第十一章--液液萃取.ppt

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1、第十一章液液萃取(Liquidextraction)利用液体混合物各组分在某溶剂中溶解度的差异而实现的分离。11.1概述11.1.1液液萃取过程一、萃取原理溶质A稀释剂B原料溶剂S萃取相E萃余相RS+A(B)B+A(S)（1）溶剂不能与被分离混合物完全互溶，只能部分互溶。溶剂S必须满足两个基本要求：（2）溶剂对A、B两组分有不同的溶解能力，即具有选择性。yA、yB——萃取相中A、B两组分的质量分数xA、xB——萃余相中A、B两组分的质量分数②吸收涉及气—液系统，萃取涉及液液系统。萃取与吸收的比较：相同点：①添加组分；②对各组分的溶解度有差异不同点：①吸收有惰性组分，而萃取

2、大多数各组分都有一定的溶解度；二、工业萃取过程③混合液含热敏性物质（如药物等），采用萃取方法精制可避免物料受热破坏。三、萃取过程的经济性：溶剂回收的难易（1）取决于后继的两个分离过程是否较原溶液的直接分离更易实现萃取过程适用场合：①混合液α小或形成恒沸物，用一般精馏方法不能分离或很不经济。②混合液的浓度很稀，采用精馏方法须将大量稀释剂B汽化，能耗过大。（2）取决于萃取剂的性质要求萃取剂：①应有较强的溶解能力：S耗量少，后继精馏能耗低。②应有较高的选择性：获高纯产品。③αAS高：S为高沸溶剂，后继精馏R较低。④S在AB中的溶解度小：减少R相中溶剂回收费用。11.1.2两相的

3、接触方式微分接触：塔式设备级式接触：槽式设备本节均指级式萃取过程的计算单级萃取多级逆流多级错流等边三角形直角等腰三角形直角非等腰三角形11.2液液相平衡11.2.1三角形相图一、液液组成的表示方法组成：质量分数三组分：ABS一个方程：自由度：2三组分溶液的组成用平面坐标上的一点表示——三角形相图30%A直角等腰三角形相图顶点：纯组分边：双组分图中一点：三组分如M点：•MABS00.20.40.60.81.00.20.40.60.8A%A%S%S%20%S50%B二、物料衡算与杠杆定律量（kg/h）kgA/kgkgB/kgkgS/kg混合物MzAzBzS萃取相EyAyByS

4、萃余相RxAxBxS物料衡算:（11-2）得:杠杆定律：同理:ABS00.20.40.60.81.00.20.40.60.8E•R••M混合物的质量线段的长度和点M=E+R差点E=M-RR=M-E杠杆规则表明：（1）和点M必在R、E的联线上（2）差点R（或E）必在EM（或RM）的延长线上SQ1线任一点所代表的溶液中A、B两组分含量的相对比值均相同。ABS•P1•P2•Q1•Q2在PA线任一点所代表的溶液中B、S两组分的相对比值必相同。P（B+S）+AP1（A+B+S）A↑P2（靠近A点）和点同理：Q1S(部分)Q2S(全部)Q差点应用：•PQ•Ⅱ类：A与B完全互溶，A与S

5、、B与S部分互溶——两对部分互溶第Ⅰ类物系的相图11.2.2部分互溶物系的相平衡萃取操作：B与S部分互溶或完全不互溶部分互溶物系：Ⅰ类：A与B、A与S完全互溶，B与S部分互溶——一对部分互溶实验求取：一、溶解度曲线（双结点曲线）BSA条件：恒温Ⅰ类溶解度曲线：代表了饱和溶液的组成相图中若干分层点的联线；R•H•R1•R2•R3•H1••E二、平衡联结线和临界混溶点实验求取：恒定温度条件下、Ⅰ类R1、E1；R2、E2；……Rn、En为互成平衡的两相，称为共轭相。连接R1、E1；R2、E2；……Rn、En的线称为平衡联结线（或结线）。BSAM1•R1E1M2•E•R•Rn•R

6、2•En•E2••Mn•M溶解度曲线将三角形相图分成两个区分层区(两相区)R1和点M必在平衡联结线上。P——临界混溶点，两共轭相的组成无限趋近而变为一相。（不一定为溶解曲线的最高点）溶解度曲线以内（或下方）是萃取过程的可操作范围。SE1E•Rn•R2•En•E2•ABR••P均相区均相区两相区•M由实验测得的平衡数据作出部分联结线和溶解度曲线后，为求出此物系的任一对平衡数据，可利用辅助线。其作法如图：平衡联结线的内插——辅助曲线•••SE2R3R2E3E1ABR1•P下面是辅助曲线的另一作法：在一定温度下，E和R成平衡时，组分A在两相中的平衡组成分别为yA和xA，则分配系

7、数三、相平衡关系的数学描述1、分配系数与分配曲线分配系数：萃取相中A的质量分数萃余相中A的质量分数kA一般不是常数，其值随组成和温度而异同样，对组分B也可写出类似的表达式：kA↑，分离效果越好kA=1，则y=x，联结线与底边平行，其斜率=0kA>1，则y>x，联结线的斜率>0；kA<1，则y