化工原理_37液液萃取和液固浸取概述.pptx
- 格式：pptx
- 大小：584.32 KB
- 文档页数：42
下载文档原格式
合集下载
化工原理_37液液萃取和液固浸取概述全解共43页文档
化工原理_37液液萃取和液固浸取概 述全解
41、俯仰终宇宙，不乐复何如。 42、夏日长抱饥，寒夜无被眠。 43、不戚戚于贫贱，不汲汲于富贵。 44、欲言无予和，挥杯劝孤影。 45、盛年不重来，一日难再晨。及时 当勉励 ，岁月 不待人 。
▪
谢谢！
43
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
பைடு நூலகம்
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
41、俯仰终宇宙，不乐复何如。 42、夏日长抱饥，寒夜无被眠。 43、不戚戚于贫贱，不汲汲于富贵。 44、欲言无予和，挥杯劝孤影。 45、盛年不重来，一日难再晨。及时 当勉励 ，岁月 不待人 。
▪
谢谢！
43
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
பைடு நூலகம்
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
化工原理下液液萃取
准备试剂
选择适当的萃取剂和被萃取溶液，按照实验要求准备试剂 。
操作步骤
将被萃取溶液和萃取剂按照一定比例加入分液漏斗中，充 分混合后静置分层，记录各层体积及颜色等物理性质。重 复萃取操作直至达到实验要求。
数据记录、整理和分析方法
1 2
数据记录
记录每次萃取操作后的各层体积、颜色等物理性 质，以及实验过程中的温度、搅拌速度等操作参 数。
操作方便
通过调节搅拌速度和澄清 时间，可以方便地控制萃 取过程。
适用范围广
适用于多种液液萃取体系 ，特别适用于处理量大、 停留时间长的体系。
萃取塔
高效传质
萃取塔内设有填料或塔板 ，以增加相际接触面积， 提高传质效率。
连续操作
萃取塔可实现连续进料和 出料，适用于大规模生产 。
易于自动化
萃取塔易于实现自动化控 制，提高生产效率和产品 质量。
萃取过程中，通常将含有目标组分的溶液与萃取剂充分接触，使目标组分在两种液 体之间进行分配。
通过调整萃取条件（如pH值、温度、压力等），可以改变目标组分在两种液体中的 分配系数，从而实现目标组分的分离和纯化。
溶解度与分配定律
溶解度是指在一定温度和压力下，溶质 在溶剂中的最大溶解量。在液液萃取中 ，溶解度决定了目标组分在两种液体中
的分配情况。
分配定律描述了目标组分在两种不混溶 液体之间的分配关系，通常用分配系数 表示。分配系数与目标组分在两种液体 中的溶解度、温度、压力等因素有关。
通过测定分配系数，可以预测目标组分 在液液萃取过程中的分离效果，并为优
化萃取条件提供依据。
萃取剂选择与性质
萃取剂的选择对液液萃取效果至关重 要。理想的萃取剂应具有与目标组分 相似或更高的溶解度，同时与被萃取 物不混溶。
选择适当的萃取剂和被萃取溶液，按照实验要求准备试剂 。
操作步骤
将被萃取溶液和萃取剂按照一定比例加入分液漏斗中，充 分混合后静置分层，记录各层体积及颜色等物理性质。重 复萃取操作直至达到实验要求。
数据记录、整理和分析方法
1 2
数据记录
记录每次萃取操作后的各层体积、颜色等物理性 质，以及实验过程中的温度、搅拌速度等操作参 数。
操作方便
通过调节搅拌速度和澄清 时间，可以方便地控制萃 取过程。
适用范围广
适用于多种液液萃取体系 ，特别适用于处理量大、 停留时间长的体系。
萃取塔
高效传质
萃取塔内设有填料或塔板 ，以增加相际接触面积， 提高传质效率。
连续操作
萃取塔可实现连续进料和 出料，适用于大规模生产 。
易于自动化
萃取塔易于实现自动化控 制，提高生产效率和产品 质量。
萃取过程中，通常将含有目标组分的溶液与萃取剂充分接触，使目标组分在两种液 体之间进行分配。
通过调整萃取条件（如pH值、温度、压力等），可以改变目标组分在两种液体中的 分配系数，从而实现目标组分的分离和纯化。
溶解度与分配定律
溶解度是指在一定温度和压力下，溶质 在溶剂中的最大溶解量。在液液萃取中 ，溶解度决定了目标组分在两种液体中
的分配情况。
分配定律描述了目标组分在两种不混溶 液体之间的分配关系，通常用分配系数 表示。分配系数与目标组分在两种液体 中的溶解度、温度、压力等因素有关。
通过测定分配系数，可以预测目标组分 在液液萃取过程中的分离效果，并为优
化萃取条件提供依据。
萃取剂选择与性质
萃取剂的选择对液液萃取效果至关重 要。理想的萃取剂应具有与目标组分 相似或更高的溶解度，同时与被萃取 物不混溶。
化工原理萃取PPT课件
第四章 萃 取
Chapter 4 Extraction
第一节 概述（Introduction）
一、液-液萃取的基本原理
在液体混合物中加入与其不完全混溶的液体溶剂
（萃取剂），形成液-液两相，利用液体混合物中 各组分在两液相中溶解度的差异而达到分离的目的。
也称溶剂萃取，简称萃取。
