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1、第8章 萃取,8.1 概述: 目的: 分離液-液混合物 依據(jù): 利用混合物中各組分在某一溶劑中的溶解度之間的差異使之分離。 1幾個基本概念: (1)萃取劑(溶劑)：所用的溶劑。 (2)溶質(zhì)：原料液中易溶于溶劑的組分。 (3)原溶劑：原料液中較難溶于溶劑的組分。,2. 萃取過程的簡單流程:,萃取過程的簡單流程: 混合過程: F（A+B）及S 充分接觸,組分轉(zhuǎn)移； 澄清過程: 形成兩相,由于密度差而分層。,萃取相E, y溶劑相中出現(xiàn) (S+A+B),萃余相R, x原料液中出現(xiàn)溶劑 (B+S+A),萃取相脫除溶劑得萃取液E, y 萃余相脫除溶劑得萃余液R, x,脫除溶劑: 在兩分離塔中,脫除溶劑,3

2、. 萃取后組成之間的變化:,結(jié)果,使組分得到一定程度的分離。,4對萃取劑的基本要求: (1) 能選擇性地溶解各組分,即對各組分具 有不同的溶解度； (2) 該溶劑與原溶劑能部分互溶或完全不溶, 且混凝后部分互溶的液-液兩相較易分層。,5. 應(yīng)用范圍: （1）液體混合物中各組分的相對揮發(fā)度接近 1,采用精餾的辦法不經(jīng)濟(jì)； （2）混合物蒸餾時形成恒沸物； （3）欲回收的物質(zhì)為熱敏性物料； （4）混合物中含有較多的輕組分,利用精餾的 方法能耗較大； 例:青霉素的生產(chǎn)； （5）提取稀溶液中有價值的物質(zhì)。,8.2 液-液相平衡關(guān)系 8.2.1 三角形坐標(biāo)及杠桿定律 三元混合液的表示方法 一、三角形坐標(biāo)

3、三組分用三角形坐標(biāo)表示: 等邊三角形； 直角三角形等； 等腰直角三角形（常用）。,習(xí)慣表示法： （1）各頂點表示純組分 （2）每條邊上的點為兩組分混合物 （3）三角形內(nèi)各點代表不同組成的三元混合物,注意組成的歸一性,=1,K點 ： xA=0.6 xB=0.4 P點 ： xA =0.3 xB =0.2 xS=0.5,B,1、表示方法,組成的單位 原則上可用任意單位 常用質(zhì)量分率表示,二、杠桿定律 質(zhì)量分別為mR和mE的兩種三元混合物,其組成分別為xA, xB, xs和yA,yB,ys ,兩者混合物M的質(zhì)量為mM,其總組成如何? ( zA, zB, zs)。 物料衡算: mM=mR +mE,將方程

4、整理成如下形式：,此式說明,三個組成點在一條直線上,即M點位于R E 點的連接線上,且,稱為杠桿定律。,在工程上常用圖解法,即杠桿定律:,A,B,S,R,E,M,R點、E點的和點M對應(yīng)組成為總組成。,相反的問題,求差點,即從其混合液M中分出組分(xA, xB, xS)質(zhì)量為mR的三元混合物,求剩余的組成yA,yB, yS,及質(zhì)量mE。 mE=mM-mR,8.2.2 三角形相圖 萃取相、萃余相的相平衡關(guān)系是萃取的基本問題。 相平衡數(shù)據(jù)來自實驗。,討論的前提: A在B和S中可全溶； B與S部分互溶或完全不溶(第一類物系)； 各組分不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。,一、溶解度曲線及平衡聯(lián)結(jié)線 1、相平衡數(shù)據(jù)的測定:

5、,加入的B 、S適量,攪拌均勻,靜止分層,得到互呈平衡的液-液兩相(共軛相)，得到一組平衡數(shù)據(jù)。 再加入一定量A，攪拌均勻,靜止分層,得到互呈平衡的液-液兩相(共軛相)，得到另一組平衡數(shù)據(jù). (1)總組成點在兩相區(qū)內(nèi)； (2)能得到完整的平衡數(shù)據(jù)。,A,B,S,R0,E0,M,R1,E1,R2,E2,En,Rn,K,2、數(shù)據(jù)標(biāo)繪及各區(qū)的狀態(tài) （1）溶解度曲線:各平衡組成點連成一條曲線； （2）聯(lián)結(jié)線:各對共軛相組成點之間的聯(lián)線； （3）混溶點: 曲線內(nèi)為兩相區(qū), 曲線外為單相區(qū),曲 線上的點稱為混溶點； （4）臨界混溶點(褶點) :共軛相的組成相同,其位置 和物系有關(guān)； （5）萃取相和萃余相:

6、 以原溶劑為主的相稱為萃余相, 以溶劑為主的相稱為萃取相。,3、幾類物系的相圖 （1）部分互溶物系 A、B，A、S 完全互溶， 而B、S部分互 溶；,（2）完全不互溶物系, A、B,A、S 完全互溶,而B、S完全不 互溶,共軛相中,一相S=0 另一相B=0；,（3）第二類物系(具有兩對部分互溶物的物系，A、 B 完全互溶,A、S,B、S部分互溶)。,4、溫度、壓力對相平衡的影響 相律 :,（1）壓力的影響 壓力的影響較小,可忽略； （2）溫度的影響 溫度的影響敏感,溫度升高，溶解度 增 大 ,兩相區(qū) 小,不利于萃取操作。,二、輔助曲線 問題： 已知一相的組成，如何求取其它共軛相的組成？ 解決問

7、題的辦法：輔助曲線。 使用輔助曲線，已知一相的組成可求得另一相的組成。,8.2.3 分配曲線及分配系數(shù) 三元混合物系相平衡關(guān)系的另一種表示方法。 1、分配曲線 橫座標(biāo)：萃余相中溶質(zhì)的組成 縱坐標(biāo)：萃取相中溶質(zhì)的組成,共軛相中的組成標(biāo)繪如圖 共軛相組成轉(zhuǎn)換到直角坐標(biāo)中得到的曲線稱為分配曲線（可由三角形相圖轉(zhuǎn)換）。,xA,yA,y=x,A,B,S,K,第一類物系：,平衡聯(lián)結(jié)線傾斜方向不一致：,第二類物系：,R,E,y=x,2、分配系數(shù) A組分在兩相中的分配系數(shù),yA = kA xA kA和溫度有關(guān)，溫度升高，kA下降； 與濃度有關(guān)，溶質(zhì)濃度升高，kA下降 濃度較低時,kA可視為常數(shù)。 原溶劑的分配系數(shù),聯(lián)結(jié)線斜率對分配系數(shù)的影響,對于完全不互溶物系,濃度常用比質(zhì)量分?jǐn)?shù)X Y表示,3、脫溶劑基分配曲線 將R，E 兩相脫去溶劑S，得萃余液及萃取液。,yA,xA,yA=xA,A,B,S,K,作業(yè)：P265 1、4,