液液萃取原理
化工原理下液液萃取
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7章液液萃取
mM mR mE 物料衡算 mMzA mRxA mE yA
mMzs mRxs mE ys
将方程整理成如下形式：
mE xAzAzSxS mR zAyA ySzS
此式说明，三个组成点M、R、E在一条直线上, 即M点位 于RE 点的连接线上。
m E RM m R ME
理论萃取级：即无论进入该级的两股液流（原料、溶剂或前 一级的萃余相和后一级的萃取相）的组成如何，经过萃取后， 从该级流出的萃取相和萃余相为互成平衡的两个相。
7.3.1 单级萃取计算 (1) 流程
mF, xF mS
混合器
xE, y
mM, z
澄清槽
mR, x
单级萃取流程示意图
（2）特点 ◇ 原料液与溶剂一次性接触。 ◇ 萃取相与萃余相达到平衡。
m E MR
mM
ER
A
mR M E
mM
RE
mE M R
mM
RE
mE M R mR M E
S B
7.2.2 三角形相图 萃取相、萃余相的相平衡关系是萃取设计、计算的基本条件，相 平衡数据来自实验或由热力学关系推算。 讨论的前提: 各组分不发生化学反应。 （1）溶解度曲线及平衡联结线
① 相平衡数据的测定：
yB xB
越大，分离效果越 应好 选， 择 1的溶剂
与分k配 A 有系 关 kA 越 数 ， 大 越， 大
kA1 ，则 一定 1 ； 大 kA1 于 ， 可能 1 ， 大也 于可1 。 能
（2）溶剂萃取容量 定义：部分互溶物系的褶点处或第二类物系溶解度最大时，
萃取相中单位溶剂可能达到的最大溶质负荷。
（6）稳定性，腐蚀性，价格 良好的稳定性，腐蚀性小，毒性低，资源充足，价格适宜等。
第七章 萃取
第三节
萃取过程的计算
萃取操作的自由度
在萃取过程的计算中,无论采用单级或多级萃取操作， 离开萃取器的两相互呈平衡。
萃取器的实际级数：
N P NT /
η——总的级效率，实验确定。
一、单级萃取的计算
1、工艺流程与相图
S
S
2、图解法求解
yS , y A k A xA , xR (或x ) 求解： S , E , R, y E
tg ( MR)
E R
x A ,M x A , R x S ,M x S , R
表示混合物组成的M点的位置必在R点E点的连线上。
E R
RM EM
物料衡算的简捷图示方法，称为杠杆定律
从上图中M可表示溶液R和溶液E混合之后的数量 和组成，则称M为R和E的和点；
反之当从M点中移去一定量与组成的液体E液体， 表示余下的溶液组成的点R必在EM联线的延长线上， 其具体位置同样可由杠杆定律确定：
E R
RM
R
RM ME
ME
▲
M
E
R· RM E· ME
即：
E R
RM ME
2、由物料衡算得到： A
混合物E的组成为:
xA, E、xB, E、xS , E
混合物R的组成为:
xA, R、xB, R、xS , R
混合物M的组成为:
xA,M xA,R
xA,E
xA,M、xB,M、xS ,M
B
xSR xSM xSE
溶剂S必须满足两个要求: (1)溶剂不能与被分离混合物完全互溶，只能部分互溶；
(2)溶剂对A、B两组分有不同的溶解能力，或者说溶剂具有选择性：
简述液液萃取法的原理溶剂选择原则和操作技术
简述液液萃取法的原理溶剂选择原则和操作技术液液萃取法是一种常用的分离和提纯技术，主要用于从混合物中分离出目标物质。
其基本原理是利用不同溶解度的物质在两种不相溶的溶剂中的分配行为，将目标物质从一个溶液中转移到另一个溶液中。
