通过本章学习，应掌握液 - 液相平衡在三角形相图上的表示方法，能用三角形相图对单级萃取过程进行分析和计算。了解多级萃取过程的流程与计算方法；萃取设备的类型及结构特点。

第十章液-液和液-固浸取萃取 学习目的与要求通过本章学习，应掌握液-液相平衡在三角形相图上的表示方法，能用三角形相图对单级萃取过程进行分析和计算。了解多级萃取过程的流程与计算方法；萃取设备的类型及结构特点。

第十章液-液和液-固浸取萃取 第一节萃取的基本概念萃取是利用液相混合物(A+B)在某溶剂(S)中溶解度的差异而将其分离的单元操作。溶剂S：① 与原溶液部分互溶，形成两相，提供传质条件； ② 组分A、B在溶剂S中的溶解能力不同，即具有选择性。相律 F=c-φ+2=3 据F=3知：系统在规定了温度、压力后，只须再规定任一相中的一个组成，该系统就确定了。

A 1.0 0.8 0.6 B E · 0.4 M · A 0.2 R · B S 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 S E/R=RM/EM 一. 三角形相图对三组分溶液，其组成可用平面三角坐标上的点表示。杠杆定律：混合物M点的位置必在R与E点的联线上，且有：

1.0 A 0.8 0.6 0.4 E3 0.2 M3 R3 E2 M2 B R2 S 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 R1 R1 M1 E1 部分互溶物系的相平衡关系平衡连结线组成R、E点为互呈平衡的两相，称共轭相。 RE---平衡联结线 M点在RE联结线上。分配系数 kA=yA/xA yA—溶质A在萃取相的浓度 xA—溶质A在萃余相的浓度

萃取液 E0 1.0 A 溶剂回收装置 0.8 萃取相萃余相 0.6 E0 E R 原溶液F,xF 萃取器回收溶剂溶剂S,yS 0.4 溶剂回收装置 0.2 F E M B S 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 R0 萃余液 R0 R 二. 三角形相图在单级萃取中的应用

三.萃取剂的选择 如所用溶剂能使两相中A的浓度差异越大，则萃取效果越好。溶质A在两相中浓度的差异通常用选择性系数β表示：因为：yA/yB=yA0/yB0，同样： xA/xB=xA0/xB0 故有：在E0与R0中， yB0 =1- yA0， xB0 =1- xA0 则上式可写作：

可见，β相当于精馏中的相对挥发度α，其值与平衡联结可见，β相当于精馏中的相对挥发度α，其值与平衡联结线的斜率有关。当某一平衡联结线延长线恰好通过S点时，β=1。这一对共轭相不能用萃取方法分离，这好似精馏中的恒沸物。因此萃取剂的选择应使在操作范围内β>1。当B不溶于S时， β=∝。

原料液F，xF 萃取相E，yE 萃取器溶剂S，yS 萃余相R，xR 第二节萃取操作的流程和计算一.单级萃取设计计算命题已知：物系相平衡数据、F、xF、规定xR、给定或选定萃取剂(回收溶剂中通常含少量A、S) 计算目的：计算确定S、E、R、及yE、xR

1.0 A 0.8 0.6 0.4 由xF定出F点，设为纯溶剂，连接F、S两点， FS与RE交点M即代表两相混合物的总组成。 0.2 F M B S E 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 R S/F=FM/SM 图解计算由xR在图上定出R点，过R作一平衡联结线，定出E点；据杠杆定律，有：

萃取相量： S/F称溶剂比，可由已知的F求出S。混合物总量： M=F+S 萃余相量： R=M-E 单级萃取的分离范围物料组成xF，当S↑时，M点→S点，以c点为极限。如再增大S，将进入均相区，无法实现萃取操作。相当于c点的S为最大溶剂量Smax，与c点平衡的xR,min为单级萃取可能达到的最低限萃余相浓度。除去溶剂后萃余液R0 的最低浓度为x0R,min。

1.0 A 0.8 y0E,max 0.6 0.4 F,xF e 0.2 M r x0R,min B S 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 xR,min E 从S作溶解度曲线的切线，切点e，作Se并延长至AB边，交点组成y0E,max是单级萃取所能得到的最高浓度。

