化工原理-7章液液萃取
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》气液平衡 _液体精馏
第7章 液体精馏
7.3.2 精馏装置的流程
典型的连续精馏流程如图7-7 所示。 原料液经预热后，送入精馏 塔内。操作时，连续地从再沸器 取出部分液体作为塔底产品（釜 残液），部分液体气化，产生上 升蒸气，依次通过各层塔板。塔 顶蒸气进入冷凝器中被全部冷凝， 并将部分冷凝液借助重力作用 （也可用泵送）送回塔顶作为回 流液体，其余部分经冷却器（图 中末画出）后被送出作为塔顶产 1.精馏塔 2.再沸器 品（馏出液）。
25
第7章 液体精馏
图7-11 进料板上的物料衡算和热量衡算
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第7章 液体精馏
将上述关系代入式（7-20a），联解式（7-20）和（7-20a） 可得 L′ − L IV − I F = （7-21） F IV − I L 令
7.2.1双组分溶液的气液相平衡
1．双组分理想溶液的气液相平衡关系 气液相平衡关系，是指溶液与其上方的蒸气达到平衡时， 系统的总压、温度及各组分在气液两相中组成间的关系。 ⑴ 理想溶液及拉乌尔定律 实验表明，理想溶液的气液平衡关系遵循拉乌尔定律。 拉乌尔定律表示：当气液呈平衡时，溶液上方组分的蒸气 分压与溶液中该组分的摩尔分率成正比。 在一定压强下，液体混合物开始沸腾产生第一个气泡的温 度，称为泡点温度（简称泡点）。 严格而言，实际上理想溶液是不存在的，仅对于那些由性 质极相近、分子结构相似的组分所组成的溶液，例如苯-甲苯、 甲醇-乙醇、烃类同系物等可视为理想溶液。
5
第7章 液体精馏
⑵ 气液平衡相图 ① t-x-y图 该图表示在一定总压下， 温度与气、液相组成之间的 关系。 在 总 压 为 101.33kPa 下 ， 苯-甲苯混合液的t-x-y图如 图7-1所示。
图7-1 苯-甲苯混合液的t-x-y图
化工原理7章液液萃取
mM mR mE 物料衡算 mMzA mRxA mE yA
mMzs mRxs mE ys
将方程整理成如下形式：
mE xAzAzSxS mR zAyA ySzS
此式说明，三个组成点M、R、E在一条直线上, 即M点位 于RE 点的连接线上。
m E RM m R ME
理论萃取级：即无论进入该级的两股液流（原料、溶剂或前 一级的萃余相和后一级的萃取相）的组成如何，经过萃取后， 从该级流出的萃取相和萃余相为互成平衡的两个相。
7.3.1 单级萃取计算 (1) 流程
mF, xF mS
混合器
xE, y
mM, z
澄清槽
mR, x
单级萃取流程示意图
（2）特点 ◇ 原料液与溶剂一次性接触。 ◇ 萃取相与萃余相达到平衡。
m E MR
mM
ER
A
mR M E
mM
RE
mE M R
mM
RE
mE M R mR M E
S B
7.2.2 三角形相图 萃取相、萃余相的相平衡关系是萃取设计、计算的基本条件，相 平衡数据来自实验或由热力学关系推算。 讨论的前提: 各组分不发生化学反应。 （1）溶解度曲线及平衡联结线
① 相平衡数据的测定：
yB xB
越大，分离效果越 应好 选， 择 1的溶剂
与分k配 A 有系 关 kA 越 数 ， 大 越， 大
kA1 ，则 一定 1 ； 大 kA1 于 ， 可能 1 ， 大也 于可1 。 能
（2）溶剂萃取容量 定义：部分互溶物系的褶点处或第二类物系溶解度最大时，
萃取相中单位溶剂可能达到的最大溶质负荷。
（6）稳定性，腐蚀性，价格 良好的稳定性，腐蚀性小，毒性低，资源充足，价格适宜等。
化工原理实验—萃取
液液萃取塔的操作一、实验目的（1）了解液液萃取设备的结构和特点；（2）掌握液液萃取塔的操作；（3）掌握传质单元高度的测定方法，并分析外加能量对液液萃取塔传质单元高度和通量的影响。
二、基本原理1．液液萃取设备的特点液液相传质和气液相传质均属于相间传质过程。
因此这两类传质过程具有相似之处，但也有相当差别。
在液液系统中，两相间的重度差较小，界面张力也不大，所以从过程进行的流体力学条件看，在液液相的接触过程中，能用于强化过程的惯性力不大，同时已分散的两相，分层分离能力也不高。
因此，对于气液接触效率较高的设备，用于液液接触就显得效率不高。