溶质：混合液中被分离出的物质，以A表示； 稀释剂（原溶剂）：混合液中的其余部分，以B表 示； 萃取剂：萃取过程中加入的溶剂，以S表示。 萃取剂对溶质应有较大的溶解能力，对于稀释剂则 不互溶或仅部分互溶。
R3 R2 R1 B
E2 E1
S
成，可利用辅助线得出另
一相的组成。
辅助曲线（Auxiliary curve）
方法二：
A
分 别 从 E1、E2、E3、E4 点 引AB平行线，与分别从R1、 R2、R3、R4点引出的AS平 行线相交，连结各交点即
得辅助曲线；
P
E4
E3
辅助曲线延长线与溶解度
R4
E2
曲线的交点即为临界混溶 点P；
联结线 (Tie line)：联结E、R两点的直线。
2、获取溶解度曲线的实验方法
恒温条件下，在有纯组分B的实验瓶中逐渐滴加溶剂S并不断摇 动使其溶解，由于B、S仅部分互溶，S滴加到一定数量后，混合 液开始发生混浊，即出现了溶剂相，得到的浓度即S在B中的饱 和溶解度（图中R点）。用类似的方法可得E点。
和半经验的方法来处理萃取过程的设计和放大。
液滴的分散、凝聚、界面扰动
液液传质过程中，分散相既可以是重相，也可以是轻相。分散相 的选择应考虑以下几方面：
(1) 两相体积流率相差不大时，以体积流率大的作为分散相。对同 样尺寸的液滴，可以有较大的接触界面；
Chapter 4 Extraction
第一节 概述（Introduction）
一、液-液萃取的基本原理
在液体混合物中加入与其不完全混溶的液体溶剂
（萃取剂），形成液-液两相，利用液体混合物中 各组分在两液相中溶解度的差异而达到分离的目的。
也称溶剂萃取，简称萃取。
溶质：混合液中被分离出的物质，以A表示； 稀释剂（原溶剂）：混合液中的其余部分，以B表 示； 萃取剂：萃取过程中加入的溶剂，以S表示。 萃取剂对溶质应有较大的溶解能力，对于稀释剂则 不互溶或仅部分互溶。
R3 R2 R1 B
E2 E1
S
成，可利用辅助线得出另
一相的组成。
辅助曲线（Auxiliary curve）
方法二：
A
分 别 从 E1、E2、E3、E4 点 引AB平行线，与分别从R1、 R2、R3、R4点引出的AS平 行线相交，连结各交点即
得辅助曲线；
P
E4
E3
辅助曲线延长线与溶解度
R4
E2
曲线的交点即为临界混溶 点P；
联结线 (Tie line)：联结E、R两点的直线。
2、获取溶解度曲线的实验方法
恒温条件下，在有纯组分B的实验瓶中逐渐滴加溶剂S并不断摇 动使其溶解，由于B、S仅部分互溶，S滴加到一定数量后，混合 液开始发生混浊，即出现了溶剂相，得到的浓度即S在B中的饱 和溶解度（图中R点）。用类似的方法可得E点。
和半经验的方法来处理萃取过程的设计和放大。
液滴的分散、凝聚、界面扰动
液液传质过程中，分散相既可以是重相，也可以是轻相。分散相 的选择应考虑以下几方面：
(1) 两相体积流率相差不大时，以体积流率大的作为分散相。对同 样尺寸的液滴，可以有较大的接触界面；
制药分离纯化技术2第二章固液萃取浸取ppt课件
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
浸渍法是一种最常用的浸出方法，适用于粘 性药物、无组织结构的药材、新鲜及易于膝 胀的药材。
浸渍法简便易行，但由于浸出效率差，故对 贵重药材和有效成分含量低的药材，或制备 浓度较高的制剂时，应采用重浸渍法或渗漉 法为宜。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
二、影响浸取过程的因素
1．固体物料颗粒度的影响
各类固体生物物料是由细胞组成的，可溶性物质 通常存在于细胞内，细胞膜产生一种不同于一般 情况下的扩散阻力，因此浸取速率通常比较小。
2．浸取相平衡 浸取过程中的相平衡可用分配系数 KD 表示：
KD = y / x x 、y —平衡时溶质在固相、液相中的浓度； 注：若 y 和 x 用体积浓度 (kg/m3) 表示，KD
一般为常数；如用质量浓度 ( kg/kg ) 表示， 则 KD 值会发生变化。因为在浸取过程中， 随着溶质的浸出，固体内外的溶液密度将发 生变化。
程一般包括：
①溶剂浸润固体颗粒表面； ②溶剂扩散、渗透到固体内部微孔或细
胞壁内； ③溶质解吸后，溶解进入溶剂； ④溶质经扩散至固体表面； ⑤溶质从固体表面，扩散进入溶剂主体。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
在较高压力下的渗透，还可能将固体物料组 织内的某些细胞壁破坏，利于溶质的浸出经 一旦固体物料被完全浸透而充满溶剂后，加 大压力对浸出速率的影响将迅速减弱。
固液萃取ppt课件
Cm
C2 C1 ln C2
C1
△C2、△C1—分别为提取开始和终了时固相 与液相主体中有效成分的浓度差，kmolm-3。
34
总传质系数与药材及提取剂的性 质以及溶液的流动状态等因素有关， 其值可根据经验选取或在小试设备中 通过实验测得。
35
固液五提、取常用提取剂和提取辅助剂
23
1.提取过程的阶段划分 植物性药材的提取过程一般可分为润
