第七章 液-液萃取技术
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。
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：
液液萃取
液－液萃取第一节 概述利用原料液中各组分在适当溶剂中溶解度的差异而实现混合液中组分分离的过程称为液－液萃取，又称溶剂萃取。
液-液萃取, 它是30年代用于工业生产的新的液体混合物分离技术。
随着萃取应用领域的扩展,回流萃取,双溶剂萃取,反应萃取,超临界萃取及液膜分离技术相继问世, 使得萃取成为分离液体混合物很有生命力的操作单元之一。
一.萃取操作原理萃取是向液体混合物中加入某种适当溶剂，利用组分溶解度的差异使溶质A 由原溶液转移到萃取剂的过程。
在萃取过程中, 所用的溶剂称为萃取剂。
混合液中欲分离的组分称为溶质。
混合液中的溶剂称稀释剂，萃取剂应对溶质具有较大的溶解能力，与稀释剂应不互溶或部分互溶。
右图是萃取操作的基本流程图。
将一定的溶剂加到被分离的混合物中， 采取措施（如搅拌）使原 料液和萃取剂充分混合混合，因溶质在两相间不呈平衡，溶质在萃取相中的平衡浓度高于实际浓度， 溶质乃从混合液相萃取集中扩散，使溶质与混合中的其它组分分离，所以萃取是液、液相间的传质过程。
通常 ,萃取过程在高温下进行,萃取的结果是萃剂 提取了溶质成为萃取相，分离出溶质的混合液成为萃余相。
萃取相时混合物，需要用精馏或取等方法进行分离，得到溶质产品和溶剂，萃取剂供循环使用。
萃取相通常含有少量萃取剂，也需应用适当的分离方法回收其中的萃取剂，然后排放。
用萃取法分离液体混合物时，混合液中的溶质既可以是挥发性物质，也可以是非挥发性物质，（如无机盐类）。
当用于分离挥发性混合物时，与精馏比较，整个萃取过程比较复杂，譬如萃取相中萃取剂的回收往往还要应用精馏操作。
但萃取过程本身具有常温操作，无相变以及选择适当溶剂可以获得较高分离系数等优点，在很多的情况下，仍显示出技术经济上的优势。
一般来说，在以下几种情况下采取萃取过程较为有利：⑴ 溶液中各组分的沸点非常接近，或者说组分之间的相对挥发度接近于一。
⑵ 混合液中的组成能形成恒沸物酸， 用一般的精馏不能得到所需的纯度。
液液萃取
利用相似相溶原理，萃取有两种方式
液-液萃取 固-液萃取，也叫浸取
液-液萃取
在欲分离的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，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。如用苯分离煤焦油中的酚；用有机 溶剂分离石油馏分中的烯烃；用CCl4萃 取水中的Br2。
K
yB xB
萃取剂的选择
二、萃取剂的选择性系数 若料液中另一组分D也被萃取，则组分B的 分配系数对组分D的分配系数的比值，即B 对D的分离因子，称为选择性系数α，即：
KB
y B xD K D xB y D
萃取剂的选择
选择性系数和分配系数的关系
α>1时，组分B可以在萃取相中浓集，k B 愈大，k D 愈小即α 越大，组分B与D萃取 分离的效果越好; α=1时，两组分在两相中的分配相同，不 能用此萃取剂实现此两组分的分离。
应用及前景
3、在生物化工和精细化工中的应用
1）以醋酸丁酯为溶剂萃取含青霉素的发酵液 2）香料工业中用正丙醇从亚硫酸纸浆废水中提取香兰素 3）食品工业中TBP从发酵液中萃取柠檬酸
THE END
方法
为了提高萃取率，可以采用多种方法 单级萃取或并流接触萃取 单组分萃取 多级错流萃取 多级逆流萃取
萃取
连续逆流萃取 双组分萃取（回流萃取）
单级萃取
原料 A+B 萃取剂 S 萃取相 E
萃余相 R
图1
单级萃取流程
单级萃取
萃取相分离设备 S
原料 F 萃取剂 S 萃取相 E
M
S 混合器
分层器
萃余相R
液液萃取的基本原理