1.0 A 0.8 溶剂S 0.6 1 R1 2 R2 3 原溶液F 萃余相R3 0.4 F E1 E1 E2 萃取相E3 M1 0.2 R1 E2 M2 E3 R2 M3 B S R3 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 二.多级错流萃取该过程的操作最终可得到含A很低的R相，但S用量较大。

三.多级逆流萃取 当料液中两个组分（A、B）均为过程产物，且要求纯度很高时，一般采用逆流操作。该操作可使R相 xR很低，且出第一级的E相 yE很高。设计计算命题已知相平衡数据、F及xF，所采用溶剂及S；规定xN、选择适宜溶剂比S/F；计算所需的理论级数N。物料衡算 F-E1=Rm-Em+1

F xF E1 y1 1 x1 y2 2 x2 y3 … m xm Rm ym+1 Em+1 … N RN xN S yS 当 S/F 较小时 F-E1=Rm-Em+1=RN-S=Δ(常数) 当 S/F 较大时 E1-F=Em+1-Rm=S-RN=Δ(常数) 上式中的右端均相等，即离开任一级萃余相量与来自后一级的萃取相量之差为一常数，记为Δ。 Δ可视为通过每级的“净流量”，这股虚拟流量的组成可用相图上的Δ点表示，称操作点。

1.0 A 从图中E1点作平衡联结线得R1点，为找出离开第二级的E2，可将上面物料衡算式写作： E2=R1+Δ（m=1），因离开任一级的两相组成均落在溶解度曲线上，即不必算出 Δ的数值，只需将Δ与R1点相联，和点E2应在线ΔR1与溶解度曲线的交点。线ΔR1可称作操作线。 0.8 0.6 0.4 F 0.2 E1 R1 B S R2 E2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 M E3 RN Δ 图解计算

再由E2点作平衡联结线定出R2点，据式E3=R2+Δ(m=2)，再由E2点作平衡联结线定出R2点，据式E3=R2+Δ(m=2)，故通过R2、Δ点操作线交溶解度曲线于E3，……。如此交替作出平衡线与操作线，直至第N级的浓度xN≤规定值，则N即为所需的理论级数。溶剂比对逆流操作理论级数的影响多级逆流萃取中，S/F的大小对达到指定的分离程度所需的理论级数有显著的影响。如前所述，对指定的分离程度（xF,xN一定），选定S/F后，可在三角图上确定差点Δ的位置。反之，一定差点的位置，也代表某一选定的S/F。

A B S E1 F Δ2 M3 M2 Δ3 RN M1 Δ1 上图表示差点Δ位置与S/F的关系，可见S/F较大时，M 与F点远，而Δ点在图的右方，且靠近S点。减少S/F，则 Δ渐远离S点，乃至到图的左方。再减少S/F，Δ点更靠近 B。达到同样的分离程度，S/F越小，则用图解法求取的理论级数将越多。

由此可知确定(S/F)min的方法是：在操作范围内将若干由此可知确定(S/F)min的方法是：在操作范围内将若干条平衡联结线延长，它们与xNS延长线的交点在Δ1、Δ2 最小溶剂比(S/F)min的确定在直角标上操作线是曲线，则在该图上不能直接找出 (S/F)min的数值。该点在三角图上为平衡联结线的两个端点；同时e点又在操作线上，这表明上述两端点联线延长线必通过差点Δ。因此可以说，在溶剂比为最小时，理论级数无穷多，此时在操作范围内必有一条平衡联结线的延长线将通过差点Δ（平衡线与操作线重合）。

……各点，取最靠近S点的那个点为Δmin，与其对应的……各点，取最靠近S点的那个点为Δmin，与其对应的为(S/F)min 已知xF、xN及Δmin，不难用图解法求出(S/F)min，即实际操作所用溶剂比应大于(S/F)min，或实际操作的差点Δ应比Δmin更靠近S点。

第三节萃取设备 萃取设备分类级式接触微分接触按接触方式萃取设备分类有外加能量无外加能量按是否输入能量

一. 混合-澄清槽 二.重力流动的萃取塔 1.喷洒塔 2.筛板塔 3.填料塔三.输入机械能量的萃取塔 1.振动筛板塔 2.脉冲筛板塔 3.转盘塔

通过本章学习，应掌握 液 - 液相平衡在三角形 相图上的表示方法，能用三角形相图对单级萃取过 程进行分析和计算。了解多级萃取过程的流程与计 算方法；萃取设备的类型及结构特点。