为了提高液液相传质设备的效率，常常补给能量，如搅拌、脉动、振动等。
为使两相逆流和两相分离，需要分层段，以保证有足够的停留时间，让分散的液相凝聚，实现两相的分离。
2．液液萃取塔的操作(1)分散相的选择在萃取设备中，为了使两相密切接触，其中一相充满设备中的主要空间，并呈连续流动，称为连续相；另一相以液滴的形式，分散在连续相中，称为分散相。
哪一相作为分散相对设备的操作性能、传质效果有显著的影响。
分散相的选择可通过小试或中试确定，也可根据以下几方面综合考虑：1)为了增加相际接触面积，一般将流量大的一相作为分散相；但如果两相的流量相差很大，并且所选用的萃取设备具有较大的轴向混合现象，此时应将流量小的一相作为分散相，以减小轴向混合。
2)应充分考虑界面张力变化对传质面积的影响，对于dx d>0的系统，即系统的界面张力随溶质浓度增加而增加的系统；当溶质从液滴向连续相传递时，液滴的稳定性较差，容易破碎，而液膜的稳定性较好，液滴不易合并，所以形成的液滴平均直径较小，相际接触表面较大，当溶质从连续相向液滴传递时，情况刚好相反。
在设计液液传质设备时，根据系统性质正确选择作为分散相的液体，可在同样条件下获得较大的相际传质表面积，强化传质过程。
3)对于某些萃取设备，如填料塔和筛板塔等，连续相优先润湿填料或筛板是相当重要的。
萃取
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 （ Liquid-liquid extraction），也叫溶剂萃取（Solvent Extraction），简称萃取。 待分离的一相称为被萃相，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。分离完成后的被萃相又称为萃余相。
4.2 互溶度测定方法
1. 化学分析法.
4.2 互溶度测定方法
1. 浊度法.
结线的获取
289
萃取过程计算
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 (平衡萃取)
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。
WE
WM
MR RE
WE
WF
RF RE
300
WE
ห้องสมุดไป่ตู้
WM (zM yE
xR ) xR
RF
E´
WE WF RE
WE
WF ( xF xR ) yE xR
F
E
R´
M
R
WR WF WE
xR zM yE
下面一律以物系所处的状态点字母代表物流的量,
三元组成在直角三角形相图中的表示法
M点的组成为：
xA BE 0.4 xB SG 0.3 xS BF 0.3
A
K H·
E
D
M
B
化工原理实验液液萃取实验报告宁波工程学院
化工原理实验液液萃取实验报告宁波工程学院实验名称：液液萃取实验实验目的：1.学习液液萃取的基本原理；2.了解液液萃取过程中的操作方法和注意事项；3.掌握使用液液萃取法分离混合物的技术。
实验仪器和试剂：1.仪器：滴加漏斗、离心机、量筒、烧杯、磁力搅拌器等；2.试剂：苯酚溶液、水溶性有机酸溶液、醚类溶剂。
实验原理：液液萃取是一种基于不同溶解度的物质在两种不相溶的溶剂中转移的方法。
符合沉渣形成不同化学特性物质间相互转移的规律，将目标物质从混合物中分离提取出来。
实验步骤：1.将混合物（苯酚溶液和水溶性有机酸溶液）放入烧杯中，加入醚类溶剂；2.在烧杯中使用磁力搅拌器搅拌混合物，加热至沸腾，并保持搅拌；3.等待混合物冷却，然后放置一段时间使两相分层；4.使用滴加漏斗将上层有机相慢慢放入离心管中；5.将离心管放入离心机中离心，使两相分离更加彻底；6.取出离心管，分离得到的上层有机相称为有机相A，下层水相称为水相B。
实验结果：经过液液萃取分离后，得到有机相A和水相B。
在本实验中，苯酚溶液和水溶性有机酸溶液在醚类溶剂中分成两相。
离心分离后，上层有机相A为苯酚的溶液，下层水相B为水溶性有机酸的溶液。
实验分析：液液萃取是一种常用的分离纯化技术，广泛应用于化工生产中。
本实验中，苯酚和水溶性有机酸的萃取分离是基于两者在醚类溶剂中具有不同的溶解度的原理。
根据物质的溶解度差异，可以利用液液萃取将目标物质分离出来。
实验结论：通过本次实验，我们学习了液液萃取的基本原理和操作方法，并成功地利用液液萃取法将混合物中的苯酚和水溶性有机酸分离开来。
