分离工程萃取ppt课件
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萃取分离设备ppt课件
罐底有多孔板、筛网及滤 布以支持树脂层，或者用 石英石或卵石直接铺于罐 底以支持树脂层。
设备动画\8萃取器\混合器与澄清器混 合装置.swf
设备动画\8萃取器\单级转筒式离心萃 取器.swf
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
3、喷嘴式混合器 利用工作流体在一定压 力下经过喷嘴以高速度 射
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
二、液-固萃取分离设备
液-固萃取:是在一定条 件下用一定浸出溶剂从固 体原料中浸出有效成分的 过程。
液-固萃取分离设备：
（一）单级间歇萃取 带蒸汽加热夹套的单级
间歇萃取装置。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
根据离子交换剂的材料也可分为两类：
1、苯乙烯和聚苯乙烯树脂
常用于分离离子型小分子（如多肽，糖磷酸脂、抗生素等）
;
名称 732或Dowex50
类型 强酸性阳离子交换树脂
CH3
CH 2
CH 3 N+ CH 2
CH 3
CH 2OH
704或IR-45
弱碱性阴离子交换树脂
701或Dowex3 弱碱性阴离子交换树脂
CH2 NH3+
CH2 NH3+
+ CH2 NH2R
+ CH2 NHR2
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
设备动画\8萃取器\混合器与澄清器混 合装置.swf
设备动画\8萃取器\单级转筒式离心萃 取器.swf
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
3、喷嘴式混合器 利用工作流体在一定压 力下经过喷嘴以高速度 射
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
二、液-固萃取分离设备
液-固萃取:是在一定条 件下用一定浸出溶剂从固 体原料中浸出有效成分的 过程。
液-固萃取分离设备：
（一）单级间歇萃取 带蒸汽加热夹套的单级
间歇萃取装置。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
根据离子交换剂的材料也可分为两类：
1、苯乙烯和聚苯乙烯树脂
常用于分离离子型小分子（如多肽，糖磷酸脂、抗生素等）
;
名称 732或Dowex50
类型 强酸性阳离子交换树脂
CH3
CH 2
CH 3 N+ CH 2
CH 3
CH 2OH
704或IR-45
弱碱性阴离子交换树脂
701或Dowex3 弱碱性阴离子交换树脂
CH2 NH3+
CH2 NH3+
+ CH2 NH2R
+ CH2 NHR2
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
制药分离工程固液萃取.81页PPT
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
制药分离工程固液萃取.
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
制药分离工程固液萃取.
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
生化分离工程2萃取分离(1)幻灯片PPT
3
2.1 溶剂萃取
▪ 分配定律
▪ 在溶剂萃取过程中，将供提取的溶液称为料液；从料 液中待提取的物质称为溶质；用来萃取目的产物的溶 剂称为萃取剂；溶质转移到萃取剂中与萃取剂形成的 溶液称为萃取液；被萃取出溶质后的料液称萃余液。
