第七章萃取优秀课件
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3、湿法冶金中的应用
用溶剂LIX63-65等螯合萃取剂从铜的浸取液中提取铜
7.1 液液萃取
7.1.1萃取原理
在欲分离的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，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。
溶质 A ：混合液中欲分离的组分
solute
稀释剂（原溶剂）B： 混合液中的溶剂 diluent
yA xA yA yB yB xB xA xB
kA kB
β=1 ，yAyBxAxBA、B两组分用萃取分离不适宜；
β>1，萃取时组分A可以在萃取相中浓集，β越大，组分A
与B萃取分离的效果越好。 2）选择性系数和分配系数的关系
kA愈大，kB愈小，选择性系数愈大
选择性系数表示萃取剂对组分A，B溶解能力差别的大小
三角形内的任一点：一定组成的三元混合物 M点的组成为：
x A B 0 . E 4x B S 0 G .3x S A 0 K .3 x A x B x S 0 .4 0 .3 0 .3 1 .0
直角三角形相图
M点的横坐标表示萃取剂S的质量百分数 xS 0.3
纵坐标表示溶质A的质量百分数 xA 0.4 x B 1 x A x S 1 0 .4 0 .3 0 .3
萃取剂S： 所选用的溶剂
extractant
7.1.2基本过程描述
•加料 •混合 •分相 •排除 •纯化和回收
混合液 A+B
萃取相 (S+A+B)
搅拌
萃取剂 (溶剂S)
萃余相 (B+A+S)
溶质A可溶于稀释剂B及萃取剂S中，但 萃取剂S与稀释剂B不互溶 ★
三元物系
溶质A可溶于稀释剂B及萃取剂S中，稀 释剂B与萃取剂S也可部分互溶 ★
最浓萃取液
萃取相
Em ax
E
ERF ERF R EF
萃取液
S MF F MS
F ● M’
R R
E M
E MR R ME
萃余液
萃余相
最小溶剂比 S ＝ M ' F F min M ' S
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
B A在 在萃 萃取 取相 相中 中的 的质 质 B A在 在 量 量萃 萃 分 分余 余 率 率相 相中 中的 的质 质量 量
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。
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。
B、S完全不互溶，溶解度曲线如何？ E’max如何？
3、萃取剂回收的难易
被分离体系相对挥发度α大，用蒸馏方法分离； 如果α接近1，可用反萃取，结晶分离等方法。
kA值愈大，萃取分离的效果愈好。
联结线的斜率＜0
kA＜1， yA＜ xA
2）分配曲线
★
★
yAf(xA) ——分配曲线的数学表达式
从R开始
y=x
P
4、温度对相平衡关系的影响
物系的温度升高，溶质在溶剂中的溶解度加大
T1＜T2＜T3 温度升高，分层区面积缩小 ★ ★
7.1.5、萃取过程在三角形相图上的表示 ☆
P R
E C3
C2 C1
3、分配系数和分配曲线
1）分配系数
kA组 组分 分AA在 在RE相 相中 中的 的组 组成 成 xy AA
kB
yB xB
分配系数表达了某一组分在两个平衡液相中的分配关系。
kA值与联结线的斜率有关。
联结线的斜率＞0 联结线的斜率为0
kA＞1，yA＞xA
kA =1，yA=xA
单级萃取或并流接触萃取
单组分萃取
多级错流萃取 多级逆流萃取
连续逆流萃取
萃取 双组分萃取（回流萃取）
反应萃取
超临界萃取
萃取在工业上的应用
1、液液萃取在石油化工中的应用
•分离轻油裂解和铂重整产生的芳烃和非芳烃混合物 •用酯类溶剂萃取乙酸，用丙烷萃取润滑油中的石蜡
2、在制药、生物化工和精细化工中的应用
•中草药提取 •以醋酸丁酯为溶剂萃取含青霉素的发酵液 •香料工业中用正丙醇从亚硫酸纸浆废水中提取香兰素 •食品工业中TBP从发酵液中萃取柠檬酸
第七章萃取
可以是液 体或固体 (S/L).
