化工單元操作主講人劉絢艷模塊九萃取任務二獲取萃取知識任務二獲取萃取基本知識一、組成的表示方法1.三角形坐標圖

等邊三角形坐標圖非等腰直角三角形坐標圖等腰直角三角形坐標圖

三角形坐標圖通常等腰直角三角形坐標圖最常用?！颊f明〗在三角形坐標圖中，AB邊以A的質(zhì)量分數(shù)作為標度，BS邊以B的質(zhì)量分數(shù)作為標度，SA邊以S的質(zhì)量分數(shù)作為標度。頂點分別代表一個純組分，即頂點A表示純?nèi)苜|(zhì)A，頂點B表示純原溶劑（稀釋劑）B，頂點S表示純萃取劑S。任意邊上的任一點代表一個二元混合物系，第三組分的組成為零。【例如】AB邊上的E點，表示由A、B組成的二元混合物系，由圖可讀得：A的組成為0.40，則B的組成為（1.0–0.40）=0.60，S的組成為零。

三角形坐標圖內(nèi)任一點代表一個三元混合物系。例如M點即表示由A、B、S三個組分組成的混合物系。其組成可按下法確定：過物系點M分別作對邊的平行線ED、HG、KF，則由點E、G、K可直接讀得A、B、S的組成分別為：xA=0.4、xB=0.3、xS=0.3；在諸三角形坐標圖中，等腰直角三角形坐標圖可直接在普通直角坐標紙上進行標繪，且讀數(shù)較為方便，故目前多采用等腰直角三角形坐標圖。2.杠桿原理

數(shù)量關系：和點與差點的量之間的關系符合杠桿原理，即根據(jù)杠桿規(guī)則，若已知兩個差點，則可確定和點；若已知和點和一個差點，則可確定另一個差點。

根據(jù)萃取操作中各組分的互溶性，可將三元物系分為以下三種情況，①溶質(zhì)A可完全溶于B及S，但B與S不互溶；②溶質(zhì)A可完全溶于B及S，但B與S部分互溶；③溶質(zhì)A可完全溶于B，但A與S及B與S部分互溶。即

習慣上，將①、②兩種情況的物系稱為第Ⅰ類物系，而將③情況的物系稱為第Ⅱ類物系。在萃取操作中，第Ⅰ類物系較為常見，以下主要討論這類物系的相平衡關系。

二、液-液相平衡關系在三角形相圖上的表示（1）B與S部分互溶時溶解度曲線以內(nèi)的區(qū)域為兩相區(qū)，以外的區(qū)域為均相區(qū)?！腿〔僮髦荒茉趦上鄥^(qū)內(nèi)進行B多S少S多B少+A+AMRE1.萃取過程中的相平衡關系混溶點/分層點

在恒溫下，向此二元混合液中加入適量的溶質(zhì)A并充分混合，使之達到新的平衡，靜置分層后得到一對共軛相，其相點為R1、E1，然后繼續(xù)加入溶質(zhì)A，重復上述操作，即可以得到n+1對共軛相的相點Ri、Ei(i=0,1,2,……n)，當加入A的量使混合液恰好由兩相變?yōu)橐幌鄷r，其組成點用K表示，K點稱為混溶點或分層點。聯(lián)結(jié)各共軛相的相點及K點的曲線即為實驗溫度下該三元物系的溶解度曲線。溶解度曲線可通過下述實驗方法得到：在一定溫度下，將組分B與組分S以適當比例相混合，使其總組成位于兩相區(qū)，設為M，則達平衡后必然得到兩個互不相溶的液層，其相點為R、E。兩相區(qū)均相區(qū)溶解度曲線聯(lián)結(jié)線：

位于兩相區(qū)內(nèi)的混合物分成兩個互相平衡的液相，稱為共軛相，Ei和Ri，聯(lián)結(jié)兩共軛液相相點的直線稱為聯(lián)結(jié)線，如圖中的RiEi線(i=0,1,2,……n)。兩相區(qū)均相區(qū)溶解度曲線聯(lián)結(jié)線聯(lián)結(jié)線的斜率

