2009-7-30
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
2009-7-30
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
2009-7-30
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：
2009-7-30
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
2009-7-30
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
2009-7-30
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
2009-7-30
2） 溶解度曲线的实验方法
R2
E2
M2
R1
E1
M1
R3
E3
M3
J
混溶点
2009-7-30
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？
2009-7-30
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 。
2009-7-30
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 。
2009-7-30
2） 分配曲线
)( AA xfy? —— 分配曲线的数学表达式
2009-7-30
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
2009-7-30
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?
2009-7-30
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?
2009-7-30
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 。
2009-7-30
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 。
2009-7-30
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；
2009-7-30
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
2009-7-30
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
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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：
2009-7-30
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
2009-7-30
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
2009-7-30
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
2009-7-30
2） 溶解度曲线的实验方法
R2
E2
M2
R1
E1
M1
R3
E3
M3
J
混溶点
2009-7-30
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？
2009-7-30
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 。
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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
2009-7-30
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
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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?
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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?
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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 。
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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 。
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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；
2009-7-30
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
