化工单元操作第二版第九章萃取.ppt

二、萃取在工业生产中的应用 （3）萃取剂 不仅与原溶剂 部分互溶而且与溶质 也部分互溶，形成两对部分互 如图中的点，过点分别作三个边的平行线 、 与 ， 线在 点分为左右两部分， 点称为临界混溶点，又称褶点，通过这一点的联结线无 借辅助曲线即可从某一液相（ 相和 相）的已知组成，用图 即： 即： 不同物系具有不同的分配系数 值，同一物系 值随温度及溶质浓度而变化，在 规则来确定， 由β值的大小可判断所选择萃取剂是否适宜和分离的难易。 较小。显然萃取剂 与原溶剂 的互溶度越小，越有利于萃取。 2．操作温度的影响 与萃取剂 借助于搅拌器的作用在萃取器内进行充分混合，然后将混合液引入分离 1.设加入的萃取剂 是 纯态的，故的组成位于三角形的右顶点。由已知原料液组成 也可由杠杆规则求得： 二、多级萃取流程 萃余液 。各级分出的萃取相 、 、 汇集后送到萃取剂回收设备，得到萃取液。 与萃取相 可分别送入萃取剂 回收设备回收萃取剂循环使用。这种流程与上述多级错 图9-12a所示是由带有搅拌器的混合槽和分离槽组合成一组的萃取设备，称为混合-澄清 填料萃取塔与用于吸收的填料塔基本相同，即在塔体内支承板上充填一定高度的填料 （3）转盘萃取塔 定在中央转轴上的水平圆盘，圆盘称为转盘。操作时水平圆盘随中心轴而高速旋转， 产生500～5000倍于重力的离心力来完成两相的分离，所以使密度差很小、容易乳化的 1 第九章 萃取 第一节 液-液萃取的基本原理 一、基本概念 液-液萃取是分离均相液体混合物的单元操作之一。利用液体混合物中各组分在某 溶剂中溶解度的差异，而达到混合物分离的目的。萃取属于传质过程。本章主要讨论双 组分均相液体混合物（ ）的萃取过程。 所选用溶剂称为萃取剂 ，混合液中被分离出的组分称为溶质 ，原混合液中与萃 取剂不互溶或仅部分互溶的组分称为原溶剂 。操作完成后所获得的以萃取剂为主的 溶 液称为萃取相 ，而以原溶剂为主的溶液称为萃余相 。除去萃取相中的萃取剂后得 到的液体称为萃取液 ，同样，除去萃余相中的萃取剂后得到的液体称为萃余液 。 可见，萃取操作包括下列步骤： ）与萃取剂 的混合接触； （2）萃取相 与萃余相 的分离； （3）从两相中分别回收萃取剂而得到产品 、 。 （1）原料液（ 2 1．溶液中各组分的相对挥发度很接近或能形成恒沸物，采用一般精馏方法进行分离 需要很多的理论板数和很大的回流比，操作费用高，设备过于庞大或根本不能分离。 2．组分的热敏性大，采用蒸馏方法易导致热分解、聚合等化学变化。 3．溶液沸点高，需要在高真空下进行蒸馏。 4．溶液中溶质的浓度很低，用蒸馏方法能耗太大，经济上不合理。 三、液-液平衡关系 液-液萃取至少涉及三种物质，即原料液中的溶质 和原溶剂 ，以及萃取剂 。 加入的萃取剂 与原料液（ ）形成的三组分物系有三种类型。 （1）溶质 完全溶于原溶剂 及萃取剂 中，但萃取剂 与原溶剂 完全不互溶， 形成一对完全不互溶的混合液 与原溶剂 部分互溶，与溶质 完全互溶， ； （2）萃取剂 ，形成一对部分互溶的混 合液； 3 溶的混合液。 第一种情况较少见，第三种情况应尽量避免，我们讨论的是第二种情况。 1．三组分系统组成的表示法 图9－1 组成在三角形相图上的表示方法 在图9-1中，三角形的三个顶点分别表示纯组分。 习惯上以顶点 表示溶质， 顶点 表示原溶剂， 顶点 表示萃取剂。 三角形任何一个边上的任一点代表一个二元混合物， 如 边上的 点代表由 和 两组分 组成的混合液，其中 的质量分数为0.7， B为0.3。 三角形内任一点代表一个三元混合物， 4 其中 的质量分数以线段 表示, 的以线段 表示， 的以线段 表示。 2．溶解度曲线和联结线 在组分 和 的原料液中加入适量的萃取剂 ，经过充分的接触和静置后，形成 图9－2 溶解度曲线与联接线 两个液层萃取相 及萃余相 。 达到平衡时的两 个液层称为共轭相。若改变萃取剂 的用量，则得 到新的共轭相。在三角形坐标图上，将代表各平衡 液层的组成坐标点联结起来的曲线称为溶解度曲线， 如图9-2所示。曲线以内为两相区，以外为单相区。 图中点 及 表示两平衡液层萃余相 及萃取 相 的组成坐标，两点的联线称为联结线。溶解度 曲线是根据若干组共轭相的组成绘出的。溶解度曲 5 限短，