化工原理第四版谭天恩液液萃取
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常用的三角形相图有如下几种，原理均相同。
《化工原理》电子教案/第十二章
6/51
一、 三角形相图及其应用
①顶点代表纯组分
A 溶质
②每条边代表二元溶液
xB
%A %B 100%
③相图中的点代表三元溶液
xA
%A %B %S 100%
xA
原溶剂B xS 三角形相图 x萃B 取S剂
《化工原理》电子教案/第十二章
杠杆
差点
S
8/51
一、 三角形相图及其应用
A
如何证明上述杠杆原理成立？ ----杠杆原理本质上就是物料衡算关系
物料衡算： F S M FxF S 0 MxM
F
差点
M 和点
FxF F SxM
F xM 0 MS S xF xM FM
原料液 F A+B
萃取剂 S
------选择性系数
萃取剂 S
S
relative selectivity
yA
y0
萃取液 E A
萃取相 E
A(大量),B(少量)
S+A+B
S
B
萃取液 E
萃取相 E
A(大量),B(少量)
S+A+B
S
萃余相 R
B+A+S
萃余液 R
B (大量),A(少量)
《化工原理》电子教案/第十二章
杠 杆
差点S
9/51
二、 萃取过程中的相平衡关系
A
通常由实验测定。
A
下面，定性推出相平
衡关系曲线的形状。
1、B与S部分互溶时
假设在B、S溶液中加入溶 质A，且加入A的量逐渐增大， 则其过程可以表示如图。
A
1、加入溶质A后，B、S互溶
度如何变化？
B、S互溶度变大
A
B多S少 +A R(B 层)
M
2、B、S互溶度变大，则两相 区范围如何变化？
两相区范围变小
均相区
S多B少 +A E(S 层)
P 临界混溶点(褶点)plait point 溶解度曲线
3、温度升高，对两相区范围 有何影响？
互溶度增大，两相区范围变小
两相区
辅助线
BR
M
ES
B、S部分互溶时
11/51
《化工原理》电子教案/第十二章
1、B与S部分互溶时
共轭线还有以下两种情形：
A
A
xF
R B
P
xF
P
E
R
M
S
B
B、S部分互溶时
《化工原理》电子教案/第十二章
E
M
S
12/51
二、 萃取过程中的相平衡关系
相平衡关系曲线-----分配曲y线A A
对角线
分配曲线
原料液 A+B
萃取剂 S
萃取相 E S+A+B 萃余相 R B+A+S
S
萃取液 E A(大量),B(少量) S
萃余液 R B (大量),A(少量)
《化工原理》电子教案/第十二章
返回目录
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第二节 液液相平衡关系及相图
一、 三角形相图及其应用
液液萃取过程涉及三元体系的相平衡，此时用直角 坐标系就不方便了，因此要用到三角形相图。
A+B
溶质
原溶剂
A B
S
(extract phase)
萃取相 E S+A+B
精
馏 萃取液 E A(大量),B(少量)
S
充分接触
相界面 萃余相 R B+A+S
精 馏
(raffinate phase)
《化工原理》电子教案/第十二章
萃余液 R B (大量)3,/A51(少量)
第一节 概述
思考：精馏和萃取都是用来分离液体均相混合物的，什么场合用 精馏？什么场合用萃取？
第四节 萃取设备 第十二章 小结
2
《化工原理》电子教案/目录
第十二章 液液萃取
第一节 概述
一、什么是（液液）萃取?
