第四章 液液萃取02

E
2. 平衡联结线
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溶解度曲线：
将三角形相图分为 两个区域：
曲线以外为均相区 曲线以内为两相区 两相区内混合液分为相互平 衡的两液相，称为共轭相
平衡联结线：
联结两共轭液相组 成的直线
R
M
E
联结线、溶解度曲线由实验测得平衡数据作出
萃取操作只能在两相区内进行
3. 辅助线
辅助线：利用辅助线可求任一平衡液相的共轭相
分层后两相，常以蒸馏法分离、回收萃取剂
（1）萃取剂与其他组分的a大，浓度低组分为易挥发组分
（2）被萃物挥发度低时，萃取剂汽化热要小
4. 其他性质
粘度较低 稳定性好 腐蚀性小 毒性小 价廉易得
六、萃取过程图示
萃取剂S
萃取相E
萃取液E° E°
回收S
F
萃余相R
萃余液R° R°R
ME
整个过程将F分离为含A较多的萃取液E° 原料液F（A+B） 与含A较少的萃余液R°
第I类物系直角三角形相图 第II类物系直角三角形相图
三、分配系数和分配曲线
1. 分配系数（k）
一定温度下， 某组分在互为平衡的E、R相中的组成之比
A的分配系数：k
B：kB
yB xB
A
yA xA
2. 分配曲线
分配曲线
四、温度对相平衡关系的影响
温度↑，物系互溶度↑
萃取操作范围↓ 某些物系降温会由第I类 物系变为第II类物系
R, E
x
o R
R’
（3）萃取液所能得最高含量为多少
（4） ymo ax所需萃取剂用量
FM
S F
SM
（5）萃取剂的最大用量为多少
yo max
FH Smax F SH
（6）萃取剂的最小用量为多少
F
FG Smin F SG
G ME
F与S的和点落在溶解度曲线上 R
时，对应S的最大或最小用量，
H
所得溶液Q2组成如何判断？
Q1
M’
Q2
和点总在连线上 差点在延长线上
二、部分互溶物系的相平衡
按A、B、S互溶性，将体系分为两类： 第I类物系：A完全溶于B及S，B与S部分互溶（B与S不互溶） 第II类物系：A、B完全互溶，A与S及B与S部分互溶 1. 溶解度曲线
溶解度曲线
H
R1R2R3
E2 E1
R
二、单级萃取流程及计算
1. 单级萃取流程
2. 单级萃取计算
（1）各液相组成均用A的质量分数表示 （2）已知：相平衡条件、原料液用量F及xF、萃余相组成xR （3）计算：溶剂用量S、萃余相量R、萃余相量E及组成yE （4）计算方法：解析法、图解法
3. 图解法
S FM S F FM
F SM
SM
（7）萃余液R0
适合采用萃取操作的分离过程
（1）分离溶液中的溶液a 接近1或形成恒沸物的溶液
（2）提取稀溶液中的有价物质 （3）溶液中回收热敏性物质
溶液组成表示方法，三角形相图
（1）顶点代表纯组分 （2）每条边代表二元溶液
坐标表示质量分数
xA + xB = 1
（3）相图中点代表三元溶液
xB = 1- xA - xS
物系只有一相，无法萃取分离
Smin S Smax
例1. 部分互溶物系单级萃取，料液量100kg，含溶质A为40kg， 其余为稀释剂B，用纯溶剂萃取。脱溶剂后萃余液浓度xAo =0.3，
∴降温有利于萃取 低温会影响溶液的粘度 等其他物性，萃取操作 应选择适当温度
T1 > T2 > T3 > T4 > T5
五、萃取剂的选择
1. 选择性
萃取剂S为原料液中溶质A的良溶剂，为原溶剂B的不良溶剂
选择性系数： yA yB yA xA kA
xA xB yB xB kΒ
yA、yB：萃取相中溶质A、原溶剂B的质量分数 xA、xB：萃余相中A、B的质量分数
4.3 萃取过程计算
物理萃取 化学萃取
二元萃取 多元萃取
分级接触式 逆流微分接触式
一、计算前提
1. 理论级
离开的两相Rm、Em呈相平衡关系，称为理论级
2. 物料衡算
总物料衡算：Rm-1 + Em+1 = Rm + Em A衡算：Rm-1xm-1,A + Em+1ym+1,A = Rmxm,A + Emym,A S衡算：Rm-1xm-1,S + Em+1ym+1,S = Rmxm,S + Emym,S
= 1 yA yB 萃取相、萃余相在脱去S后有相同组成，
xA xB S不适宜，无法萃取分离
萃取要求： 1， kA越大越好，kB越小越好 = ∞，yB = 0，B、S完全不互溶，萃取最理想情况
2. 分层
萃取剂与原溶剂具有较大密度差、具有适中表面张力， 使萃取相与萃余相能较快分层
3. 回收性
xzAA
M（和点）
Q E zA xA zS xS MR R yA zA yS zS ME
E（差点） M点称为E、R两点的和点
yA
E、R两点称为差点
xS zS
yS
原料液F中加入萃取剂S，所得混合液M的组成如何判断？
MF S MS F
F
增加萃取剂S的用量，M点的位置如何变化？
M
从 三 组 分 溶 液 Q1 中 除 去 部 分 溶 质 A ，
萃取基本原理：
利用组分在不同溶剂中溶解度的差异进行物质分离 的操作（传质过程）
萃取中常用名词
（1）溶质A：预分离的组分 （2）稀释剂B：原溶剂、惰性溶剂 （3）萃取剂S：萃取过程外加溶剂 （4）萃取相E：以S为主，溶有较多A
S+A+B （5）萃余相R：以B为主，含有未被萃取完A
B+A+S （6）萃取液E0
R EM E RM
R, E
xF F
RE F S
yE
（1）其他已知条件不变，但 xR R
S非纯溶剂，其中A含量为yS，
求S、R、E、yE
ME S’
（2）从E、R中脱去全部S，
求 萃 取 液 和 萃 余 液 的 量 E’ 、
R’及组成
yEo、xRo
yEo E’
R E F R EF E RF yEo xF xRo
4. 临界混溶点（褶点）
（1）平衡的两共轭相组成无限趋近变为
一相所对应的点 P E （2）将溶解度曲线分为两部分：
R
靠B一侧为萃余相部分，靠S一侧为 萃取相部分
（3）一般不是溶解度曲线的顶
点，其位置可由实验测定
均相区
辅助线 临界混溶点 联结线 溶解度曲线 两相区
均相区 溶解度曲线
联结线 两相区
溶解度曲线 均相区
（溶质） xA
（原溶剂）xS
xB （萃取剂）
杠杆规则
R点：组成为xA、xB、xS，质量为R的溶液 E点：组成为yA、yB、yS，质量为E的溶液 （1）表示新混合液组成的M点落在表示两
原溶液组成的E、R两点的连线上 （2）M点位置由线段MR与ME之比等于E
与R之比确定：MR/ME = E/R
R（差点）