10.4876X Y K X Y K n A ⎡⎤-⎢⎥-⎣⎦===++ 取n =7也可采用迭代计算求理论级数。
平衡关系为 i i 2.2Y X = 操作关系为()i i i-14.512Y X X =-- 由此可得迭代关系为 i i-10.6722X X =迭代计算结果为0F 12345670.0640.04300.02890.01940.01310.008790.005910.003970.005X X X X X X X X X =========<即所需理论级数为7级。
5. 在多级逆流萃取装置中，以水为溶剂从含丙酮质量分数为40%的丙酮–醋酸乙酯混合液中提取丙酮。
已知原料液的处理量为2 000kg/h ，操作溶剂比（F S ）为0.9，要求最终萃余相中丙酮质量分数不大于6%，试求（1）所需的理论级数；（2）萃取液的组成和流量。
操作条件下的平衡数据列于本题附表。
习题5附表 丙酮（A ）–醋酸乙酯（B ）–水（S ）的平衡数据（质量分数）萃取 相萃 余 相丙酮（A ） 醋酸乙酯（B ） 水（S ）丙酮（A ） 醋酸乙酯（B ） 水（S ）0 7.4 92.6 0 96.3 3.5 3.2 8.3 88.5 4.8 91.0 4.2 6.0 8.0 86.0 9.4 85.6 5.0 9.5 8.3 82.2 13.5 80.5 6.0 12.8 9.2 78.0 16.6 77.2 6.2 14.8 9.8 75.4 20.0 73.0 7.0 17.5 10.2 72.3 22.4 70.0 7.6 21.2 11.8 67.0 27.8 62.0 10.2 26.415.058.632.651.013.2解：（1）由平衡数据在直角三角形坐标图上绘出溶解度曲线及辅助曲线，如附图所示。
由原料组成x F =0.40，在图中确定原料相点F 。
F =1000kg/h 、S /F =0.9，再根据杠杆规则可确定F 、S 的和点M 。
由最终萃取要求x n =0.06确定R n 。
联结R n 、M ，其延长线与溶解度曲线交于E 1，FE 1、R n S 两线的交点Δ即为操作点。
借助辅助曲线作图可得E 1的共轭相点R 1（第一级萃取萃余相点），联结R 1Δ与溶解度曲线交于E 2。
同理可找到R 2、R 3 ……，直至萃余相的组成小于0.06为止，操作线的条数即为理论级数。
由作图可得 n =6（2）联结S 、E 1，并延长交AB 与E ′，E ′即为萃取液的相点，读图可得A 0.65y '= h kg 1800h kg 20009.0=⨯=⎪⎭⎫⎝⎛=F F S S ()h kg 3800h kg 18002000=+=+=S F M 由杠杆规则可得习题5 附图135.527E M ⨯=⨯ h kg 2890h kg 38005.35275.35271=⨯==M E 172.529E E '⨯=⨯h kg 1156h kg 5.722928905.72291=⨯=⨯='E E 6. 在多级逆流萃取装置中，以纯氯苯为溶剂从含吡啶质量分数为35%的吡啶水溶液中提取吡啶。
操作溶剂比（F S ）为0.8，要求最终萃余相中吡啶质量分数不大于5%。
操作条件下，水和氯苯可视为完全不互溶。
试在X –Y 直角坐标图上求解所需的理论级数，并求操作溶剂用量为最小用量的倍数。
操作条件下的平衡数据列于本题附表。
习题6附表 吡啶（A ）–水（B ）–氯苯（S ）的平衡数据（质量分数）解：将以质量分数表示的平衡数据转化为质量比表示，其结果列于附表2中。