化工原理之液-液萃取
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17
❖二、 萃取与精馏比较：
❖相同：都是分离液态混合物的
❖
单元操作
❖不同：精馏是利用组分挥发度
❖
的差异完成混合物分离,
❖
萃取是利用溶解度差异
❖
没完成混合物分离，
❖
只是将难分的转为易分的。 18
❖三、 萃取操作应用的场合： ❖1、稀溶液且溶质为难挥发组分： ❖ 此时用精馏耗能量大（∵大量溶剂
从塔顶蒸出），用萃取则降低能耗 （尽管萃取后还要分离）。 ❖如：稀醋酸水溶液加醋酸乙酯 ❖ 制无水醋酸。
萃余液
以R’表示 用精馏等 方法从萃 余相中脱 除萃取剂 后的液体
15
❖用溶剂从液体混合物中提取其中某 ❖种组分的操作称为液/液萃取。 ❖萃取是利用溶液中各组分在所选用 ❖的溶剂中溶解度的差异，使溶质进 ❖行液液传质，以达到分离均相液体 ❖混合物的操作。 ❖萃取操作全过程可包括：
16
❖1．原料液与萃取剂充分混合接触， ❖ 完成溶质传质过程； ❖2．萃取相和萃余相的分离过程； ❖3．从萃取相和萃余相中回收萃取剂 ❖ 的过程。通常用蒸馏方法回收。
4
❖固-液萃取:也叫浸取
❖如用水浸取甜菜中的糖类；用酒精 浸取黄豆中的豆油以提高油产量等 5
❖生活中洗衣服
6
❖ 只给一盆水怎样能使衣服洗的 ❖更干净？
7
8
单级萃取 多级萃取
9
❖ 第一节、概述
❖一、定义： ❖液—液萃取是分离液体混合物的 ❖重要单元操作之一，又称溶剂萃取。 ❖该方法是利用原料液中组分在适当 ❖溶剂中溶解度的差异而实现分离的 ❖单元操作。
❖三角形的三个顶点分别代表纯组 分A、B、S（100%）；
❖三角形的三条边分别代表一个二 元物系，每边等分100份；
32பைடு நூலகம்
❖即： xA+xB=1 ❖或 xA+xS=1 ❖或 xB+xS=1 ❖三角形内任意一点代表一个三元混
合物 ❖过M点做三条边的平行线
33
34
❖二、三角形相图中的平衡关系： ❖1、溶解度曲线和连接线： ❖（1）溶解度曲线： ❖ （类似于精馏中的t-x-y图） ❖ 在一定温度下由实验测得， ❖ 有多种方法。
35
❖介绍两种（教材上为另一种）：
❖1、因为A与B、S完全互溶，
❖
而B、S部分互溶，
❖所以当B、S以任意比例混合时， 必然得到两个互不相溶的液层，
❖各层的坐标分别为图中的点L、J。
36
37
❖若在B、S混合物组成为C的溶液中 逐渐加入组分A，体系成为三元混 合液，但其中B、S质量比为常数， 则 三 元 混 合 液 的 组 成 点 将 沿 AC 线 变化。若加入A的量恰好使混合液 由两个液相变为均一相时，相应 组成坐标如C‘点所示，点C’ 称为 混溶点或分层点。
38
❖再于总组成为D、F、G等二元混合 液中按上述方法做实验可分别得 到混溶点D‘、F’、G‘，连接L、C‘、 D‘、F’、G‘及J诸点的曲线为在实验 温度下该三元物系的溶解度曲线。
❖
39
40
❖2、
41
❖结论：
❖1* B、S物系一定，两相组成
❖ 一定，即：L、J点位置一定；
❖ B、S混合物的比例不同，
10
❖（或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溶剂， ❖形成两相系统，利用混合液中 ❖各组分在两相中分配性的差异， ❖易溶组分较多地进入溶剂相, ❖从而实现混合液的分离。）可见， ❖在液—液萃取中至少涉及三个组分
11
❖ 本章只讨论三元物系的液-液萃取
12
萃取剂
溶质
以S表示 所选用的外 加溶剂（或 称之为溶剂） 应对原料液 中一个组分 有较大的溶 解能力
第十一章 液—液萃取
1
本章学习安排
1 萃取过程的简单介绍
2 讨论相平衡及基本原理
3 对单级萃取进行简单计算
4
介绍萃取设备
5
介绍超临界萃取
2
萃取
是利用各种 物质在适当 溶剂中溶解 度的差别来 分离混合物 的单元操作
液液萃取石油化工中广泛应用
3
液-液萃取:
如用苯分离煤焦油中的酚 稀醋酸水溶液的提浓等
平衡时的自由度数为3。这就是 说，平衡时有三个可以自由变 化的参数。所以相平衡关系只 能用三角形相图来表示。
30
❖一、组成在三角形相图上
❖
的表示方法：
❖三角形相图可用等边、等腰直角 和非等腰直角三角形表示，其中
等腰直角较方便，若线条较密时，
可采用非等腰直角将一边放大。
31
❖各组分的浓度本章均以质量%表示。 （也可用摩尔%）
19
❖ 2、混合液中各组分的相对挥发度接 近“1”，或形成恒沸物：
❖ 此时用精馏难分，即使能分所需NT也 很大，不经济，用萃取有利。
