化工原理课件12萃 取(Liquid Extraction)

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1、第十二章萃取(LiquidExtraction)第十二章萃取(LiquidExtraction)12.1萃取概述12.1.1萃取操作的对象、原理、目的对象：液相混合物A+B、萃取剂S原理：液体各组分在溶剂S中溶解度不同目的：分离均相液体混合物12.1萃取概述Raffinatephase原料A+B萃取剂S萃取相E萃余相R图12-1萃取过程原理图Extractphase混合器分层器12.1.2工业常见的萃取操作流程12.1萃取概述原料A+B萃取剂S萃取相E萃余相R萃取剂S萃取液E’萃余液R’萃取剂S图12-1（a)常见的萃取操作流

2、程12.1.3萃取操作应用场合（1）溶质A的浓度很稀，且B是易挥发组分，此时以蒸馏法回收A的单位能耗大如：从稀苯酚水溶液中回收苯酚；（2）当溶液是恒沸物或分离组分的沸点很接近时；（3）热敏性物质如：生化药物、食品、香料等；（4）湿法冶金、环境治理等。12.1萃取概述12.1.4液液萃取在工业上的应用1、在石油化工中的应用随着石油化工的发展，液液萃取已广泛应用于分离各种有机物质。轻油裂解和铂重整产生的芳烃混合物的分离是重要的一例。该混合物中各组分的沸点非常接近，用一般的分离方法很不经济。工业上采用Udex、Shell、Forme

3、x等萃取流程，分别用环丁砜、四甘醇、N-甲基吡咯烷酮为溶剂，从裂解汽油的重整油中萃取芳烃。对于难分离的乙苯体系，组分之间的相对挥发度接近于1，用精馏方法不仅回流比大，塔板还高达300多块，操作费用极大。可采用萃取操作以HF-BF3作萃取剂，从C8馏分中分离二甲苯及其同分异构体。12.1萃取概述2、在生物化工和精细化工中的应用在生化药物制备过程中，生成很复杂的有机液体混合物。这些物质大多为热敏性物质。若选择适当的溶剂进行萃取，可以避免受热损坏，提高有效物质的收率。例如青霉素的生产，用玉米发酵得到含青霉素的发酵液，以醋酸丁酯为溶剂

4、，经过多次萃取可得到青霉素的浓溶液。此外，象链霉素、复方新诺明等药物的生产采用萃取操作也得到较好的效果。香料工业中用正丙醇从亚硫酸纸浆废水中提取香兰素，食品工业中用TBP从发酵液中萃取柠檬酸也得到了广泛应用。可以说，萃取操作已在制药工业、精细化工中占有重要的地位。12.1.4液液萃取在工业上的应用3、在湿法冶金中的应用20世纪40年代以来，由于原子能工业的发展，大量的研究工作集中于铀、钍、钚等金属提炼，结果使萃取法几乎完全代替了传统的化学沉淀法。近20年来，由于有色金属使用量剧增，而开采的矿石中的品位又逐年降低，促使萃取法在这

5、一领域迅速发展起来。例如用溶剂LIX63-65等螯合萃取剂从铜的浸取液中提取铜是20世纪70年代以来湿法液化金的重要成就之一。目前一般认为只要价格与铜相当或超过铜的有色金属如钴、镍、锆等等，都应当优先考虑用溶剂萃取法进行提取。有色金属冶炼、已逐渐成为溶剂萃取应用的重要领域。12.1.4液液萃取在工业上的应用12.1.5液液萃取的基本流程根据混合液中欲分离组分在萃取剂中溶解度差别的大小和要求分离程度的高低，萃取过程可以分为单组分萃取（简单萃取）与双组分萃取（回流萃取）两种类型。1、单组分萃取（1）单级萃取或并流接触萃取（2）多级

6、错流萃取（3）多级逆流萃取（4）连续逆流萃取2、双组分萃取分离——回流萃取12.1萃取概述12.2.1三角形相图萃取过程牵涉到两相间物质传递，故需讨论两相间的相平衡关系。若萃取剂S与稀释剂B完全不互溶或溶解度在操作范围内可忽略不计，那么萃取相只有A+S，萃余相只有A+B，其平衡关系与吸收类似，可以用直角坐标表示；然而常见的是S与B属于部分互溶，此时萃取相有A+S+B，萃余相有A+B+S，故每相都含三个组分，其平衡关系要用三角形相图(triangulardiagram)来表示。三角形相图分为正三角形和直角三角形，各组分在相图上坐

7、标组成用质量百分率(massfraction)表示。12.2萃取基本概念12.2.1.1三元组成的表示法12.2.1三角形相图A：溶质B：稀释剂S：萃取剂BSA2040608020204040606080HB，%S，%A，%EPUZVFGQS%A%B%图12-2（a）正三角形相图SG+GH+HB=SB%B+%A+%S=100%点P组成按上述长度为A：30%B：50%S：20%1、正三角形相图12.2.1.1三元组成的表示法A：溶质B：稀释剂S：萃取剂BASP2020404060608010080A，%S，%HQUVZB%0%B

8、20406080E图12-2（b）直角三角形相图边BA与边BS垂直、萃取剂S的标尺改在底边、原稀释剂B标尺改在与斜边平行的各条线上。由两坐标上查得%S和%A后，按下式计算B：%B=100%-%A-%S同样点P组成为：A：30%B：50%S：20%2、直角三角形相图掌握：两相图