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萃取 Extraction 第11章 萃取 第一节 概述 第二节 三元物系液液平衡关系与萃取操作原理 第三节 萃取过程的计算 第一节 概述 一、萃取的理论依据 二、简单的萃取过程 三、萃取过程特点 四、应用场合 五、萃取剂S的选择 萃取的发展及应用 E.M.佩利若：1842年，用乙醚从硝酸溶液中萃取硝酸铀酰。 L.埃迪兰努：1903年，液态二氧化硫从煤焦油中萃取芳烃。----萃取的第一次工业应用。 发展：20世纪40年代，核燃料的需要。 应用：石油化工、有色金属、核工业、医药卫生、废水处理等 一、萃取的理论依据 根据液体混合物中各组分在溶剂中溶解度的差异分离液体混合物的单元操作称为液-液萃取，也称溶剂萃取，简称萃取(Extraction) 。 二、简单的萃取过程-混合 原料液F由溶质A+稀释剂B组成; 萃取剂(Extractant )，以S表示; 溶质(Solute )，以A表示; 稀释剂(Diluter/Diluting agent )以B表示 二、简单的萃取过程-沉降分离 萃取相，以E表示(A+SE+B少) 萃余相，以R表示 (B+A少+SR) 二、简单的萃取过程-脱除溶剂 二、简单的萃取过程-总结 工业萃取过程由三个基本过程组成，即 (1)混合 使S和F充分混合，实现溶质A由F向S传递。 (2)沉降分离 进行萃取相E和萃余相R的分离。 (3)脱除溶剂 E和R脱溶剂得E’和R’，S循环使用。 三、萃取过程特点－与蒸馏、吸收比较 ⑴ 仅有组分A富集到E相，E相由A+S组成,脱SE后得到A ⑵ 组分B全部富集到R相，R相由A+B组成,分离A后得到B ⑶ 同单组分吸收过程一样，E、R相都是两组分混合物 四、应用场合-之一 四、应用场合-之二 四、应用场合-之三 四、应用场合-之四 第二节 三元物系液液平衡关系与萃取操作原理 一、三元组成的表示方法 二、物料衡算与杆杠定律 三、三元物系的相平衡关系与三角形相图（△） 四、分配系数kA与选择性系数? 五、萃取过程在三角形相图上的表示 一、三元组成的表示方法-△顶点 一、三元组成的表示方法-△三边 一、三元组成的表示方法-△三边 一、三元组成的表示方法-△三边 一、三元组成的表示方法-△内部 一、三元组成的表示方法-△内部 一、三元组成的表示方法-△内部 一、三元组成的表示方法-△内部 一、三元组成的表示方法-总结 两种不同浓度的溶液U和V(均含有A、B和S)混合后形成混合溶液M,则U、V和M的质量及组成关系为: ａ)U、V 、M 三点共线，M点为U与V点的和点，U(V)点为M点与V(U)点的差点。 b)分量与合量的质量与直线上相应线段的长度成反例。 向二元溶液F(A+B)中加入一定量的纯组分S，则F、M、S三点共线，S与F的质量关系符合杆杠定律，即 三、三元物系的相平衡关系与△-完全不互溶 三、三元物系的相平衡关系与△-部分互溶 根据A、B在S中溶解度的不同分为三种情况： 在纯组分B中加S使其溶解(d1)，S加到一定数量后，出现分层点R和E, 继续加S，则达到d2点。 溶解度曲线将三角形分为两个区域：曲线以内为两相区,曲线以外的为单相区。 共轭相 (Conjugate phase) ：组成落在两相区的三元混合物所形成的两互成平衡的液相，其组成分别由R和E点表示。 方法一： 联结线E1R1、E2R2、E3R3、E4R4，分别从E1、E2、E3、E4点作AB平行线，与由R1、R2、R3、R4点分别作的BS平行线相交，连结各交点得辅助曲线； 辅助线与溶解度线的交点为临界混溶点P。 方法二： 分别从E1、E2、E3、E4点引AB平行线，与分别从R1、R2、R3、R4点引出的AS平行线相交，连结各交点得辅助曲线。 辅助曲线延长线与溶解度曲线的交点即为临界混溶点P。 (1)kA只反映S对A的溶解能力，不反映A、B的分离程度。 (2)分配系数的值取决于物系、操作温度和溶液的组成。 (3)kA值愈大，萃取分离的效果愈好。 用YA表示A组分在萃取相的比质量分率(A/S)， 用XA表示A组分在萃余相的比质量分率(A/B)。 ⑴?表示S对A、B组分溶解能力差别，即A、B的分离程度。 ⑵一般B 在萃余相中总是比萃取相中高,所以萃取操作中,β值均应大于1。 ⑶β值越大,越有利于组分的分离。 ⑷若β=1,KA=KB,E和R脱溶剂后有相同组成,且=原料组成,无分离能力。 ⑸选择性系数β类似于蒸馏中的相对挥发度α。 组分B与S的互溶度影响溶解度曲线的形状和分层区面积。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y`max较高。所以B、S互溶度愈小,愈有利