❖ 如：分离石油裂解气 ❖ （苯、甲苯、二甲苯等） ❖ 3、热敏性物系： ❖ 采用精馏要减压操作，不经济，用萃
取可避免物料受热破坏。 20
❖ 如：制药工业中青霉素等的制备。 ❖ 4、其他：稀有金属的提炼、环境 ❖ 污染的治理等。
❖五、两相的接触方式
❖微分接触：
❖ ❖
26
❖级式接触：
27
作业：1、2
28
❖第二节、液—液相平衡
❖
与萃取操作原理
❖组分在液—液相之间的平衡关 系是萃取过程的热力学基础，
它决定过程的方向、推动力和
过程的极限。因此了解混合物
的液液平衡关系,是理解与掌握
萃取过程的最基本条件。
29
❖由相律 ❖（F = C-P+2 = 3-2+2 = 3） ❖可知：三组分液—液萃取体系
21
❖四、三元液—液萃取分类 ❖ （A与B是互溶的均相物系） ❖第Ⅰ类： ❖ A与B、S完全互溶， ❖ B、S为一对部分互溶组分： （ 此类物系的萃取相和萃余相
一般均为三组分溶液）
22
23
❖第Ⅱ类： ❖ A、B完全互溶， ❖B、S及A、S为两对部分互溶组分 ❖ 以下主要讨论第Ⅰ类物系
❖
24
25
以A表示 在萃取剂 中溶解度 大的组分
稀释剂
以B表示 原溶剂， 在萃取剂 中不。溶解 或部分溶 解的组分
13
萃取相
萃余相
以E表示 加入萃取剂 后使混合物 混合均匀， 沉降、分层 其中含萃取 剂（S）多的 一相
以R表示 沉降、 分层后，
含稀释剂 （B） 多的一相
14
萃取液
以E’表示 用精馏等 方法从萃 取相中脱 除萃取剂 后的液体
❖ 混溶点位置不同。
❖2* 若B、S完全不互溶，
❖ 则点L、J分别与三角形
❖ 的顶点B、S重合。
42
❖3* 溶解度曲线的“口”在哪条 ❖ 边上，哪条边上的两组分 ❖ 就为部分互溶 ❖ 或完全不互溶。
43
❖二、 萃取与精馏比较：
❖相同：都是分离液态混合物的
❖
单元操作
❖不同：精馏是利用组分挥发度
❖
的差异完成混合物分离,
❖
萃取是利用溶解度差异
❖
没完成混合物分离，
❖
只是将难分的转为易分的。 18
❖三、 萃取操作应用的场合： ❖1、稀溶液且溶质为难挥发组分： ❖ 此时用精馏耗能量大（∵大量溶剂
从塔顶蒸出），用萃取则降低能耗 （尽管萃取后还要分离）。 ❖如：稀醋酸水溶液加醋酸乙酯 ❖ 制无水醋酸。
萃余液
以R’表示 用精馏等 方法从萃 余相中脱 除萃取剂 后的液体
15
❖用溶剂从液体混合物中提取其中某 ❖种组分的操作称为液/液萃取。 ❖萃取是利用溶液中各组分在所选用 ❖的溶剂中溶解度的差异，使溶质进 ❖行液液传质，以达到分离均相液体 ❖混合物的操作。 ❖萃取操作全过程可包括：
16
❖1．原料液与萃取剂充分混合接触， ❖ 完成溶质传质过程； ❖2．萃取相和萃余相的分离过程； ❖3．从萃取相和萃余相中回收萃取剂 ❖ 的过程。通常用蒸馏方法回收。
4
❖固-液萃取:也叫浸取
❖如用水浸取甜菜中的糖类；用酒精 浸取黄豆中的豆油以提高油产量等 5
❖生活中洗衣服
6
❖ 只给一盆水怎样能使衣服洗的 ❖更干净？
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单级萃取 多级萃取
9
❖ 第一节、概述
❖一、定义： ❖液—液萃取是分离液体混合物的 ❖重要单元操作之一，又称溶剂萃取。 ❖该方法是利用原料液中组分在适当 ❖溶剂中溶解度的差异而实现分离的 ❖单元操作。
❖三角形的三个顶点分别代表纯组 分A、B、S（100%）；
❖三角形的三条边分别代表一个二 元物系，每边等分100份；
32பைடு நூலகம்
❖即： xA+xB=1 ❖或 xA+xS=1 ❖或 xB+xS=1 ❖三角形内任意一点代表一个三元混
合物 ❖过M点做三条边的平行线
33
34
❖二、三角形相图中的平衡关系： ❖1、溶解度曲线和连接线： ❖（1）溶解度曲线： ❖ （类似于精馏中的t-x-y图） ❖ 在一定温度下由实验测得， ❖ 有多种方法。
35
❖介绍两种（教材上为另一种）：
❖1、因为A与B、S完全互溶，
❖
而B、S部分互溶，
❖所以当B、S以任意比例混合时， 必然得到两个互不相溶的液层，
❖各层的坐标分别为图中的点L、J。
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37
❖若在B、S混合物组成为C的溶液中 逐渐加入组分A，体系成为三元混 合液，但其中B、S质量比为常数， 则 三 元 混 合 液 的 组 成 点 将 沿 AC 线 变化。若加入A的量恰好使混合液 由两个液相变为均一相时，相应 组成坐标如C‘点所示，点C’ 称为 混溶点或分层点。
