第九章 萃取.ppt

* 第三节 液-液萃取设备 * P233习题9-1 * P233习题9-2 * 第九章 液液萃取 第一节 液液萃取的基本原理 第二节 萃取操作流程与萃取过程的计算 第三节 液-液萃取设备 * 第一节 液液萃取的基本原理一、液液萃取简介 1.萃取原理: 利用液体混合物中各组分在溶剂中溶解度的差异而实现分离。 液-液萃取是分离均相液体混合物的单元操作之一。 溶质 A ： 混合液中欲分离的组分 稀释剂（原溶剂）B： 混合液中的溶剂 萃取剂S： 所选用的溶剂 * 2.基本过程描述 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 1.加料混合 2.静置分相 3.两相分离 4.分别回收萃取剂后得产品。 * 3.分离对象 ——均相液-液混合物 1）相对挥发度等于或者接近1 (如：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 * 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.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 * 三、三元体系液-液相平衡 三元物系 ①溶质A完全溶于原溶剂B及萃取剂S中，萃取剂S与原溶剂B完全不互溶 ——形成完全不互溶的混合液。 ②溶质A完全溶于原溶剂B及萃取剂S中，萃取剂S与原溶剂B部分互溶 ——形成部分互溶的混合液。 ③萃取剂S与原溶剂B部分互溶，与溶质A部分互溶——形成两对部分互溶的混合液。 第一种情况很少，第三种情况尽量避免，本章讨论第二种情况。 1.三元组成在三角形相图中的表示方法 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： 三角形内的任一点：一定组成的三元混合物 M点的组成为： M点：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 2.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） 溶解度曲线由若干组共轭相的组成点连接而成的曲线。 R2 E2 M2 R1 E1 M1 R3 E3 M3 P P点：临界混溶点,又叫褶点。该点R、E两相组成完全相同。 A S B 混合液A+B 萃取剂S 萃取相E(S+A+B) 萃余相R(B+A+S) 搅拌 · 溶解度曲线与联结线 单相区 两相区 M R E 平衡时的两液层R相和E相叫共轭相，两共轭相组成点的连线叫联结线。 溶解度曲线 将代表各平衡液层组成的坐标点连接起来的曲线叫溶解度曲线。 混合液A+B 萃取剂S 萃取相E(S+A+B) 萃余相R(B+A+S) 搅拌 · * 3.辅助曲线（又称共轭曲线） 辅助线的作法 C1 C2 C3 P 辅助线 的作用： 求任一平衡液相的共轭相 R E 一定温度下，任何物系的连结线有无穷多条，R、E两相组成有实验测定。因此常用一条辅助曲线间接表示互成平衡的两液层组成之间的关系。 * 4.杠杆规则 两相区内任一点M代表的混合液分为两个液层，即互成平衡的R相和E相. M点：合点； R、E：差点。它们之间的量关系符合杠杆规则。 ——萃取物料衡算的依据 单相区 两相区 F M R E 同理：若M由F和S混合而成，M为合点，F点和S点为差点，它们之间的量关系符合杠杆规则。 在三角型相图中，如果由两相混合成一个体系（或由一个体系分成两相），原来两相的组成点和混合后体系的组成点一定在一条直线上，并且两相质量的比与线段距离成反比。 * 5.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。 kA值与联结线的斜率有关。 式中： yA、yB—组分A、B在萃取相E中的质量分数； xA、xB —组分A、B在萃余相R中的质量分数。 * 联结线的斜率＞0 kA＞1，yA＞xA 联结线的斜率为0 kA =1，yA=xA 联结线的斜率＜0 kA＜1， yA＜xA kA值愈大，萃取分离的效果愈好。 * 四、萃取过程在三角形相图上的表示 ● F M R E · * 【例题9-1】 R2 E2 M2 R1 E1 M1 R3 E3 M3 P P(乙酸52.3，苯40.5，