湿、渗透、溶解、扩散等几个阶段。
24
(1) 润湿与渗透阶段 新药材的细胞中,含有多种可溶性物质和 不溶性物质。药材经干燥后，内部水分大部分 被蒸发,故细胞萎缩。当药材被粉碎时,一部分 细胞可能发生破裂，其中所含的成分可直接提 取。而大部分细胞在粉碎后仍保持完整状态， 当与提取剂接触时被提取剂所润湿，同时提取 剂通过毛细管和细胞间隙渗透至细胞组织内。
40
石油醚：石油醚是一种非极性提取剂，其 溶解的选择性较强，可溶解药材中的脂肪油、 蜡等成分，少数生物碱亦能被石油醚溶解，但 对药材中的其他成分几乎不溶。在制药生产中， 石油醚常用作脱脂剂。
41
2.提取辅助剂 凡加入提取剂中能增加有效成分的溶解度 及制品的稳定性或能除去或减少某些杂质的试 剂称为提取辅助剂。例如，提取生物碱时加入 适量的酸，由于酸能与生物碱形成可溶性的生 物碱盐，因而有利于生物碱的提取；又如，提 取甘草制剂时加入氨溶液则有利于甘草酸的提 取等。
20
此外，中药汤剂属于胶体溶液，由许多难 溶物质的分子组成的微粒混悬于介质中成为 溶胶或粗分散体系，也是使物质在溶液中含 量增加的一个重要因素。但有时各成分之间 又可能相互作用生成难溶性化合物，从而改 变欲提取成分的溶解性能而导致提取效果不 好或提取率下降。这一问题在复方研究中更 为突出。
化工原理下册课件液液萃取和液固浸取
第十章 液－液萃取和液－固浸取
10.4 萃取设备 10.4.1 萃取设备的基本要求与分类 10.4.2 萃取设备的主要类型 10.4.3 萃取设备的选择
萃取设备的选择
萃取设备选择考虑的因素
❖ 需要的理论级数 ❖ 生产能力 ❖ 物系的物性
密度差 界面张力 腐蚀性 ❖ 物系的稳定性和液体在设备内的停留时间 ❖ 其他
一、超临界萃取的基本原理
3.超临界萃取的原理
萃取剂
在超临界状 态下, 压力 微小变化引 起密度变化 很大, 使溶 解度增大。
压缩到超 临界状态
液体(或固 升温、降压 体)混合物
萃取 组分
溶剂与萃取 组分分离
二、超临界萃取的典型流程
超临界萃取过程分为萃取和分离两个阶段, 按 分离方法不同分为三种流程。
超临界萃取是具有特殊优势的分离技术。多年 来, 众多的研究者以炼油、食品、医药等工业中的 许多分离体系为对象开展了深入的应用研究。在石 油残渣中油品的回收、咖啡豆中脱除咖啡因、啤酒 花中有效成分的提取等工业生产领域, 超临界萃取 技术已获得成功地应用。
用超临界CO2从咖啡中提取咖啡因的流程
1－萃取塔；2－水洗塔；3－蒸馏塔；4－脱气罐
一、萃取设备的基本要求
萃取设备的基本要求
❖ 两相充分的接触并伴有较高程度的湍动 ❖ 有利于液体的分散与流动 ❖ 有利于两相液体的分层
二、萃取设备的分类
液体分散的动力 重力差
脉冲
外加能量
旋转搅拌
往复搅拌 离心力
逐级接触式 筛板塔
脉冲混合－澄清器 混合澄清器 夏贝尔塔
卢威离心萃取机
微分接触式 喷洒塔 填料塔
作业题: 7、8
本章小结
本章重点掌握内容
固液萃取技术ppt课件
2022/3/23
7
麻醉药品与精神药品临床应用指导原 则颈椎 小关节 功能紊 乱的康 复治疗 管道的 腐蚀及 主要的 检测方 式模糊 综合评 价方法 及应用 讲解肿 瘤抗血 管生成 治疗耐 药机制 颈椎病 的中医 康复治 疗与护 理中医 中药医 药卫生 专业资 料
2022/3/23
8
麻醉药品与精神药品临床应用指导原 则颈椎 小关节 功能紊 乱的康 复治疗 管道的 腐蚀及 主要的 检测方 式模糊 综合评 价方法 及应用 讲解肿 瘤抗血 管生成 治疗耐 药机制 颈椎病 的中医 康复治 疗与护 理中医 中药医 药卫生 专业资 料
2022/3/23
21
麻醉药品与精神药品临床应用指导原 则颈椎 小关节 功能紊 乱的康 复治疗 管道的 腐蚀及 主要的 检测方 式模糊 综合评 价方法 及应用 讲解肿 瘤抗血 管生成 治疗耐 药机制 颈椎病 的中医 康复治 疗与护 理中医 中药医 药卫生 专业资 料
一、浸取原理
• 一般认为浸取经历三阶段： –浸润阶段 –溶解阶段 –扩散阶段
– 当完成萃取操作后，向萃取相中加入另 一种萃取剂（如不同pH的水相），将 目标产物从萃取相转入到第二种萃取剂 中的萃取操作称为反萃取，第二种萃取 剂称为反萃取剂。
– 反萃取操作是为了进一步纯化目标产物 或便于下一步分离操作。
2022/3/23
5
麻醉药品与精神药品临床应用指导原 则颈椎 小关节 功能紊 乱的康 复治疗 管道的 腐蚀及 主要的 检测方 式模糊 综合评 价方法 及应用 讲解肿 瘤抗血 管生成 治疗耐 药机制 颈椎病 的中医 康复治 疗与护 理中医 中药医 药卫生 专业资 料
2022/3/23
20
麻醉药品与精神药品临床应用指导原 则颈椎 小关节 功能紊 乱的康 复治疗 管道的 腐蚀及 主要的 检测方 式模糊 综合评 价方法 及应用 讲解肿 瘤抗血 管生成 治疗耐 药机制 颈椎病 的中医 康复治 疗与护 理中医 中药医 药卫生 专业资 料
化工原理-37液液萃取和液固浸取概述
已知：原料量 F 、原料组成 xF 溶剂组成 yS 规定：萃余相组成 xR 计算：萃取剂量 S 萃取相量 E 、组成 yE 萃余相量 R 萃取液量 、组成 萃余液量 、组成