这次实验使我们更加熟悉了液液萃取的实验操作和注意事项，为日后的实验工作打下了基础。
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。
化工原理萃取实验
四. 萃取塔结构特征
⑴需要适度的外加能量； ⑵需要足够大的分层分离空间。
五.萃取塔的操作特点
⑴ 分散相的选择 a.流量大的一相作为分散相； b.不易润湿材质的一相作为分散相；
c.根据界面张力理论 d.粘度大的、含放射性的、成本高的选为分散相
（2）外加能量的大小 有利：a.增加液液传质面积； b.增加液液传质系数。 不利：a.返混增加，传质推动力下降； b.液滴太小，内循环消失，传质系数下降； c.容易发生液泛，通量下降。
Cf）（CR lnCfCRCf
0)
C
f
CE k
（6）C与x的换算
Cf
12 ρ油
2
CR
xR 122 ρ油
CE
xE 122 ρ水
CS 0
八.实验流程图
九.实验步骤
1.先灌满连续相； 2.再开启分散相； 3.将转速分别调至300,500,650,900,1100,1450;
4.取样分析进口苯甲酸浓度xf,随外加能量增加，分 析出口浓度xR，从而计算传质单元数，最终测得传质 单元高度HOR。
液-液萃取塔的操作 及其传质单元高度的测定
<化工原理实验室> <赵培 张秋香>
一.实验目的
⑴掌握萃取塔传质单元高度的测定方法，学会分析 外加能量对液-液萃取塔传质单元高度的影响；
⑵了解引起萃取塔液泛不正常现象出现的原因以及处 理方法；
⑶了解液-液萃取设备的结构和特点。
二.实验原理
萃取是利用液体混合物各组分在溶剂中溶解度的 差异而实现分离的一种方法。溶质A，稀释剂B，溶 剂S，当B、S不互溶时,萃取和吸收一样,均属两相 传质,因此,其传质过程的数学表达式和吸收一样。
化工原理萃取实验报告
实验报告：化工原理萃取实验
一、实验目的
本实验旨在使用化工原理的知识，学习萃取操作，掌握萃取技术，并分析混合溶液中有机
物的分离。
二、实验原理
萃取是指利用溶剂之间的不相溶特性，将混合物中的有机物从水相中分离出来的一种技术。
萃取技术的基本原理是，混合溶液中的有机物分子与溶剂分子之间存在一种相互作用，当
混合溶液中的溶剂按照一定比例添加时，有机物分子会优先溶于某一种溶剂，从而将其从
水相中分离出来。
三、实验材料
实验材料包括：萃取实验用烧杯、搅拌棒、蒸馏水、氢氧化钠溶液、乙醇、硫酸铵溶液。
四、实验步骤
1.将烧杯中加入10ml蒸馏水，然后添加4ml氢氧化钠溶液；
2.将烧杯中的溶液搅拌均匀，然后加入20ml乙醇，再搅拌均匀；
3.将烧杯中的溶液放入萃取仪中，缓慢加热，直至溶液沸腾；
4.将烧杯中的溶液搅拌均匀，然后加入10ml硫酸铵溶液，再搅拌均匀；
5.将搅拌后的溶液放入萃取仪中，缓慢加热，直至溶液沸腾；
6.等待溶液冷却，然后将上层液体萃取出来，放入容器中；
7.将下层液体也萃取出来，放入容器中，完成萃取实验。
五、实验结果
实验结果显示，萃取实验成功完成，混合溶液中的有机物得到了完全分离。
六、实验结论
本实验成功地使用了化工原理的知识，学习了萃取操作，掌握了萃取技术，并成功地分析了混合溶液中的有机物的分离。
化工原理《液液萃取》概念题
化工原理《液-液萃取》概念题一、单项选择题1、单级萃取中，若增加纯溶剂S的加入量，则萃取液的浓度y A将。
A.不变B.减小C.增大D.不确定2、单级萃取操作时，若降低操作温度，其他条件不变，则溶剂的选择性将。
A.变差B.变好C.不变D.不确定3、选用溶剂进行萃取操作时，其必要条件为。
A.分配系数k A＜1B.萃取相含量y A≤萃余相含量x AC.选择性系数β＞1D.分配系数k B=14、单级萃取中，若升高操作温度，则萃取液中溶质的浓度y A将。
A.不变B.减小C.增大D.不确定5、对于萃取过程，若溶剂的选择性好，则溶剂的溶解度也将。
A.变大B.变小C.不变D.不确定6、当萃取过程溶剂比S/F减小时，萃取液中溶质A的浓度，所需理论级数。
A.不变，减小B.减小，减小C.增大，减小D.减小，增大7、萃取过程的能耗主要集中在。
A.萃取操作时溶剂的输送B.萃取操作时原溶液的输送C.萃取操作时溶剂的回收D.萃取操作时温度的升高8、以下说法错误的是。
A.临界混溶点位于溶解度曲线最高点B.临界混溶点左方曲线表达式为：)(A S x x ψ=C.临界混溶点右方曲线表达式为：)(A S y y ϕ=D.溶解度曲线内的平衡联结线两端的表达式为：)(A A x f y =9、一般情况下，稀释剂B 组分的分配系数k B 值 。