▪ 平衡时溶质在两相中的浓度之比为一常数K，即：
K ＝ 萃取相浓度/萃余相浓度＝ c1／c2
▪ 多级错流萃取流程：
1－φ＝1－[1／(E1＋1)(E2＋1)…(En＋1)] (2-8) ▪ 多级逆流萃取流程：
2005-3-21 1－φ＝(En＋1－E)／(En＋1－1)
(125 -
▪ 例1：赤霉素在10℃、pH值2.5时的分配系数(乙
酸乙酯／水)为35，用等体积乙酸乙酯单级萃取一 次问理论收得率为多少？
② 两相完全不互溶，在分离器中能完全分离。
▪ 设K为分配系数，VF为料液体积，VS为萃取剂体积，E 为萃取因子(extraction factor)即萃取平衡后，溶质在 萃取相与萃余相中质量的比值，则：
E＝K·VS／VF＝K／m
(2-5)
▪ 式中 m＝VF／VS＝料液体积／萃取剂体积
▪ 令未被萃取的体积分数为φ，则：
▪ 两相中的游离酸分子的分配平衡用分配系数K0表征 ▪ 电离平衡用电离常数KP来表征。
2005-3-21
图2-1 青霉素的分配平衡与电离平衡
5
▪ K0和KP是客观存在的，但一般测定得到的是
[P·COOH＋P·COO－]的总浓度c2，在这种情
况下，
c1／c2＝K
这里的K称之为表观分配系数。而K和K0、 KP的关系式可经理论推导如下：
度太高而限制了它们的应用。PEG和Dex因其无毒
2005-性3-21和良好的可调性而得到广泛应用。
生物分离工程-第五章-萃取技术PPT课件
mCl
[R Cl - ] [Cl - ]
则
mAKeC mlCl1[H K 2][K H 1 K ]2 21
43
-化学萃取平衡之分配平衡（2）
二（2－乙基己基）磷酸萃取氨基酸为例，其所对应的离 子交换反应
A2(H2RA ) R(3H H R )
KeH[A[AR]([(HH3R]R[2)H])]
氨基酸的表观分配系数为
6
生物产品萃取根据分子量大小划分
小分子类 化合物相对分子量约小于1000，如氨基酸、 抗生素、维生素、有机酸等，采用有机溶 剂萃取
大分子类 相对分子量大于1000，如酶，抗体，蛋白 质等，有机溶剂不适用，可选用反胶团萃 取、双水相萃取等
7
工业上生产青霉素
大多采用醋酸丁酯为萃取剂，pH=1.8～2.2， 相比VO/VW=1/2～1/2.5，温度5℃，反萃取过 程采用碳酸氢钾或碳酸钾水溶液为反萃取剂。
A
A+
A+
AA+
A AClA
有机相
R+Cl-
RR++CA-l-
R+Cl-
R+Cl-
R+Cl-
42
化学萃取平衡之分配平衡
季胺盐萃取氨基酸为例，其所对应的离子交换反应
R C lA R A -C l
[RA-][Cl- ] KeCl [RCl- ][A- ]
氨基酸和氯离子对应的表观分配系数分别为
[R A- ] mA cA
51
2、双水相形成
当两种高分子聚合物之间存在相互排斥作 用时，即一种分子周围将聚集同种分子而 排斥异种分子，则在达到平衡时，就形成 分别富含不同聚合物的两相 。
萃取分离讲解 ppt课件
4 萃取分离
● 溶剂萃取 ● 索氏萃取（提取） ● 微波萃取
PPT课件
1
§4.1 溶剂萃取(Solvent extraction)
溶剂萃取是利用液-液界面的平衡分配关系 进行的分离操作。液液界面的面积越大，达 到平衡的速度也就越快。因此要求两相的液 滴应尽量细小化。平衡后，各自相的液滴还 要集中起来再分成两相。通常溶剂萃取指物 质由水相转入另一与水相不互溶的有机相后 实现分离的方法。
M n nHR有 MRn有 nH
Kex
[ MRn ]有 [ H ]n [ M ][ HR]n有
当萃取反应达到平衡时，金属离子在两相中的分
配比为：
[
D
[
CM ]有
[ MRn ]有
CM ]水 [ M n ] [ MRn ]
上式可进一步简化：
D
[ MRn ]有 [ M n ]
PPT课件
6
Ni2+
CH3 C N OH
