第四章 液液萃取 1.pptx

4液液萃取4.1 分配系数4.2 萃取剂的选择4.3 液液萃取流程4.4 萃取设备(自主学习)4.1 液液萃取过程基本概念 利用液体混合物中各组分在外加溶剂中溶解度的差异而将目标产物从混合物中分离开来的操作，称为液液萃取，也叫溶剂萃取，简称萃取。萃取相中起萃取作用的组分称为萃取剂，起溶剂作用的组分称为稀释剂或溶剂。 具有处理量大、分离效果好、回收率高、可连续操作以及自动控制 等特点，因此得到了广泛的应用。相界面4.1 液液萃取过程 利用液体混合物中各组分在外加溶剂中溶解度的差异而将目标产物从混合物中分离开来的操作，外加溶剂称为萃取剂。（液相）Extract phase(raffinate phase)4.1 液液萃取过程液液萃取在工业上的应用 炼油和石化工业中石油馏分的分离和精制，如烷烃和芳烃的分离，润滑油的精制等； 湿法冶金：铀等放射性元素、稀土、铜等有色金属、金等贵金属的分离和提取； 磷和硼等无机资源的提取和净化； 医药工业中的多种抗生素和生物碱的分离提取； 食品工业中有机酸的分离和净化； 环保处理中有害物质的脱除等。萃取剂S 萃取剂 S原料 A+B萃取相 E萃取液E ’萃余液R’萃余相 R萃取剂S 常见的萃取操作流程4.1 液液萃取过程4.1.1 特点和主要研究内容 液液萃取过程的特点 (1)萃取过程的传质前提是两个液相之间的相互接触； (2)两相的传质过程是分散相液滴和连续相之间相际传质 过程。 (3)两相间的有效分散是提高萃取效率的有效手段。 (4)两相的分离需借助两相的密度差来实现。 (5)液液萃取过程可以在多种形式的装置中通过连续或间 歇的方式实现。4.1.1 特点和主要研究内容2. 液液萃取的主要研究内容 (1)确定萃取体系 包括被萃相体系和萃取相体系的构成，如被萃相的酸碱度、萃取相的稀释剂等。 (2)测定相平衡数据 分配系数和分离系数。 (3)确定工艺和操作条件 萃取剂和稀释剂用量、被萃物浓度、萃取温度等。 (4)萃取流程的建立 完整的萃取和反萃流程。 (5)设备的确定 设备形式和结构。4.2.1 萃取过程中的常用名词分配系数 达到萃取平衡时，被萃物在两相中的浓度比称为被萃物的分配比，也称为分配系数。yA组分A在E相中的组成， xA组分A在R相中的组成。分配比kA的值越大，被萃物越容易进入萃取相。------分配系数 特点：kA ＞1 ， kB＜1;溶质分配系数与温度和组成相关，T、C kA4.2.2 萃取过程中的常用名词选择性系数选择性系数又称为分离因子，表示被萃相中两种物质可被某种萃取剂所分离的难易程度，它等于这两种物质在相同萃取条件下的分配比之比。?＞1，且?越大(kA越大越好，kB越小越好)，萃取剂的选择性越好，两种物质越容易分离；反之则不容易。4.2.3 萃取剂的选择和常用萃取剂1. 萃取剂的选择 (1) 萃取剂应具备的特点 ①萃取剂中至少要有一个能与被萃物形成萃合物的官能团。常见的萃取官能团通常是一些包含N、O、P、S的基团。 ②萃取剂中还应包含具有较强亲油能力结构或基团，如长链烃、芳烃等，以利于萃取剂在稀释剂中的溶解，并防止被萃相对它的溶解夹带损失。4.2.4 萃取剂的选择和常用萃取剂(2)萃取剂选择要点 ①选择性好 表现为分离系数大。 ②B与S互溶度越小越好，萃取相与萃余相密度差异大。 ③化学稳定性强 耐酸碱、抗氧化还原、耐热、无腐蚀。 ④易与原料液相分层 不乳化、不产生第三相。 ⑤易于回收 便于萃取剂的重复利用。 ⑥安全性好 无毒或低毒、不易燃、难挥发、环保。 ⑦经济性好 成本低、损耗小。4.2.5 萃取剂的选择和常用萃取剂2. 常用萃取剂 ①中性萃取剂 包括含磷类、含氧类和含硫类重型萃取剂，如磷酸三丁酯(TBP)、甲基异丁基酮(MIBK)、二辛基亚砜(DOSO)等。 ②有机酸萃取剂 包括有机磷酸、有机磺酸、羧酸等。 ③胺类萃取剂 各种有机胺和胺盐。 ④螯合萃取剂 各种有机螯合物、冠醚等。4.3.1萃取流程1. 单级萃取流程萃取相 E萃取剂 S萃取器原料液F萃余相 R优点：设备简单，操作容易；缺点：溶剂消耗大，溶质在萃余相中残存较多，分离效率不高。4.3.2 多级萃取流程2. 多级错流萃取过程 特点：①每一级均用新鲜萃取剂，故传质推动力较大； ②萃取剂用量大，操作费用高。4.3.3 多级萃取流程3. 多级逆流萃取过程 特点：①萃取剂用量较小，传质推动力较为均匀 ； ②不能获得高浓度的最终萃取相4.3.4 多级萃取流程4. 有回流的多级逆流萃取过程 Ei增浓段提取段原料液F特点：①同时获得溶质含量较高的萃取相和溶 质含量较低的萃余相