液液萃取

液液萃取原理

液液萃取是指两个完全不互溶或部分互溶的液相接触后，一个液相中的溶质经过物理或化学作用另一个液相，或在两相中重新分配的过程。如图所示：

几个概念

1. 原溶液：之欲分离的原料溶液，原溶液中欲萃取组份成为溶质A，其余称稀释剂B

2. 溶剂S：为萃取A而加入的溶剂，也称萃取剂

3. 萃取相：原溶剂和稀释剂混合萃取后，分成两相，含溶剂S较多的一相；

4. 萃余相：主含稀释剂的一相

5. 萃取液：萃取相脱溶剂后的溶液

6. 萃余液：萃余相脱溶剂后的溶液

萃取过程的条件

1． 两个接触的液相完全不互溶或部分互溶；

2． 溶质组分和稀释剂在两相中分配比不同；

3． 两相接触混合和分相；

4． 溶剂S对A和B的溶解能力不一样，溶剂具有选择性，即

其中：y表示萃取相内组分浓度；x表示萃余相内组分浓度。上式表明：萃取相中A／B的浓度比值应大于萃余相中A／B的浓度比值。 典型工业萃取过程

1.以醋酸乙酯为溶剂萃取稀醋酸水溶液中的醋酸，制取无水醋酸。由于萃取相中含有水，萃余相中含有醋酸乙酯，所以萃取后产品和溶剂均须通过精馏分离实现。

2．以醋酸丁酯为溶剂萃取青霉素产品。

3．以环砜为溶剂从石油轻馏分中提取环烃；

4．以轻油为溶剂从废水中脱酚；

5．以丙烷为溶剂从植物油中提取维生素。

萃取过程的经济性

1. 混合物的相对挥发度下或形成恒沸物，用一般精馏方法不能分离或很不经济；

2．混合物浓度很稀，采用精馏方法必须将大量稀释剂B气化，能耗高；

3 混合液含热敏性物质（如药物等），采用萃取方法精制可避免物料受热破坏。

萃取过程对萃取剂要求

① 选择性好；

② 萃取容量大；

③ 化学稳定性好；

④ 分相好；

⑤ 易于反萃取或精馏分离；

⑥ 操作安全、经济、毒性小

常用的工业萃取剂

醇类：异戊醇；仲辛醇；取代伯醇

醚类：二异丙醚；乙基己基醚

酮类：甲基异丁基酮；环己酮

绪论

4.1 液液萃取过程

4.2 液液相平衡

4.3 萃取过程计算

4.4 萃取设备

4.5 萃取过程的新进展

基本概念

利用组分在两个互不相溶的液相中的溶解度差而将其从一个液相转移。到另一个液相的分离过程称为液液萃取，也叫溶剂萃取，简称萃取。待分离的一相称为被萃相，萃取后成为萃余相，用做分离剂的相称为萃取相。萃取相中起萃取作用的组分称为萃取剂，起溶剂作用的组分称为稀释剂或溶剂。