+2
Ni(H2O)62+
CH3 C N OH
丁二酮肟
H
O
O
CH3 C N
N C CH3
Ni
CH3 C N
N C CH3
O
O
H
中和电荷
NiDx2/CHCl3
引入疏水基
萃取剂----“运载工具”
PPT课件
7
亲水性水合阳离子→中性疏水螯合物→ 萃入有机相
+
8-羟基喹啉
PPT课件
28
索氏 (Soxhlet) 萃取器
常将试样置于索氏萃取器中，用 溶剂连续抽提，然后蒸出溶剂， 便可达到含量较原试样增加上百 倍的试液，有利于后续的测定。
● 溶剂萃取 ● 索氏萃取（提取） ● 微波萃取
PPT课件
1
§4.1 溶剂萃取(Solvent extraction)
溶剂萃取是利用液-液界面的平衡分配关系 进行的分离操作。液液界面的面积越大，达 到平衡的速度也就越快。因此要求两相的液 滴应尽量细小化。平衡后，各自相的液滴还 要集中起来再分成两相。通常溶剂萃取指物 质由水相转入另一与水相不互溶的有机相后 实现分离的方法。
M n nHR有 MRn有 nH
Kex
[ MRn ]有 [ H ]n [ M ][ HR]n有
当萃取反应达到平衡时，金属离子在两相中的分
配比为：
[
D
[
CM ]有
[ MRn ]有
CM ]水 [ M n ] [ MRn ]
上式可进一步简化：
D
[ MRn ]有 [ M n ]
PPT课件
6
Ni2+
CH3 C N OH
+2
Ni(H2O)62+
CH3 C N OH
丁二酮肟
H
O
O
CH3 C N
N C CH3
Ni
CH3 C N
N C CH3
O
O
H
中和电荷
NiDx2/CHCl3
引入疏水基
萃取剂----“运载工具”
PPT课件
7
亲水性水合阳离子→中性疏水螯合物→ 萃入有机相
+
8-羟基喹啉
PPT课件
28
索氏 (Soxhlet) 萃取器
常将试样置于索氏萃取器中，用 溶剂连续抽提，然后蒸出溶剂， 便可达到含量较原试样增加上百 倍的试液，有利于后续的测定。
《萃取分离法》PPT课件
② 冠（穴）醚萃取体系 冠醚与阳离子配位后，阳离子原来的配对阴离子仍
伴随在外。
硫氰化铷
穴醚[特点
（1）金属阳离子与冠（穴）醚中的杂原子（O、N、S、P等） 分子间相互作用形成配合物后进入有机相。
（2）配合物的稳定性与空穴直径、杂原子种类、数目和空间排 列、环上取代基、金属离子体积和电荷、溶剂性质等有关。
（9）第三相形成的影响
第三相的形成影响萃取过程，必须避免。
（3）穴醚具有多环，三维结构，其球形空穴对金属离子的配合 能力比单环的冠醚要大得多。
（4）冠（穴）醚的亲水杂原子向内侧，外侧是疏水的－CH2－ CH2－基，使萃取配合物在有机相溶解性增加。
③ 佯盐萃取体系：
机理：以乙醚萃取6 mol/L盐酸水溶液中的Fe3+为例
水相中被萃取金属离子Fe3+与适当的阴离子Cl-结合形 成配阴离子
85.00
热力学分配平衡常数K0
K 0 org [ A]org org KD也称（萃取aq ）分[配A]系aq 数 aq
KD
org aq
2. 分配比
当溶质在某一相或两相中发生离解、缔合、配位或离子聚集
现象时，同一溶质在同一相中就可能存在多种形态。
如：OsO4在CCl4/H2O体系中分配时：
Walther Nernst
20世纪40年代以后，溶剂萃取走向成熟： ◆ 完善的理论体系 ◆ 丰富的萃取模式 ◆ 广泛的应用领域
溶剂萃取法的优缺点
优点
• 仪器设备简单，操作方便； • 分离选择性高； • 应用范围广：无机物、有机物；大量、微量组分富集。 • 处理量大，适合工业规模分离，易于实现连续自动操作。
（3）金属离子浓度的影响
金属离子浓度较低时，对萃取几乎无影响，金属离子浓 度很高时，会导致有机相中游离萃取剂浓度降低。
萃取分离技术推荐课件
= 10-2/(1+3×10)=3.22×10-4mol/L