38
❖再于总组成为D、F、G等二元混合 液中按上述方法做实验可分别得 到混溶点D‘、F’、G‘，连接L、C‘、 D‘、F’、G‘及J诸点的曲线为在实验 温度下该三元物系的溶解度曲线。
❖
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40
❖2、
41
❖结论：
❖1* B、S物系一定，两相组成
❖ 一定，即：L、J点位置一定；
❖ B、S混合物的比例不同，
10
❖（或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溶剂， ❖形成两相系统，利用混合液中 ❖各组分在两相中分配性的差异， ❖易溶组分较多地进入溶剂相, ❖从而实现混合液的分离。）可见， ❖在液—液萃取中至少涉及三个组分
11
❖ 本章只讨论三元物系的液-液萃取
12
萃取剂
溶质
以S表示 所选用的外 加溶剂（或 称之为溶剂） 应对原料液 中一个组分 有较大的溶 解能力
第十一章 液—液萃取
1
本章学习安排
1 萃取过程的简单介绍
2 讨论相平衡及基本原理
3 对单级萃取进行简单计算
4
介绍萃取设备
5
介绍超临界萃取
2
萃取
是利用各种 物质在适当 溶剂中溶解 度的差别来 分离混合物 的单元操作
液液萃取石油化工中广泛应用
3
液-液萃取:
如用苯分离煤焦油中的酚 稀醋酸水溶液的提浓等
平衡时的自由度数为3。这就是 说，平衡时有三个可以自由变 化的参数。所以相平衡关系只 能用三角形相图来表示。
30
❖一、组成在三角形相图上
❖
的表示方法：
❖三角形相图可用等边、等腰直角 和非等腰直角三角形表示，其中
等腰直角较方便，若线条较密时，
可采用非等腰直角将一边放大。
31
❖各组分的浓度本章均以质量%表示。 （也可用摩尔%）
19
❖ 2、混合液中各组分的相对挥发度接 近“1”，或形成恒沸物：
❖ 此时用精馏难分，即使能分所需NT也 很大，不经济，用萃取有利。
❖ 如：分离石油裂解气 ❖ （苯、甲苯、二甲苯等） ❖ 3、热敏性物系： ❖ 采用精馏要减压操作，不经济，用萃
取可避免物料受热破坏。 20
❖ 如：制药工业中青霉素等的制备。 ❖ 4、其他：稀有金属的提炼、环境 ❖ 污染的治理等。
❖五、两相的接触方式
❖微分接触：
❖ ❖
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❖级式接触：
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作业：1、2
28
❖第二节、液—液相平衡
❖
与萃取操作原理
❖组分在液—液相之间的平衡关 系是萃取过程的热力学基础，
它决定过程的方向、推动力和
过程的极限。因此了解混合物
的液液平衡关系,是理解与掌握
萃取过程的最基本条件。
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❖由相律 ❖（F = C-P+2 = 3-2+2 = 3） ❖可知：三组分液—液萃取体系
21
❖四、三元液—液萃取分类 ❖ （A与B是互溶的均相物系） ❖第Ⅰ类： ❖ A与B、S完全互溶， ❖ B、S为一对部分互溶组分： （ 此类物系的萃取相和萃余相
一般均为三组分溶液）
22
23
❖第Ⅱ类： ❖ A、B完全互溶， ❖B、S及A、S为两对部分互溶组分 ❖ 以下主要讨论第Ⅰ类物系
❖
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以A表示 在萃取剂 中溶解度 大的组分
稀释剂
以B表示 原溶剂， 在萃取剂 中不。溶解 或部分溶 解的组分
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萃取相
萃余相
以E表示 加入萃取剂 后使混合物 混合均匀， 沉降、分层 其中含萃取 剂（S）多的 一相
以R表示 沉降、 分层后，
含稀释剂 （B） 多的一相
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萃取液
以E’表示 用精馏等 方法从萃 取相中脱 除萃取剂 后的液体
❖ 混溶点位置不同。
❖2* 若B、S完全不互溶，
❖ 则点L、J分别与三角形
❖ 的顶点B、S重合。
42
❖3* 溶解度曲线的“口”在哪条 ❖ 边上，哪条边上的两组分 ❖ 就为部分互溶 ❖ 或完全不互溶。
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