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第九章 萃取 Extraction § 9－1 概述 液-液萃取，又称溶剂萃取，简称萃取，在某些行业（如炼油工业）常称为抽提，是一种应用广泛、发展迅速的分离液体混合物的单元操作。 一、萃取概念 萃取：利用液体混合物中各组分在某一溶剂中溶解度的差异, 分离液-液混合物的单元操作。 萃取至少涉及三个组分：原料液中的两个组分及溶剂。本章只讨论三元体系。 §9－2 三元体系的液—液平衡关系  § 9－2－1 三角形相图 三角形坐标可用来描述三元混合物的组成。三角形坐标可以是等边三角形，任意三角形，直角三角形。等腰直角三角形更为常用。 溶液的组成通常用质量分率来表示,萃取相的组成用yi表示，萃余相的组成用xi来表示。 § 9－2－2 三角形相图中的平衡关系 一、溶解度曲线 A-B-S三元体系：A与B完全互溶，A与S完全互溶， B与S部分互溶—Ⅰ类物系。 § 9－3 萃取过程在三角形相图上的表示 单级萃取操作过程可在三角形相图上清晰地表示出来。相图中的溶解度曲线、联结线（有限的几条）以及辅助线都是已知的（根据文献获得或实验测定）。 § 9－4 萃取剂的选择 萃取剂的性质直接影响萃取操作的经济性，因此选择适宜的萃取剂是萃取操作的关键。通常，萃取剂选择需考虑以下几个问题。 本章小结 1、什么是萃取？萃取分离的依据是什么？ 2、萃取操作分为哪三个基本过程？何谓萃取相与萃余相？ 3、萃取分离液体混合物主要应用于什么情况下更为经济合理？ 4、掌握组成在三角形相图上的表示方法。 5、掌握三角形相图中的液－液相平衡（溶解度曲线、联结线、辅助线及临界混溶点）。 四、分配曲线 将三角形相图中溶质A在萃余相R中组成xA和萃取相E中组成yA转换到直角坐标系中，获得一条表示液－液两相平衡时，溶质A的分配关系的曲线，称为分配曲线。 K N K点因为联结线无限短，R相于E相重合，所以yA=xA，则K点在对角线上。 分配曲线的分析 ①曲线上的K点为临界混溶点。 ②分配曲线表达了萃取操作中互成平衡的两个液相E相和R相中溶质A的分配关系。所以可以利用分配曲线求得三角形相图中任一联结线。 ③若在分层区内yA均大于xA，即分配系数kA＞1，则分配曲线位于y=x直线的左上方，反之则位于y=x直线的右下方。 如：在A与B及S均完全互溶，而B与S部分互溶的条件下，在分层区的浓度范围内，E相内溶质A的浓度yA都大于R相内溶质A的浓度xA，即 yA xA，亦即分配系数kA1，所以分配曲线位于y=x线的左上方。 在A与B及S均完全互溶，而B与S部分互溶的条件下，在分层区的浓度范围内，E相内溶质A的浓度yA都大于R相内溶质A的浓度xA，即 yA xA，亦即分配系数kA1，所以分配曲线位于y=x线的左上方。 分配曲线表达了萃取操作中互成平衡的两个液相E相和R相中溶质A的分配关系。所以可以利用分配曲线求得三角形相图中任一联结线。 五、温度对相平衡的影响 1、温度升高，一般情况下溶质在溶剂中的溶解度增大 ，两相区的面积减小，不利于萃取操作。 温度升高，溶质在溶剂中的溶解度增大 ，两相区的面积减小。 2、温度变化还能引起溶解度曲线形状的明显变化，说明温度变化会物系类型的改变。 当温度T1低时，为Ⅱ类物系，温度升高到T2后变为Ⅰ类物系。 所以，温度明显地影响溶解度曲线的形状、联结线的斜率以及两相区的面积，而且，还能引起物系类型的改变。 六、 杠杆规则 ???? 质量分别为Rkg的R相（其组成分别为xA、 xB、 xS ）和Ekg的E相（其组成分别为yA、yB、yS ）相混合，两者混合后形成新的混合液M。 M点称为R、E点的和点，R点和E点称为差点。混合液M的量与两液相R、E之间量的关系由杠杆规则确定。 混合物M的量：M=R+E混合物E的量：E= M - R ?? （1）在三角形坐标ABS中，代表混合液总组成的M点与代表两液层组成的R、E点处于同一条直线上，即M点位于R、E点的连接线上； （2）R相和E相的量与线段ME及MR成正比例： 若于A、B二元原料液F中加入纯萃取剂S，则混合液总组成的坐标M点沿FS线而变，具体位置有杠杆规则确定： 杠杆规则： 一、AB边上的F点 F点代表溶质A与原溶剂B构成的原料液。 二、在原料液F中加入纯萃取剂S 变为三元体系。物系点将在直线FS上自F点逐渐向S点趋近。