在选择溶剂时，需要考虑以下几个原则：1. 亲油-亲水性：溶剂的极性应与目标物质相似，使得目标物质更容易转移到新的溶剂相中。
常用的有机溶剂如乙醚、二甲基醚、氯仿等通常与非极性物质相互作用较强；而水则常与极性物质相互作用较强。
2. 不挥发性：溶剂不应挥发，以免在操作过程中溶剂损失过多。
3. 无反应性：溶剂应与目标物质无反应，以免影响提取过程和产物的纯度。
4. 可回收性：溶剂应具有较好的回收性，以减少资源的浪费。
在液液萃取的操作中，需要掌握以下技术：1. 混合溶液的制备：将混合物与适当的溶剂混合，使得目标物质能够较好地分配到不同的溶剂相中。
通常通过搅拌、超声波处理等方法促进混合。
2. 搅拌与分离：经过混合后的溶液需要进行充分的搅拌，以增加目标物质与溶剂相的接触面积，促进转移。
然后，待两相分离后，通过离心或重力沉降等方法将两相分离。
3. 萃取回收：将目标物质所在的溶剂相分离出来，并对其进行回收。
通常通过蒸馏、浓缩、萃取等方法进行。
4. 清洗与干燥：对提取得到的目标物质进行适当的清洗和干燥处理，以去除残留的溶剂和其他杂质。
需要注意的是，液液萃取法的操作过程中，需要严格控制温度、浓度、pH等条件，以提高分离效果和纯度。
总而言之，液液萃取法通过合理选择溶剂和掌握正确的操作技术，可以实现对混合物中目标物质的高效分离和提纯。
在实际应用中，还需要根据具体情况进行溶剂和操作条件的优化和调整，以达到最佳的分离效果。
第11章液液萃取
11液液萃取（溶剂萃取）Liquid-liquid extraction(Solventextraction)11.1 概述一、液液萃取过程：1、液液萃取原理：根据液体混合物中各组分在某溶剂中溶解度的差异，而对液体混合物实施分离的方法，也是重要的单元操作之一。
溶质 A + 萃取剂 S——————〉S+A (B) 萃取相 Extract分层稀释剂 B B + A (S…少量) 萃余相 Raffinate（残液）一般伴随搅拌过程 => 形成两相系统，并造成溶质在两相间的不平衡则萃取的本质：液液两相间的传质过程，即萃取过程是溶质在两个液相之间重新分配的过程，即通过相际传质来达到分离和提纯。
溶剂 extractant（solvent)S 的基本条件：a、S 不能与被分离混合物完全互溶，只能部分互溶；b、溶剂具有选择性，即溶剂对A、B两组分具有不同溶解能力。
即（萃取相内）（萃余相内）最理想情况： B 与 S 完全不互溶 => 如同吸收过程： B 为惰性组分相同：数学描述和计算实际情况：三组分分别出现于两液相内，情况变复杂2 、工业萃取过程：萃取不能完全分离液体混合物，往往须精馏或反萃取对萃取相和萃余相进行分离，而溶剂可循环使用。
实质：将一个难于分离的混合物转变为两个易于分离的混合物举例：稀醋酸水溶液的分离：萃取剂：醋酸乙酯3 、萃取过程的经济性：取决于后继的两个分离过程是否较原液体混合物的直接分离更容易实现（ 1 ）萃取过程的优势：（与精馏的关系）ａ、可分离相对挥发度小或形成恒沸物的液体混合物；ｂ、无相变：液体混合物的浓度很低时，精馏过于耗能（须将大量 B 汽化）；ｃ、常温操作：当液体混合物中含有热敏性物质时，萃取可避免受热；ｄ、两相流体：与吸附离子交换相比，操作方便。
（ 2 ）萃取剂的选择——萃取过程的经济性a、分子中至少有一个功能基，可以与被萃取物质结合成萃合物；b、分子中必须有相当长的烃链或芳香环，可使萃取剂和萃合物容易溶解于有机相，一般认为萃取剂的分子量在350－500之间较为合适。
《化工原理》第九章 萃取.