01
第十章 液－液萃取和液－固浸取
04
2.2 液－液平衡方程与分配曲线
*
一、以质量分数表示的平衡方程
气液平衡方程
液液平衡方程
萃取相中 溶质分数
萃余相中 溶质分数
分配 系数
*
若 S与 B完全不互溶
萃取相中不含 B，S 的量不变
萃余相中不含 S ，B 的量不变
用质量比 计算方便
液液平衡方程
二、以质量比表示的平衡方程
萃取相中溶质的质量比
分配 系数
萃余相中溶质的质量比
三、分配曲线
以xA为横坐标，yA为纵坐标，在直角坐标图上，每一对共轭相可得一个点，将这些点联结起来，得到曲线称为分配曲线。
溶解度曲线
分配曲线
*
分配曲线的作法
*
10.2 液－液相平衡关系
第十章 液－液萃取和液－固浸取
液－液平衡相图
1 液－液萃取概述
联结线
溶解度曲线
辅助曲线
溶解度曲线 (2)－已知辅助曲线
由联结线求辅助曲线
两种溶解度曲线的互换
由辅助曲线求联结线
两种溶解度曲线的互换
2. 温度对溶解度曲线的影响
温度 T
溶解度
两相区
～
～
不利于萃取操作
三、液－液平衡相图(溶解度曲线)
*
10.2 液－液相平衡关系
03
1 液－液萃取概述
02
液－液平衡相图
即 所以
两相的组成及混合液的总组成 根据萃取相中 yA=36%，在图中定出E2点，由辅助曲线定出与之相平衡的R2点。
01
第十章 液－液萃取和液－固浸取
04
2.2 液－液平衡方程与分配曲线
*
一、以质量分数表示的平衡方程
气液平衡方程
液液平衡方程
萃取相中 溶质分数
萃余相中 溶质分数
分配 系数
*
若 S与 B完全不互溶
萃取相中不含 B，S 的量不变
萃余相中不含 S ，B 的量不变
用质量比 计算方便
液液平衡方程
二、以质量比表示的平衡方程
萃取相中溶质的质量比
分配 系数
萃余相中溶质的质量比
三、分配曲线
以xA为横坐标，yA为纵坐标，在直角坐标图上，每一对共轭相可得一个点，将这些点联结起来，得到曲线称为分配曲线。
溶解度曲线
分配曲线
*
分配曲线的作法
*
10.2 液－液相平衡关系
第十章 液－液萃取和液－固浸取
液－液平衡相图
1 液－液萃取概述
联结线
溶解度曲线
辅助曲线
溶解度曲线 (2)－已知辅助曲线
由联结线求辅助曲线
两种溶解度曲线的互换
由辅助曲线求联结线
两种溶解度曲线的互换
2. 温度对溶解度曲线的影响
温度 T
溶解度
两相区
～
～
不利于萃取操作
三、液－液平衡相图(溶解度曲线)
*
10.2 液－液相平衡关系
03
1 液－液萃取概述
02
液－液平衡相图
即 所以
两相的组成及混合液的总组成 根据萃取相中 yA=36%，在图中定出E2点，由辅助曲线定出与之相平衡的R2点。
大学化学《化工原理 萃取》课件
联结线的斜率＜0
kA＜1， yA＜xA
§12.1 萃取的基本概念
11
2）分配曲线
yA f (xA)
§12.1 萃取的基本概念
12
4. 温度对相平衡关系的影响
物系的温度升高，组分间的互溶度加大
温度升高，分层区面积缩小
T1＜T2＜T3
§12.1 萃取的基本概念
13
四、三角形相图在单级萃取中的应用
1
§12.1 萃取的基本概念 一、液液萃取简介 1. 萃取原理 利用液体混合液中各组分在萃取剂中的溶解度差异 实现分离的一种单元操作。 溶质 A ：混合液中欲分离的组分 稀释剂（原溶剂）B：混合液中的溶剂
§12.1 萃取的基本概念
2
萃取剂S： 所选用的溶剂
2. 基本过程描述
原料液 A+B
萃取剂 S
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分层面积。
§12.1 萃取的基本概念
16
Em ax
Em ax
B、S互溶度小，分层区面积大，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。
§12.1 萃取的基本概念
17
3. 萃取剂回收的难易
对应
最大 萃取
Em ax
液浓 E
度
S MF F MS
F●
R R
E RF R EF
E R F
E MR
E
R ME
M
§12.1 萃取的基本概念
14
五、萃取剂的选择
1. 萃取剂的选择性和选择性系数
1）萃取剂的选择性
A在萃取相中的质量分率 B在萃取相中的质量分率
化工原理之液-液萃取
17
❖二、 萃取与精馏比较：
❖相同：都是分离液态混合物的
❖
单元操作
❖不同：精馏是利用组分挥发度
❖
的差异完成混合物分离,
❖
萃取是利用溶解度差异
❖
没完成混合物分离，
❖
只是将难分的转为易分的。 18
❖三、 萃取操作应用的场合： ❖1、稀溶液且溶质为难挥发组分： ❖ 此时用精馏耗能量大（∵大量溶剂
从塔顶蒸出），用萃取则降低能耗 （尽管萃取后还要分离）。 ❖如：稀醋酸水溶液加醋酸乙酯 ❖ 制无水醋酸。
萃余液
以R’表示 用精馏等 方法从萃 余相中脱 除萃取剂 后的液体
15
❖用溶剂从液体混合物中提取其中某 ❖种组分的操作称为液/液萃取。 ❖萃取是利用溶液中各组分在所选用 ❖的溶剂中溶解度的差异，使溶质进 ❖行液液传质，以达到分离均相液体 ❖混合物的操作。 ❖萃取操作全过程可包括：
