第十章液－液萃取和液－固浸取

第十章液－液萃取和液－固浸取 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－液萃取和液－固浸取 10.1液－液萃取概述 10.1.1 萃取的原理与流程

一、萃取过程的原理 液体混合物分离物系引入一液相（萃取剂）形成两相体系的方法萃取原理液相E(萃取相) (S + A+微量B) 引入另一液相（萃取剂S）液体混合物 (A + B) 液相R(萃余相) (B + 微量A、S) 各组分在萃取剂中溶解度不同用苯萃取分离醋酸和水混合物示例

二、萃取操作流程 萃取操作示意图

第十章液－液萃取和液－固浸取 10.1液－液萃取概述 10.1.1 萃取的原理与流程 10.1.2 萃取的分类与应用

一、萃取过程的分类 按有无化学反应分类物理萃取 √ 萃取化学萃取按萃取级数分类单级萃取多级逆流萃取 √ 萃取多级萃取多级并流萃取

一、萃取过程的分类 按萃取技术分类按萃取组分数目分类单溶剂萃取单组分萃取 √ √ 萃取双溶剂萃取多组分萃取膜萃取萃取超临界萃取凝胶萃取反向胶团萃取

相对挥发度物系的分离 二、萃取操作的应用萃取操作应用场合 • 溶质浓度很低,且为难挥发组分物系的分离 • 热敏性物系的分离

第十章液－液萃取和液－固浸取 10.1液－液萃取概述 10.2 液－液相平衡关系 10.2.1液－液平衡相图

一、组成在三角形相图上的表示方法 溶质 A 萃取为三元物系的分离过程原溶剂 B 萃取剂 S 等边三角形坐标图 √ 等腰三角形坐标图三角形坐标图非等腰三角形坐标图

A D 点 M 点 B S 组成在三角形坐标图上的表示方法

二、各组分量之间的关系－杠杆规则 M = MA + MB MA MB 差点和点差点杠杆规则

A 液相 R rkg xA、xS、xB 液相 M mkg zA、zS、zB 液相 E ekg yA、yS、yB B S 杠杆规则的应用

三、液－液平衡相图(溶解度曲线) 1. 溶解度曲线的两种形式根据萃取操作中各组分的互溶性，三元物系分为以下情况，即 ① A完全溶于B及S，B与S不互溶 Ⅰ类物系 √ ② A完全溶于B及S，B与S部分互溶 ③ A完全溶于B，A与S部分互溶 B与S部分互溶 Ⅱ类物系

均相区 临界混溶点溶解度曲线共轭相联结线两相区溶解度曲线(1)－已知联结线

溶解度曲线 辅助曲线溶解度曲线(2)－已知辅助曲线

由联结线求辅助曲线 两种溶解度曲线的互换

由辅助曲线求联结线 两种溶解度曲线的互换

三、液－液平衡相图(溶解度曲线) 2. 温度对溶解度曲线的影响～～溶解度两相区温度 T 不利于萃取操作

第十章液－液萃取和液－固浸取 10.1液－液萃取概述 10.2 液－液相平衡关系 10.2.1液－液平衡相图 10.2.2 液－液平衡方程与分配曲线

一、以质量分数表示的平衡方程 气液平衡方程液液平衡方程分配系数萃余相中溶质分数萃取相中溶质分数

二、以质量比表示的平衡方程 若 S与 B完全不互溶萃取相中不含 B，S 的量不变用质量比计算方便萃余相中不含 S，B 的量不变液液平衡方程分配系数萃取相中溶质的质量比萃余相中溶质的质量比

三、分配曲线 以xA为横坐标，yA为纵坐标，在直角坐标图上，每一对共轭相可得一个点，将这些点联结起来，得到曲线称为分配曲线。溶解度曲线分配曲线

分配曲线的作法

第十章液－液萃取和液－固浸取 10.1液－液萃取概述 10.2 液－液相平衡关系 10.2.1液－液平衡相图 10.2.2 液－液平衡方程与分配曲线 10.2.3 萃取剂的选择

