第四章液液萃取01

第四章

液－液萃取

通過(guò)本章學(xué)習(xí)，掌握液－液相平衡在三角形相圖上的表示方法，能用三角形相圖對(duì)單級(jí)萃取過(guò)程進(jìn)行分析和計(jì)算。了解多級(jí)萃取過(guò)程的流程與計(jì)算方法；了解萃取設(shè)備的類(lèi)型及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。學(xué)習(xí)目的與要求最早利用萃取技術(shù)的國(guó)家：中國(guó)，2000年前

19世紀(jì)初，Nernst提出分配定律1879年，Soxhlet發(fā)明提取器（索式提取器）1842年，Peligot，乙醚從硝酸溶液中萃取硝酸鈾酰1925年，雙硫腙作為萃取劑，應(yīng)用于定量分析1945年，用磷酸三丁酯作核燃料萃取劑1959年，用噻吩甲酰三氟丙酮進(jìn)行鈾和超鈾元素的分離發(fā)展歷史4.1概述

液-液萃取，又稱(chēng)溶劑萃取，簡(jiǎn)稱(chēng)萃取定義：利用混合液中各組分在不完全互溶的兩個(gè)液相之間不同的分配關(guān)系（溶解度差異）、通過(guò)相際間物質(zhì)傳遞達(dá)到分離、富集及純化的操作過(guò)程。優(yōu)點(diǎn)：處理能力大、選擇性好、常溫操作、能耗較低、易于連續(xù)操作和自動(dòng)控制萃取中常用名詞（1）溶質(zhì)A：欲分離的組分（2）稀釋劑B：原溶劑、惰性溶劑（3）萃取劑S：萃取過(guò)程外加溶劑（4）萃取相E：以S為主，溶有較多A（5）萃余相R：以B為主，含有未被萃取完A

B+A+SS+A+B一、萃取原理形成兩相體系的方法引入一液相（萃取劑S）分離物系液體混合物萃取原理：液體混合物(A+B)引入另一液相（S）各組分在萃取劑中溶解度不同液相E(萃取相)(S+A+微量B)液相R(萃余相)(B+微量A、S)示例用苯萃取分離醋酸和水混合物萃取操作示意圖二、萃取過(guò)程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析萃取將難分離的原料液轉(zhuǎn)化為兩個(gè)易分離的混合液后續(xù)操作：蒸餾、蒸發(fā)、結(jié)晶等選擇蒸餾或萃取，取決于技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性（1）組分α

接近1，或形成恒沸物；（2）溶質(zhì)在混合液中含量低且為難揮發(fā)組分；（3）混合物含熱敏性組分。易采用萃取法的體系：三、萃取操作的特點(diǎn)萃取劑與混合液部分互溶或完全不互溶萃取劑選擇性好，則yA/yB

>xA/xB萃取是過(guò)渡操作，需有后續(xù)脫溶劑過(guò)程常溫操作，適合熱敏性物系，有節(jié)能優(yōu)勢(shì)三元或多元體系的相平衡關(guān)系復(fù)雜，需在三角形相圖上表達(dá)四、萃取過(guò)程的分類(lèi)按有無(wú)化學(xué)反應(yīng)分類(lèi)萃取化學(xué)萃取物理萃取

√按萃取級(jí)數(shù)分類(lèi)多級(jí)逆流萃取

萃取多級(jí)萃取單級(jí)萃取

√多級(jí)并流萃取

按萃取技術(shù)分類(lèi)雙溶劑萃取單溶劑萃取

√膜萃取凝膠萃取超臨界萃取萃取反向膠團(tuán)萃取按萃取組分?jǐn)?shù)目分類(lèi)萃取多組分萃取單組分萃取

√一、組成在三角形相圖上的表示方法萃取為三元物系的分離過(guò)程溶質(zhì)A原溶劑B萃取劑S三角形坐標(biāo)圖等邊三角形坐標(biāo)圖等腰三角形坐標(biāo)圖非等腰三角形坐標(biāo)圖√4.2液-液相平衡三角形相圖（1）頂點(diǎn)代表純組分（溶質(zhì)）（原溶劑）（萃取劑）（2）每條邊代表二元溶液坐標(biāo)表示質(zhì)量分?jǐn)?shù)

xA+xB=1（3）相圖中點(diǎn)代表三元溶液xAxSxB

xB=1-

xA-xS

杠桿規(guī)則

RE

R點(diǎn)：組成為xA、xB、xS，質(zhì)量為R的溶液E點(diǎn)：組成為yA、yB、yS，質(zhì)量為E的溶液xA

xS

yA

yS

（1）表示新混合液組成的M點(diǎn)落在表示兩原溶液組成的E、R兩點(diǎn)的連線(xiàn)上（2）M點(diǎn)位置由線(xiàn)段MR與ME之比等于E與R之比確定：MR/ME=E/R

zA

zS

MM點(diǎn)稱(chēng)為E、R兩點(diǎn)的和點(diǎn)E、R兩點(diǎn)稱(chēng)為差點(diǎn)（和點(diǎn)）（差點(diǎn)）（差點(diǎn)）原料液F中加入萃取劑S，所得混合液M的組成如何判斷？FM

增加萃取劑S的用量，M點(diǎn)的位置如何變化？M’從三組分溶液Q1中除去部分溶質(zhì)A，所得溶液Q2組成如何判斷？Q1

Q2

和點(diǎn)總在連線(xiàn)上差點(diǎn)在延長(zhǎng)線(xiàn)上二、部分互溶物系的相平衡按A、B、S互溶性，將體系分為兩類(lèi)：第I類(lèi)物系：A完全溶于B及S，B與S部分互溶（B與S不互溶）第II類(lèi)物系：A、B完全互溶，A與S及B與S部分互溶

1.溶解度曲線(xiàn)R

H

R1

R2

R3

E

E1

E2

溶解度曲線(xiàn)

2.平衡聯(lián)結(jié)線(xiàn)E

R

M

平衡聯(lián)結(jié)線(xiàn)：聯(lián)結(jié)兩共軛液相組成的直線(xiàn)溶解度曲線(xiàn)：

將三角形相圖分為兩個(gè)區(qū)域：曲線(xiàn)以外為均相區(qū)曲線(xiàn)以?xún)?nèi)為兩相區(qū)兩相區(qū)內(nèi)混合液分為相互平衡的兩液相，稱(chēng)為共軛相聯(lián)結(jié)線(xiàn)、溶解度曲線(xiàn)由實(shí)驗(yàn)測(cè)得平衡數(shù)據(jù)作出萃取操作只能在兩相區(qū)內(nèi)進(jìn)行R

3.輔助線(xiàn)E

輔助線(xiàn)：利用輔助線(xiàn)可求任一平衡液相的共軛相P

4.