1、第 四 章,液液萃取,液液萃取原理與特點(diǎn),處理對(duì)象 均相混合液 造成兩相 利用溶解度差異, 加入第三種組分-萃取劑 兩相狀態(tài) 液-液,一個(gè)萃取級(jí),A溶質(zhì) B原溶劑 S萃取劑 E萃取相， yA R萃余相 xA E萃取液 R萃余液,M,對(duì)該級(jí)做總物衡 F+S=M=E+R,圖示,若采用兩種互不相溶的“雙溶劑”做萃取劑，或萃取兩個(gè)或兩個(gè)以上的溶質(zhì)組分，則系統(tǒng)將涉及更多的組分多組元體系。本章只討論前者。,某些情況下萃取比精餾更經(jīng)濟(jì)，如： 物系的 1，或?yàn)楹惴形铮?溶質(zhì)濃度很低，且為難揮發(fā)組分； 當(dāng)A不耐熱時(shí)，采用通常是在常溫下進(jìn)行的萃取操作更為有利，避免受熱分解、聚合或發(fā)生其它化學(xué)反應(yīng)。,液液萃取在工業(yè)

2、上的應(yīng)用,一、在石油化工中的應(yīng)用 廣泛應(yīng)用于各種有機(jī)物的分離和提純。如分離由 輕油裂解和鉑重整產(chǎn)生的芳烴和非芳烴混合物；分離 乙苯-二甲苯體系；從C8中分離二甲苯及其同分異構(gòu)體。( 1) 二、在生物化工和精細(xì)化工中的應(yīng)用 如：生化藥劑大多為熱敏性物質(zhì)。用醋酸乙酯多 次萃取含青霉素的玉米發(fā)酵液青霉素濃溶液。用正 丙醇提取亞硫酸紙漿液中的香蘭素。用TBP從發(fā)酵液提取檸檬酸。,三、在濕法冶金中的應(yīng)用,萃取在冶金工業(yè)、核工業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用。目前認(rèn)為，只要價(jià)格相當(dāng)或超過銅的有色金屬如鈷、鎳、鋯、鉿等，都應(yīng)優(yōu)先考慮用溶劑萃取法進(jìn)行提取。 用溶劑LIX63-65 等螯合萃取劑從銅的浸取液中提取銅。,4.1

3、 三元體系的液-液相平衡與萃取操作原理,4-1-1 三角相圖 三元體系的液-液相平衡關(guān)系常用“三角相圖”表示。,脫溶劑基(除去S的影響)的平衡關(guān)系可以在“直角坐標(biāo)”上表示出來。這里只介紹前者。, 三角相圖使用的三角形可以是：正 / 直角 / 等腰直角三角形或?yàn)榱耸鼓硞€(gè)組分的坐標(biāo)放大而采用的增大邊長的三角形。,一、組成表示,點(diǎn):,已知：CS/BS=60%，問C點(diǎn)處B、S的量及組成；,E,F,B,線:,面:,單組分,雙組分,三組分,若向C中加A，則P點(diǎn)處各值。,直角三角形相圖,A,B,S,xA+ xS+ xB=1,一、溶解度曲線和聯(lián)結(jié)線,溶解度曲線的做法,加A由濁至清,將B、S按一定比例混合為M點(diǎn)

4、組成，靜置得L、Q兩液相；,加一定量的A成M1點(diǎn)，靜置得R1、E1；,至某量時(shí)出現(xiàn)清液，止。,再加A，,4-1-2 液-液相平衡關(guān)系在三角相圖上的表示,兩相區(qū),均相區(qū),二、輔助曲線和臨界混溶點(diǎn),輔助曲線 表示任意達(dá)平衡的兩液相關(guān)系。其做法：,P,臨界混溶點(diǎn)P 兩個(gè)共軛組成在溶解度曲線上合二為一的點(diǎn)。,三、物系種類,類物質(zhì),四、分配系數(shù)和分配曲線,1、分配系數(shù) 分配系數(shù)kA 指某種物系在一定的 溫度下萃取，共軛相中A在E相中的 組成yA與在R相中的組成xA之比。,kA值越大，表明A組分更多地進(jìn)入 E相，萃取分離的效果越好。 kA ,=,1的體系， 其分配曲線位于 對(duì)角線 y = x 的 上方；

5、kA ,=,B組分的 yB，使R中xBxA萃取劑的選擇性好。,只要 ，就可使 1。,更多的 A 進(jìn)入 E 相，更多的 B 留在 R 相。 顯然， 與 一樣能用于判斷過程是否能正常進(jìn)行，且其值愈大于1，分離愈易進(jìn)行。, 1并不排除 kA1，萃取操作就有效。如圖：,yA=0.078,xA=0.302,kA=0.26, =2.48,yB=0.062,xB=0.602,kB=0.10,二、萃取劑S與稀釋劑B的互溶度,互溶度小些為好。,三、S 回收的難易與經(jīng)濟(jì)性,因常用精餾回收S。所以由S 萃取 A 形成的E (S多A少)，最好使A 成為易揮發(fā)組分。分離R時(shí)，則因S少B多，使S 為易揮發(fā)組分。且AS和S

6、B愈大愈好。 若S為易揮發(fā)組分，則其氣化熱要小。若S萃取 能力大，則循環(huán)量小，E相中S的回收費(fèi)用低；或S在B中的溶解度小，也可減小R相中S的回收費(fèi)用。 若 1，可以考慮用反萃取和結(jié)晶的方法分離。,四、萃取劑的其它物性,1. LL液-液分層速度設(shè)備生產(chǎn)能力 2. 界面張力 LL LL，分散相中的細(xì)小液滴易于聚結(jié)，有利于分層；但 LL，則液體不易分散， 傳質(zhì)接觸面積分離效果，此時(shí)需要較多的外加能量用于分散相的建立。 若 LL過小，液體易分散甚至產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，難以分層。,3. L,S S 的L,S利于兩相的混合與分層、流動(dòng)與傳質(zhì)。若S 的粘度太大，可以用其它溶劑調(diào)節(jié)。 萃取劑要有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，不分解不聚合，要有足夠的熱穩(wěn)定性和抗氧化穩(wěn)定性，對(duì)設(shè)備的腐蝕性要?。粦?yīng)具有較低的