萃若是取液体过称程为液及—液分萃类取(L — L)
若是固体称为固—液浸取(S — L)
原料F
混
溶剂S
合
萃取相E
萃取液E’
分
溶剂回收
离
溶剂回收
萃余相R
萃余液R’
液体 (L)
回收的主要成分在E’中则称为萃取过程 回收的主要成分在R’中则称为洗涤过程
萃取的基本流程
4、萃取剂的其它性质
1）萃取剂的密度 萃取剂与被分离混合物应有较大的密度差 2）界面张力 界面张力较大时，有利于分层；界面张力过大，难以使两
相混合良好；
界面张力较小时，两相难以分离。 首要考虑的还是满足分层的要求。 一般不选界面张力过小的萃取剂。 3）粘度 粘度小对萃取剂有利
5、一般工业要求
化学稳定性、不易聚合、分解，有足够的热稳定性 ，抗氧化的稳定性，对设备的腐蚀性小，无毒，来源容易 ，价格便宜等
三元混合液中有两对组分可部分互溶， 即溶质A与萃取剂S部分互溶，稀释剂B与 萃取剂S也部分互溶 ★
7.1.3 组成在三角形相图上的表示方法
1、三元组成在三角形相图中的表示法
正三角
A
三个顶点：纯物质
K H·
三条边上的点：二元
E
D
M
混合物的组成
H 点 的 xABH0.7 B
组成为
F
G
S
xBAH0.3
垂线、平行线
单相区
remain phase extract phase F
E
M
联结线（共轭线）： RE
R 两相区
萃取操作区域
2）溶解度曲线的实验方法 ★
R3 R2 R1
E3
M3
E2
M2
E1
M1
2、辅助曲线和临界混溶点
辅助线的作法 ★ ★ 辅助线 的作用： 求任一平衡液相的共轭相 P点：临界混溶点或褶点 —特征是什么？
2、杠杆法则 ——萃取物料衡算的依据 ★
•三点共线
M点：合点
D、C：差点
•线段成比例
D MC C MD
C DM M CD D CM M CD
●C
●
●D
7.1.4 液-液平衡关系在三角形相图上的表示法
1、溶解度曲线与联结线（共轭线）
1）溶解度曲线
三元物有两对 部分互溶时
共轭相： R相和E相
萃余相 萃取相
Байду номын сангаас
7.1.7 单级萃取的流程与计算
1、单级萃取的流程 2、单级萃取的计算
1）萃取剂和稀释剂部分互溶的体系
原料液F
xF
萃取剂S
ys
萃余相R
xR
萃取相E
用溶剂LIX63-65等螯合萃取剂从铜的浸取液中提取铜
7.1 液液萃取
7.1.1萃取原理
在欲分离的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，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。
溶质 A ：混合液中欲分离的组分
solute
稀释剂（原溶剂）B： 混合液中的溶剂 diluent
yA xA yA yB yB xB xA xB
kA kB
β=1 ，yAyBxAxBA、B两组分用萃取分离不适宜；
β>1，萃取时组分A可以在萃取相中浓集，β越大，组分A
与B萃取分离的效果越好。 2）选择性系数和分配系数的关系
kA愈大，kB愈小，选择性系数愈大
选择性系数表示萃取剂对组分A，B溶解能力差别的大小
三角形内的任一点：一定组成的三元混合物 M点的组成为：
x A B 0 . E 4x B S 0 G .3x S A 0 K .3 x A x B x S 0 .4 0 .3 0 .3 1 .0
直角三角形相图
M点的横坐标表示萃取剂S的质量百分数 xS 0.3
纵坐标表示溶质A的质量百分数 xA 0.4 x B 1 x A x S 1 0 .4 0 .3 0 .3
萃取剂S： 所选用的溶剂
extractant
7.1.2基本过程描述
•加料 •混合 •分相 •排除 •纯化和回收
混合液 A+B
萃取相 (S+A+B)
搅拌
萃取剂 (溶剂S)
萃余相 (B+A+S)
溶质A可溶于稀释剂B及萃取剂S中，但 萃取剂S与稀释剂B不互溶 ★
三元物系
溶质A可溶于稀释剂B及萃取剂S中，稀 释剂B与萃取剂S也可部分互溶 ★
最浓萃取液
萃取相
Em ax
E
ERF ERF R EF
萃取液
S MF F MS
F ● M’
R R
E M
E MR R ME
萃余液
萃余相
最小溶剂比 S ＝ M ' F F min M ' S
