资源描述
,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第八章 液液萃取,Solvent Extraction,一、液液萃取简介,二、液液萃取在工业上的应用,三、液液萃取的根本流程,第一节 概述,2024/11/15,一、,液液萃取简介,1、萃取原理,在欲别离的液体混合物中参加一种与其不溶或局部互溶的液体溶剂，经过充分混合，利用混合液中各组分在溶剂中溶解度的差异而实现别离的一种单元操作。,溶质,A,：,混合液中欲别离的组分,稀释剂原溶剂B：,混合液中的溶剂,萃取剂,S,：,所选用的溶剂,2024/11/15,2、根本过程描述,混合液,A+B,萃取剂,(溶剂,S),萃取相(,S+A+,B,),萃余相(,B+,A+S,),搅拌,加料,混合,分相,排除,纯化和回收,2024/11/15,3、别离对象,液液混合物,1相对挥发度等于或者接近1(烷烃/芳烃),2重组分 含量少，轻组分含量多(水-HAc)(含酚废水处理),3混合液含热敏性物质药物,4、萃取操作的特点,选择适宜的溶剂是一个关键问题,两个液相应具有一定的密度差,溶质与萃取剂的沸点差大有利,2024/11/15,二、,液液萃取在工业上的应用,1、液液萃取在石油化工中的应用,别离轻油裂解和铂重整产生的芳烃和非芳烃混合物,用酯类溶剂萃取乙酸，用丙烷萃取润滑油中的石蜡,以HF-BF3作萃取剂，从C8馏分中别离二甲苯及其同分异构体,2、在生物化工和精细化工中的应用,以醋酸丁酯为溶剂萃取含青霉素的发酵液,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TBP从发酵液中萃取柠檬酸,3、湿法冶金中的应用,用溶剂LIX63-65等螯合萃取剂从铜的浸取液中提取铜,2024/11/15,三、液液萃取的根本流程,萃取,单组分萃取,双组分萃取回流萃取,单级萃取或并流接触萃取,多级错流萃取,多级逆流萃取,连续逆流萃取,2024/11/15,第八章 液液萃取,Solvent Extraction,一、,组成在三角形相图上的表示方法,二、,液-液平衡关系在三角形相图上的表示法,三、,萃取过程在三角形相图上的表示,四、,萃取剂的选择,第二节 三元体系液液相平衡,2024/11/15,三元物系,溶质,A,可溶于稀释剂,B,及萃取剂,S,中，但萃取剂,S,与稀释剂,B,不互溶,溶质A可溶于稀释剂B及萃取剂S中，稀释剂B与萃取剂S也可局部互溶,三元混合液中有两对组分可局部互溶，即溶质A与萃取剂S局部互溶，稀释剂B与萃取剂S也局部互溶,2024/11/15,一、组成在三角形相图上的表示方法,1、三元组成在三角形相图中的表示法,三个顶点：,纯物质,三条边上的点,：二元混合物的组成,A,B,S,H,M,D,E,G,F,K,H,点的组成为：,2024/11/15,三角形内的任一点：,一定组成的三元混合物,M,点的组成为：,直角三角形相图,M,点的横坐标表示萃取剂,S,的质量百分数,纵坐标表示溶质,A,的质量百分数,2024/11/15,2、杠杆法那么,三点共线,M,点：合点,D、E：,差点,D,E,线段成比例,萃取物料衡算的依据,2024/11/15,二、,液-液平衡关系在三角形相图上的表示法,1、溶解度曲线与联结线共轭线,1溶解度曲线,单相区,两相区,F,M,R,E,共轭相：,R,相和,E,相,联结线共轭线：,RE,2024/11/15,2溶解度曲线的实验方法,R,2,E,2,M,2,R,1,E,1,M,1,R,3,E,3,M,3,J,混溶点,2024/11/15,2、辅助曲线和临界混溶点,辅助线的作法,C,1,C,2,C,3,P,辅助线 的作用：,求任一平衡液相的共轭相,R,E,P,点：,临界混熔点或褶点,特征是什么？,2024/11/15,3、分配系数和分配曲线,1分配系数,分配系数表达了某一组分在两个平衡液相中的分配关系。,k,A,值与联结线的斜率有关。,2024/11/15,联结线的斜率0,k,A,1,，y,A,x,A,联结线的斜率为0,k,A,=1，,y,A,=x,A,联结线的斜率0,k,A,1，y,A,x,A,kA值愈大，萃取别离的效果愈好。