第四组萃取.ppt

* * （一）、定义 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。 液液萃取是分离均相液体混合物的单元操作。 一、概念 1、物理萃取 这种利用溶剂对欲分离的组份具有较大的溶解能力，溶质通过扩散作用转移到溶剂中，从而达到分离的目的的过程。称为“物理萃取”。 2、化学萃取 由于化学作用，溶剂选择性地与溶质化合或络合，从而帮助溶质重新分配，达到分离目的的过程。称为“化学萃取”。 超临界萃取 利用超临界流体作为萃取剂,从液体或者固体混合物中提取出待分离的组分. 采用的溶剂(萃取剂)是超临界状态下的流体,具有气体和液体之间的性质,且对许多物质具有很强的溶剂能力,分离速度远快于普通萃取. 超临界流体 当流体的温度和压力处于它的临界温度和临界压力以上时,称之为超临界流体. 典型的为CO2 双水相萃取 在聚合物中加入一种无机盐水溶液,由于聚合物之间或聚合物与盐溶液之间的不相容性,达到一定浓度时,就会分成不互溶的两个水相,形成它个之间的分配的不同而进行分离的过程. 1、萃取剂：所选用的溶剂。S 2、溶质： 混合物中被分离出的组份。A 3、原溶剂（稀释剂）：原混合物中与溶剂不互溶或仅部分互溶的组份。 4、溶剂与混合物混合后成为两相。 5、萃取相：以萃取剂为主溶有溶质的相。E 6、萃余相：以原溶剂为主溶质含量较低的相。R 7、萃取液：除去萃取相中的溶剂而得到的液体。E’ 8、萃余液：除去萃余相中的溶剂而得到的液体。R’ （二）、相关概念及术语 （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。 （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。若采用蒸馏方法须将大量稀释剂汽化，能耗较大； 一般地，在下列情况下采用萃取方法更为有利。 二、萃取操作的适用场合 三、萃取操作 单级萃取流程 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：萃取相， E表示；另一层为萃余相，以R表示。 萃取操作的基本原理 一、三元物系的组成及表示方法 （一）、常用质量分率来表示三元物系的组成 （二）、用三角形相图来表示其组成 等边三角形坐标图 非等腰直角三角形坐标图 等腰直角三角形坐标图 三角形坐标图通常 三角形的三个顶点分别代表一个纯组份; 三条边分别代表一个二元混合物; 三角形内任一点分别代表一个三元混合物。 如图所示，其中以等腰直角三角形坐标图最为常用 在三角形坐标图中，AB边以A的质量分数作为标度，BS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。 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分别作垂直线MF、ME，则由点E、F可直接读得A、B、S的组成分别为：xA=0.40、XS=0.3、XB=0.60； 在诸三角形坐标图中，等腰直角三角形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。 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。 P混溶点/分层点 （三）、溶解度曲线与联结线 把达到平衡时的两个液层称为“共轭液层或共轭相” 将代表诸平衡液层的组成坐标点连接起来的曲线称为“溶解度曲线”。 1、溶解度曲线 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。 两相区 均相区 溶解度曲线 联结线 把E、R两点的联线称为“联结线”。 通常物系的温度升高，溶质在溶剂中的溶解度增大，反之减小。因此，温度明显地影响溶解度曲线的形状、联结线的斜