萃取的基本原理范例.pptx

萃取的基本原理 ------影响萃取操作的主要因素 萃取过程为液-液相传质，操作压力对萃取操作基本无影响。萃取剂与溶质大都为有价值的工业原料，必须分别回收，因此，萃取剂的选择是影响萃取操作的主要因素。适宜的萃取剂是萃取过程能够经济合理地进行的关键。此外，影响萃取操作的因素还有温度及传质设备等。 一、萃取剂的选择 1.萃取剂的选择性 2.溶质及原溶剂在萃取剂中的溶解度 3.萃取剂的密度与界面张力 4.萃取剂回收的难易 5.萃取剂的化学性质及其他 1.萃取剂的选择性 选择萃取剂的首要因素是萃取剂对原料液中溶质A与溶剂B的选择性.选择性的大小用选择系数表示，定义溶质A与溶剂B的分配系数之比为选择性系数，记作β，即 当β≤1时，组分A与B在萃取相中的浓度比小于或等于在萃取相中的浓度比，不能用萃取的方法分离；故所选萃取剂的β值应大于1. β与溶质A在共轭相的分配系数Ka有关，影响Ka的因素均影响β。选用良好的萃取剂，利于提高萃取过程的速率，使操作简单，并利于获得纯度较高的溶质A。 2.萃取及原溶剂在萃取剂中的溶解度 溶质A在萃取剂中的溶解度大时，便于在萃取相中富集溶质A，提高萃取的传质速率，减少萃取剂的用量及其回收费用。通常宜选用分配系数大的萃取剂，最好是Ka1，即分配曲线在Ya=Xa线的上方。 原溶剂B在萃取剂中的溶解度通常称为二者的互溶度。当互溶度小时，选择系数大，分离效果越好，萃取操作简单，萃取剂的损失小。当萃取剂与原溶剂B完全不互溶时最为有利。 书例题8-2 3.萃取剂的密度与界面张力 萃取剂的密度与界面张力都是影响分层速率的重要因素。萃取剂与溶剂间的界面张力大时，细小液滴易凝结，利于萃取相与萃余相分层，但过大则液体不易分散，两者接触面积变小，是传质速率降低；界面张力小时，虽利于液相分散，可提高传质速率，却使液滴过于细小，难以聚结。严重时还会发生乳化现象，使液相难以分层。实际生产中，分层速率更为重要，故一般多选用界面张力较大的物质做萃取剂。 4.萃取剂回收的难易 萃取的回收方法有物理法和化学法两种。 物理法：利用萃取剂与溶质A挥发度的差异，运用蒸馏或蒸发技术来分离萃取剂与溶质A，或通过降低温度使溶质A结晶析出，这些方法称为物理法。 化学法：向萃取相中加入某种化学物质，使其与溶质A形成不溶于萃取剂的盐类，实现萃取剂与溶质分离的方法称为化学法 选择回收方法时，需兼顾可行性与经济性。 5.萃取剂的化学性质及其他 萃取剂应当具有良好的化学稳定性、热稳定性及抗氧化性能，应当不易燃不易爆、毒性小、对设备的腐蚀性小、粘度小、凝固点低、来源较广、价格较低等。 二、萃取温度 温度影响物系的互溶度。通常温度降低，互溶度减小，对萃取过程有利；但温度还会影响溶液的界面张力、粘度等物理性质，故应当适当选择萃取温度。水处理中通常采用常温萃取。