16
❖1．原料液与萃取剂充分混合接触， ❖ 完成溶质传质过程； ❖2．萃取相和萃余相的分离过程； ❖3．从萃取相和萃余相中回收萃取剂 ❖ 的过程。通常用蒸馏方法回收。
4
❖固-液萃取:也叫浸取
❖如用水浸取甜菜中的糖类；用酒精 浸取黄豆中的豆油以提高油产量等 5
❖生活中洗衣服
6
❖ 只给一盆水怎样能使衣服洗的 ❖更干净？
7
8
单级萃取 多级萃取
9
❖ 第一节、概述
❖一、定义： ❖液—液萃取是分离液体混合物的 ❖重要单元操作之一，又称溶剂萃取。 ❖该方法是利用原料液中组分在适当 ❖溶剂中溶解度的差异而实现分离的 ❖单元操作。
❖三角形的三个顶点分别代表纯组 分A、B、S（100%）；
❖三角形的三条边分别代表一个二 元物系，每边等分100份；
❖二、 萃取与精馏比较：
❖相同：都是分离液态混合物的
❖
单元操作
❖不同：精馏是利用组分挥发度
❖
的差异完成混合物分离,
❖
萃取是利用溶解度差异
❖
没完成混合物分离，
❖
只是将难分的转为易分的。 18
❖三、 萃取操作应用的场合： ❖1、稀溶液且溶质为难挥发组分： ❖ 此时用精馏耗能量大（∵大量溶剂
从塔顶蒸出），用萃取则降低能耗 （尽管萃取后还要分离）。 ❖如：稀醋酸水溶液加醋酸乙酯 ❖ 制无水醋酸。
萃余液
以R’表示 用精馏等 方法从萃 余相中脱 除萃取剂 后的液体
15
❖用溶剂从液体混合物中提取其中某 ❖种组分的操作称为液/液萃取。 ❖萃取是利用溶液中各组分在所选用 ❖的溶剂中溶解度的差异，使溶质进 ❖行液液传质，以达到分离均相液体 ❖混合物的操作。 ❖萃取操作全过程可包括：
16
❖1．原料液与萃取剂充分混合接触， ❖ 完成溶质传质过程； ❖2．萃取相和萃余相的分离过程； ❖3．从萃取相和萃余相中回收萃取剂 ❖ 的过程。通常用蒸馏方法回收。
4
❖固-液萃取:也叫浸取
❖如用水浸取甜菜中的糖类；用酒精 浸取黄豆中的豆油以提高油产量等 5
❖生活中洗衣服
6
❖ 只给一盆水怎样能使衣服洗的 ❖更干净？
7
8
单级萃取 多级萃取
9
❖ 第一节、概述
❖一、定义： ❖液—液萃取是分离液体混合物的 ❖重要单元操作之一，又称溶剂萃取。 ❖该方法是利用原料液中组分在适当 ❖溶剂中溶解度的差异而实现分离的 ❖单元操作。
❖三角形的三个顶点分别代表纯组 分A、B、S（100%）；
❖三角形的三条边分别代表一个二 元物系，每边等分100份；
化工原理萃取课件
22
四、萃取在三角形坐标图上的表示法
在只含有组分 A 与 B 的原料液
A
F 中加入一定量的萃取剂 S 后，
得到新的混合液 M ，由杠杆规
则知 F 、S 和 M 之间的关系为
E’max
E’
F
E max
M 静置分层得萃取相 E 和萃余相
R’
M E
R ，其质量关系为
R
B
S
从萃取相 E 中除去萃取剂 S 后得萃取液 E’； 从萃余相 R 中除去萃取剂 S 后得萃余液 R’；
单级萃取中，萃取相能达到的最大 A 组分含量为 Emax 点的组成， 对应的萃取液组成点为 E’max。
23
第三节 液-液萃取的动力学特性
液-液传质设备中，两相之间、分散的液滴间以及两相流体与设备 间均存在着十分复杂的相互作用。
主要影响因素： (1) 液滴的破碎； (2) 液滴间的凝聚； (3) 界面扰动； (4) 轴向混合等。
P
B R1 R
M1
E1
d
E
S
通常联结线不互相平行，其斜率随混合液的组成而异，一般是按 同一方向缓慢地改变。
有些物系在不同浓度范围内联结线斜率方向不同，如吡啶－氯苯 －水体系。
18
5、联结线 (Tie line)： 通常联结线不互相平行，其斜率随混合液的组成而异，一般是按 同一方向缓慢地改变。 有些物系在不同浓度范围内联结线斜率方向不同，如吡啶－氯苯 －水体系。
物，用一般精馏方法不经济或不能分离； (2) 混合液中含热敏性物质，受热易分解、聚合或
发生其它化学变化； (3) 混合液中需分离的组分浓度很低，采用精馏方
法须将大量的稀释剂汽化，能耗太大。 萃取操作是两相间的传质过程，需要研究两液相间 的平衡关系和相际间的传质速率问题。
化工原理第十一章液液萃取和固液萃取
• 二、塔效率（总级效率）法
•或
•点M得位置由杠杆规则确定：
PPT文档演模板
化工原理第十一章液液萃取和固液萃 取
•11.1.3选择性系数及萃取剂得选择 •在原料液中加入萃取剂后形成平衡得两个液相，溶质A在其中得非配 关系用分配系数kA表示
•同样，对稀释剂B有
•萃取剂的选择性，用选择性系数 表示
•要注意以下几方面： • 1、 选择性 2、 萃取相与萃余相的分离 3、 萃取剂得回收 • 除此之外，萃取剂还应满足一般得工业要求。
•上式即为各级的操作线，其斜率 为第一常数。
PPT文档演模板
化工原理第十一章液液萃取和固液萃 取
•11.1.6多级逆流萃取
•图１１－１２ 多级逆流萃取流程