第一节 液-液萃取的基本原理
图9－2 溶解度曲线与联接线
第一节 液-液萃取的基本原理
图9－3 三元物系的辅助曲线
图9－4 杠杆规则的应用
第一节 液-液萃取的基本原理
4．杠杆规则
如图9-4所示，分层区内任一点所代表的混合液可以 分为两个液层，即互成平衡的相E和相R。若将相E与相R混 合，则总组成M即为点，M点称为和点，而E点与R点称为差 点。混合液M与两液层E与R之间的数量关系可用杠杆规则 说明。
第一节 液-液萃取的基本原理
1．三组分系统组成的表示法
液-液萃取过程也是以相际的平衡为极限。三组分系 统的相平衡关系常用三角形坐标图来表示。混合液的组成 以在等腰直角三角形坐标图上表示最方便，因此萃取计算 中常采用等腰直角三角形坐标图。
在图9-1中，三角形的三个顶点分别表示纯组分。习 惯上以顶点A表示溶质，顶点B表示原溶剂，顶点S表示萃 取剂。三角形任何一个边上的任一点代表一个二元混合物， 如AB边上的H点代表由A和B两组分组成的混合液，其中A的 质量分数为0.7，B为0.3。三角形内任一点代表一个三元 混合物，如图M中的点，过M点分别作三个边的平行线ED、 HG与KF，其中A的质量分数以线段MF表示, B的以线段MK表 示，S的以线段ME表示。由图可读得：WA =0.4，WE=0.3， WS=0.3。可见三个组分的质量分数之和等于1。
可见，萃取操作包括下列步骤：（1）原料液（A+B） 与萃取剂的混合接触；（2）萃取相E与萃余相R的分离； （3）从两相中分别回收萃取剂而得到产品E’、R’。
第一节 液-液萃取的基本原理
二、萃取在工业生产中的应用
1．溶液中各组分的相对挥发度很接近或能形成恒沸 物，采用一般精馏方法进行分离需要很多的理论板数和很 大的回流比，操作费用高，设备过于庞大或根本不能分离。
化工原理 - 9液液萃取
(4)双组分萃取(回流)分述 i)当混合液中欲分离的两组分，在萃取剂中的溶解 度的差别不大时，必须采用回流萃取才能使两组分 完全分离。 ii)回流萃取的原理和流程，与精馏过程类似。
9.1 概述
南京工业大学
四.萃取的分离效果
9.1 概述
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四.萃取的分离效果
1.主要表现：为被分离物质的萃取率和分离产物的 纯度。 萃取率：萃取液中被提取的溶质量与原料液中的溶 质量之比。 萃取率愈高, 分离产物的纯度愈高, 表示萃取过程 的分离效果愈好。
E、R两相的量与线段RM、ME成比例：
x zA E RM A R z A yA ME
xA zA x z E E RM A A M E R RM ME (xA zA) (zA yA ) xA yA
R ME z yA A M xA yA RE
相点的直线称为联结线RiEi；
9.2 液‐液相平衡原理
联结各共轭相的相点及 P点的曲线(R0R1R2RiRnP EnEiE2E1E0)，即为实验 温度下该三元物系的溶 解度曲线。 溶解度曲线将三角形相 图分为两个区域：曲线 以内的区域为两相区， 以外的区域为均相区。
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9.2 液‐液相平衡原理
9.2 液‐液相平衡原理
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一.三角形相图
9.2 液‐液相平衡原理 2.相律
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一.三角形相图
1.坐标图的种类：(1)等边三角形; (2)等腰直角
三角形(常用)；(3)不等腰直角三角形
(1) F=C－Φ＋2＝3－2＋2＝3；(2) 一定温度、压强 下，规定一相的一个组成即可确定系统。
x A BE 0.40
液液萃取
M点的横坐标表示萃取剂S的质量百分数 xS 0.3
纵坐标表示溶质A的质量百分数 xA 0.4
xB 1 xA xS 1 0.4 0.3 0.3
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2、杠杆法则 ——萃取物料衡算的依据
一、单级萃取的流程与计算
1、单级萃取的流程 2、单级萃取的计算
1）萃取剂与稀释剂部分互溶的体系
原料液F
xF
萃取剂S
ys
萃余相R
xR
萃取相E
yE
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E' FR' R' FE'
E’
E'R' F
F● D
FD Smin F DS R’ ● R
1）萃取剂和稀释剂部分互溶的体系
F M S0M1 FS0
E1
R1 M1 R2 M2
E2 E3
R3
M3
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2）萃取剂和稀释剂不互溶的体系
a）直角坐标图解法 对第一级 ： Y1 Y0 B S1 (X1 X F ) 第2到N级 ： Y2 Y0 B S2 ( X 2 X1)
Y
E1 Y1
B S
X1
XF X
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二、多级错流接触萃取的流程与计算
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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
酯类：乙酸乙酯、乙酸戊酯、乙酸丁酯
磷酸酯类：己基磷酸二（2－乙基己基）酯、二辛基磷酸辛指、磷酸三丁酯
亚砜类：二辛基亚砜、二苯基亚砜、烃基亚砜
羧酸类：肉桂酸、脂肪酸、月桂酸、环烷酸
磺酸类：十二烷基苯磺酸、三壬基萘磺酸
有机胺类：三烷基甲胺、二癸胺、三辛胺、三壬胺，等等典型的萃取过程及设备
1．单级萃取：混合沉清槽
2．多级混合—澄清槽
3．塔式接触设备：喷淋塔；板式塔；填料塔；脉动塔；转盘塔。