通常聯(lián)結(jié)線的斜率隨混合液的組成而變，但同一物系其聯(lián)結(jié)線的傾斜方向一般是一致的，有少數(shù)物系，例如吡啶–氯苯–水，當混合液組成變化時，其聯(lián)結(jié)線的斜率會有較大的改變。作用：①已知E(或R)的組成，確定與之平衡的R(或E)的組成②確定臨界混溶點作法：通過已知點R1、R2、…

分別作BS邊的平行線，再通過相應聯(lián)結(jié)線的另一端點E1、E2分別作AB邊的平行線，各線分別相交于點F、G、…

，聯(lián)接這些交點所得的平滑曲線即為輔助曲線。輔助曲線輔助曲線（共軛曲線）輔助曲線臨界混溶點當三元混和液中溶質(zhì)A的含量逐漸增加時，聯(lián)結(jié)線長度逐漸縮短，當聯(lián)結(jié)線無限短，即當兩個組成點重合時，溶液變成均一相，相當于該系統(tǒng)的臨界狀態(tài)，稱此點為臨界混溶點。作法：延長輔助曲線，與平衡曲線交點P即為臨界混溶點。由于聯(lián)結(jié)線通常都有一定的斜率，因而臨界混溶點一般并不在溶解度曲線的頂點。P點將溶解度曲線分為兩部分：靠原溶劑B一側(cè)為萃余相部分，靠溶劑S一側(cè)為萃取相部分。臨界混溶點由實驗測得，但僅當已知的聯(lián)結(jié)線很短即共軛相接近臨界混溶點時，才可用外延輔助曲線的方法確定臨界混溶點。

B多S少S多B少+A+AMRE〖說明〗超臨界萃取

（3）超臨界流體萃取超臨界流體：物質(zhì)在的溫度和壓力分別超過其臨界溫度(Tc)和臨界壓力(pc)時形成的流體(SCF)。處于臨界點狀態(tài)的物質(zhì)可實現(xiàn)液態(tài)到氣態(tài)的連續(xù)過渡，兩相相界面消失，汽化熱為零。超過臨界點的物質(zhì)，無論加多大的壓力都不會液化，而只會引起密度變化。超臨界流體萃取的基本原理流體密度(g/cm3)粘度(Pa.s)擴散系數(shù)(cm2/s)常壓氣體15-30℃(0.6~2)×10-3(1~3)×10-50.1~0.4臨界流體Tc，Pc0.2~0.5(1~3)×10-50.7×10-3超臨界流體Tc，4Pc0.4~0.9(3~9)×10-50.2×10-3常壓液體15-30℃0.6~1.6(0.2~3)×10-3(0.2~2)×10-5超臨界流體的基本性質(zhì)常用的超臨界流體流體臨界溫度℃臨界壓力MPa流體臨界溫度℃臨界壓力MPa乙烯9.255.04乙烷32.254.88三氟甲烷26.154.86一氧化二氮36.57.24三氟-氯甲烷28.83.87丙烯91.84.60二氧化碳31.047.38丙烷96.64.25超臨界流體萃取的原則流程的過程分析超臨界流體萃取的工業(yè)應用

液相萃取固相萃取天然產(chǎn)物的萃取ROSE脫瀝青過程美國Holly公司的子公司Navajo煉制公司將采用KBB公司的Bose法超臨界溶劑脫瀝青工藝在其新墨西哥州375萬t/a的Artesia煉油廠建設裝置。該裝置將用于減壓渣油脫瀝青。重烴油加氫轉(zhuǎn)化過程超臨界流體萃取的應用醫(yī)藥工業(yè)化學工業(yè)食品工業(yè)化妝品香料中草藥提取酶，纖維素精制金屬離子萃取烴類分離共沸物分離高分子化合物分離植物油脂萃取酒花萃取植物色素提取天然香料萃取化妝品原料提取精制壓縮機

萃取釜

制冷MVC-760L

二氧化碳循環(huán)泵

超臨界流體萃取的特點優(yōu)點：①用超臨界流體萃取具有與液體相近的溶解能力，比液體溶劑滲透快，滲透深，能更快達到萃取平衡。②操作參數(shù)主要為壓力和溫度，比較容易控制。③超臨界流體萃取集精餾和液液萃取特點于一體，可能分離一些常規(guī)方法難以分離的物系。④超臨界流體