化工原理下41液液萃取精
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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7章液液萃取
形成新的混合物mM, ( zA, zB, zs) ：
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。
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。
化工原理实验—萃取
液液萃取塔的操作一、实验目的（1）了解液液萃取设备的结构和特点；（2）掌握液液萃取塔的操作；（3）掌握传质单元高度的测定方法，并分析外加能量对液液萃取塔传质单元高度和通量的影响。
二、基本原理1．液液萃取设备的特点液液相传质和气液相传质均属于相间传质过程。
因此这两类传质过程具有相似之处，但也有相当差别。
在液液系统中，两相间的重度差较小，界面张力也不大，所以从过程进行的流体力学条件看，在液液相的接触过程中，能用于强化过程的惯性力不大，同时已分散的两相，分层分离能力也不高。
因此，对于气液接触效率较高的设备，用于液液接触就显得效率不高。
为了提高液液相传质设备的效率，常常补给能量，如搅拌、脉动、振动等。
为使两相逆流和两相分离，需要分层段，以保证有足够的停留时间，让分散的液相凝聚，实现两相的分离。
2．液液萃取塔的操作(1)分散相的选择在萃取设备中，为了使两相密切接触，其中一相充满设备中的主要空间，并呈连续流动，称为连续相；另一相以液滴的形式，分散在连续相中，称为分散相。
哪一相作为分散相对设备的操作性能、传质效果有显著的影响。
分散相的选择可通过小试或中试确定，也可根据以下几方面综合考虑：1)为了增加相际接触面积，一般将流量大的一相作为分散相；但如果两相的流量相差很大，并且所选用的萃取设备具有较大的轴向混合现象，此时应将流量小的一相作为分散相，以减小轴向混合。
2)应充分考虑界面张力变化对传质面积的影响，对于dx d>0的系统，即系统的界面张力随溶质浓度增加而增加的系统；当溶质从液滴向连续相传递时，液滴的稳定性较差，容易破碎，而液膜的稳定性较好，液滴不易合并，所以形成的液滴平均直径较小，相际接触表面较大，当溶质从连续相向液滴传递时，情况刚好相反。
在设计液液传质设备时，根据系统性质正确选择作为分散相的液体，可在同样条件下获得较大的相际传质表面积，强化传质过程。
3)对于某些萃取设备，如填料塔和筛板塔等，连续相优先润湿填料或筛板是相当重要的。
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；
萃取
液-液萃取过程
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 （ Liquid-liquid extraction），也叫溶剂萃取（Solvent Extraction），简称萃取。 待分离的一相称为被萃相，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。分离完成后的被萃相又称为萃余相。
4.2 互溶度测定方法
1. 化学分析法.
4.2 互溶度测定方法
1. 浊度法.
结线的获取
289
萃取过程计算
萃取过程分析
常用的工业萃取过程根据使用的设备通常分为逐级萃取过程和 微分萃取过程。
1. 逐级萃取过程 (平衡萃取)
以多级混合澄清槽为萃取设备的连续萃取过程。特点是每一个 萃取级构成一个平衡级， 易实现过程分解、组合与控制。
WE
WM
MR RE
WE
WF
RF RE
300
WE
ห้องสมุดไป่ตู้
WM (zM yE
xR ) xR
RF
E´
WE WF RE
WE
WF ( xF xR ) yE xR
F
E
R´
M
R
WR WF WE
xR zM yE
下面一律以物系所处的状态点字母代表物流的量,
三元组成在直角三角形相图中的表示法
M点的组成为：
xA BE 0.4 xB SG 0.3 xS BF 0.3
A
K H·
E
D
M
B
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 （ Liquid-liquid extraction），也叫溶剂萃取（Solvent Extraction），简称萃取。 待分离的一相称为被萃相，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。分离完成后的被萃相又称为萃余相。
4.2 互溶度测定方法
1. 化学分析法.
4.2 互溶度测定方法
1. 浊度法.