A.大于1B.小于1C.等于1D.难以判断，都有可能10、单级(理论)萃取中，在维持进料组成和萃取相浓度不变的条件下，若用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂所得萃余相浓度将 。
A. 增加B.减少C.不变D.不一定11、单级(理论)萃取操作中，在维持相同萃余相浓度下，用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂，则萃取相量与萃余相量之比将 。
A.增加B.不变C.降低D.不定12、单级(理论)萃取操作中，在维持相同萃余相浓度下，用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂，萃取液的浓度(指溶质)将 。
A.增加B.不变C.降低D.不定13、萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M 位于 。
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。
液液萃取概述
液液萃取概述
萃取相E和萃余相R都是均相混合物，为了得到产品A并回收萃 取剂S，还需对这两相分别进行分离。所以，萃取是一个过渡性操作， E相和R相脱溶剂后才能得到富集A或B组分的产品。脱溶剂的方法通 常有蒸馏、蒸发、结晶或其他化学方法。萃取相和萃余相脱除溶剂 后分别得萃取液和萃余液，分别以E′和R′表示。
化原理
化工原理
液液萃取概述
萃取操作是向欲分离的均相液体混合物（原料液）中，加入 一种与其不互溶或部分互溶的液体溶剂，形成两相体系，然后再 利用原料液中各组分在萃取剂中溶解度的差异，实现原料液中各 组分一定程度的分离的操作。选用的溶剂又称为萃取剂，以S表 示；原料液中某一组分在萃取剂中有较大的溶解度，称该易溶组 分为溶质，用A表示；另一组分在萃取剂中完全不溶解或部分溶 解，称该难溶组分为稀释剂（或原溶剂），以B表示。
液液萃取概述
图8－1 萃取过程原理图
液液萃取概述
萃取相E和萃余相R都是均相混合物，为了得到产 品A并回收萃取剂S，还需对这两相分别进行分离。所以， 萃取是一个过渡性操作，E相和R相脱溶剂后才能得到富 集A或B组分的产品。脱溶剂的方法通常有蒸馏、蒸发、 结晶或其他化学方法。萃取相和萃余相脱除溶剂后分别 得萃取液和萃余液，分别以E′和R′表示。
（2）当溶质A的浓度很稀，特别是稀释剂B是易挥发组分时， 若采用精馏方法须将大量的稀释剂B汽化，单位热耗较大，这时可用 萃取先将溶质A富集在萃取相E中，然后对萃取相进行蒸馏，因而使 热量消耗显著降低，如由稀醋酸水溶液制备无水醋酸、从稀苯酚水 溶液中回收苯酚等，均可使用萃取方法。
液液萃取概述
（3）原料液中需分离的组分是热敏性物质时，若直接采用蒸 馏方法分离，需要在高真空下进行，操作费用较高，用普通蒸馏方 法容易受热分解、聚合或发生其他变化，可采用萃取方法进行分离， 如对生化药物、食品、香料等半成品的分离，都是利用萃取的方法 在低温下进行分离。近年来，由于能源短缺，能够节约热耗的萃取 操作在石油、化工、有色金属的冶炼、环境治理及制药等行业中应 用越来越广泛。并且随着科学技术的发展，各种新型萃取技术，如 双溶剂萃取、超临界萃取及液膜分离技术等相继问世，萃取的应用 领域日益扩大，萃取过程将会得到进一步的开发和应用。
工作报告之液液萃取实验报告
液液萃取实验报告【篇一：液液转盘萃取实验】化工原理实验报告学院：专业：班级：【篇二：萃取实验报告】实验名称：萃取实验一、实验目的①了解转盘萃取塔的结构和特点；②掌握液—液萃取塔的操作；③掌握传质单元高度的测定方法，并分析外加能量对液液萃取塔传质单元高度和通量的影响。
二、实验器材萃取实验装置三、实验原理萃取是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。
将一定量萃取剂加入原料液中，然后加以搅拌使原料液与萃取剂充分混合，溶质通过相界面由原料液向萃取剂中扩散，所以萃取操作与精馏、吸收等过程一样，也属于两相间的传质过程。