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
B A在 在萃 萃取 取相 相中 中的 的质 质 B A在 在 量 量萃 萃 分 分余 余 率 率相 相中 中的 的质 质量 量
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。
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。
B、S完全不互溶，溶解度曲线如何？ E’max如何？
3、萃取剂回收的难易
被分离体系相对挥发度α大，用蒸馏方法分离； 如果α接近1，可用反萃取，结晶分离等方法。
kA值愈大，萃取分离的效果愈好。
联结线的斜率＜0
kA＜1， yA＜ xA
2）分配曲线
★
★
yAf(xA) ——分配曲线的数学表达式
从R开始
y=x
P
4、温度对相平衡关系的影响
物系的温度升高，溶质在溶剂中的溶解度加大
T1＜T2＜T3 温度升高，分层区面积缩小 ★ ★
7.1.5、萃取过程在三角形相图上的表示 ☆
P R
E C3
C2 C1
3、分配系数和分配曲线
1）分配系数
kA组 组分 分AA在 在RE相 相中 中的 的组 组成 成 xy AA
kB
yB xB
分配系数表达了某一组分在两个平衡液相中的分配关系。
kA值与联结线的斜率有关。
联结线的斜率＞0 联结线的斜率为0
kA＞1，yA＞xA
kA =1，yA=xA
单级萃取或并流接触萃取
单组分萃取
多级错流萃取 多级逆流萃取
连续逆流萃取
萃取 双组分萃取（回流萃取）
反应萃取
超临界萃取
萃取在工业上的应用
1、液液萃取在石油化工中的应用
•分离轻油裂解和铂重整产生的芳烃和非芳烃混合物 •用酯类溶剂萃取乙酸，用丙烷萃取润滑油中的石蜡
2、在制药、生物化工和精细化工中的应用
•中草药提取 •以醋酸丁酯为溶剂萃取含青霉素的发酵液 •香料工业中用正丙醇从亚硫酸纸浆废水中提取香兰素 •食品工业中TBP从发酵液中萃取柠檬酸
第七章萃取
可以是液 体或固体 (S/L).
萃若是取液体过称程为液及—液分萃类取(L — L)
若是固体称为固—液浸取(S — L)
原料F
混
溶剂S
合
萃取相E
萃取液E’
分
溶剂回收
离
溶剂回收
萃余相R
萃余液R’
液体 (L)
回收的主要成分在E’中则称为萃取过程 回收的主要成分在R’中则称为洗涤过程
萃取的基本流程
4、萃取剂的其它性质
1）萃取剂的密度 萃取剂与被分离混合物应有较大的密度差 2）界面张力 界面张力较大时，有利于分层；界面张力过大，难以使两
相混合良好；
界面张力较小时，两相难以分离。 首要考虑的还是满足分层的要求。 一般不选界面张力过小的萃取剂。 3）粘度 粘度小对萃取剂有利
5、一般工业要求
化学稳定性、不易聚合、分解，有足够的热稳定性 ，抗氧化的稳定性，对设备的腐蚀性小，无毒，来源容易 ，价格便宜等
三元混合液中有两对组分可部分互溶， 即溶质A与萃取剂S部分互溶，稀释剂B与 萃取剂S也部分互溶 ★
7.1.3 组成在三角形相图上的表示方法
1、三元组成在三角形相图中的表示法
正三角
A
三个顶点：纯物质
K H·
三条边上的点：二元
E
D
M
混合物的组成
H 点 的 xABH0.7 B
组成为
F
G
S
xBAH0.3
垂线、平行线
单相区
remain phase extract phase F
E
M
联结线（共轭线）： RE
R 两相区
萃取操作区域
2）溶解度曲线的实验方法 ★
R3 R2 R1
E3
M3
E2
M2
E1
M1
2、辅助曲线和临界混溶点
辅助线的作法 ★ ★ 辅助线 的作用： 求任一平衡液相的共轭相 P点：临界混溶点或褶点 —特征是什么？
2、杠杆法则 ——萃取物料衡算的依据 ★
•三点共线
M点：合点
D、C：差点
•线段成比例
D MC C MD
C DM M CD D CM M CD
●C
●
●D
7.1.4 液-液平衡关系在三角形相图上的表示法
1、溶解度曲线与联结线（共轭线）
1）溶解度曲线
三元物有两对 部分互溶时
共轭相： R相和E相
萃余相 萃取相
Байду номын сангаас
7.1.7 单级萃取的流程与计算
1、单级萃取的流程 2、单级萃取的计算
1）萃取剂和稀释剂部分互溶的体系
原料液F
xF
萃取剂S
ys
萃余相R
xR
萃取相E