具有处理量大、分离效果好、回收率高、可连续操作以及自动控制等特点，因此得到了广泛的应用。

1. 液液萃取过程的特点

(1)萃取过程的传质前提是两个液相之间的相互接触；

(2)两相的传质过程是分散相液滴和连续相之间相际传质

过程。

(3)两相间的有效分散是提高萃取效率的有效手段。 (4)两相的分离需借助两相的密度差来实现。

(5)液液萃取过程可以在多种形式的装置中通过连续或间

歇的方式实现。

2. 液液萃取的主要研究内容

(1)确定萃取体系 包括被萃相体系和萃取相体系的构成，如被萃相的酸碱度、萃取相的稀释剂等。

(2)测定相平衡数据 分配系数和分离系数。

(3)确定工艺和操作条件 相比、萃取剂和稀释剂用量、被萃物浓度、萃取温度等。

(4)萃取流程的建立 完整的萃取和反萃流程。

(5)设备的确定 设备形式和结构。

1. 萃取剂的选择

(1) 萃取剂应具备的特点

①萃取剂中至少要有一个能与被萃物形成萃合物的官能团。常见的萃取官能团通常是一些包含N、O、P、S的基团。

②萃取剂中还应包含具有较强亲油能力结构或基团，如长链烃、芳烃等，以利于萃取剂在稀释剂中的溶解，并防止被萃相对它的溶解夹带损失。

1. 分配比

达到萃取平衡时，被萃物在两相中的浓度比称为被萃物的分配比，也称为分配系数。

D=

液液萃取原理

液液萃取是一种常用的化学分离技术，它通过两种不相溶的溶剂之间的相互作用，实现对化合物的分离和提纯。在液液萃取过程中，通常会使用有机溶剂和水相溶剂，利用它们之间的亲疏性差异来实现目标化合物的提取。

液液萃取的原理可以简单地概括为“相互溶解”的原理。在液液萃取中，有机溶剂和水相溶剂之间会发生相互溶解的现象，而目标化合物则会选择在其中一种溶剂中更多地溶解。这种选择性溶解的原理被广泛应用于化学分离和提纯的过程中。

在液液萃取中，有机溶剂通常具有较高的疏水性，而水相溶剂则具有较高的亲水性。这种亲疏性差异导致了两种溶剂之间的不相容性，从而形成了两相体系。在这种两相体系中，目标化合物会根据其亲疏性选择性地分配到其中一种溶剂中，从而实现了化合物的分离和提取。

除了亲疏性差异外，液液萃取的原理还与化合物在不同溶剂中的溶解度有关。在液液萃取过程中，化合物在两种溶剂中的溶解度不同，会导致化合物在两相体系中的分配不均。通过控制溶剂的选择和比例，可以实现对目标化合物的高效提取和分离。

液液萃取的原理在化工生产、环境监测、生物医药等领域都得到了广泛的应用。通过合理设计萃取系统，可以实现对目标化合物的高效提取和分离，从而提高产品的纯度和产量，降低生产成本，保护环境和提高资源利用率。

总的来说，液液萃取的原理是基于溶剂之间的亲疏性差异和化合物在不同溶剂中的溶解度差异。通过合理选择溶剂和控制萃取条件，可以实现对目标化合物的高效提取和分离。液液萃取技术的发展将为化学分离和提纯领域带来更多的可能性，为工业生产和科学研究提供更多的选择和支持。

化工原理实验报告

学院： 专业： 班级：

姓名 学号 实验组号

实验日期 指导教师 成绩

实验名称 液液转盘萃取实验

一、实验目的

1.了解转盘萃取塔的基本结构、操作方法及萃取的工艺流程。

2.观察转盘转速变化时，萃取塔内轻、重两相流动状况，了解萃取操作的主要影响因素，研究萃取操作条件对萃取过程的影响。

3.掌握每米萃取高度的传质单元数ORN、传质单元高度ORH和萃取率的实验测法。

二、实验原理

萃取是分离和提纯物质的重要单元操作之一，是利用混合物中各个组分在外加溶剂中的溶解度的差异而实现组分分离的单元操作。使用转盘塔进行液－液萃取操作时，两种液体在塔内作逆流流动，其中一相液体作为分散相，以液滴形式通过另一种连续相液体，两种液相的浓度则在设备内作微分式的连续变化，并依靠密度差在塔的两端实现两液相间的分离。当轻相作为分散相时，相界面出现在塔的上端；反之，当重相作为分散相时，则相界面出现在塔的下端。

1.传质单元法的计算

计算微分逆流萃取塔的塔高时，主要是采取传质单元法。即以传质单元数和传质单元高度来表征，传质单元数表示过程分离程度的难易，传质单元高度表示设备传质性能的好坏。

ORORNHH （10-1）

式中，H－萃取塔的有效接触高度，m；

ORH－以萃余相为基准的总传质单元高度，m；

ORN－以萃余相为基准的总传质单元数，无因次。

按定义，ORN计算式为

*FRxORxdxNxx （10-2）

式中，Fx－原料液的组成，kgA/kgS；

Rx－萃余相的组成，kgA/kgS；

x －塔内某截面处萃余相的组成，kgA/kgS；

*x－塔内某截面处与萃取相平衡时的萃余相组成，kgA/kgS。