一、萃取剂的选择性与选择性系数 萃取剂的选择性是指萃取剂 S对原料液中两个组分溶解能力的差异。选择性系数

一、萃取剂的选择性与选择性系数 因为所以萃取操作～ β 萃取效果 β＝1 不能实现萃取分离

二、萃取剂的选择 萃取剂选择考虑的主要因素 • 选择性系数β • 原溶剂 B与萃取剂 S的互溶度 • 萃取剂回收的难易 • 萃取剂的其他物性 • 密度 • 表面张力 • 黏度 • 萃取剂的稳定性、安全性、经济性

第十章液－液萃取和液－固浸取 10.1 萃取过程概述 10.2 液－液相平衡关系 10.3 液－液萃取过程的计算 10.3.1 单级萃取的计算

一、B 与 S 部分互溶物系 已知：原料量 F 、原料组成xF 溶剂组成yS 规定：萃余相组成xR 计算：萃取剂量S 萃取相量 E、组成yE 萃余相量 R 萃取液量、组成萃余液量、组成

yE F xF E R 纯溶剂 M xR 单级萃取图解

一、B 与 S 部分互溶物系

二、B 与 S不互溶物系 若 B与 S 完全不互溶萃取相中不含 B，S 的量不变用质量比计算方便萃余相中不含 S，B 的量不变 XF —原料液中组分A的质量比，kgA / kgB YE —萃取相中组分A的质量比，kgA / kgS —萃余相中组分A的质量比，kgA / kgB XR —萃取剂中组分A的质量比，kgA / kgS YS

二、B 与 S不互溶物系 对溶质 A质量衡算斜率操作线方程过点直角坐标图图解法

斜率 –B/S 单级萃取图解计算

【例10-1】一定温度下测得的A、B、S三元物系的平衡数据如本题附表所示。 （1）绘出溶解度曲线和辅助曲线；（2）查出临界混溶点的组成；（3）求当萃余相中 xA=20%时的分配系数kA和选择性系数β；（4）在1000kg含30%A的原料液中加入多少kg S才能使混合液开始分层？（5）对于第（4）项的原料液，欲得到含36%A的萃取相E，试确定萃余相的组成及混合液的总组成。

例4-1 附表 A、B、S三元物系平衡数据（质量分数）

解：（1）溶解度曲线和辅助曲线由题给数据，可绘出溶解度曲线LPJ，由相应的联结线数据，可作出辅助曲线JCP，如本题附图所示。 (2) 临界混溶点的组成辅助曲线与溶解度曲线的交点P即为临界混溶点，由附图可读出该点处的组成为 xA=41.6%,xB=43.4%,xS=15.0% (3)分配系数kA和选择性系数 β根据萃余相中xA =20%，在图中定出R1点，利用辅助曲线定出与之平衡的萃取相E1点，由附图读出两相的组成为 E相 yA=39.0%,yB=19.6% R相 xA=20.0%,xB=73.4%

由式10-4计算分配系数，即 及由式4-6计算选择性系数，即即所以（4）使混合液开始分层的溶剂用量根据原料液的组成在AB边上确定点F，联结点F、S，则当向原料液加入S时，混合液的组成点必位于直线FS上。当S的加入量恰好使混合液的组成落于溶解度曲线的H点时，混合液即开始分层。分层时溶剂的用量可由杠杆规则求得，

(5) 两相的组成及混合液的总组成 根据萃取相中 yA=36%，在图中定出E2点，由辅助曲线定出与之相平衡的R2点。由图读得xA=17.0%,xB=77.0%,xS=6.0% R2E2线与FS线的交点M即为混合液的总组成点，由图读得xA=23.5%,xB=55.5%,xS=21.0%

练习题目 思考题 1.萃取操作的基本原理是什么？ 2.共轭相、联结线、临界混溶点、辅助曲线各表示何意义？ 3.分配系数和选择性系数各表示何意义？ 4.溶解度曲线和分配曲线有何联系？作业题: 1、2

第十章 液－液萃取和液 －固浸取