E= D/(D+V水/V有) =3/(3 + 100/1000)=96.8%
2021/8/22
22
（3）E由D、V水/V有决定， D￪ 、V水/V有￬， E￪
（4 ）连续萃取
连续萃取：溶质经一次萃取后，分离两相，再用 新鲜的有机溶剂萃取剩余在水相中的溶质，再 分离，如此反复。
C0V水
若V有=V水 C1V水 C0VD 水有 VV水V有V 有 D1C 0D111C0
2021/8/22
24
萃取二次，平衡时：水溶液中A总浓度C2
同理
C 2C 1(1 1D )C 0(1 1D )2112 C 01
萃取三次，平衡时：水溶液中A总浓度C3
C 3C 2(1 1D )C 0(1 1D )3113C 0 31
萃取百分率：表示被萃取的组分已萃入有机相的 总量与原始溶液中被萃取组分总量比值的百分 数。用E表示。
某一物质A的水溶液，体积为V水，用有机溶
剂萃取时，有机溶剂的体积为V有
分子分母同
除以C水V有
E A在A在有两机相溶中剂的中总的含总量含 10量 0%
C有V有
D
100%
C V C V 2021/8/22 有 有
(萃合物)。
3、萃取液和萃余液
萃取分层后的有机相称为萃取液，此时的水
相为萃余液。
2021/8/22
2
4、萃取剂 指能与被萃取物质发生化学反应，形成能溶于
有机相的萃合物的试剂。 或指能与亲水性物质反应生成可被萃取的疏水
性物质的试剂。
5、萃取溶剂 指与水不相混溶且能够构成连续有机相的液体。
活性萃取溶剂——可与被萃取物发生化学反应， 形成配合物、离子缔合物或溶剂化物。 例：磷酸三丁酯，正丁醇等。
E= D/(D+V水/V有) =3/(3 + 100/1000)=96.8%
2021/8/22
22
（3）E由D、V水/V有决定， D￪ 、V水/V有￬， E￪
（4 ）连续萃取
连续萃取：溶质经一次萃取后，分离两相，再用 新鲜的有机溶剂萃取剩余在水相中的溶质，再 分离，如此反复。
C0V水
若V有=V水 C1V水 C0VD 水有 VV水V有V 有 D1C 0D111C0
2021/8/22
24
萃取二次，平衡时：水溶液中A总浓度C2
同理
C 2C 1(1 1D )C 0(1 1D )2112 C 01
萃取三次，平衡时：水溶液中A总浓度C3
C 3C 2(1 1D )C 0(1 1D )3113C 0 31
萃取百分率：表示被萃取的组分已萃入有机相的 总量与原始溶液中被萃取组分总量比值的百分 数。用E表示。
某一物质A的水溶液，体积为V水，用有机溶
剂萃取时，有机溶剂的体积为V有
分子分母同
除以C水V有
E A在A在有两机相溶中剂的中总的含总量含 10量 0%
C有V有
D
100%
C V C V 2021/8/22 有 有
(萃合物)。
3、萃取液和萃余液
萃取分层后的有机相称为萃取液，此时的水
相为萃余液。
2021/8/22
2
4、萃取剂 指能与被萃取物质发生化学反应，形成能溶于
有机相的萃合物的试剂。 或指能与亲水性物质反应生成可被萃取的疏水
性物质的试剂。
5、萃取溶剂 指与水不相混溶且能够构成连续有机相的液体。
活性萃取溶剂——可与被萃取物发生化学反应， 形成配合物、离子缔合物或溶剂化物。 例：磷酸三丁酯，正丁醇等。
萃取分离讲解PPT课件
工艺条件的优化
总结词
工艺条件对萃取分离效果具有重要影响，优化工艺条件可以提高分离效率和纯 度。
详细描述
通过实验确定最佳的萃取温度、压力、搅拌速度和时间等工艺参数。根据实际 情况调整工艺条件，以实现高效、低能耗的分离过程。
新型萃取分离技术
总结词
随着科技的发展，新型萃取分离技术不断涌现，为复杂体系的分离提供了更多选 择。
压力
压力对液体的沸点和相平衡有影响，进而影响萃取分离效 果。加压可以提高萃取剂的溶解度，但也可能增加设备投 资和操作成本。
停留时间
萃取剂在料液中的停留时间也会影响分离效果，过短的停 留时间可能导致萃取不充分，而停留时间过长则可能引起 逆向扩散和萃取剂的损失。