与吸收 相似
利用液体混合物中各组分在外加溶剂中溶解度的差异而 分离该混合物的操作，称为~。外加溶剂称为萃取剂。
二、萃取流程
思考：萃取应在高温还是在低温下进行？
原料液
萃取剂 S（液相）
S
相平衡关系包含： 溶解度曲线
均相区
B多S少 +A R(B 层)
M
S多B少 +A E(S 层)
P 临界混溶点(褶点)plait point 溶解度曲线
两相区
辅助线
共轭线 或辅助线
联结线（共轭线）B R
M
ES
Tie line
B、S部分互溶时
10/51
《化工原理》电子教案/第十二章
1、B与S部分互溶时
思考：
思考：若B与S完全不互溶，则在三角 形相图中溶解度曲线 如何画？
A
萃余相
B
x
原料液
萃取相 A+B
萃取剂 S
二元溶液
S 萃取液 E
萃取相 E
（纯 A）
S+A 萃余相 R（萃余液 R）
B+A
S
B、S完全不互溶时
15/51
《化工原理》电子教案/第十二章
二、 萃取过程中的相平衡关系
4、分配系数ki、选择性系数
7/51
一、 三角形相图及其应用
A
三角形相图的应用：
查取浓度；
E
表示混合、分离等过程； F
杠杆原理： F MS
差点
S FM
R ME
R
E RM
E M
和点
R
原料液 F A+B
萃取剂 S
SB
萃取液 E
萃取相 E
A(大量),B(少量)
M S+A+B
S
萃余相 R
B+A+S
萃余液 R
B (大量),A(少量) 《化工原理》电子教案/第十二章
PE
R
xA
yA
P
B
M
S xA
B、S部分互溶时
《化工原理》电子教案/第十二章
xA
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二、 萃取过程中的相平衡关系
2、B、S部分互溶 A、S部分互溶时
A
萃余相
萃取相
B
S
《化工原理》电子教案/第十二章
14/51
二、 萃取过程中的相平衡关系
3、B、S完全不互溶 -----相平衡关系曲线一般用分配曲线表示 y
目录
第十二章 液液萃取
第一节 概述
一、什么是液液萃取 二、萃取流程 三、萃取剂的选择
第二节 液液相平衡关系及相图
一、 三角形相图及其应用 二、 萃取过程中的相平衡关系
1
《化工原理》电子教案/目录
目录
第三节 分级萃取计算
一、单级萃取的流程及计算 习题课 二、多级错流萃取 习题课 三、多级逆流萃取 习题课
精馏----需汽化
萃取----常温操作
稀溶液： 溶质是易挥发组分 -----精馏或萃取
溶质是难挥发组分 -----萃取
＝1或1的体系： -----萃取或特殊精馏
热敏性溶液：
-----萃取
其他
-----精馏
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《化工原理》电子教案/第十二章
第一节 概述
三、萃取剂的选择 要求： 1、对溶质溶解性大 2、选择性好 3、B与S互溶度越小越好 4、萃取剂易于回收 5、萃取相与萃余相密度差异大
相平衡关系除用图形表示外，还可以用下式计算：
kA
yA xA
kB
yB xB
------分配系数 distribution coefficient
原料液
A+B
xF
k A yA kB yB
xA xB
y
0 A
y
0 B
x
0 A
x
0 B
y
Βιβλιοθήκη Baidu
0 A
1
y
0 A
x
0 A
1
x
0 A
《化工原理》电子教案/第十二章
6/51
一、 三角形相图及其应用
①顶点代表纯组分
A 溶质
②每条边代表二元溶液
xB
%A %B 100%
③相图中的点代表三元溶液
xA
%A %B %S 100%
xA
原溶剂B xS 三角形相图 x萃B 取S剂
《化工原理》电子教案/第十二章
杠杆
差点
S
8/51
一、 三角形相图及其应用
A
如何证明上述杠杆原理成立？ ----杠杆原理本质上就是物料衡算关系
物料衡算： F S M FxF S 0 MxM
F
差点
M 和点
FxF F SxM
F xM 0 MS S xF xM FM
原料液 F A+B
萃取剂 S
------选择性系数
萃取剂 S
S
relative selectivity
yA
y0
萃取液 E A
萃取相 E
A(大量),B(少量)
S+A+B
S
B
萃取液 E
萃取相 E
A(大量),B(少量)
S+A+B
S
萃余相 R
B+A+S
萃余液 R
B (大量),A(少量)
《化工原理》电子教案/第十二章
杠 杆
差点S
9/51
二、 萃取过程中的相平衡关系
A
通常由实验测定。
A
下面，定性推出相平
衡关系曲线的形状。
1、B与S部分互溶时
假设在B、S溶液中加入溶 质A，且加入A的量逐渐增大， 则其过程可以表示如图。
A
1、加入溶质A后，B、S互溶
度如何变化？
B、S互溶度变大
A
B多S少 +A R(B 层)
M
2、B、S互溶度变大，则两相 区范围如何变化？
两相区范围变小
均相区
S多B少 +A E(S 层)
P 临界混溶点(褶点)plait point 溶解度曲线
3、温度升高，对两相区范围 有何影响？
互溶度增大，两相区范围变小
两相区
辅助线
BR
M
ES
B、S部分互溶时
11/51
《化工原理》电子教案/第十二章
1、B与S部分互溶时
共轭线还有以下两种情形：
A
A
xF
R B
P
xF
P
E
R
M
S
B
B、S部分互溶时
《化工原理》电子教案/第十二章
E
M
S
12/51
二、 萃取过程中的相平衡关系
相平衡关系曲线-----分配曲y线A A
对角线
分配曲线
原料液 A+B
萃取剂 S
萃取相 E S+A+B 萃余相 R B+A+S
S
萃取液 E A(大量),B(少量) S
萃余液 R B (大量),A(少量)
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第二节 液液相平衡关系及相图
一、 三角形相图及其应用
液液萃取过程涉及三元体系的相平衡，此时用直角 坐标系就不方便了，因此要用到三角形相图。
A+B
溶质
原溶剂
A B
S
(extract phase)
萃取相 E S+A+B
精
馏 萃取液 E A(大量),B(少量)
S
充分接触
相界面 萃余相 R B+A+S
精 馏
(raffinate phase)
《化工原理》电子教案/第十二章
萃余液 R B (大量)3,/A51(少量)
第一节 概述
思考：精馏和萃取都是用来分离液体均相混合物的，什么场合用 精馏？什么场合用萃取？
第四节 萃取设备 第十二章 小结
2
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第十二章 液液萃取
第一节 概述
一、什么是（液液）萃取?