结线的获取
289
萃取过程计算
萃取过程分析
常用的工业萃取过程根据使用的设备通常分为逐级萃取过程和 微分萃取过程。
1. 逐级萃取过程 (平衡萃取)
以多级混合澄清槽为萃取设备的连续萃取过程。特点是每一个 萃取级构成一个平衡级， 易实现过程分解、组合与控制。
WE
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ห้องสมุดไป่ตู้
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下面一律以物系所处的状态点字母代表物流的量,
三元组成在直角三角形相图中的表示法
M点的组成为：
xA BE 0.4 xB SG 0.3 xS BF 0.3
A
K H·
E
D
M
B
陈敏恒《化工原理》(第4版)(下册)章节题库(液液萃取)【圣才出品】
对
于单级萃取，两相处于平衡状态，敬 与溶解度曲线的交点 E 为萃取相。又因为
通过 E 点作水平线与溶解度曲线交于 R，即为萃余相。 连线 与 的交点为和点 M，从图可读得 M 点在横坐标上的读数为 0.51。 根据杠杆定律可得
7 / 35
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6．一般来说，温度降低，互溶度将______，萃取分离的效果______。 【答案】变小；变好
7．请写出三种液液萃取的工业设备名称：______、______、______。 【答案】混合-澄清槽；填料萃取塔；筛板萃取塔
三、简答题
1．何谓萃取操作的选择性系数 β？什么情况下 β＝∞？
答：选择性系数 β 定义如下：
5．在 A、B 二组分混合溶液中加入纯溶剂 S，混合后分为二个平衡液层 E 相和 R 相, 已知 E 相含 40%A（质量%，下同）、3%B；R 相中含 29%A、70%B。则 A 组分在 E 相和 R 相得分配系数 kA 等于______，溶剂的选择性系数等于______。
【答案】1.379；32.18
C．不变
D．不确定
【答案】B
7．选用溶剂进行萃取操作时，其必要条件为（ ）。 A．分配系数 B．萃取相含量 C．选择性系数 β＞1 D．分配系数 【答案】C
8．单级萃取中，在维持进料组成和萃取相浓度不变的条件下，若用含有少量溶质的萃 取剂代替纯萃取剂，所得萃余相浓度将（ ）。
A．增大 B．减小 C．不变 D．不确定 【答案】A
3．双组分液液萃取分离时，根据相律，其自由度为______，当两相平衡时，组成占有 一个自由度，则______和______可自由选择。
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化工原理 液液萃取
第十一章 液液萃取（抽提） Liquid Extraction
11.1 概述
液-液萃取（抽提）：在液体混合物中加入一种 与其不溶或部分互溶的液体溶剂，经过充分混合， 分相，利用混合液中各组分在溶剂中溶解度的差 异而实现分离的一种单元操作。又称溶剂萃取。
目的: 分离液-液混合物。 操作依据: 利用混合物中各组分在某一溶剂中 的溶解度之间的差异。
两相接触方式
微 分 接 触
级 式 接 触
11.2 液-液相平衡关系
11.2.1 三角形坐标及杠杆定律
11.2.1.1 三角形坐标 三元混合液的表示方法：
三角形坐标
等边三角形 直角三角形（等腰直角三角形和不等腰直角三角形）
① 表示方法 习惯表示法： ▲ 各顶点表示纯组分； ▲ 每条边上的点为两组分混合物； ▲ 三角形内的各点代表不同组成的三元混合物。
液液萃取的应用
1、在石油化工中的应用 随着石油化工的发展，液液萃取已广泛应用于分离各种
