液液萃取原理

1、第 四 章液液萃取1液液萃取原理与特点处理对象 均相混合液造成两相 利用溶解度差异, 加入第三种组分-萃取剂 两相状态 液-液2一个萃取级F:A+BSE:A+SR:B+(A,S)混合器分层器A溶质B原溶剂S萃取剂E萃取相， yAR萃余相 xAE萃取液R萃余液M对该级做总物衡 F+S=M=E+R 3F:A+BSE:A+SR:B+(A,S)M图示 为采用单一萃取剂萃取一种溶质的系统中有三个组分； 若采用两种互不相溶的“双溶剂”做萃取剂，或萃取两个或两个以上的溶质组分，则系统将涉及更多的组分多组元体系。本章只讨论前者。 某些情况下萃取比精馏更经济，如：物系的 1，或为恒沸物； 溶质浓度很低，且为难挥

2、发组分；当A不耐热时，采用通常是在常温下进行的萃取操作更为有利，避免受热分解、聚合或发生其它化学反应。4液液萃取在工业上的应用 一、在石油化工中的应用 广泛应用于各种有机物的分离和提纯。如分离由轻油裂解和铂重整产生的芳烃和非芳烃混合物；分离乙苯-二甲苯体系；从C8中分离二甲苯及其同分异构体。( 1) 二、在生物化工和精细化工中的应用 如：生化药剂大多为热敏性物质。用醋酸乙酯多次萃取含青霉素的玉米发酵液青霉素浓溶液。用正丙醇提取亚硫酸纸浆液中的香兰素。用TBP从发酵液提取柠檬酸。5三、在湿法冶金中的应用 萃取在冶金工业、核工业中都有广泛的应用。目前认为，只要价格相当或超过铜的有色金属如钴、镍、锆

3、、铪等，都应优先考虑用溶剂萃取法进行提取。 用溶剂LIX63-65 等螯合萃取剂从铜的浸取液中提取铜。6PYX4.1 三元体系的液-液相平衡与萃取操作原理 4-1-1 三角相图 三元体系的液-液相平衡关系常用“三角相图”表示。 脱溶剂基(除去S的影响)的平衡关系可以在“直角坐标”上表示出来。这里只介绍前者。 三角相图使用的三角形可以是：正 / 直角 / 等腰直角三角形或为了使某个组分的坐标放大而采用的增大边长的三角形。7一、组成表示点:ABS已知：CS/BS=60%，问C点处B、S的量及组成；EFBABS例：线:面:单组分双组分三组分M若向C中加A，则P点处各值。PxBxACCxA8直角三角形

4、相图MABSxAxSxBxA+ xS+ xB=19一、溶解度曲线和联结线溶解度曲线的做法加A由浊至清M1E1MR1QL 将B、S按一定比例混合为M点组成，静置得L、Q两液相；加一定量的A成M1点，静置得R1、E1； 至某量时出现清液，止。再加A，4-1-2 液-液相平衡关系在三角相图上的表示两相区均相区10二、辅助曲线和临界混溶点 辅助曲线 表示任意达平衡的两液相关系。其做法：PPP临界混溶点P 两个共轭组成在溶解度曲线上合二为一的点。11三、物系种类A、B完全互溶，B与S、A与S为两对部分互溶组分。A完全溶解于B、S中，B与S不互溶。单相区两相区A完全溶解于B、S中，但B与S为一对部分互溶组

5、分。联结线 (共轭组成)溶解度曲线类物质类物质12四、分配系数和分配曲线 1、分配系数分配系数kA 指某种物系在一定的温度下萃取，共轭相中A在E相中的组成yA与在R相中的组成xA之比。 kA值越大，表明A组分更多地进入E相，萃取分离的效果越好。 kA ,=,1kA=1kA 1的体系，其分配曲线位于对角线 y = x 的上方； kA ,=,1kA=1kA B组分的 yB，使R中xBxA萃取剂的选择性好。20只要 ，就可使 1。 更多的 A 进入 E 相，更多的 B 留在 R 相。 显然， 与 一样能用于判断过程是否能正常进行，且其值愈大于1，分离愈易进行。 1并不排除 kA1的情况。只要 kA1

6、，萃取操作就有效。如图：FSyA=0.078,xA=0.302,kA=0.26 =2.48yB=0.062,xB=0.602,kB=0.1021二、萃取剂S与稀释剂B的互溶度yA=0.21yB=0.19xA=0.06xB=0.81ER变小。虽然 kA1 且 =14.6， 但是萃取的效果还是 不太好。当B、S互溶度较大时，两相区互溶度小些为好。22三、S 回收的难易与经济性 因常用精馏回收S。所以由S 萃取 A 形成的E (S多A少)，最好使A 成为易挥发组分。分离R时，则因S少B多，使S 为易挥发组分。且AS和SB愈大愈好。 若S为易挥发组分，则其气化热要小。若S萃取能力大，则循环量小，E相中

7、S的回收费用低；或S在B中的溶解度小，也可减小R相中S的回收费用。 若 1，可以考虑用反萃取和结晶的方法分离。23四、萃取剂的其它物性 1. LL液-液分层速度设备生产能力 2. 界面张力 LL LL，分散相中的细小液滴易于聚结，有利于分层；但 LL，则液体不易分散，传质接触面积分离效果，此时需要较多的外加能量用于分散相的建立。 若 LL过小，液体易分散甚至产生乳化现象，难以分层。24 3. L,S S 的L,S利于两相的混合与分层、流动与传质。若S 的粘度太大，可以用其它溶剂调节。 萃取剂要有良好的化学稳定性，不分解不聚合，要有足够的热稳定性和抗氧化稳定性，对设备的腐蚀性要小；应具有较低的凝固点；