• 一、利用三角形相图得图解计算 •１、由xF、x‘N得值分别定出点F、R’N，连点S（设萃取剂为纯S）和 RN’，交溶解度曲线左侧于点RN,此点代表最终萃余项组成。 • ２、对全级作总物料衡算有 •连接点F和S，根据杠杆规则得代表混合液量及组成得点M；连接点 RN和M并延长交溶解度曲线于E1，则E1和RN得量也可按杠杆规则确 定。
•3、点M利用辅助曲线作联结线。有
•4、连点S、E和点S、R并分别延长交AB于点E‘和R’,则点E’和R’分 别
• 表示萃取液和萃余液得组成
PPT文档演模板
化工原理第十一章液液萃取和固液萃 取
•二、S和B完全不互溶时得图解计算
• 当S和B完全不互溶时，则 萃取相含全部溶剂，萃余相含 全部稀释饥，萃取前厚的物料 衡算式为（萃取剂为纯溶剂） ：
•（2）恒沸物或沸点相近组分的分离，此时普通整流方法不适用， 如催化重整油中芳烃与烷烃的分离因沸点相近 而需要塔板数太多， 工业上常用环丁砜为萃取剂融解苯、甲苯、二甲苯以及其他芳烃衍 生物。
•或
•点M得位置由杠杆规则确定：
PPT文档演模板
化工原理第十一章液液萃取和固液萃 取
•11.1.3选择性系数及萃取剂得选择 •在原料液中加入萃取剂后形成平衡得两个液相，溶质A在其中得非配 关系用分配系数kA表示
•同样，对稀释剂B有
•萃取剂的选择性，用选择性系数 表示
•要注意以下几方面： • 1、 选择性 2、 萃取相与萃余相的分离 3、 萃取剂得回收 • 除此之外，萃取剂还应满足一般得工业要求。
•上式即为各级的操作线，其斜率 为第一常数。
PPT文档演模板
化工原理第十一章液液萃取和固液萃 取
•11.1.6多级逆流萃取
•图１１－１２ 多级逆流萃取流程
• 一、利用三角形相图得图解计算 •１、由xF、x‘N得值分别定出点F、R’N，连点S（设萃取剂为纯S）和 RN’，交溶解度曲线左侧于点RN,此点代表最终萃余项组成。 • ２、对全级作总物料衡算有 •连接点F和S，根据杠杆规则得代表混合液量及组成得点M；连接点 RN和M并延长交溶解度曲线于E1，则E1和RN得量也可按杠杆规则确 定。
•3、点M利用辅助曲线作联结线。有
•4、连点S、E和点S、R并分别延长交AB于点E‘和R’,则点E’和R’分 别
• 表示萃取液和萃余液得组成
PPT文档演模板
化工原理第十一章液液萃取和固液萃 取
•二、S和B完全不互溶时得图解计算
• 当S和B完全不互溶时，则 萃取相含全部溶剂，萃余相含 全部稀释饥，萃取前厚的物料 衡算式为（萃取剂为纯溶剂） ：
•（2）恒沸物或沸点相近组分的分离，此时普通整流方法不适用， 如催化重整油中芳烃与烷烃的分离因沸点相近 而需要塔板数太多， 工业上常用环丁砜为萃取剂融解苯、甲苯、二甲苯以及其他芳烃衍 生物。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第十章 液－液萃取和液－固浸取
学习目的 与要求
通过本章学习，应掌握液－液相平衡在三角形 相图上的表示方法，能用三角形相图对单级萃取过 程进行分析和计算。了解多级萃取过程的流程与计 算方法；萃取设备的类型及结构特点。
1
第十章 液－液萃取和液－固浸取
10.1 液－液萃取概述 10.1.1 萃取的原理与流程
11
二、各组分量之间的关系－杠杆规则
M = MA + MB
M A OB M B OA M A OB M AB M B OA M AB
MA A
差点
M
O 和点
MB B
差点
杠杆规则
12
A xS
xA R zA yA
zS
M
yS
液相 R r kg xA、xS、xB
液相 E e kg yA、yS、yB
E
用质量比 计算方便
萃取相中溶
分
质的质量比
配
系
数
萃余相中溶 质的质量比
22
三、分配曲线
以xA为横坐标，yA为纵坐标，在直角坐标图上，
每一对共轭相可得一个点，将这些点联结起来，得 到曲线称为分配曲线。
溶解度曲线
分配曲线
23
y yx
P P
分配曲线的作法
x
24
第十章 液－液萃取和液－固浸取
10.1 液－液萃取概述 10.2 液－液相平衡关系 10.2.1 液－液平衡相图 10.2.2 液－液平衡方程与分配曲线 10.2.3 萃取剂的选择
萃取液量 E、组成 yE 萃余液量 R、组成 xR
30
E
yE
xF
F
xR
R R
xR
E M
单级萃取图解
yE
纯溶剂
31
一、B 与 S 部分互溶物系
M FS RE
MF S =F×
MS
RM E
E M RM RE
E F RF R F E
RE
FG
FH
S min
=
F× GS
S max
=
F× HS
气液平衡方程 y A k A xA
液液平衡方程 y A k A x A
萃取相
中
溶质分
数
kA
yA xA
分
配
系
数
kB
yB xB
萃余相 中 溶质分 数
21
二、以质量比表示的平衡方程
若 S与 B完全不互溶 萃取相中不含 B，S 的量不变 萃余相中不含 S ，B 的量不变
液液平衡方程 YA K A X A
2
一、萃取过程的原理
分离物系 液体混合物 形成两相体系的方法 引入一液相（萃取剂）
萃取原理
液体混合物 (A + B)
引入另一液相 （萃取剂S）
各组分在萃取剂 中溶解度不同
液相E(萃取相) (S + A+微量B)
液相R(萃余相) (B + 微量A、S)