有机物质。轻油裂解和铂重整产生的芳烃混合物的分离是重 要的一例。该混合物中各组分的沸点非常接近，用一般的分 离方法很不经济。工业上采用Udex、Shell、Formex等萃取 流程，分别用环丁砜、四甘醇、N-甲基吡咯烷酮为溶剂，从 裂解汽油的重整油中萃取芳烃。对于难分离的乙苯体系，组 分之间的相对挥发度接近于1，用精馏方法不仅回流比大， 塔板还高达300多块，操作费用极大。可采用萃取操作以HFBF3作萃取剂，从C8馏分中分离二甲苯及其同分异构体。
A
mE RM mR ME
点P组成按上述长度为
A：30% B：50% S：20%
A
80
20
UF
60 Q Z 40
40 E 20
S%
11.1 概述
液-液萃取（抽提）：在液体混合物中加入一种 与其不溶或部分互溶的液体溶剂，经过充分混合， 分相，利用混合液中各组分在溶剂中溶解度的差 异而实现分离的一种单元操作。又称溶剂萃取。
目的: 分离液-液混合物。 操作依据: 利用混合物中各组分在某一溶剂中 的溶解度之间的差异。
两相接触方式
微 分 接 触
级 式 接 触
11.2 液-液相平衡关系
11.2.1 三角形坐标及杠杆定律
11.2.1.1 三角形坐标 三元混合液的表示方法：
三角形坐标
等边三角形 直角三角形（等腰直角三角形和不等腰直角三角形）
① 表示方法 习惯表示法： ▲ 各顶点表示纯组分； ▲ 每条边上的点为两组分混合物； ▲ 三角形内的各点代表不同组成的三元混合物。
液液萃取的应用
1、在石油化工中的应用 随着石油化工的发展，液液萃取已广泛应用于分离各种
有机物质。轻油裂解和铂重整产生的芳烃混合物的分离是重 要的一例。该混合物中各组分的沸点非常接近，用一般的分 离方法很不经济。工业上采用Udex、Shell、Formex等萃取 流程，分别用环丁砜、四甘醇、N-甲基吡咯烷酮为溶剂，从 裂解汽油的重整油中萃取芳烃。对于难分离的乙苯体系，组 分之间的相对挥发度接近于1，用精馏方法不仅回流比大， 塔板还高达300多块，操作费用极大。可采用萃取操作以HFBF3作萃取剂，从C8馏分中分离二甲苯及其同分异构体。
A
mE RM mR ME
点P组成按上述长度为
A：30% B：50% S：20%
A
80
20
UF
60 Q Z 40
40 E 20
S%
化工原理液液萃取和液固浸取概述
萃取液量 E?、组成 y?E 萃余液量 R?、组成 xR?
30
E?
yE?
xF
F
x?R
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 ? F ? S ? R? E
S = F ×MF MS
R? M? E
E ? M ? RM RE
E ?? F ? R?F R?? F ? E ?
20
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
yA ? kAxA
yA ? kAxA
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 ? KAXA
xA 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15.0 17.5 20 25 30 35 40 41.6
R 相
xS 5 5.05 5.1 5.2 5.4 5.6 5.9 6.2 6.6 7.5 8.9 10.5 13.5 15
37
解：
（1）溶解度曲线和辅助曲线 由题给数 据，可绘出溶解度曲线LPJ，由相应 的联结线数据，可作出辅助曲线JCP， 如本题附图所示。
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 MB ? OA M AB
MA A 差点
30
E?
yE?
xF
F
x?R
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 ? F ? S ? R? E
S = F ×MF MS
R? M? E
E ? M ? RM RE
E ?? F ? R?F R?? F ? E ?