料液的性质
浓度与组成
料液中目标物质的浓度和组成直接影 响萃取分离的效率和经济性。浓度越 高，分离效果通常越好，但也可能导 致萃取剂用量增加。
萃取分离讲解
目录
• 萃取分离简介 • 萃取分离过程 • 萃取分离设备 • 萃取分离的影响因素 • 萃取分离的优化与改进 • 萃取分离案例分析
01
萃取分离简介
定义与原理
定义
萃取分离是一种利用物质在两种不混 溶液体中的溶解度差异，将目标物质 从一种溶剂转移到另一种溶剂中的分 离技术。
原理
基于不同溶剂对目标物质的溶解度不 同，通过选择适当的溶剂，使目标物 质在两相之间进行有效的转移和分离。
萃取剂的密度和粘度对分离 效果也有影响，密度差异有 助于相的分离，而粘度过高 可能导致流动性能降低。
工艺条件
温度
温度对萃取分离过程的影响显著，温度升高通常能提高传 质速率，但也可能导致萃取剂分解或料液中物质的热分解 。
搅拌强度
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分离工程
混和澄清槽
混和澄清槽是较早开发使用的一种萃取 设备。在混和澄清槽中，轻相和重相首先被 引入到混和槽中，通过机械搅拌使两相密切 接触，然后流到澄清槽中，进行重力分相。
一个设计良好的混和槽具有很高的传质效 率，可以达到接近于单个理论平衡级的效果 （80%-90%甚至更高）。
分离工程
混和槽和搅拌桨
转盘塔操作稳定、通量 大，在工业过程中得到了广 泛的应用。是最常用的萃取 设备之一。
分离工程
开式涡轮转盘塔
开式涡轮转盘塔是对 转盘塔改进而成。主要是 在转盘面向分散相流动方 向的一面加上三片窄的泵 式叶片，造成同一隔室内 上、下部分搅拌强度的差 异。其总的效果是在全塔 内形成较均匀的液滴分布 （较大的传质比表面）、 较强的液体湍动和较小的 返混。因而传质效率较转 盘塔有较大的提高。
分离工程
对萃取技术的大规模研究和开发始于第二次世界大 战期间。当时，由于原子能研究和应用的需要，对于铀、 钍、钚等放射性元素的萃取提取和分离进行了开发研究， 开发研究了具有良好分离性能的萃取剂（溶剂），并发展 了相应的萃取设备如脉动塔和混和澄清槽等，使萃取技术 迅速走向了大规模的工业应用。当时萃取技术应用的另一 个重要进展是青霉素的提取，它与青霉素的深层发酵技术 一起，使青霉素的大规模低成本生产得以实现，成为二十 世纪医药工业重要的技术进步之一。
分离工程
澄清
液相在澄清槽中主要依靠重力作用进行分 相。因此，必须有足够的停留时间使两相充分 澄清。
如果仅仅依靠重力还不足以使两相澄清， 例如产生了乳化现象，可考虑采用辅助助凝措 施，如在澄清槽内放置丝网助凝、电破乳、使 用破乳剂等。
分离工程
澄清槽
分离工程
箱式混和澄清槽
分离工程
混合澄清槽的应用场合
分离工程
机械搅拌塔
如果界面张力较大、两相密度差较小、液体 粘度较大，单靠重力不足于使一个液相很好地分 散到另一个液相中，产生足够的传质相界面和湍 动。这些情况在液-液萃取中是常见的。这时，需 要通过外加机械能量的方法来促进液-液分散和流 体湍动，增加传质相界面，以及减少传质阻力。
分离工程
对于填料塔和筛板塔，可以通过使流体脉动的方法 来进行搅拌。脉动塔在核工业中得到了广泛的应用。然 而，更通常的方法是采用某种形式的转动搅拌（转盘塔） 或振动搅拌（振动板塔）的形式。
1.萃取级数很少时，如单级操作，简单易行。 2.级数很多时，几十甚至几百级，分离要求很 精细，要求保证稳定的级效率。
缺点： 1.占地面积大； 2.动力消耗大（电机传动阻力）； 3.密闭性差：萃取剂挥发损失，同时污染环境
分离工程
箱式混和澄清槽用于稀土萃取
分离工程
喷淋塔、填料塔和筛板塔
这三种萃取塔是 由常见的气液接触设 备发展而来。用喷嘴 实现其中一个液相 （分散相）在另一个 液相（连续相）中的 分散，靠两相的密度 差实现逆流流动。这 类塔的传质效率不是 很高。
