第四章 液 - 液萃取

萃取剂的选择

液液萃取简介

液液萃取在工业上的应用液液萃取的基本流程

组成在三角形相图上的表示方法

液 - 液平衡关系在三角形相图上的表示法

萃取过程在三角形相图上的表示

第四章 液 - 液萃取 >> 液液萃取简介 >> 萃取原理

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。

溶 质 A

：

混合液中欲分离的组分

稀释剂（原溶剂） B

：

混合液中的溶剂

萃 取 剂 S

：

所选用的溶剂

第四章 液 - 液萃取 >> 液液萃取简介 >> 基本过程描述

混合液A+B

萃取剂

( 溶剂 S)

萃取相(S+A+B) 萃余相 (B+

A+S)

搅拌•加料

•混合

•分相

•排除

•纯化和回收

第四章 液 - 液萃取 >> 液液萃取简介 >> 处理对象和特点

分 离 对

象

—— 液 液 混 合

物 1 ）相对挥发度等于或者接近 1 ( 烷烃 / 芳烃 )

2 ）重组分 含量少，轻组分含量多 ( 水 -HAc)( 含酚废水处理 )

3 ）混合液含热敏性物质（药物）

萃取操作的特点•选择适宜的溶剂是一个关键问题

•两个液相应具有一定的密度差

•溶质与萃取剂的沸点差大有利

第四章 液 - 液萃取 >> 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•分离轻油裂解和铂重整产生的芳烃和非芳烃混合物 •用酯类溶剂萃取乙酸，用丙烷萃取润滑油中的石蜡•以 HF-BF3 作萃取剂，从 C8 馏分中分离二甲苯及其同分异构体

2 、在生物化工和精细化工中的应用 •以醋酸丁酯为溶剂萃取含青霉素的发酵液•香料工业中用正丙醇从亚硫酸纸浆废水中提取香兰素 •食品工业中 TBP 从发酵液中萃取柠檬酸 3 、湿法冶金中的应用用溶剂 LIX63-65 等螯合萃取剂从铜的浸取液中提取铜