示例 用苯萃取分离醋酸和水混合物
3
二、萃取操作流程
28
第十章 液－液萃取和液－固浸取
10.1 萃取过程概述 10.2 液－液相平衡关系 10.3 液－液萃取过程的计算 10.3.1 单级萃取的计算
29
一、B 与 S 部分互溶物系
已知：原料量 F 、原料组成 xF
溶剂组成 yS
规定：萃余相组成 xR
计算：萃取剂量 S
萃取相量 E 、组成 yE
萃余相量 R
R2
两种溶解度曲线的互换
18
三、液－液平衡相图(溶解度曲线)
2. 温度对溶解度曲线的影响
～ ～ 温度 T
溶解度
两相区
不利于萃 取操作
19
第十章 液－液萃取和液－固浸取
10.1 液－液萃取概述 10.2 液－液相平衡关系 10.2.1 液－液平衡相图 10.2.2 液－液平衡方程与分配曲线
20
一、以质量分数表示的平衡方程
9
一、组成在三角形相图上的表示方法
萃取为三元物 系的分离过程
溶质 A 原溶剂 B 萃取剂 S
三角形坐标图
等边三角形坐标图 等腰三角形坐标图√ 非等腰三角形坐标图
10
A
D点
x A 0.40
xS 0.60
M
D
B
S
组成在三角形坐标图上的表示方法
M点 x A 0.40 xB 0.30 xS 0.30
双溶剂萃取 萃取 膜萃取
超临界萃取 凝胶萃取 反向胶团萃取
按萃取组分数目分类
萃取
单组分萃取√
多组分萃取
7
二、萃取操作的应用
萃取操作应用场合
❖ 相对挥发度 1 物系的分离 ❖ 溶质浓度很低 ,且为难挥发组分物系的分离 ❖ 热敏性物系的分离
8
第十章 液－液萃取和液－固浸取
10.1 液－液萃取概述 10.2 液－液相平衡关系 10.2.1 液－液平衡相图
S min < S < S max
32
二、B 与 S不互溶物系
若 B与 S 完全不互溶
萃取相中不含 B，S 的量不变 萃余相中不含 S ，B 的量不变
用质量比 计算方便
所以
kA
xB yB
kA
kB
萃取操作
xB >1 1
yB
～ β
萃取效果
β ＝1 不能实现萃取分离
27
二、萃取剂的选择
萃取剂选择考虑的主要因素
❖ 选择性系数β ❖ 原溶剂 B与萃取剂 S的互溶度 ❖ 萃取剂回收的难易 ❖ 萃取剂的其他物性
密度 表面张力 黏度 ❖ 萃取剂的稳定性、安全性、经济性
Ⅰ类物系√
③ A完全溶于B，A与S部分互溶 B与S部分互溶
Ⅱ类物系
14
临界 混溶 点
共轭相
均相 区
溶解 度曲 线
联结
两相
线
区
溶解度曲线 (1)－已知联结线 15
溶解 度曲
线
辅助 曲线
溶解度曲线 (2)－已知辅助曲线
16
由联结线求辅助曲线
两种溶解度曲线的互换 17
由辅助曲线求联结线
E1
R1
E2
B
xB zB yB
S
杠杆规则的应用
液相 M m kg zA、zS、zB
mre
e MR r ME
xA zA zA yA
e MR
m RE xA zA xA yA
13
三、液－液平衡Βιβλιοθήκη 图(溶解度曲线)1. 溶解度曲线的两种形式 根据萃取操作中各组分的互溶性，三元物系分
为以下情况，即
① A完全溶于B及S，B与S不互溶 ② A完全溶于B及S，B与S部分互溶
25
一、萃取剂的选择性与选择性系数
萃取剂的选择性是指萃取剂 S对原料液中两个 组分溶解能力的差异。 选择性系数
萃取相中A的质量分数 萃余相中A的质量分数
萃取相中B的质量分数 萃余相中B的质量分数
yA xA yA yB yB xB xA xB
26
一、萃取剂的选择性与选择性系数
因为 y A k A xA
萃取操作示意图
4
第十章 液－液萃取和液－固浸取
10.1 液－液萃取概述 10.1.1 萃取的原理与流程 10.1.2 萃取的分类与应用
5
一、萃取过程的分类
按有无化学反应分类
萃取
物理萃取
化学萃取√
按萃取级数分类
萃取
单级萃取
多级萃取√
多级逆流萃取 多级并流萃取
6
一、萃取过程的分类
按萃取技术分类
单溶剂萃取√
学习目的 与要求
通过本章学习，应掌握液－液相平衡在三角形 相图上的表示方法，能用三角形相图对单级萃取过 程进行分析和计算。了解多级萃取过程的流程与计 算方法；萃取设备的类型及结构特点。
1
第十章 液－液萃取和液－固浸取
10.1 液－液萃取概述 10.1.1 萃取的原理与流程
11
二、各组分量之间的关系－杠杆规则
M = MA + MB
M A OB M B OA M A OB M AB M B OA M AB
MA A
差点
M
O 和点
MB B
差点
杠杆规则
12
A xS
xA R zA yA
zS
M
yS
液相 R r kg xA、xS、xB
液相 E e kg yA、yS、yB
E
用质量比 计算方便
萃取相中溶
分
质的质量比
配
系
数
萃余相中溶 质的质量比
22
三、分配曲线
以xA为横坐标，yA为纵坐标，在直角坐标图上，
每一对共轭相可得一个点，将这些点联结起来，得 到曲线称为分配曲线。
溶解度曲线
分配曲线
23
y yx
P P
分配曲线的作法
x
24
第十章 液－液萃取和液－固浸取