分离工程
通常在以下数种情况下，采用萃取作为分离方法比蒸 馏更有效或有利：
对有机或水溶液中的无机物质的分离； 被分离物质的浓度很低(如油脂中色素和激素)； 高沸点低含量的物质的回收； 热敏性物质的回收； 对于依据混合物体系的化学性质而不是挥发度
而进行分离的情况； 对于非常接近于冰点或沸点的液体的分离（可
分离工程
据Derry和Williams研究，最早的液-液萃取 实践在罗马时代即有了，当时采用熔融的铅为溶 剂从熔融的铜中分离金和银，然后再用硫选择性 溶解银，分别得到金和银。 1842年，E.-M.佩利 诺研究了用乙醚从硝酸溶液中萃取硝酸铀酰。 1903年，L.Edeleanu用液态二氧化硫作为萃取 剂从煤油中萃取芳烃，以生产清洁的液体燃料。 这是萃取的第一次工业应用。
分离工程
第四章 萃取
分离工程
F(C+A)
Feed C - Carrier
萃取相E (S+A)
Extract
S
Solvent
萃余相R (C+少量A)
Raffinate
分离工程
由于溶质在两个液相中的分配平衡的限制， 通常通过一次液-液平衡接触不能完全达到分 离或提取率的要求。在这种情况下，需要通过 多级逆流接触才能达到要求。
分离工程
开式涡轮转盘塔与转盘塔的传质性能的比较
分离工程
Karr 式振动筛板塔
分离工程
离心萃取机
Podbielniak 离心萃取机
离心萃取机特别适 用于两相密度差很小或 易乳化的物系，由于物 料在机内的停留时间很 短，因而也适用于化学 和物理性质不稳定的物 质的萃取，如从发酵液 中提取青霉素等抗生素。
在1947年以前，如果要进行需要很多平衡级的萃取 过程，可以选择的设备主要是混和澄清槽，这需要大量 的马达、泵和复杂的管道。而各种搅拌塔的发明，使得 采用结构简单、效率高而成本低的萃取设备成为可能。
Байду номын сангаас分离工程
分离工程
转盘塔
转盘塔（RDC）是一种 常用的搅拌萃取塔。它的搅 拌组件是由装在中心轴上的 一系列圆盘组成，依靠转动 时转盘对流体的剪切力分散 液滴。装在塔壁处的一系列 定环起限制返混的作用。
利用此时溶解度差异的增加）； 共沸体系的分离。
分离工程
萃取设备
混和澄清槽 非机械搅拌塔 机械搅拌塔 离心萃取机
分离工程
不同的萃取体系的物性（粘度、密度差和界面张力等） 的变化范围很广，分离要求也不同。为此，萃取设备的种 类很多，以适应各种要求。有些萃取设备和汽液接触设备 （蒸馏、吸收、汽提等）很相似，如喷淋塔、填料塔、筛 板塔等，但这些设备通常只能用在物系粘度很小、密度差 较大、界面张力适中以及分离要求不是很高的场合。由于 液-液系统的特殊性，需要选择适合其特点的设备。 大部 分萃取设备都需外加机械能促进分散或两相分离，如机械 搅拌式萃取设备和离心式萃取设备。
分离工程
现在萃取技术已在各方面获得了广泛的应用：
炼油和石化工业中石油馏分的分离和精制，如 烷烃和芳烃的分离、润滑油精制等；
湿法冶金，铀、钍、钚等放射性元素、稀土、 铜等有色金属、金等贵金属的分离和提取；
磷和硼等无机资源的提取和净化； 医药工业中多种抗生素和生物碱的分离提取； 食品工业中有机酸的分离和净化； 环保处理中有害物质的脱除等。
混和澄清槽
混和澄清槽是较早开发使用的一种萃取 设备。在混和澄清槽中，轻相和重相首先被 引入到混和槽中，通过机械搅拌使两相密切 接触，然后流到澄清槽中，进行重力分相。
一个设计良好的混和槽具有很高的传质效 率，可以达到接近于单个理论平衡级的效果 （80%-90%甚至更高）。
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混和槽和搅拌桨
转盘塔操作稳定、通量 大，在工业过程中得到了广 泛的应用。是最常用的萃取 设备之一。