与精馏，吸收过程类似，由于过程的复杂性，萃取过程也被分解为理论级和级效率；或传质单元数和传质单元高度，对于转盘塔，振动塔这类微分接触的萃取塔，一般采用传质单元数和传质单元高度来处理。
传质单元数表示过程分离难易的程度。
对于稀溶液，传质单元数可近似用下式表示：nor?式中 nor------萃余相为基准的总传质单元数；x------萃余相中的溶质的浓度，以摩尔分率表示；x*------与相应萃取浓度成平衡的萃余相中溶质的浓度，以摩尔分率表示。
x1、x2------分别表示两相进塔和出塔的萃余相浓度传质单元高度表示设备传质性能的好坏，可由下式表示：hor?hnorlhor??x1dxx?x*x2kxa?式中 hor------以萃余相为基准的传质单元高度，m;h------ 萃取塔的有效接触高度,m;kxa------萃余相为基准的总传质系数，kg/(m3?h?△x); l------萃余相的质量流量，kg/h;?------塔的截面积,m2;已知塔高度h和传质单元数nor可由上式取得hor的数值。
hor反映萃取设备传质性能的好坏，hor越大，设备效率越低。
影响萃取设备传质性能hor的因素很多，主要有设备结构因素，两相物质性因素，操作因素以及外加能量的形式和大小。
图-1 转盘萃取塔流程1、萃取塔2、轻相料液罐3、轻相采出罐4、水相贮罐5、轻相泵 6、水泵1、流程说明：本实验以水为萃取剂，从煤油中萃取苯甲酸。
化工原理实验-萃取
S
4
5
xC xD
1
F xF
1 加料磁力泵
2 水槽
3 煤油槽
4 转子流量计
5 振动筛板塔
6 振动泵
5 实验操作要点
（1) 首先开启连续相（水）的转子流量计（阀门）向塔中灌水，待萃取塔灌 满水后，再开启分散相（煤油）的转子流量计，并按照相比1∶1的要求将 两相的流量计读数调节至适当刻度。建议的连续相流量为4L/h； (2) 启动直流电机，在直流电压30-90伏的范围内适当分布实验点； (3) 待分散相在塔顶分层段凝聚一定厚度的液体后，通过连续相的出口“Π” 形管，将两相界面调节至适当高度； (4) 在某一直流电压（即振动频率）下，待系统稳定约20分钟左右，取样分 析x1和x2； (5) 在振动塔的振动频率和振幅一定时，若增大两相流量，塔内分散相的滞留 量也随之增大，液泛时滞留量可达到最大值。此时可观察到分散相不断合并， 最终导致转相，在塔底（或塔顶）出现第二界面。建议在实验数据测定结束后， 通过实验观察这一现象
振动筛板塔的外加能量以 a
f 为标志。当振幅 a 一定
时，振动频率 f 由外加电压 v 的大小所决定。 在一定的 F : S下（如 4 ：4 体积流量刻度值。数据处理 时须换算为重量流率之比），研究外加能量 v 对 响, 实验中做四、五个点。 的影
各套实验装置经验操作数据见后页。
HOR
设备号 1 2 3 4 5 6 7 8
N煤油 （N V ) NaOH V煤油 （ 25ml)
N煤油 M 苯钾酸 ( 122) G% 煤油 ( 800)
4. 数据处理 （1）用重量百分数和重量 流率进行计算。（K = 2.2)
水 K=2.2
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
化工原理课件(天大版)第七章 萃取
Ys XF 1 K) n ln( YS ln( 1 Am ) Xn K
2013-5-19
33
3、多级逆流萃取的流程与计算
1、多级逆流萃取的流程
2013-5-19
34
2、多级逆流萃取的计算
1）萃取剂与稀释剂部分互溶的体系
E1 F R1 R2 M
E2 E3
△
RN
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35
F S M E1 R N
Yn Yo B S N ( X N X N 1 )
——错流萃取每一级的操作线方程
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31
E
Y1 Y2 Y0 O
E1 E2
-B/S2
-B/S3 X2 U X1
-B/S1
V XF
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32
b）解析法 分配曲线： 设： A m
Y KX
KS B
——萃取因子
R
MR ME
S MF F MS
萃余液
2013-5-19
R
萃余相
最小溶剂比