液液萃取的基本原理一、基本概念液—液萃取是分别均相液体混合物的单元操作之一、利用液体混合物中各组分在某溶剂中溶解度的差别，而实现混合物分别的目的。
萃取属于传质过程。
本章重要讨论双组分均相液体混合物（A+B）的萃取过程。
所选用溶剂称为萃取剂S，混合液中被分别出的组分称为溶质A，原混合液中与萃取剂不互溶或仅部分互溶的组分称为原溶剂B。
操作完成后所获得的以萃取剂为主的溶液称为萃取相E，而以原溶剂为主的溶液称为萃余相R。
除掉萃取相中的萃取剂后得到的液体称为萃取液E，同样，除掉萃余相中的萃取剂后得到的液体称为萃余液R。
可见，萃取操作包含下列步骤：（1）原材料液（A+B）与萃取剂的混合接触；（2）萃取相E与萃余相R的分别；（3）从两相中分别回收萃取剂而得到产品E、R。
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别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别。
2．组分的热敏性大，采用蒸馏方法易导致热分解、聚合等化学变动。
3．溶液沸点高，需要在高真空下进行蒸馏。
4．溶液中溶质的浓度很低，用蒸馏方法能耗太大，经济上不合理。
液—液萃取技术的应用不限于以上几个方面，而是有着广泛的前景。
萃取与蒸馏两种分别方法可以相互增补。
实践证明，适当选用蒸馏或萃取，将近全部液体混合物都能有效而经济的实现组分间的分别。
三、液—液平衡关系液—液萃取至少涉及三种物质，即原材料液中的溶质A和原溶剂B，以及萃取剂S。
加入的萃取剂与原材料液（A+B）形成的三组分物系有三种类型。
（1）溶质A溶于原溶剂B及萃取剂S中，但萃取剂S与原溶剂B不互溶，形成一对不互溶的混合液；（2）萃取剂S与原溶剂B部分互溶，与溶质A互溶，形成一对部分互溶的混合液；（3）萃取剂S不但与原溶剂B部分互溶而且与溶质A也部分互溶，形成两对部分互溶的混合液。
液液萃取的原理和应用
液液萃取的原理和应用原理液液萃取是一种分离、提纯或浓缩化合物的方法，通过两种不相溶的液体相互接触并选择性地转移目标物质。
液液萃取的原理基于溶剂对不同化合物的亲和力不同，利用相互接触的液体相中的分配系数来实现分离。
液液萃取的原理可以通过以下步骤进行描述： 1. 选择两种互不溶解的液体相，其中至少一种液体相中含有目标物质。
2. 液液接触发生后，目标物质会根据其在两个相中的分配系数分配到不同的相中，实现物质的分离。
3. 通过分离两个液体相，可以得到目标物质单独的液体相，以达到提纯、浓缩或分离的效果。
应用液液萃取在许多领域中都有广泛的应用，下面列举其中一些主要的应用：1.化学工业：液液萃取在化学工业中用于分离和提纯有机化合物，如药品、精细化工产品、溶剂、香料等。
通过调整萃取过程中的条件，可以实现对化合物的选择性提取，提高产品的纯度和得率。
2.生物技术：液液萃取在生物技术中用于分离和纯化生物产物，如蛋白质、酶、DNA等。
通过调整液体相的成分和pH值等条件，可以将目标物质从复杂的混合物中提取出来，用于进一步的研究、分析或生产。
3.环境监测：液液萃取在环境监测中用于提取和浓缩环境样品中的有机物污染物，如水中的有机污染物、土壤中的农药残留等。
通过将样品与萃取剂接触，可以将目标污染物从样品中富集到萃取剂中，以便进一步的分析和检测。
4.食品工业：液液萃取在食品工业中用于提取和分离食品中的有用成分，如香精、色素、营养物质等。
通过调整萃取剂的选择和工艺条件，可以将食品中的有用成分分离出来，用于增加食品的口感、品质和营养价值。
5.石油工业：液液萃取在石油工业中用于提取和分离石油中的化合物，如重质烃、硫化物、氮化物等。
通过选择合适的萃取剂和调整工艺参数，可以将石油中的有害化合物去除或转化，以提高石油产品的质量和环境友好性。
6.药物开发：液液萃取在药物开发中用于提取和分离药物候选物或药物代谢产物。
通过将药物样品与合适的萃取剂接触，可以将目标化合物从复杂的样品中提取出来，用于药物的评价、分析和进一步的研究。
液液萃取(溶剂萃取).
