青海大学萃取课件第三章第1节1详解.ppt

2017-4-10 第一节 概述 一、液—液萃取简介 二、液—液萃取在工业上的应用 三、液－液萃取过程的分类 第三章 液—液萃取 2017-4-10 一、液—液萃取简介 1、萃取原理 在欲分离的液体混合物(原料液)中加入一种与其不溶或部分互溶的液体溶剂(萃取剂)，经过充分混合，利用混合液中各组分在溶剂(萃取剂)中溶解度的差异，实现原料液中各组分一定程度分离的一种单元操作。 2017-4-10 萃取剂 (S) 混合槽 沉降分离 脱除溶剂 萃取液E’ 萃余液R’ S 萃取相 萃余相 -SE -SR E R 原料液F (A+B) 2、液－液萃取流程 加料 2017-4-10 液－液萃取流程-混合 原料液F (A+B) 萃取剂 (S) 混合槽 溶质A： 选用的溶剂对原料液中一组分有较大的溶解力，该易溶组分称为溶质，以A表示(混合液中欲分离的组分)。 稀释剂(原溶剂)B： 选用的溶剂对另一组分完全不溶解或部分溶解，该难溶组分称为稀释剂(或称原溶剂)，以B表示(混合液中的溶剂)。 萃取剂S： 所选用的溶剂。 2017-4-10 液－液萃取流程-沉降分离 含萃取剂S多的一相（A+SE+B少)称为萃取相，以E表示。 A的含量以yA表示 含稀释剂B多的一相（B+A少+SR）称为萃余相,以R表示。 A的含量以xA表示 E yA R xA 萃余相 萃取相 沉降分离 溶剂的要求：1、稀释剂与溶剂的互溶度 2、两相的密度 2017-4-10 液－液萃取流程-脱除溶剂 萃取相和萃余相脱溶剂后分别得萃取液（A+B少）和萃余液（ B+A少），以E’和R’表示。 萃取液E’ 萃余液R’ S 脱除溶剂 萃取相 萃余相 SE SR yA’ xA’ E R 2017-4-10 液－液萃取流程-总结 工业萃取过程由三个基本过程组成，即 （1）混合 采取措施使萃取剂和原料液充分混合，实现溶质A由原溶液向萃取剂传递。 （2）沉降分离 进行萃取相E和萃余相R的分离。 （3）脱除溶剂 萃取相和萃余相脱溶剂得到萃取液E’和萃余液R’，萃取剂循环使用。 2017-4-10 萃取过程特点－与蒸馏、吸收比较 单元操作 操作原理 扩散方式 液-液萃取 利用组分在萃取剂中溶解度不同分离液体混合物 单向扩散 蒸馏 利用组分的挥发度不同分离液体混合物 反向扩散 吸收 利用组分溶解度不同分离气体混合物 单向扩散 2017-4-10 3、分离对象——液液混合物 1) 混合液中组分的相对挥发度等于或者接近1(烷烃/芳烃)或者形成恒沸物。 2) 溶质在混合液中组成很低且为难挥发组分(水-HAc)。 3) 混合液含热敏性物质(制药和生物化工)。 4) 提取稀溶液中有价值的物质：多种金属物质的分离、核工业材料的制取、环境污染的治理(含酚废水处理)。 2017-4-10 分离对象-之一 沸点接近或相对挥发度接近于1的物系分离： 2017-4-10 分离对象-之二 恒沸物分离： 乙醇-水二元 混合物相图 2017-4-10 分离对象-之三 热敏性物质的分离： 　　 在生化制药的过程中，生成复杂的有机液体混合物，这些物质大多为热敏性混合物。选择适当的溶剂进行萃取，可避免受热损坏，提高有效物质的收率。例如青霉素的生产，用玉米发酵得到的含青霉素的发酵液，以醋酸丁脂为溶剂，经过多次萃取得到青霉素的浓溶液。 2017-4-10 分离对象-之四 组分浓度低且为难挥发组分的分离： 以乙酸乙酯为萃取剂从稀醋酸水溶液中回收醋酸（90%左右）。 2017-4-10 1) 选择适宜的溶剂是一个关键问题 外界加入萃取剂建立两相体系，萃取剂与原料液只能部分互溶，完全不互溶为理想选择。 2) 萃取是一个过渡性操作，萃取相和萃余相脱溶剂后才能得到富集A或B组分的产品。 3) 常温操作，适合于热敏性物系分离，并且显示出节能优势。 4) 三元甚至多元物系的相平衡关系更为复杂，根据组分B、S的互溶度采用多种方法描述相平衡关系，其中三角形相图在萃取中应用比较普遍。 4、萃取操作的特点 2017-4-10 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 分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馏分中分离二甲苯及其同分异构体 2、液—液萃取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、液—液萃取湿法冶金中的应用 用溶剂LIX63-65等螯合萃取剂从铜的浸取液中提取铜 2017-4-10 4