与吸收 相似
利用液体混合物中各组分在外加溶剂中溶解度的差异而 分离该混合物的操作，称为~。外加溶剂称为萃取剂。
二、萃取流程
思考：萃取应在高温还是在低温下进行？
原料液
萃取剂 S（液相）
S
相平衡关系包含： 溶解度曲线
均相区
B多S少 +A R(B 层)
M
S多B少 +A E(S 层)
P 临界混溶点(褶点)plait point 溶解度曲线
两相区
辅助线
共轭线 或辅助线
联结线（共轭线）B R
M
ES
Tie line
B、S部分互溶时
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1、B与S部分互溶时
思考：
思考：若B与S完全不互溶，则在三角 形相图中溶解度曲线 如何画？
A
萃余相
B
x
原料液
萃取相 A+B
萃取剂 S
二元溶液
S 萃取液 E
萃取相 E
（纯 A）
S+A 萃余相 R（萃余液 R）
B+A
S
B、S完全不互溶时
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二、 萃取过程中的相平衡关系
4、分配系数ki、选择性系数
7/51
一、 三角形相图及其应用
A
三角形相图的应用：
查取浓度；
E
表示混合、分离等过程； F
杠杆原理： F MS
差点
S FM
R ME
R
E RM
E M
和点
R
原料液 F A+B
萃取剂 S
SB
萃取液 E
萃取相 E
A(大量),B(少量)
M S+A+B
S
萃余相 R
B+A+S
萃余液 R
B (大量),A(少量) 《化工原理》电子教案/第十二章
PE
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xA
yA
P
B
M
S xA
B、S部分互溶时
《化工原理》电子教案/第十二章
xA
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二、 萃取过程中的相平衡关系
2、B、S部分互溶 A、S部分互溶时
A
萃余相
萃取相
B
S
《化工原理》电子教案/第十二章
14/51
二、 萃取过程中的相平衡关系
3、B、S完全不互溶 -----相平衡关系曲线一般用分配曲线表示 y
目录
第十二章 液液萃取
第一节 概述
一、什么是液液萃取 二、萃取流程 三、萃取剂的选择
第二节 液液相平衡关系及相图
一、 三角形相图及其应用 二、 萃取过程中的相平衡关系
1
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目录
第三节 分级萃取计算
一、单级萃取的流程及计算 习题课 二、多级错流萃取 习题课 三、多级逆流萃取 习题课
精馏----需汽化
萃取----常温操作
稀溶液： 溶质是易挥发组分 -----精馏或萃取
溶质是难挥发组分 -----萃取
＝1或1的体系： -----萃取或特殊精馏
热敏性溶液：
-----萃取
其他
-----精馏
4/51
《化工原理》电子教案/第十二章
第一节 概述
三、萃取剂的选择 要求： 1、对溶质溶解性大 2、选择性好 3、B与S互溶度越小越好 4、萃取剂易于回收 5、萃取相与萃余相密度差异大
相平衡关系除用图形表示外，还可以用下式计算：
kA
yA xA
kB
yB xB
------分配系数 distribution coefficient
原料液
A+B
xF
k A yA kB yB
xA xB
y
0 A
y
0 B
x
0 A
x
0 B
y
Βιβλιοθήκη Baidu
0 A
1
y
0 A
x
0 A
1
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