【学习课件】第四章液-液萃取(下册)

（2）液体混合物蒸馏时形成恒沸物。
（3）欲回收的物质为热敏性物料，或蒸馏时易分解、聚合或发
生其他变化。
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（4）液体混合物中含有较多汽化潜热很大的易挥发组份,特别 是该组分又不是目标组分，利用精馏操作能在石油化工中的应用 ：如 用酯类溶剂萃取乙酸，用丙烷萃取 润滑油中的石蜡 。
习惯上，将溶质A可完全溶于B及S，但B与S为部分互溶 或完全不互溶的三元混合物系即（1）、（2）称之为第一类 物系。而将形成两对部分互溶组分的三元混合物系即（3） 称之为第二类物系。
第一类物系在萃取操作中较为常见。
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1 溶解度曲线和联结线
设溶质A完全溶于溶剂S和 原溶剂B，但B与S为部分 互溶 。
EME RRM E MR
M ER
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注意：图中R、E代表液相组成的坐标，而杠杆规则中的R、E 代表液相的质量或质量流量。
若于A、B二元料液F中加入纯溶剂S，则混合液总组成的坐标 点M点沿SF线而变，具体位置有杠杆规则确定。
MF S MS F
MF S FS M
MFS
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香料工业中用正丙醇从亚硫酸纸浆废水中提取香兰素（精细化 工方面）
1．有关萃取几个基本概念:
•(1)萃取剂(溶剂)：所用的溶剂。(S)
•(2)溶质：原料液中易溶于溶剂的组分。(A)
•(3)原溶剂：原料液中较难溶于溶剂的组分（稀释剂）。(B)
2．对萃取剂的基本要求:
（1）溶剂不能与被分离混合物完全互溶，只能部分互溶；
萃取相E, y——溶剂相中出现 (S+A+B)
萃余相R, x——原料液中出现溶剂 (B+S+A)
脱除溶剂使 萃取相脱除溶剂得萃取液E’, y’ 萃余相脱除溶剂得萃余液R’, x’
4. 萃取后组成之间的变化:
萃取后:
yA xA yB xB
y,A x,A
结果,使组分得到一定程度的分离。
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4.2.1 三元体系的液-液相平衡
由于液-液萃取两相通常为三元混合物，故其组成和相平衡关 系 常用三角形坐标图来表示。
4-2-1 组成在三角形相图上的表示方法
萃取操作混合物组成常用质量分率表示 (原则上可用任意单位 表示)。
等边三角形； 直角三角形等； 等腰直角三角形（常用）
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习惯表示法： （1）各顶点表示纯组分； （2）每条边上的点为两组分混合物； （3）三角形内的各点代表不同组成的 三元 混合物。
2 ) 分配曲线
将共轭相中溶质A的平衡组成直接标绘在直角坐标中，或将三
角形相图中溶质A的平衡组成转换到直角坐标中，就能获得分
配曲线 。分配曲线实际上表达了溶质A在两相的平衡关系。
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由于分配系数大于1 ，故分配曲线位于对角线的上侧。
4、温度对相平衡关系的影响
通常物系的温度升高，各组分的溶解度增大，两液相的互
第4章 液-液萃取
4.1 概述
萃取：利用混合物中各组份在某一溶剂中的溶解度的差异, 分离 液-液混合物的单元操作。目的: 分离液-液混合物
•依据: 利用混合物中各组分在某一溶剂中的溶解度之间的差异 使之分离。
萃取操作应用范围:
(1) 液体混合物中各组份的挥发能力差异很小，即其相对挥发度
接近1,采用精馏操作不经济。
在生物化工和精细化工中的应用：在生化药物制备过程中，生
成很复杂的有机液体混合物，这些物质大多为热敏性物质，不
能采用一般的蒸馏方法。若进行萃取操作，可以避免受热损坏，
提高有效物质的收率。例如青霉素的生产，用玉米发酵得到含
青霉素的发酵液，以醋酸丁酯为溶剂，经过多次萃取可得到青
霉素的浓溶液。
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溶度增大，单相区扩大，两相区缩小，溶解度曲线的形状和
联结线斜率都发生改变，不利于萃取操作。
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4.2.3 、杠杆规则
质量分别为R和E的两种三元 混合物两者混合后形成的新的 混合物M
M点称为R、E点的和点。
R点称为M、E点的差点。
E点称为M、R点的差点。
E RM R ME
（2）溶剂具有选择性，即溶剂对A、B两组分具有不同的溶解 度；
（3）溶剂与被分离混合物有完一整版定pp的t 密度差 ；
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（4）溶剂应易于回收，且价格低廉。
•3. 萃取过程的简单流程:
•混合过程: F（A+B）及S 充分接触,组分 转移； •澄清过程: 形成两相,由于密度差而分层。
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两相
溶解度曲线将混合物的整 个组成范围分成两个区域， 曲线内是两相区，曲线外 是单相区或均相区。
当达到平衡时，两个液层
称为共轭相， 联结共轭液相组成坐标的直线称为联结线。
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2、辅助曲线和临界混溶点
由于实验数据有限，三角形相图中的有限条联结线不能满足萃 取操作的需要时，可借助辅助曲线确定任一点的平衡关系。
K点：xA 0.5 xB 0.5
P点： xA 0.3 xB 0.2 xS 0.5
组成符合归一性
xi 1
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4.2.2 液-液相平衡关系
根据萃取操作中各组分的互溶性，可将三元物系分为以下三 种情况。 （1）溶质A完全溶于溶剂S和原溶剂B，但B与S不互溶； （2）溶质A完全溶于溶剂S和原溶剂B，但B与S为部分互溶； （3）溶质A完全溶于原溶剂B，但A与S及B与S为部分互溶。
辅助曲线也可称为共轭曲
线 。辅助曲线和溶解度曲
线的交点K就是临界混溶点 。
K点将溶解度曲线分为两部
分，靠近溶剂S一侧为萃取
相部分，靠近原溶剂B一侧
为萃余相部分 。利用辅助
曲线就可以从已知的液相组
成确定与其呈平衡的另一液
相组成。
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在一定温度下，三元物系的 溶解度曲线、联结线、辅助 曲线及临界混溶点的数据都 是由实验测得，也可从手册 或文献中查得。
3、分配系数和分配曲线
1) 分配系数
分配系数是指在一定温度下，
某组分在互相平衡的E相与R
相中的组成之比 。
kA
yA xA
kB
yB xB
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y y A
B ——萃取相E中组分A、B的质量分数；
x x ——萃余相R中组分A、B的质量分数。
A
B
kA值越大，萃取分离的效果越好。不同物系具有不同的分配 系数kA值；同一物系，kA值随温度而变，在恒定温度下，kA 值随溶质A的组成而变。只有在温度变化不大或恒温条件下 kA值才可近似看作常数。