液液萃取优秀课件

NP
O
xA
分配曲线的作法：
A
yA
xF
P
R
E
NP
B
M
S
O
xA
以共轭相的萃余相组成xA为横坐标，以萃取相组成yA为纵坐 标，则可在yA～xA直角坐标图上得到表示这一对共轭相组成的 点N。
3.2.2 萃取过程的影响因素
萃取剂的影响 操作温度的影响 原溶剂条件的影响 乳化的影响
影响因素——萃取剂
液液萃取优秀课件
3.1 概述
液液萃取，常称（有机）溶剂萃取
溶剂与液体混合物不互溶或部分互溶 溶质在两液相间因溶解度差异 ➢ 溶质A：混合液中欲分离组分 ➢ 原溶剂（稀释剂）B：混合液中的溶剂 ➢ 萃取剂S：所选用的溶剂
3.1.1 基本过程
•加料 •混合 •分相 •排除 •纯化和回收
混合液 A+B
1、萃取剂的选择性和选择性系数 1）萃取剂的选择性，一般用选择性系数β表示
kAyA yByA xA
kB xA xB yB xB
β=1 ， yAyBxAxB
A、B两组分用萃取分离不适宜； β>1，萃取时组分A可以在萃取相中浓集，β越大，组分A与B萃取分 离的效果越好。 2）选择性系数和分配系数的关系 kA愈大，kB愈小，选择性系数β愈大
P R
E
C3
C2 C1
三角形相图——溶解度曲线、联结线
临界混溶点的特点
由于联结线通常都有一定的斜率，因而临界混溶点一 般并不在溶解度曲线的顶点。
P点将溶解度曲线分为两部分：靠原溶剂B一侧为萃余 相部分，靠溶剂S一侧为萃取相部分。
临界混溶点由实验测得，但仅当已知的联结线很短即 共轭相接近临界混溶点时，才可用外延辅助曲线的方 法确定临界混溶点。
3.1.3 液液萃取在工业上的应用
在石油化工中的应用 分离轻油裂解和铂重整产生的芳烃和非芳烃混合物 用酯类溶剂萃取乙酸，用丙烷萃取润滑油中的石蜡
在生物化工和精细化工中的应用 以醋酸丁酯为溶剂萃取发酵液中的青霉素 香料工业中用正丙醇从亚硫酸纸浆废水中提取香兰素
冶金工业中的应用 用溶剂LIX63-65等螯合萃取剂从铜的浸取液中提取铜
3.2 液液萃取过程的基本原理
3.2.1 液液萃取的平衡关系
三角相图 相组成表示法 溶解度曲线、联结线及临界点 杠杆规则
分配关系 分配系数 分配曲线
三角形相图——相组成表示法
三角形坐标图通常有等边三角形坐标图、等腰直角三角形坐标 图和非等腰直角三角形坐标图，如图所示，其中以等腰直角三角 形坐标图最为常用。
影响因素——萃取剂
萃取剂的选择依据
利用溶解度参数理论指导溶剂的选择： ➢ 溶解度本质：固相分子间的相互作用及固－液两相分子 间两种作用力的综合平衡的结果。 ➢ 能最大限度地削弱生物分子间的作用力，尽可能地增加 目的分子与溶剂分子间的相互作用力。
影响因素——萃取剂
萃取剂选择原则
选择性好：分离系数大。 萃取容量大：单位体积或单位质量溶解萃取物多。 化学稳定性强：耐酸碱、抗氧化还原、耐热、无腐蚀。 易与原料液相分层：不乳化、不产生第三相。 易于反萃或分离：便于萃取剂的重复利用。 安全性好 ：无毒或低毒、不易燃、难挥发、环保。 经济性好：成本低、损耗小。
影响因素——萃取剂
2、萃取剂S与稀释剂B的互溶度 组分B与S的互溶度，影响溶解度曲线的形状和两相区面积。
Em ax
Em ax
B、S互溶度小，两相区面积大，可能得到的萃取液的最高浓度 ymax’较高。 B、S互溶度愈小，愈有利于萃取分离。
影响因素——萃取剂
3、萃取剂的回收 被分离体系相对挥发度α大：用蒸馏方法分离； 如果α接近1：可用反萃取，结晶分离等方法。
E
D
xAxBxS 0.40.30.3
M
1.0
B
FW
G
S
三角形相图——溶解度曲线、联结线
溶解度曲线与联结线（共轭线）
1）溶解度曲线 共轭相：R相和E相 联结线（共轭线）：RE
萃取操作只能在 两相区内进行
均相区
E
M
R 两相区
三角形相图——溶解度曲线、联结线
辅助曲线和临界混溶点
辅助线的作法 辅助线 的作用： 求任一平衡液相的共轭相 P点：临界混溶点
萃取相 E(S+A+B)
搅拌
萃取剂 (溶剂S)
萃余相 R(B+A+S)
实验室液液萃取过程
分液漏斗
有机相 水相
3.1.2 处理对象和特点
分离对象——液液混合物 相对挥发度等于或者接近1 ； 溶质A浓度很小而稀释剂B易挥发； 混合液含热敏性物质；
3.1.2 处理对象和操作要点
萃取操作的要点 选择适宜的萃取剂是一个关键问题 两个液相应具有一定的密度差 溶质与萃取剂的沸点差较大
三角形相图——杠杆规则
三点共线 M点：和点 R（E）点：M点与E（R）
点的差点
线段成比例
R ME E MR
E RM M ER
R EM M ER
若原料液 F中加入纯溶剂S，则表示混 合液组成的点M视溶剂加入量的多少沿FS 线变化，点M的位置由杠杆规则确定：
F
●E
●
●
M
R
MF S MS F
三角形相图——相组成表示法
三个顶点：纯物质
A
三条边上的点：二元混合物的
组成
H点的组成为：
H·
xABH0.7
xBAH0.3
B
混合物的组成用 质量分数表示
S
三角形相图——相组成表示法
三角形内的任一点：一定组成的三元混合物
A
M点的组成为：
x A BE 0 .4 x S BF 0 .3
H
K
x B SG 0 .3
分配关系——分配系数
分配系数
一定温度下，某组分在互相平衡的E相与R相中的组成
之比称为该组分的分配系数，以 k表示，即
kA 溶 溶质 质 A A在 在萃 萃余 取R E中 中 相 相的 的组 组成 成 xyAA kB 原 原溶 溶B B剂 剂 在 在萃 萃余 取R E中 中 相 相的 的质 质量 量分 分xyBB数 数
分配关系——分配系数
分配系数
kA值与联结线的斜率有关 kA值愈大，萃取分离的效果愈好
联结线的斜率＞0
kA＞1，yA＞xA
联结线的斜率为0
kA =1，yA=xA
联结线的斜率＜0
kA＜1， yA＜xA
分配关系——分配曲线
分配曲线
A
yAf(xA) ——分配曲线的数学表达式
yA
xF
P
R
E
B
M
S
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
分配曲线
4、萃取剂的其它性质 1）萃取剂的密度：萃取剂与被分离混合物应有较大的密度差 2）界面张力：界面张力较大时，有利于分层；界面张力过大，难以使 两相混合良好；界面张力较小时，两相难以分离。 首要考虑的还是满足分层的要求。 一般不选界面张力过小的萃取剂。 3）粘度 ：粘度小对萃取剂有利 4）低毒、安全、经济