S M'F ＝ F min M ' S
18
7.1.6 、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
A在萃余相中的质量分率 B在萃余相中的质量分率
(X R X F )
——单级萃取的操作线方程
Y
Y1 E1
B S
X1
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XF X
27
（1） 设计型问题。 已知原料液处理量 和组成，给定溶剂 用量和组成 ， 在图中 可确定C(XF,Y0）， 按斜率（-B/S） 作操作 线， 与分配曲 线的交点D即为该 过程获得的萃取相 和萃余相的组成点 。 （2） 操作型问题。规定单级萃取的分离要求，如萃余相 组成X，求所需溶剂用量，可在图中根据X确定D(X，Y)， 连接C、D得到操作线CD，根据操作线斜率即可求出所需 的溶剂用量。
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 液液萃取PPT教案
第35页/共100页
11.2.2 三角形相图在单级萃取中的应用
萃取相分离设备
原料 F
萃取剂 S 萃取相 E
M
混合器
分层器
萃余相R
S
萃取液 E’
S
萃余相分离设备
萃余液R
单级萃取流程 第36页/共100页
原料 F
萃取剂 S
M
萃取相 E
萃余相R
A
S
萃取液 E’
S
萃余液R’
第13页/共100页
两相接触方式
微 分 接 触
第14页/共100页
级 式 接 触
第15页/共100页
第16页/共100页
第17页/共100页
第18页/共100页
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）
萃取操作的应用
对于一种液体混合物，究竟是采用蒸馏还是萃取加以 分离，主要取决于技术上的可行性和经济上的合理性。
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，蒸馏时易于分 解、聚合或发生其它变化。 （4）其它，如多种金属物质的分离，核工业材料的制取，治 理环境污染等。
联结线
Rn
溶解度曲 线
两相
区
0 B
En
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。
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(4) 萃取后组成之间的变化
萃取后:
yA xA yB xB
脱出溶剂后： yA xA
使组分A、B得到一定程度的分离。
(5) 应用 (6)① 液体混合物中各组分的相对挥发度接近 1，采用精馏的办
法不经济；
② 混合物蒸馏时形成恒沸物；
③ 欲回收的物质为热敏性物料；
④ 混合物中含有较多的轻组分，利用精馏的方法能耗较大；
料液A+B Feed
混合澄清槽 Mixer-settler
萃取相 Extract
萃余相 Raffinate
① 混合传质过程： F（A+B）及S 充分接触,组分发生相转移； ② 沉降分相过程： 形成两相E、R，由于密度差而分层； ③ 脱除溶剂过程
两相
萃取相 E, y——溶剂相中出现 (S+A+B) 萃余相 R, x——原溶剂相中出现 (B+S+A)
化工原理
principles of chemical engineering
第一章 液液萃取
第七章 液液萃取
第一节 概述 第二节 液液萃取相平衡 第三节 液液萃取过程的计算 第四节 超临界气体萃取简介 第五节 液液萃取设备
第一节 概述
液-液萃取（抽提）：利用液体混合物中各组分对溶剂溶解度的 差异来分离或提纯物质的传质过程。
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。
第二节 液液萃取相平衡 7.2.1 三角形坐标图及杠杆定律 （1）三角形坐标
三元混合液的表示方法： 等边三角形
三角形坐标 任意三角形 直角三角形（常用等腰直角三角形）
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。
将方程整理成如下形式：
mE xA zA zS xS mR zA yA yS zS
此式说明，三个组成点M、R、E在一条直线上, 即M点位 于RE 点的连接线上。