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开式涡轮转盘塔
开式涡轮转盘塔是对 转盘塔改进而成。主要是 在转盘面向分散相流动方 向的一面加上三片窄的泵 式叶片，造成同一隔室内 上、下部分搅拌强度的差 异。其总的效果是在全塔 内形成较均匀的液滴分布 （较大的传质比表面）、 较强的液体湍动和较小的 返混。因而传质效率较转 盘塔有较大的提高。
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对萃取技术的大规模研究和开发始于第二次世界大 战期间。当时，由于原子能研究和应用的需要，对于铀、 钍、钚等放射性元素的萃取提取和分离进行了开发研究， 开发研究了具有良好分离性能的萃取剂（溶剂），并发展 了相应的萃取设备如脉动塔和混和澄清槽等，使萃取技术 迅速走向了大规模的工业应用。当时萃取技术应用的另一 个重要进展是青霉素的提取，它与青霉素的深层发酵技术 一起，使青霉素的大规模低成本生产得以实现，成为二十 世纪医药工业重要的技术进步之一。
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澄清
液相在澄清槽中主要依靠重力作用进行分 相。因此，必须有足够的停留时间使两相充分 澄清。
如果仅仅依靠重力还不足以使两相澄清， 例如产生了乳化现象，可考虑采用辅助助凝措 施，如在澄清槽内放置丝网助凝、电破乳、使 用破乳剂等。
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澄清槽
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箱式混和澄清槽
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混合澄清槽的应用场合
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机械搅拌塔
如果界面张力较大、两相密度差较小、液体 粘度较大，单靠重力不足于使一个液相很好地分 散到另一个液相中，产生足够的传质相界面和湍 动。这些情况在液-液萃取中是常见的。这时，需 要通过外加机械能量的方法来促进液-液分散和流 体湍动，增加传质相界面，以及减少传质阻力。
分离工程
对于填料塔和筛板塔，可以通过使流体脉动的方法 来进行搅拌。脉动塔在核工业中得到了广泛的应用。然 而，更通常的方法是采用某种形式的转动搅拌（转盘塔） 或振动搅拌（振动板塔）的形式。
1.萃取级数很少时，如单级操作，简单易行。 2.级数很多时，几十甚至几百级，分离要求很 精细，要求保证稳定的级效率。
缺点： 1.占地面积大； 2.动力消耗大（电机传动阻力）； 3.密闭性差：萃取剂挥发损失，同时污染环境
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箱式混和澄清槽用于稀土萃取
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喷淋塔、填料塔和筛板塔
这三种萃取塔是 由常见的气液接触设 备发展而来。用喷嘴 实现其中一个液相 （分散相）在另一个 液相（连续相）中的 分散，靠两相的密度 差实现逆流流动。这 类塔的传质效率不是 很高。
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通常在以下数种情况下，采用萃取作为分离方法比蒸 馏更有效或有利：
对有机或水溶液中的无机物质的分离； 被分离物质的浓度很低(如油脂中色素和激素)； 高沸点低含量的物质的回收； 热敏性物质的回收； 对于依据混合物体系的化学性质而不是挥发度
而进行分离的情况； 对于非常接近于冰点或沸点的液体的分离（可