,2024/11/15,2分配曲线,分配曲线的数学表达式,2024/11/15,4、温度对相平衡关系的影响,物系的温度升高，溶质在溶剂中的溶解度加大,温度升高，分层区面积缩小,T,1,T,2,T,3,2024/11/15,三、萃取过程在三角形相图上的表示,F,M,R,E,2024/11/15,四、萃取剂的选择,1、萃取剂的选择性和选择性系数,1萃取剂的选择性,2024/11/15,=1,，,A、B两组分用萃取别离不适宜；,1，萃取时组分A可以在萃取相中浓集，越大，组分A与B萃取别离的效果越好。,2选择性系数和分配系数的关系,kA愈大，kB愈小，选择性系数愈大,选择性系数表示萃取剂对组分A，B溶解能力差异的大小,2、萃取剂,S,与稀释剂,B,的互溶度,组分,B,与,S,的互溶度影响溶解度曲线的形状和分层面积。,2024/11/15,B、S互溶度小，分层区面积大，可能得到的萃取液的最高浓度ymax较高。B、S互溶度愈小，愈有利于萃取别离。,2024/11/15,3、萃取剂回收的难易,被别离体系相对挥发度大，用蒸馏方法别离；,如果接近1，可用反萃取，结晶别离等方法。,4、萃取剂的其它性质,1萃取剂的密度,萃取剂与被别离混合物应有较大的密度差,2界面张力,界面张力较大时，有利于分层；界面张力过大，难以使两相混合良好；,2024/11/15,界面张力较小时，两相难以别离。,首要考虑的还是满足分层的要求。,一般不选界面张力过小的萃取剂。,3粘度,粘度小对萃取剂有利,5、一般工业要求,化学稳定性、不易聚合、分解，有阻垢的热稳定性，抗氧化的稳定性，对设备的腐蚀性小，无毒，来源容易，价格廉价等,2024/11/15,第八章 液液萃取,Solvent Extraction,一、,单级萃取的流程与计算,二、,多级错流接触萃取的流程与计算,三、,多级逆流萃取的流程与计算,四、,连续逆流萃取的流程与计算,第三节 萃取过程的计算,2024/11/15,一、单级萃取的流程与计算,1、单级萃取的流程,原料液,F,萃取剂,S,萃余相,R,萃取相,E,2、单级萃取的计算,1萃取剂与稀释剂局部互溶的体系,2024/11/15,F,R,E,M,E,R,D,G,2024/11/15,2萃取剂与稀释剂不互溶的体系,萃取相中溶质,A,的浓度,萃余相中溶质,A,的浓度,2024/11/15,当萃取剂为纯溶剂时，,Y,0,=0,单级萃取的操作线方程,X,F,E,1,X,1,Y,1,2024/11/15,二、多级错流接触萃取的流程与计算,1、多级错流接触萃取的流程,2024/11/15,2、多级错流萃取的计算,1萃取剂和稀释剂局部互溶的体系,M,1,R,1,E,1,M,2,R,2,E,2,M,3,E,3,R,3,2024/11/15,2萃取剂和稀释剂不互溶的体系,对第一级：,第2到,N,级,：,错流萃取每一级的操作线方程,a直角坐标图解法,2024/11/15,O,E,Y,0,X,F,V,-,B/S,1,E,1,X,1,Y,1,U,-,B/S,2,E,2,X,2,Y,2,-,B/S,3,2024/11/15,b解析法,分配曲线：,设：,萃取因子,2024/11/15,三、多级逆流萃取的流程与计算,1、多级逆流萃取的流程,2024/11/15,2、多级逆流萃取的计算,1萃取剂与稀释剂局部互溶的体系,F,R,N,M,E,1,R,1,E,2,R,2,E,3,2024/11/15,对第一级作总物料衡算,对第二级作总物料衡算,依此类推，对第,n,级作总物料衡算,2024/11/15,操作点,2萃取剂与稀释剂不互溶的体系,a直角坐标图解法,在第一级与第N级间作溶质A的物料衡算,逆流萃取的操作线方程,2024/11/15,X,Y,O,E,X,F,Y,1,P,1,X,N,S,E,1,P,2,2024/11/15,b解析法,3多级逆流萃取的最小溶剂用量,X,Y,O,E,X,R,X,F,k,1,k,2,k,min,Mmin,2024/11/15,四、,连续逆流萃取的流程与计算,1、连续逆流萃取的流程,2024/11/15,2、连续逆流萃取的计算,1理论级当量高度法,2传质单元法,当分配曲线为直线时，萃余相总传质单元数的解析计算式为：,2024/11/15,
展开阅读全文