化工原理下册萃取-本科剖析

萃取相 Extract
萃余相 Raffinate
萃取剂S
萃余液R’
单级萃取最多为一次平衡，故分离程度不高，只适用于溶质在萃 取剂中的溶解度很大或溶质萃取率要求不高的场合。
b. 多级错流萃取
料液 Feed
1
2
3
萃取相 Extract
萃取剂 Solvent
N
萃余相 Raffinate
原料液依次通过各级，新鲜溶剂则分别加入各级的混合槽中，萃 取相和最后一级的萃余相分别进入溶剂回收设备，回收溶剂后的 萃取相称为萃取液（用E’表示），回收溶剂后的萃余相称为萃余 液（用R’表示）。 特点：萃取率比较高，但萃取剂用量较大，溶剂回收处理量大， 能耗较大。
轻液出口 Light Liquid outlet
重液出口 Heavy liquid outlet
（5）萃取操作的适用范围
萃取过程本身并未完全完成分离任务，而只是将难于分离的混合 物转变成易于分离的混合物，要得到纯产品并回收溶剂，必须辅 以精馏（或蒸发）等操作。
萃取操作一般用于： (a) 混合液中各组分的沸点很接近或形成恒沸混合物，用一般精
在液体混合物中加入与其不完全混溶的液体溶剂（萃取剂），形 成液-液两相，利用液体混合物中各组分在两液相中溶解度的差 异而达到分离的目的。也称溶剂萃取，简称萃取。
溶质：混合液中被分离出的物质，以 A 表示； 稀释剂（原溶剂）：混合液中的其余部分，以 B 表示； 萃取剂：萃取过程中加入的溶剂，以 S 表示。 萃取剂对溶质应有较大的溶解能力，对于稀释剂则不互溶或仅部 分互溶。
A
分离为C和D两个液相时，其质量
之间的关系。
(1) M点为C与D点的和点，C点为 M点与D点的差点，D点为M点 与C点的差点。分点与和点在
xAC
C
xAM xAD
M D
同一条直线上，分点位于和点 的两边；
B xSD xSM xSC
S
(2) 分量与合量的质量与直线上相应线段的长度成比例，即：
C DM D CM
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，分离因数高，操作简单，一般仅经过2－3级接触即 可使残液含酚小于0.5ppm。 有色金属冶炼：湿法冶金中溶液分离、浓缩和净化的有效方法。
❖焙烧—浸出—萃取—电积工艺处理硫化铜矿； ❖浸出—萃取—电积流程处理硫化镍矿； ❖从锌冶炼烟尘的酸浸出液中萃取鉈、铟、镓、锗，以及铌-钽、镍-钴、 铀-钒体系的分离，以及核燃料的制备。
C DM M CD
D CM M CD
馏方法不经济或不能分离； (b) 混合液中含热敏性物质，受热易分解、聚合或发生其它化学
变化； (c) 混合液中需分离的组分浓度很低，采用精馏方法须将大量的
稀释剂汽化，能耗太大。
萃取操作是两相间的传质过程，需要研究两液相间的平衡关系和 相际间的传质速率问题。
第四章 液-液萃取 Extraction
0、概述 1、液-液相平衡
1、1 三角形坐标图
1、2 直角坐标系表示的相平衡关系 1、3 萃取在三角形坐标图上的表示法 1、4 液-液萃取的动力学特性 1、5 萃取分离效果及其主要影响因素
2、萃取过程的计算 3、常见工业萃取设备
1、液-液相平衡
工业萃取过程中萃取剂与稀释剂一般为部分互溶，涉及到的是三 元混合物的平衡关系，一般采用三角形坐标图来表示。 1、1 三角形坐标图 （1）组成表示法 可用等腰直角三角形、等边三角形、不等腰直角三角形坐标图。
第四章 液-液萃取 Extraction
0、概述
（1）液-液萃取的基本原理 （2）液-液萃取过程的分类 （3）液-液萃取的应用 （4）萃取操作的基本流程 （5）萃取操作的适用范围
1、液-液相平衡 2、萃取过程的计算 3、超临界萃取介绍 4、常见工业萃取设备
0、概述（Introduction）
（1）液-液萃取的基本原理
（2）液-液萃取过程的分类
按性质可分为物理萃取和化学萃取；按萃取对象可分为有机物萃 取和无机物萃取。
（3）液-液萃取的应用
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 或 重 整 油 中 萃 取 芳 烃 （ 尤 狄 克 斯 法 —Udex process），如苯、甲苯和二甲苯。
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
三角形内任一点代表某三元混合物的组成。
M 点： xA =0.4， xB =0.3，xS =0.3
（2）物料衡算与杠杆规则
描述两个液相C和D形成一个新的
混合物M时，或者一个混合物M
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。
（4）萃取操作的基本流程
按溶液与萃取 剂的接触方式
a. 单级萃取
分级接触式
微分接触式 (连续接触式)
单级 多级错流 多级逆流
萃取剂 Solvent
料液A+B Feed
混合澄清槽 Mixer-settler
E≈S+A
R≈B+S
蒸馏、蒸发、结晶、化学方法 萃取液E’
d. 微分接触式（连续接触式） 一般为塔式设备（喷淋塔、填料塔、转盘塔、振动筛板塔等）。
一液相为连续相，另一液 相为分散相，分散相和连 续相呈逆流流动；
两相在流动过程中进行质 量传递，其浓度沿塔高呈 连续微分变化；
两相的分离在塔的上下两 端进行。
重液进口 Heavy liquid inlet
轻液进口 Light liquid inlet
料液 Feed
1
萃取相 Extract
c. 多级逆流萃取
2
3
萃余相 Raffinate
N
萃取剂 Solvent
原料液和萃取剂依次按反方向通过各级，最终萃取相从加 料一端排出，并引入溶剂回收设备中，最终萃余相从加入 萃取剂的一端排出，引入溶剂回收设备中。
特点：可用较少的萃取剂获得比较高的萃取率，工业上广 泛采用。
组分的浓度以摩尔分率，质量分率表示均可。本章中 xA、xB、xS 分别表示 A、B、S 的质量分率。
（1）组成表示法
A
0.8
0.2
数据 顺时针
A
0.8
0.2
0.6
0.4
E
0.4
M
0.6
0.6
0.4
xB
E 0.4
M
0.6
0.2
0.8
xA
0.2
0.8Fra Baidu bibliotek
B
0.8 0.6 0.4 0.2
S
B
0.8 0.6 0.4 0.2