20
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
yA ? kAxA
yA ? kAxA
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 ? KAXA
xA 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15.0 17.5 20 25 30 35 40 41.6
R 相
xS 5 5.05 5.1 5.2 5.4 5.6 5.9 6.2 6.6 7.5 8.9 10.5 13.5 15
37
解：
（1）溶解度曲线和辅助曲线 由题给数 据，可绘出溶解度曲线LPJ，由相应 的联结线数据，可作出辅助曲线JCP， 如本题附图所示。
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 MB ? OA M AB
MA A 差点
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作业题: 1
28
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
P
24
y y? x
P
x
分配曲线的作法
七、萃取剂的选择
1.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
xB ? 0.30 xS ? 0.30
二、各组分量之间的关系——杠杆规则
M = MA + MB
MA ? OB MB OA MA ? OB M AB MB ? OA M AB
9
MA
M
MB
A
B
O
差点
和点
差点
杠杆规则
A
xS
xA R zA yA
B
10
zS
M yS
液相 R r kg xA、xS、xB
液相 E e kg yA、yS、yB
不利于萃 取操作
19
四、萃取过程在平衡相图上的表示
将定量的
纯溶剂 S 加入
y?E
到A、B两组
分的原料液 F 中，该萃取过 程可在平衡相
F
ME
x?R R
yE
图上表示。
xR
20
五、萃取平衡方程
1.以质量分数表示的平衡方程
气液平衡方程 液液平衡方程
yA ? kAxA
yA ? kA xA
萃取相中 溶质分数
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
25
1.萃取剂的选择性与选择性系数
因为 yA ? kA xA
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。
26
2.萃取剂的选择
萃取剂选择考虑的主要因素有：
①选择性系数 β；
②原溶剂 B与萃取剂 S的互溶度； ③萃取剂回收的难易； ④萃取剂的其他物性，包括密度、表面张力、 黏度。 ⑤ 萃取剂的稳定性、安全性、经济性。
27
练习题目
思考题 1.萃取操作的基本原理是什么？ 2.共轭相、联结线、临界混溶点、辅助曲线各表
示何意义？ 3.分配系数和选择性系数各表示何意义？ 4.溶解度曲线和分配曲线有何联系？
分配 系数
萃余相中 溶质分数
kA
?
yA xA
kB
?
yB xB
21
2.以质量比表示的平衡方程
若 S与 B完全不互溶 ，且 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 ? KA XA
用质量比 计算方便
萃取相中溶 质的质量比
分配 系数
萃余相中溶 质的质量比
22
六、分配曲线
两相区 0
S
B
1.0
温度较高时第二类物系三角形相图
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
R2
两种溶解度曲线的互换
18
三、萃取平衡相图——溶解度曲线
2. 温度对溶解度曲线的影响
～ ～ 温度 T
溶解度
不互溶区
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
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
11
临界混 溶点 共轭相
均相区 溶解度曲线
两相区
联结线
12
溶解度曲线 (1)——已知联结线
第Ⅰ类物系 ② 完全不互溶物系， A、B，A、S 完全互溶， 而B、S完全不互溶。
萃取
单级萃取
多级萃取√
多级逆流萃取 多级并流萃取
4
三、萃取过程的分类
3. 按萃取技术分类
4. 按萃取组分数目分类
单溶剂萃取 √
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
萃取
单组分萃取 √
多组分萃取
5
四、萃取操作的应用
萃取操作应用场合：
①相对挥发度 ? = 1 物系的分离；
②溶质浓度很低 ,且为难挥发组分物系的分离； ③恒沸物系的分离； ④热敏性物系的分离。
第4章 液－液萃取
学习目的 与要求
通过本章学习，应掌握萃取的基本概念和原 理；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。
1
4.1 概述 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)
A
单项区 En
K Mn
Rn 两项区
溶解度曲线 联结线
B
M
S
③ 第二类物系 (具有两对部分互溶物的物系， A、 B 完 全互溶， A、S，B、S部分互溶)
1.0 A
单相区 Rn
溶解度曲线 联结线
溶解度曲线
两相区
En
0B
单相区
SLeabharlann 1.0温度较低时第二类物系三角形相图
1.0 A
单相区
两相区
溶解度曲线
联结线 溶解度曲线
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
2
二、萃取操作流程
萃取操作流程示意图
3
三、萃取过程的分类
1. 按有无化学反应分类
萃取
物理萃取√
化学萃取
2. 按萃取级数分类
6
4.2 萃取过程的液－液相平衡
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
7
A
B
8
D点
xA ? 0.40 xS ? 0.60
M
D
S
组成在三角形坐标图上的表示方法
M点
xA ? 0.40
