液液萃取和固液萃取

S
图10－2 三角形中的相组成
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一、相组成表示方法 三个组分得含量之和应符合
BE BG HS BS
w( A) w(S ) w( B) 100%
二、溶解度曲线
R4 xA RC R R2 3 R1 B K E4 E C E3 E2 E1 C4 C S 辅助曲线
kA A在E相中得浓度 y A ＝ A在R相中得浓度 y A
同样，对稀释剂B有
kB
B在E相中得浓度 yB ＝ B在R相中得浓度 yB

萃取剂的选择性，用选择性系数

表示
k A y A / x A y A / yB ( A / B) E kB yB / xB xA / xB ( A / B) R
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10.1.1液液萃取概述 萃取是分离液体（或固体）混合物的一种单元操作，其方法是 选择一种溶剂使混合物中于分离的组分溶解与其中，其余组分则不 溶或少溶而获得分离。 萃取的基本过程如图11—1所示。
萃取剂S 原料液 A+B 1 图 11－ 1 萃 取 过 程 示 意 图 1－ 混 合 器 ； 2－ 分 层 器 2 萃余相R
R ME E MR
R B
'
R
M
E S
R ME M RE
图 11－ 6 单 级 萃 取 的 图 解 计 算
4、连点S、E和点S、R并分别延长交AB于点E‘和R’,则点E’和R’分别 表示萃取液和萃余液得组成
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二、S和B完全不互溶时得图解计算
Y
当S和B完全不互溶时，则萃 取相含全部溶剂，萃余相含全 部稀释饥，萃取前厚的物料衡 算式为（萃取剂为纯溶剂）：
萃取相E
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10.1.2三角形相图 萃取过程设计的组分至少油三个，即溶剂A、稀释剂B和萃取剂S。 最常见到的三角形相图为直角三角形和正三角形，如图11—2所示。
A A
0.5 F E M F E M G 0.5 (b)正 三 角 形 H
B
G4
H
0.5 (a） 直 角 三 角 形
S
B
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二、S和B完全部互溶时的图解计算 此时对各级分别作物料衡算有
B Y ( X1 X F ) 1 S B Y2 ( X 2 X 1 ) S Y B ( X X ) N N N 1 S

B S
上式即为各级的操作线，其斜率 为第一常数。
2
3
S
S
S
R'
图 11－ 9 多 级 错 流 萃 取 流 程 （ I,II－ 溶 剂 回 收 设 备 ）
料液在第一级进行萃取后得萃余相R1继续在第二级用新鲜溶 剂萃取，一次直到第N级得萃余相RN得浓度符合要求为止。
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一、利用三角形相图得图解计算 （１）按第1级原料液萃取剂得量和组 成，确定第1级混合也得量和组成，得 点M1 （２）过点M1作联结线得经第一级萃取 后得萃取相E1和萃余相R;
E MR R ME
A
或
F
E R M S
E MR M ME
B 图 11－ 4 杠 杆 规 则 的 应 用
点M得位置由杠杆规则确定：
MF S MS F及萃取剂得选择 在原料液中加入萃取剂后形成平衡得两个液相，溶质A在其中得非配 关系用分配系数kA表示
与分离液体混合物的整流方法比较，下列情况采用是可取的。（1） 溶质A的浓度很小而稀释剂的浓度B易挥发组分时，直接用蒸馏的 方法能耗是很大，这时可以先萃取 ，使溶质A富集于萃取剂S中， 然后对萃取相进行蒸馏，如以氯仿为萃取剂从咖啡因水溶液中分离 咖啡因。（2）恒沸物或沸点相近组分的分离，此时普通整流方法 不适用，如催化重整油中芳烃与烷烃的分离因沸点相近 而需要塔板 数太多，工业上常用环丁砜为萃取剂融解苯、甲苯、二甲苯以及其 他芳烃衍生物。（3）需分离的组分不耐热，蒸馏时易分解、聚合 或发生其他变化，如从发酵液中提取青霉素时采用醋酸丁酯为萃取 剂进行萃取。
萃 余 液 R‘
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一、利用三角形相图的图解计算 如图10—6所示，单级萃取得计算步骤 如下：
A E'
1、 根据已知得平衡数据在直角三角形 相图中作出溶解度曲线及辅助曲线。
2、由已知原料液组成xF在边AB上定点 F，连接点S和F。有
S FM F MS
F
辅助曲线
3、点M利用辅助曲线作联结线。有
A
F
E1
（３）按第2级进了R1及萃取剂得量和 组成确定第2级混合液得梁河组成，得 点M2；
（４）重复2和3得方法的方法，直至第 N级萃余相RN浓度符合要求。
R1 M1 R2 M2 M3 R RN 3 R4 B
E2
E3
E4
图 11－ 10 多 级 错 流 萃 取 的 图 解 计 算
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要注意以下几方面：
1、 选择性 2、 萃取相与萃余相的分离 3、 萃取剂得回收
除此之外，萃取剂还应满足一般得工业要求。
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10.1.4单级萃取
S S F E 3
萃 取 液 E' M 2 1 R 4 S
图 11－ 5 单 击 萃 取 流 程 1－ 混 合 器 ； 2－ 分 层 器 ； 3－ 萃 取 相 分 离 设 备 ； 4－ 萃 余 相 分 离 设 备
辅助曲线 R4 R3 R R1 B K E4 C4 M E3 E2 C3 C2 E1 C1
C3
(a)
S
（ b）
C2
C1
图10－3 相平衡图
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三、杠杆规则 如图10－4所示，混合物M分成任意两个 相E和R，或由任意两个相E和R混合成一 个相M，或任意两个组分E和R混合成一个 混合物M（E、、R、M可以为同一相）。 则在三角形相图中表示其组成得点M、E 和R必在以直线上，且符合以下比例关系
B XF S Y B X
E
相平
E1 Y1 操
衡线
斜 率
作 线
为
或
B Y (X XF ) S
0 X1

B S
F XF
X
图 11－ 8 S和 B完 全 不 互 溶 时 的 图 解 计 算
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10.1.5 多级错流萃取
E’ I
E1
E2 R2
EN II RN S
F
1
R1
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10.1.6多级逆流萃取
E' XF F 1 E1 Y1 E2 Y2 X1 R1 2 E3 Y3 Ei Yi X2 R2 Xi-1 Ri-1 i Ei+1 Yi+1 EN YN Xi Ri XN－ 1 RN－ 1 N S YS XN RN