第十章 液液萃取和固液萃取.ppt

第十章液液萃取和固液萃取与分离液体混合物的整流方法比较，下列情况采用是可取的。（1）溶质A的浓度很小而稀释剂的浓度B易挥发组分时，直接用蒸馏的方法能耗是很大，这时可以先萃取，使溶质A富集于萃取剂S中，然后对萃取相进行蒸馏，如以氯仿为萃取剂从咖啡因水溶液中分离咖啡因。（2）恒沸物或沸点相近组分的分离，此时普通整流方法不适用，如催化重整油中芳烃与烷烃的分离因沸点相近而需要塔板数太多，工业上常用环丁砜为萃取剂融解苯、甲苯、二甲苯以及其他芳烃衍生物。（3）需分离的组分不耐热，蒸馏时易分解、聚合或发生其他变化，如从发酵液中提取青霉素时采用醋酸丁酯为萃取剂进行萃取。
10.1.1液液萃取概述
萃取是分离液体（或固体）混合物的一种单元操作，其方法是选择一种溶剂使混合物中于分离的组分溶解与其中，其余组分则不溶或少溶而获得分离。
萃取的基本过程如图11—1所示。10.1.2三角形相图
萃取过程设计的组分至少油三个，即溶剂A、稀释剂B和萃取剂S。最常见到的三角形相图为直角三角形和正三角形，如图11—2所示。

一、相组成表示方法三、杠杆规则
如图10－4所示，混合物M分成任意两个相E和R，或由任意两个相E和R混合成一个相M，或任意两个组分E和R混合成一个混合物M（E、、R、M可以为同一相）。则在三角形相图中表示其组成得点M、E和R必在以直线上，且符合以下比例关系
或

点M得位置由杠杆规则确定：
10.1.3选择性系数及萃取剂得选择
在原料液中加入萃取剂后形成平衡得两个液相，溶质A在其中得非配关系用分配系数kA表示

同样，对稀释剂B有

萃取剂的选择性，用选择性系数表示
10.1.4单级萃取如图10—6所示，单级萃取得计算步骤如下：
1、根据已知得平衡数据在直角三角形相图中作出溶解度曲线及辅助曲线。
2、由已知原料液组成xF在边AB上定点F，连接点S和F。有

3、点M利用辅助曲线作联结线。有
当S和B完全不互溶时，则萃取相含全部溶剂，萃余相含全部稀释饥，萃取前厚的物料衡算式为（萃取剂为纯溶剂）：

或

10.1.5多级错流萃取一、利用三角形相图得图解计算二、S和B完全部互溶时的图解计算
此时对各级分别作物料衡算有

上式即为各级的操作线，其斜率为第一常数。
图１0－１２多级逆流萃取流程３、对第1级、第2级、…第N级分别作物料衡算

整理得F-E1=R1-E2=…＝RN－S=D
由杠杆规则，点F、R1、…S及D为差点。其中点为公共差点。
点D求法;分别连接点E1、F和点S、RN并延长之，所得交点即
为点D，它位于三角形相图外，称之为操作点。
４、点E1作联结线得表示第1级萃余相组成得点R1。
５、连接点D和R1并延长交溶解度曲线于点E2(习惯上称过点D的直
线为操作线)。
６、重复4和5的方法直至表示萃余相组成的点RN小于规定值。二、Ｓ和B完全部互溶时的图解计算

此时各级萃取相中的萃取剂量S和萃余相中的稀释剂量B保持不便，由第1级至第I级的物料衡算式为

上式称操作线方程，为操作线的斜率。此直线方程通过点(XF,Y1)和点（XN,Ys）。
二、塔效率（总级效率）法

影响塔效率ET的因素有系统的物性、操作条件和塔板结构等。
10.1.8萃取设备一、混合清澄器
混合清澄器是一种但见组合式萃取设备，每一级均由一混合器与一澄清器组成，如图11－16所示。该萃取设备的优点使可根据需要灵活增减级数，既可连续操作也可间歇操作，级效率高，操作稳定，弹性打，结构简单；缺点是动力消耗大，占地面积大。
二、塔式萃取设备
1、填料塔
3、转盘塔

对于两液相界面张力较大的物系，为改善塔内的传质状况，需要从外界输入机械能来增大传质面积和传热系数转盘塔为其中之一，与1951年由Reman开发，如图11—19所示。
三、离心式萃取设备10.2.1固液萃取概述图10－22带螺旋输送的三柱萃取装置10.2.2萃取理论级的图解计算逐级作物料衡算得F－E1=R1－E2=…Ri-Ei+1=RN－S＝D
对其中的溶质作物料衡算得

根据杠杆规则，连接点F与E1­­、点R1与E2、…点RN与S的直线即操作线均交于同一点D。点D称操作点，其位置由总物料衡算确定：