E
xB zB yB S
杠杆规则的应用
液相 M m kg zA、zS、zB
m? r?e
e ? MR r ME
? xA ? zA zA ? yA
e ? MR
m RE
? xA ? zA xA ? yA
三、萃取平衡相图——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
28
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
P
24
y y? x
P
x
分配曲线的作法
七、萃取剂的选择
1.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
xB ? 0.30 xS ? 0.30
二、各组分量之间的关系——杠杆规则
M = MA + MB
MA ? OB MB OA MA ? OB M AB MB ? OA M AB
9
MA
M
MB
A
B
O
差点
和点
差点
杠杆规则
A
xS
xA R zA yA
B
10
zS
M yS
液相 R r kg xA、xS、xB
液相 E e kg yA、yS、yB
不利于萃 取操作
19
四、萃取过程在平衡相图上的表示
将定量的
纯溶剂 S 加入
y?E
到A、B两组
分的原料液 F 中，该萃取过 程可在平衡相
F
ME
x?R R
yE
图上表示。
xR
20
五、萃取平衡方程
1.以质量分数表示的平衡方程
气液平衡方程 液液平衡方程
yA ? kAxA
yA ? kA xA
萃取相中 溶质分数
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
25
1.萃取剂的选择性与选择性系数
因为 yA ? kA xA
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。
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2.萃取剂的选择
萃取剂选择考虑的主要因素有：
①选择性系数 β；
②原溶剂 B与萃取剂 S的互溶度； ③萃取剂回收的难易； ④萃取剂的其他物性，包括密度、表面张力、 黏度。 ⑤ 萃取剂的稳定性、安全性、经济性。
27
练习题目
思考题 1.萃取操作的基本原理是什么？ 2.共轭相、联结线、临界混溶点、辅助曲线各表
示何意义？ 3.分配系数和选择性系数各表示何意义？ 4.溶解度曲线和分配曲线有何联系？
分配 系数
萃余相中 溶质分数
kA
?
yA xA
kB
?
yB xB
21
2.以质量比表示的平衡方程
若 S与 B完全不互溶 ，且 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 ? KA XA
用质量比 计算方便
萃取相中溶 质的质量比
分配 系数
萃余相中溶 质的质量比
22
六、分配曲线
两相区 0
S
B
1.0
温度较高时第二类物系三角形相图
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
R2
两种溶解度曲线的互换
18
三、萃取平衡相图——溶解度曲线
2. 温度对溶解度曲线的影响
～ ～ 温度 T
溶解度
不互溶区
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
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
11
临界混 溶点 共轭相
均相区 溶解度曲线
两相区
联结线
12
溶解度曲线 (1)——已知联结线
第Ⅰ类物系 ② 完全不互溶物系， A、B，A、S 完全互溶， 而B、S完全不互溶。
萃取
单级萃取
多级萃取√
多级逆流萃取 多级并流萃取
4
三、萃取过程的分类
3. 按萃取技术分类
4. 按萃取组分数目分类
单溶剂萃取 √
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
萃取
单组分萃取 √
多组分萃取
5
四、萃取操作的应用
萃取操作应用场合：
①相对挥发度 ? = 1 物系的分离；
②溶质浓度很低 ,且为难挥发组分物系的分离； ③恒沸物系的分离； ④热敏性物系的分离。
第4章 液－液萃取
学习目的 与要求
通过本章学习，应掌握萃取的基本概念和原 理；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。
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4.1 概述 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)
A
单项区 En
K Mn
Rn 两项区
溶解度曲线 联结线
B
M
S
③ 第二类物系 (具有两对部分互溶物的物系， A、 B 完 全互溶， A、S，B、S部分互溶)
1.0 A
单相区 Rn
溶解度曲线 联结线
溶解度曲线
两相区
En
0B
单相区
SLeabharlann 1.0温度较低时第二类物系三角形相图
1.0 A
单相区
两相区
溶解度曲线
联结线 溶解度曲线
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
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二、萃取操作流程
萃取操作流程示意图
3
三、萃取过程的分类
1. 按有无化学反应分类
萃取
物理萃取√
化学萃取
2. 按萃取级数分类
6
4.2 萃取过程的液－液相平衡
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
7
A
B
8
D点
xA ? 0.40 xS ? 0.60
M
D
S
组成在三角形坐标图上的表示方法
M点
xA ? 0.40
E
xB zB yB S
杠杆规则的应用
液相 M m kg zA、zS、zB
m? r?e
e ? MR r ME
? xA ? zA zA ? yA
e ? MR
m RE
? xA ? zA xA ? yA
三、萃取平衡相图——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