2009-12-1
第八章
液液萃取
Solvent Extraction
一,组成在三角形相图上
的表示方法
二,液 -液平衡关系在三角
形相图上的表示法
三,萃取过程在三角形相
图上的表示
四,萃取剂的选择
第二节
三元体系液液相平衡
2009-12-1
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
2009-12-1
一、组成在三角形相图上的表示方法
1,三元组成在三角形相图中的表示法
三个顶点,纯物质
三条边上的点,二元
混合物的组成
A
B S
·H
7.0?? BHx A
3.0 ?? AHx B
M
DE
GF
K
H点的组成为：
2009-12-1
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 3.0?
Sx
纵坐标表示溶质 A的质量百分数 4.0?
Ax
3.03.04.011 ??????? SAB xxx
2009-12-1
2,杠杆法则
●
?三点共线
M点：合点
D,E,差点
● D
● E?线段成比例
MD
MC
C
D ?
CDDMMC ?
CD
CM
M
D ?
—— 萃取物料衡算的依据
2009-12-1
二,液 -液平衡关系在三角形相图上的表示法
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
F
M
R
E
共轭相,R相和 E相
联结线 （ 共轭线 ）, RE
2009-12-1
2） 溶解度曲线的实验方法
R2
E2
M2
R1
E1
M1
R3
E3
M3
J
混溶点
2009-12-1
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？
2009-12-1
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
B
B 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 。
2009-12-1
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 。
2009-12-1
2） 分配曲线
)( AA xfy ? —— 分配曲线的数学表达式
2009-12-1
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
2009-12-1
三、萃取过程在三角形相图上的表示
●F
M
MS
MF
F
S ? R
E ME
MR
R
E ?
E?
R?
FRE ????????? FE FRREmaxE?
2009-12-1
四、萃取剂的选择
1,萃取剂的选择性和选择性系数
1） 萃取剂的选择性
在萃余相中的质量分率
在萃余相中的质量分率
在萃取相中的质量分率
在萃取相中的质量分率
B
A
B
A??
B
A
B
A
x
x
y
y?
B
B
A
A
x
y
x
y?
B
A
k
k?
2009-12-1
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 。
2009-12-1
maxE?
maxE?
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 。
2009-12-1
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；
2009-12-1
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 。
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
第八章
液液萃取
Solvent Extraction
一,组成在三角形相图上
的表示方法
二,液 -液平衡关系在三角
形相图上的表示法
三,萃取过程在三角形相
图上的表示
四,萃取剂的选择
第二节
三元体系液液相平衡
2009-12-1
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
2009-12-1
一、组成在三角形相图上的表示方法
1,三元组成在三角形相图中的表示法
三个顶点,纯物质
三条边上的点,二元
混合物的组成
A
B S
·H
7.0?? BHx A
3.0 ?? AHx B
M
DE
GF
K
H点的组成为：
2009-12-1
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 3.0?
Sx
纵坐标表示溶质 A的质量百分数 4.0?
Ax
3.03.04.011 ??????? SAB xxx
2009-12-1
2,杠杆法则
●
?三点共线
M点：合点
D,E,差点
● D
● E?线段成比例
MD
MC
C
D ?
CDDMMC ?
CD
CM
M
D ?
—— 萃取物料衡算的依据
2009-12-1
二,液 -液平衡关系在三角形相图上的表示法
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
F
M
R
E
共轭相,R相和 E相
联结线 （ 共轭线 ）, RE
2009-12-1
2） 溶解度曲线的实验方法
R2
E2
M2
R1
E1
M1
R3
E3
M3
J
混溶点
2009-12-1
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？
2009-12-1
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
B
B 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 。
2009-12-1
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 。
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2） 分配曲线
)( AA xfy ? —— 分配曲线的数学表达式
2009-12-1
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
2009-12-1
三、萃取过程在三角形相图上的表示
●F
M
MS
MF
F
S ? R
E ME
MR
R
E ?
E?
R?
FRE ????????? FE FRREmaxE?
2009-12-1
四、萃取剂的选择
1,萃取剂的选择性和选择性系数
1） 萃取剂的选择性
在萃余相中的质量分率
在萃余相中的质量分率
在萃取相中的质量分率
在萃取相中的质量分率
B
A
B
A??
B
A
B
A
x
x
y
y?
B
B
A
A
x
y
x
y?
B
A
k
k?
2009-12-1
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 。
2009-12-1
maxE?
maxE?
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 。
2009-12-1
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；
2009-12-1
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 。
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