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据Derry和Williams研究，最早的液-液萃取 实践在罗马时代即有了，当时采用熔融的铅为溶 剂从熔融的铜中分离金和银，然后再用硫选择性 溶解银，分别得到金和银。 1842年，E.-M.佩利 诺研究了用乙醚从硝酸溶液中萃取硝酸铀酰。 1903年，L.Edeleanu用液态二氧化硫作为萃取 剂从煤油中萃取芳烃，以生产清洁的液体燃料。 这是萃取的第一次工业应用。
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第四章 萃取
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F(C+A)
Feed C - Carrier
萃取相E (S+A)
Extract
S
Solvent
萃余相R (C+少量A)
Raffinate
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由于溶质在两个液相中的分配平衡的限制， 通常通过一次液-液平衡接触不能完全达到分 离或提取率的要求。在这种情况下，需要通过 多级逆流接触才能达到要求。
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开式涡轮转盘塔与转盘塔的传质性能的比较
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Karr 式振动筛板塔
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离心萃取机
Podbielniak 离心萃取机
离心萃取机特别适 用于两相密度差很小或 易乳化的物系，由于物 料在机内的停留时间很 短，因而也适用于化学 和物理性质不稳定的物 质的萃取，如从发酵液 中提取青霉素等抗生素。
在1947年以前，如果要进行需要很多平衡级的萃取 过程，可以选择的设备主要是混和澄清槽，这需要大量 的马达、泵和复杂的管道。而各种搅拌塔的发明，使得 采用结构简单、效率高而成本低的萃取设备成为可能。
Байду номын сангаас分离工程
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转盘塔
转盘塔（RDC）是一种 常用的搅拌萃取塔。它的搅 拌组件是由装在中心轴上的 一系列圆盘组成，依靠转动 时转盘对流体的剪切力分散 液滴。装在塔壁处的一系列 定环起限制返混的作用。
利用此时溶解度差异的增加）； 共沸体系的分离。
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萃取设备
混和澄清槽 非机械搅拌塔 机械搅拌塔 离心萃取机
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不同的萃取体系的物性（粘度、密度差和界面张力等） 的变化范围很广，分离要求也不同。为此，萃取设备的种 类很多，以适应各种要求。有些萃取设备和汽液接触设备 （蒸馏、吸收、汽提等）很相似，如喷淋塔、填料塔、筛 板塔等，但这些设备通常只能用在物系粘度很小、密度差 较大、界面张力适中以及分离要求不是很高的场合。由于 液-液系统的特殊性，需要选择适合其特点的设备。 大部 分萃取设备都需外加机械能促进分散或两相分离，如机械 搅拌式萃取设备和离心式萃取设备。
分离工程
现在萃取技术已在各方面获得了广泛的应用：
炼油和石化工业中石油馏分的分离和精制，如 烷烃和芳烃的分离、润滑油精制等；
湿法冶金，铀、钍、钚等放射性元素、稀土、 铜等有色金属、金等贵金属的分离和提取；
磷和硼等无机资源的提取和净化； 医药工业中多种抗生素和生物碱的分离提取； 食品工业中有机酸的分离和净化； 环保处理中有害物质的脱除等。