mE RM mR ME
或：
① 求和点 已知R点、E点，求和点 M。
能否将该图美化？
mE ME mR RM
—— 称为杠杆定律
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。
（3）几类物系的相图 ① 部分互溶物系，A、B，A、S 完全互溶，而B、S部分互 溶；
1.0
单相区
Rn 两相区
联结线
溶解度曲 线
En
S
0
B
三角形相图
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中或重整油中萃取芳烃, 如苯、甲苯和二 甲苯（尤狄克斯法）。
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：萃取是湿法冶金中溶液分离、浓缩和净化的 有效方法。例如铌-钽、镍-钴、铀-钒体系的分离，以及核燃 料的制备。
目的: 分离液-液混合物。 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。 （1）几个基本概念
① 萃取剂(溶剂)S：所用的溶剂； ② 原料液F：所处理的混合液； ③ 溶质A：原料液中易溶于溶剂的组分； ④ 原溶剂B：原料液中较难溶于溶剂的组分。
（2） 萃取过程的简单流程
萃取剂 Solvent
A
1.0
0.8
H 0.6 K
0.4
C
0.2
F PD
B
0
0.2 0.4 0.6 0.8
E
G
三角形坐标
A点 ： K点 ： P点 ：
xA=0.6 xA=0.6 xB=0.4 xA =0.3 xB =0.3
xS=0.4
S
1.0
注意：组成的归一性，即 xi 1
A
P
B
S
任意三角形坐标
A
P
B
S
直角三角形坐标
1.0
② 完全不互溶物系， A、B，A、S 完全互溶，而B、S完全不互溶。 共轭相中，一相 S=0 另一相 B=0；
萃取相脱除溶剂得萃取液 E’, y’ 脱溶剂后
萃余相脱除溶剂得萃余液 R’, x’ （3）实现萃取操作的基本要求
① 选择适宜的溶剂。溶剂能选择性地溶解各组分，即对溶质具
有显著的溶解能力，而对其他组分和原溶剂完全不溶或部分互
溶。
② 原料液与溶剂充分混合、分相，形成的液-液两相较易分层。
③ 脱溶剂得到溶质，回收溶剂。溶剂易于回收且价格低廉。
S B
1.0
7.2.2 三角形相图 萃取相、萃余相的相平衡关系是萃取设计、计算的基本条件，相 平衡数据来自实验或由热力学关系推算。 讨论的前提: 各组分不发生化学反应。 （1）溶解度曲线及平衡联结线
① 相平衡数据的测定：
加入的B 、S适量，搅拌均匀，静止分层，得到互呈平衡 的液-液两相(共轭相)，得到一组平衡数据。
A
1.0
mR ME mM R E mE MR mM R E mE求差点 即从其混合液M中分出组成为(xA, xB, xS)， 质量为mR的三元混合物,求剩余的组成及质量。
mE mM mR
mE MR
mM
ER
A
1.0
mR ME mM R E mE MR mM R E mE MR mR ME
② 组成的单位 常用质量分率表示(原则上可用任意单位)。
（2）杠杆定律 三元混合物 mR（xA, xB, xs）和mE（yA, yB, ys ）混合
形成新的混合物mM, ( zA, zB, zs) ：
mM mR mE 物料衡算 mM z A mR xA mE y A
mM zs mR xs mE ys
再加入一定量A，搅拌均匀,静止分层,得到互呈平衡的液-液 两相(共轭相)，得到另一组平衡数据……...
混合－澄清器
A
单项区
En
K
Mn
Rn 两项区
溶解度曲线 联结线
B
M
S
B、S部分互溶三角形相图
（2）数据标绘及各区的状态 ① 溶解度曲线:各平衡组成点连成一条曲线，称为溶解度曲线； ② 联结线:各对共轭相组成点之间的联线，称为联结线； ③ 混溶点: 曲线内为两相区，曲线外为单相区，曲线上的点称
⑤ 提取稀溶液中有价值的物质；
⑥ 分离极难分离的金属。
萃取操作在化学和石油化学工业上得到广泛发展 如：乙酸乙酯溶剂萃取石油馏分氧化所得的稀醋酸-水溶液 以SO2为溶剂从煤油中除去芳香烃。
单级萃取装置示意图
萃取应用举例
19世纪，用于无机物和有机物的分离，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。