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。
液液萃取技术 2023
液液萃取技术2023摘要：1.液液萃取技术简介2.液液萃取技术的应用领域3.液液萃取技术的发展趋势4.我国在液液萃取技术方面的研究进展5.液液萃取技术在环保领域的案例分析6.液液萃取技术在化工领域的案例分析7.液液萃取技术的优势与局限性8.液液萃取技术的发展前景正文：液液萃取技术是一种绿色、高效的分离技术，广泛应用于环保、化工、石化、核工业等领域。
本文将对液液萃取技术的发展现状、应用案例、优势与局限性以及未来发展进行详细探讨。
一、液液萃取技术简介液液萃取技术是利用两种不相溶或相溶性较差的液体，通过溶剂的选择性溶解作用，实现目标组分从一种液体相转移到另一种液体相的过程。
这种方法具有操作简便、成本低、能耗小等优点，因此在许多行业中得到了广泛应用。
二、液液萃取技术的应用领域1.环保领域：液液萃取技术在环保领域主要用于处理工业废水、废水和土壤修复等。
例如，采用液液萃取技术处理含重金属的废水，可以有效降低废水中的重金属浓度，达到环保排放标准。
2.化工领域：液液萃取技术在化工领域主要用于分离和提纯化合物，如石油化工、有机化工和无机化工等。
例如，在石油化工行业中，液液萃取技术可以用于分离原油中的硫化物、氮化物等有害物质，提高原油的品质。
三、液液萃取技术的发展趋势1.工艺优化：通过优化萃取剂的选择、操作条件和研究新型萃取设备，提高液液萃取过程的效率。
2.集成与创新：将液液萃取技术与其他分离技术（如膜分离、离子交换等）相结合，开发新型集成工艺，实现高效、绿色的分离目标。
3.智能化与自动化：利用计算机模拟、人工智能等技术，实现液液萃取过程的智能化与自动化，降低操作成本。
四、我国在液液萃取技术方面的研究进展近年来，我国在液液萃取技术领域取得了显著的研究成果。
例如，研发了具有自主知识产权的的新型萃取剂和萃取设备，并在多个领域实现了产业化应用。
五、液液萃取技术在环保领域的案例分析某化工企业在生产过程中产生了一种含有重金属的废水，采用液液萃取技术，选用特定萃取剂，将重金属离子从废水中萃取出来，实现了废水的达标排放。
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液-液萃取分离的原理
萃取相平衡
单级萃取过程工艺计算 萃取设备及操作原理本章难点 萃取源自平衡 萃取过程在三角形相图上的表示
第一节 基本概念
一、基本概念
手工洗衣服为例
打完肥皂、揉搓后，如何将肥皂沫去除呢？ 用清水多次漂洗
经验表明：每盆水揉搓的时间越长（即萃取越接近平衡），拧得越 干（即萃取与萃余相相分离越彻底），所用漂洗次数越少（即错流 级数越少）。
由上可知，萃取操作并未有得到纯净的组分，而是新的混合液： 萃取相E和萃余相R。为了得到产品A，并回收溶剂以供循环使用，尚需 对这两相分别进行分离。通常采用蒸馏或蒸发的方法，有时也可采用
结晶等其它方法。脱除溶剂后的萃取相和萃余相分别称为萃取液和萃
余液，以 E 和 R 表示。
原料液 A+B 萃取剂 S S 萃取液 E A(大量),B(少量) S 萃余液 R B(大量),A(少量)
液液萃取是分离均相液体混合物的单元操作。
1、萃取：在液体混合物（原料液）中加入一个与其基本不相混溶
的液体作为溶剂，造成第二相，利用原料液中各组分在两个液相 中的溶解度不同而使原料液混合物得以分离的单元操作。
亦称溶剂萃取，简称萃取或抽提。
原料液，用F表示； 选用的溶剂称为萃取剂，以S表示，要有较好的溶解选择性；
坐标图可直接在普通直角坐标纸上进行
标绘，且读数较为方便，故目前多采用 等腰直角三角形坐标图。
2、杠杆原理
数量关系：和点与差点的量之间的关系符合杠杆原理，即
mE MR x A z A mR ME z A y A mE MR x A z A mM RE x A y A mR ME z A y A mM RE x A y A
根据杠杆规则，若已知两个差点，则可确定和点；若已知和点和 一个差点，则可确定另一个差点。
二、液-液相平衡关系在三角形相图上的表示
根据萃取操作中各组分的互溶性，可将三元物系分为以下三种情况：
①溶质A可完全溶于B及S，但B与S不互溶； ②溶质A可完全溶于B及S，但B与S部分互溶；
③溶质A可完全溶于B，但A与S及B与S部分互溶。