第四章 液 - 液萃取 >> 液液萃取的基本流程

萃取

单组分萃取

双组分萃取（回流萃取）

单级萃取或并流接触萃

取多级错流萃取

多级逆流萃取

连续逆流萃取

第四章 液 - 液萃取 >> 组成在三角形相图上的表示方法 >> 三元系统的三种情况

三元物系

溶质 A 可溶于稀释剂 B 及萃取剂 S 中，但萃取剂 S 与

稀释剂 B 不互溶

溶质 A 可溶于稀释剂 B 及萃取剂 S 中，稀释剂 B 与萃

取剂 S 也可部分互溶

三元混合液中有两对组分可部分互溶，即溶质 A 与萃取

剂 S 部分互溶，稀释剂 B 与萃取剂 S 也部分互溶

第四章 液 - 液萃取 >> 组成在三角形相图上的表示方法（ 1 ）

三个顶点：纯物质

三条边上的点：二元

混合物的组成

A

·H

7.0BHxA

3.0 AHxB

MDE

GF

K

H 点的组成为：

SB

第四章 液 - 液萃取 >> 组成在三角形相图上的表示方法（ 2 ）

三角形内的任一点：一定组成的三元混合

物M 点 的 组 成 为

： 3.0 3.0 4.0 AKxSGxBEx SBA

0.13.03.04.0 SBA xxx

直角三角形相图 M 点的横坐标表示萃取剂 S 的质量百分

数

3.0Sx

纵坐标表示溶质 A 的质量百分

数

4.0Ax

3.03.04.011 SAB xxx

●

•三点共线

M 点：合点

D 、 E ：差点

●

D

●

E•线段成比例

D ME

E MD

E DM

M ED

D EM

M ED

第四章 液 - 液萃取 >> 组成在三角形相图上的表示方法（ 3 ） >> 杠杆法则——萃取物料衡算的依据

第四章 液 - 液萃取 >> 液 - 液平衡关系在三角形相图上的表示法（ 1 ）

1 、溶解度曲线与联结线（共轭线

） 1 ） 溶 解 度 曲

线

单相区

两相区

FM

R

E

共轭相：R 相和 E

相联结线（共轭线）：RE

第四章 液 - 液萃取 >> 液 - 液平衡关系在三角形相图上的表示法（ 2 ）

2 ）溶解度曲线的实验方

法

R2

E2M2

R1

E1

M1

R3

E3

M3

J

混溶点

2 、辅助曲线和临界混溶

点 辅助线的作法

C1

C2

C3

P辅助线 的作用：

求任一平衡液相的共轭相 R

E

P 点

：临界混熔点或褶点

— 特 征 是 什 么

？

第四章 液 - 液萃取 >> 液 - 液平衡关系在三角形相图上的表示法（ 3 ）

3 、分配系数和分配曲

线 1 ） 分 配 系

数 相中的组成在组分相中的组成在组分RA

EAk A

A

A

x

y

B

BB x

yk

分配系数表达了某一组分在两个平衡液相中的分配关系。

kA 值与联结线的斜率有关。

第四章 液 - 液萃取 >> 液 - 液平衡关系在三角形相图上的表示法（ 4 ）

联结线的斜率＞ 0

kA ＞ 1 ， yA ＞ xA

联结线的斜率为 0

kA =1 ， yA=xA

联结线的斜率＜ 0

kA ＜ 1 ， yA ＜ xA

kA 值愈大，萃取分离的效果愈好

。

第四章 液 - 液萃取 >> 液 - 液平衡关系在三角形相图上的表示法（ 5 ）

2 ）分配曲

线 )( AA xfy —— 分配曲线的数学表达

式

第四章 液 - 液萃取 >> 液 - 液平衡关系在三角形相图上的表示法（ 6 ）

4 、温度对相平衡关系的影

响 物系的温度升高，溶质在溶剂中的溶解度加

大

温度升高，分层区面积缩小

T1 ＜ T2 ＜

T3

第四章 液 - 液萃取 >> 液 - 液平衡关系在三角形相图上的表示法（ 7）

1 、萃取剂的选择性和选择性系

数 1 ） 萃 取 剂 的 选 择

性 A AB B

在萃取相中的质量分率 在萃余相中的质量分率在萃取相中的质量分率 在萃余相中的质量分率

B

A

B

A

x

x

y

y

B

B

A

A

x

y

x

y

B

A

k

k

第四章 液 - 液萃取 >> 萃取剂的选择 (1)

β=1 ， BABA xxyy A 、 B 两组分用萃取分离不适宜；

β>1 ，萃取时组分 A 可以在萃取相中浓集， β越大，组分 A 与 B 萃取

分离的效果越好。

2 ）选择性系数和分配系数的关

系 kA 愈大， kB 愈小，选择性系数愈大

选择性系数表示萃取剂对组分 A ， B 溶解能力差别的大

小2 、萃取剂 S 与稀释剂 B 的互

溶度 组分 B 与 S 的互溶度影响溶解度曲线的形状和分层面积

。

第四章 液 - 液萃取 >> 萃取剂的选择 (2)

maxEmaxE

B 、 S 互溶度小，分层区面积大，可能得到的萃取液的最

高浓度 ymax’ 较高。 B 、 S 互溶度愈小，愈有利于萃取分离

。

第四章 液 - 液萃取 >> 萃取剂的选择 (3)

3 、 萃 取 剂 回 收 的难

易 被分离体系相对挥发度 α 大，用蒸馏方法分离；

如果 α 接近 1 ，可用反萃取，结晶分离等方法。

4 、 萃 取 剂 的 其它性

质 1 ）萃取剂的密度：萃取剂与被分离混合物应有较大的密度差

2 ）界面张力：界面张力较大时，有利于分层；界面张力过大，难以使

两相混合良好；界面张力较小时，两相难以分离。

首要考虑的还是满足分层的要求。

一般不选界面张力过小的萃取剂。

第四章 液 - 液萃取 >> 萃取剂的选择 (4)

3 ）粘度

粘度小对萃取剂有利

5 、一般工业要求

化学稳定性、不易聚合、分解，有阻垢的热稳定性，抗氧化的稳

定性，对设备的腐蚀性小，无毒，来源容易，价格便宜等

第四章 液 - 液萃取 >> 萃取剂的选择 (5)