10.1 液－液萃取概述 10.2 液－液相平衡关系 10.2.1 液－液平衡相图 10.2.2 液－液平衡方程与分配曲线 10.2.3 萃取剂的选择
萃取液量 E、组成 yE 萃余液量 R、组成 xR
30
E
yE
xF
F
xR
R R
xR
E M
单级萃取图解
yE
纯溶剂
31
一、B 与 S 部分互溶物系
M FS RE
MF S =F×
MS
RM E
E M RM RE
E F RF R F E
RE
FG
FH
S min
=
F× GS
S max
=
F× HS
气液平衡方程 y A k A xA
液液平衡方程 y A k A x A
萃取相
中
溶质分
数
kA
yA xA
分
配
系
数
kB
yB xB
萃余相 中 溶质分 数
21
二、以质量比表示的平衡方程
若 S与 B完全不互溶 萃取相中不含 B，S 的量不变 萃余相中不含 S ，B 的量不变
液液平衡方程 YA K A X A
2
一、萃取过程的原理
分离物系 液体混合物 形成两相体系的方法 引入一液相（萃取剂）
萃取原理
液体混合物 (A + B)
引入另一液相 （萃取剂S）
各组分在萃取剂 中溶解度不同
液相E(萃取相) (S + A+微量B)
液相R(萃余相) (B + 微量A、S)
示例 用苯萃取分离醋酸和水混合物
3
二、萃取操作流程
28
第十章 液－液萃取和液－固浸取
10.1 萃取过程概述 10.2 液－液相平衡关系 10.3 液－液萃取过程的计算 10.3.1 单级萃取的计算
29
一、B 与 S 部分互溶物系
已知：原料量 F 、原料组成 xF
溶剂组成 yS
规定：萃余相组成 xR
计算：萃取剂量 S
萃取相量 E 、组成 yE
萃余相量 R
R2
两种溶解度曲线的互换
18
三、液－液平衡相图(溶解度曲线)
2. 温度对溶解度曲线的影响
～ ～ 温度 T
溶解度
两相区
不利于萃 取操作
19
第十章 液－液萃取和液－固浸取
10.1 液－液萃取概述 10.2 液－液相平衡关系 10.2.1 液－液平衡相图 10.2.2 液－液平衡方程与分配曲线
20
一、以质量分数表示的平衡方程
9
一、组成在三角形相图上的表示方法
萃取为三元物 系的分离过程
溶质 A 原溶剂 B 萃取剂 S
三角形坐标图
等边三角形坐标图 等腰三角形坐标图√ 非等腰三角形坐标图
10
A
D点
x A 0.40
xS 0.60
M
D
B
S
组成在三角形坐标图上的表示方法
M点 x A 0.40 xB 0.30 xS 0.30
双溶剂萃取 萃取 膜萃取
超临界萃取 凝胶萃取 反向胶团萃取
按萃取组分数目分类
萃取
单组分萃取√
多组分萃取
7
二、萃取操作的应用
萃取操作应用场合
❖ 相对挥发度 1 物系的分离 ❖ 溶质浓度很低 ,且为难挥发组分物系的分离 ❖ 热敏性物系的分离
8
第十章 液－液萃取和液－固浸取
10.1 液－液萃取概述 10.2 液－液相平衡关系 10.2.1 液－液平衡相图
S min < S < S max
32
二、B 与 S不互溶物系
若 B与 S 完全不互溶
萃取相中不含 B，S 的量不变 萃余相中不含 S ，B 的量不变
用质量比 计算方便
所以
kA
xB yB
kA
kB
萃取操作
xB >1 1
yB
～ β
萃取效果
β ＝1 不能实现萃取分离
27
二、萃取剂的选择
萃取剂选择考虑的主要因素
❖ 选择性系数β ❖ 原溶剂 B与萃取剂 S的互溶度 ❖ 萃取剂回收的难易 ❖ 萃取剂的其他物性
密度 表面张力 黏度 ❖ 萃取剂的稳定性、安全性、经济性
Ⅰ类物系√
③ A完全溶于B，A与S部分互溶 B与S部分互溶
Ⅱ类物系
14
临界 混溶 点
共轭相
均相 区
溶解 度曲 线
联结
两相
线
区
溶解度曲线 (1)－已知联结线 15
溶解 度曲
线
辅助 曲线
溶解度曲线 (2)－已知辅助曲线
16
由联结线求辅助曲线
两种溶解度曲线的互换 17
由辅助曲线求联结线
E1
R1
E2
B
xB zB yB
S
杠杆规则的应用
液相 M m kg zA、zS、zB
mre
e MR r ME
xA zA zA yA
e MR
m RE xA zA xA yA
13
三、液－液平衡Βιβλιοθήκη 图(溶解度曲线)1. 溶解度曲线的两种形式 根据萃取操作中各组分的互溶性，三元物系分
为以下情况，即
① A完全溶于B及S，B与S不互溶 ② A完全溶于B及S，B与S部分互溶
25
一、萃取剂的选择性与选择性系数
萃取剂的选择性是指萃取剂 S对原料液中两个 组分溶解能力的差异。 选择性系数
萃取相中A的质量分数 萃余相中A的质量分数
萃取相中B的质量分数 萃余相中B的质量分数
yA xA yA yB yB xB xA xB
26
一、萃取剂的选择性与选择性系数
因为 y A k A xA
萃取操作示意图
4
第十章 液－液萃取和液－固浸取
10.1 液－液萃取概述 10.1.1 萃取的原理与流程 10.1.2 萃取的分类与应用
5
一、萃取过程的分类
按有无化学反应分类
萃取
物理萃取
化学萃取√
按萃取级数分类
萃取
单级萃取
多级萃取√
多级逆流萃取 多级并流萃取
6
一、萃取过程的分类
按萃取技术分类
单溶剂萃取√