法须将大量稀释剂汽化，能耗较大；
（3） 原料液中需分离的组分是热敏性物质。这种物料蒸馏时易于分 解、聚合或发生其它变化。
（4）高沸点有机物的分离。用萃取方法代替技术很高的真空蒸馏、分
子蒸馏，可降低能量消耗。
第二节
1、三角形坐标图 三角形坐标图通常
萃取操作的基本原理
一、组成的表示方法
等边三角形坐标图 等腰直角三角形坐标图 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。
萃取相 E S+A+B 萃余相 R B+A+S
单级萃取流程
萃取操作过程由混合、分层、萃取相分离、萃余相分离等一系 列步骤共同完成。
3、萃取剂的选择 要求： 1、对溶质溶解性大 2、选择性好
3、B与S互溶度越小越好
4、萃取剂易于回收 5、萃取相与萃余相密度差异大
4.萃取的分类 多组元体系：原料液中有两个以上组分或溶剂为 两种不互溶的溶剂 三元体系：原料液中含有两个组分，溶剂为单溶剂
原料液中易溶于S的组分，称为溶质，以A表示；
难溶于S的组分称为原溶剂（或稀释剂），以B表示
例如用醋酸乙酯萃取醋酸水溶液中的醋酸
2、萃取流程 萃取操作的基本过程如图所示。一定量萃取剂加入原料液中，形 成两液相，两液相因密度不同而分层： 一层以溶剂S为主，并溶有较多的溶质，称为萃取相，以E表示； 另一层以原溶剂（稀释剂）B为主，且含有未被萃取完的溶质，称 为萃余相，以R表示。
如青霉素的生产，用玉米发酵得到的含青霉素的发酵液，醋 酸丁脂为溶剂，经过多次萃取得到青霉素的浓溶液
３、湿法冶金中的应用
4、萃取操作的应用 一般地，在下列情况下采用萃取方法更为有利。 （1） 原料液中各组分间的相对挥发度接近于1或形成恒沸物。若采用 蒸馏方法不能分离或很不经济； （2）原料液中需分离的组分含量很低且为难挥发组分。若采用蒸馏方
三角形坐标图内任一点代表一个三元混 合物系。例如 M 点即表示由 A 、 B 、 S 三个 组分组成的混合物系。其组成可按下法 确定：过物系点 M分别作对边的平行线 ED 、 HG、KF，则由点E、G、K可直接读得A、B、
S 的 组 成 分 别 为 ： xA=0.4 、 xB=0.3 、
xS=0.3； 在诸三角形坐标图中，等腰直角三角形
习惯上，将①、②两种情况的物系称为第Ⅰ类物系，而将③ 情况的物系称为第Ⅱ类物系。
在萃取操作中，第Ⅰ类物系较为常见，以下主要讨论这类物
系的相平衡关系。
1.萃取过程中的相平衡关系 （1） B与S部分互溶时 溶解度曲线以内的区域为两相 区，以外的区域为均相区。
均相区
A
A
B多S少 S多B少
R(B 层)
+A E(S 层) +A
按组分数目分
物理萃取：萃取过程中，萃取剂与原料液中的有 关组分不发生化学反应 按有无化学反应分
化学萃取 本章主要讨论三元体系的物理萃取。
二、液－液萃取在工业上的应用
1、液－液萃取在石油化工中的应用
石油化工工业萃取过程分为如下三个阶段:
（Ⅰ）混合过程 （Ⅱ）沉降分层 （Ⅲ）脱除溶剂 ２、在生物化工中和精细化工中的应用
〖说明〗 在三角形坐标图中，AB边以A的质量分数作
为标度，BS边以B的质量分数作为标度，SA
边以S的质量分数作为标度。 顶点分别代表一个纯组分，即顶点A表示纯 溶质A，顶点B表示纯原溶剂（稀释剂）B， 顶点S表示纯萃取剂S。 任意边上的任一点代表一个二元混合物系， 第三组分的组成为零。 例如AB边上的E点，表示由A、B组成的二元混合物系，由图可读得： A的组成为0.40，则B的组成为（1.0–0.40）= 0.60，S的组成为零。
※萃取操作只 能在两相区内 进行
共轭线（联结线）
P
临界混溶点（褶点）
溶解度曲线
两相区
辅助线
B
R
B、S 部分互溶时
M
E
S
溶解度曲线可通过下述实验方法得到：在一定温度下，将组分B与组 分S以适当比例相混合，使其总组成位于两相区，设为M，则达平衡后 必然得到两个互不相溶的液层，其相点为R、E。 在恒温下，向此二元混合液中加入适 量的溶质A并充分混合，使之达到新的平 衡，静置分层后得到一对共轭相，其相点 为R1、E1，然后继续加入溶质A，重复上 述操作，即可以得到n+1对共轭相的相点 Ri、Ei (i=0,1,2,……n)，当加入A的量 使混合液恰好由两相变为一相时，其组成 点用K表示，K点称为混溶点或分层点。联 结各共轭相的相点及K点的曲线即为实验 温度下该三元物系的溶解度曲线。