液液萃取原理

1、第 四 章液液萃取1液液萃取原理與特點處理對象 均相混合液造成兩相 利用溶解度差異, 加入第三種組分-萃取劑 兩相狀態(tài) 液-液2一個萃取級F:A+BSE:A+SR:B+(A,S)混合器分層器A溶質B原溶劑S萃取劑E萃取相， yAR萃余相 xAE萃取液R萃余液M對該級做總物衡 F+S=M=E+R 3F:A+BSE:A+SR:B+(A,S)M圖示 為采用單一萃取劑萃取一種溶質的系統(tǒng)中有三個組分； 若采用兩種互不相溶的“雙溶劑”做萃取劑，或萃取兩個或兩個以上的溶質組分，則系統(tǒng)將涉及更多的組分多組元體系。本章只討論前者。 某些情況下萃取比精餾更經濟，如：物系的 1，或為恒沸物； 溶質濃度很低，且為難揮

2、發(fā)組分；當A不耐熱時，采用通常是在常溫下進行的萃取操作更為有利，避免受熱分解、聚合或發(fā)生其它化學反應。4液液萃取在工業(yè)上的應用 一、在石油化工中的應用 廣泛應用于各種有機物的分離和提純。如分離由輕油裂解和鉑重整產生的芳烴和非芳烴混合物；分離乙苯-二甲苯體系；從C8中分離二甲苯及其同分異構體。( 1) 二、在生物化工和精細化工中的應用 如：生化藥劑大多為熱敏性物質。用醋酸乙酯多次萃取含青霉素的玉米發(fā)酵液青霉素濃溶液。用正丙醇提取亞硫酸紙漿液中的香蘭素。用TBP從發(fā)酵液提取檸檬酸。5三、在濕法冶金中的應用 萃取在冶金工業(yè)、核工業(yè)中都有廣泛的應用。目前認為，只要價格相當或超過銅的有色金屬如鈷、鎳、鋯

3、、鉿等，都應優(yōu)先考慮用溶劑萃取法進行提取。 用溶劑LIX63-65 等螯合萃取劑從銅的浸取液中提取銅。6PYX4.1 三元體系的液-液相平衡與萃取操作原理 4-1-1 三角相圖 三元體系的液-液相平衡關系常用“三角相圖”表示。 脫溶劑基(除去S的影響)的平衡關系可以在“直角坐標”上表示出來。這里只介紹前者。 三角相圖使用的三角形可以是：正 / 直角 / 等腰直角三角形或為了使某個組分的坐標放大而采用的增大邊長的三角形。7一、組成表示點:ABS已知：CS/BS=60%，問C點處B、S的量及組成；EFBABS例：線:面:單組分雙組分三組分M若向C中加A，則P點處各值。PxBxACCxA8直角三角形

4、相圖MABSxAxSxBxA+ xS+ xB=19一、溶解度曲線和聯(lián)結線溶解度曲線的做法加A由濁至清M1E1MR1QL 將B、S按一定比例混合為M點組成，靜置得L、Q兩液相；加一定量的A成M1點，靜置得R1、E1； 至某量時出現(xiàn)清液，止。再加A，4-1-2 液-液相平衡關系在三角相圖上的表示兩相區(qū)均相區(qū)10二、輔助曲線和臨界混溶點 輔助曲線 表示任意達平衡的兩液相關系。其做法：PPP臨界混溶點P 兩個共軛組成在溶解度曲線上合二為一的點。11三、物系種類A、B完全互溶，B與S、A與S為兩對部分互溶組分。A完全溶解于B、S中，B與S不互溶。單相區(qū)兩相區(qū)A完全溶解于B、S中，但B與S為一對部分互溶組

5、分。聯(lián)結線 (共軛組成)溶解度曲線類物質類物質12四、分配系數和分配曲線 1、分配系數分配系數kA 指某種物系在一定的溫度下萃取，共軛相中A在E相中的組成yA與在R相中的組成xA之比。 kA值越大，表明A組分更多地進入E相，萃取分離的效果越好。 kA ,=,1kA=1kA 1的體系，其分配曲線位于對角線 y = x 的上方； kA ,=,1kA=1kA B組分的 yB，使R中xBxA萃取劑的選擇性好。20只要 ，就可使 1。 更多的 A 進入 E 相，更多的 B 留在 R 相。 顯然， 與 一樣能用于判斷過程是否能正常進行，且其值愈大于1，分離愈易進行。 1并不排除 kA1的情況。只要 kA1

6、，萃取操作就有效。如圖：FSyA=0.078,xA=0.302,kA=0.26 =2.48yB=0.062,xB=0.602,kB=0.1021二、萃取劑S與稀釋劑B的互溶度yA=0.21yB=0.19xA=0.06xB=0.81ER變小。雖然 kA1 且 =14.6， 但是萃取的效果還是 不太好。當B、S互溶度較大時，兩相區(qū)互溶度小些為好。22三、S 回收的難易與經濟性 因常用精餾回收S。所以由S 萃取 A 形成的E (S多A少)，最好使A 成為易揮發(fā)組分。分離R時，則因S少B多，使S 為易揮發(fā)組分。且AS和SB愈大愈好。 若S為易揮發(fā)組分，則其氣化熱要小。若S萃取能力大，則循環(huán)量小，E相中

7、S的回收費用低；或S在B中的溶解度小，也可減小R相中S的回收費用。 若 1，可以考慮用反萃取和結晶的方法分離。23四、萃取劑的其它物性 1. LL液-液分層速度設備生產能力 2. 界面張力 LL LL，分散相中的細小液滴易于聚結，有利于分層；但 LL，則液體不易分散，傳質接觸面積分離效果，此時需要較多的外加能量用于分散相的建立。 若 LL過小，液體易分散甚至產生乳化現(xiàn)象，難以分層。24 3. L,S S 的L,S利于兩相的混合與分層、流動與傳質。若S 的粘度太大，可以用其它溶劑調節(jié)。 萃取劑要有良好的化學穩(wěn)定性，不分解不聚合，要有足夠的熱穩(wěn)定性和抗氧化穩(wěn)定性，對設備的腐蝕性要小；應具有較低的凝固點；