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三元物系
1.三元组成在三角形相图中的表示方法
三个顶点：纯物质 三条边上的点：二元混合物的组成
三角形内的任一点：一定组成的三元混合物 A H点的组成为： A BH 0.7
M点的组成为：
B AH 0.3
H · E M B
K D
A BE 0.4 ;B SG 0.3 S AK 0.3
量关系符合杠杆规则。 E MR R ME
同理：若M由F和S混合而成，M为 合点，F点和S点为差点，它们之间 的量关系符合杠杆规则。
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单相区 F R E M 两相区
S MF F MS
5.分配系数和分配曲线
1）分配系数
组分A在E相中的组成 y A k A 组分A在R相中的组成 x A
1.萃取剂的选择
（1）萃取剂的选择性和选择性系数β
A在萃取相中的质量分率 A在萃余相中的质量分率 B在萃取相中的质量分率 B在萃余相中的质量分率 kA y A x A y A yB kB y B xB x A xB
分配系数kA愈大，kB愈小，选择性系数β愈大 选择性系数β表示萃取剂S对组分A、B溶解能力差别的大小
3. 连续逆流萃取的流程
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第三节 液-液萃取设备
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P233习题9-1
乙酸-水-异丙醚体系 100 90 80 70 60
乙酸
50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 异丙醚 60 70 80 90 100
单相区 E
萃取相 E(S+A+B)
萃余相 R(B+A+S)
R
· M 两相区
3.辅助曲线（又称共轭曲线）
一定温度下，任何物系的
连结线有无穷多条，R、E两相
组成有实验测定。因此常用一 条辅助曲线间接表示互成平衡 的两液层组成之间的关系。 R 辅助线 的作用： 求任一平衡液相的共轭相
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辅助线的作法
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2.操作温度对相平衡关系的影响
温度↓→互溶度↓→两相区面积↑→对萃取有利；
但温度↓→流体粘度↑→不利于两相间的分散、混合和分离。
所以温度的选择应综合考虑。
T1＜T2＜T3
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第二节
萃取操作流程与萃取过程的计算
一、单级萃取的流程与计算
二、多级错流接触萃取的流程与计算
M
H
S(三氯乙烷）
S MF MF S F 266kg F MS MS
②所得萃取相E的量及其丙酮的质量分数
E MR MR 13.6 E (M S ) 386 310kg M ER 16.9 ER
图中E点所对应的纵坐标即为萃取相中丙酮质量分数0.15 ③ 将萃取相中的丙酮全部回收后所得萃取液的量及组成 连接SE并延长与AB线交于E‘ 点，从图中读出萃取液中丙酮质 量分数为0.95
角三角形坐标上画出①溶解度曲线；②联接线； ③ 临界混溶点及辅助线。
乙酸
P(乙酸52.3，苯40.5，水7.2)： 单相体系，临界混溶点
P R3 R2 苯 R1
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E3
M3 M2 M1
E2
E1
水
【例题9-2】 解：1.图解求萃取相E的组成 (1)在图中画出R点：乙酸0.15、水0.005、苯0.845 (2)过R点作水平线与辅助线交点Q
乙酸
(3)过Q点作垂线与溶解度曲线交点E (4)连接RE即为所求联结线 (5)由E点读出乙酸0.59、水0.37、苯0.04 2.求乙酸在两液相中的分配系数kA E
P R
苯
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Q
水
y A 0.59 kA 3.93 x A 0.15
五、影响萃取操作的主要因素
主要有三个方面： 萃取剂的选择；物系的性质；操作温度和设备。
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（3）萃取剂回收的难易与经济性
萃取剂需要回收循环使用，，萃取剂回收的难易直接影
响萃取的操作费用。回收萃取剂通常用蒸馏或蒸发。
（4）萃取剂的物理性质
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 。 ③一般工业要求 为了便于操作、输送及储存，萃取剂的粘度小、 凝固点低、不易燃、毒性小、化学稳定、热稳定、抗氧化、对设备 腐蚀性小，来源容易，价格便宜等 。
kA＜1， yA＜xA
kA值愈大，萃取分离的效果愈好。
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四、萃取过程在三角形相图上的表示
E RF R E F
Emax
E
F
E R F
●
S MF F MS
R
R
· M
E
E MR R ME
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【例题9-1】 根据乙酸-苯-水三元体系液-液平衡数据在等腰直
第九章 液液萃取
第一节 液液萃取的基本原理
第二节 萃取操作流程与萃取过程的计算
第三节 液-液萃取设备
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第一节 液液萃取的基本原理
一、液液萃取简介
1.萃取原理 : 利用液体混合物中各组分在溶剂中溶解
度的差异而实现分离。
液-液萃取是分离均相液体混合物的单元操作之一。
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
2. 多级逆流萃取流程
原料液从第一级加入依次通过各级从最后一级排出，分出萃余相 RN中的萃取剂后得萃余液R′。 萃取剂S从最后一级加入与原料液相反方向依次通过各级从第一级 排出，分出萃取E1中的萃取剂剂后得萃取液E′。 多级逆流与多级错流相比萃取剂消耗量大为减少，流程简单， 2014-6-10 能耗降低。工业上应用广泛。
三、多级逆流萃取的流程与计算
四、连续逆流萃取的流程与计算
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液液萃取的基本流程
单级萃取或并流接触萃取 多级错流萃取 单组分萃取
多级逆流萃取 萃取
连续逆流萃取
双组分萃取（回流萃取）
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一、单级萃取的流程与计算
原料液F
萃余相R
xF
萃取剂S
xR
萃取相E
回收溶剂S后 得萃余液R′ 回收溶剂S后 得萃取液E′
混合液 A+B
萃取剂S
萃取相 E(S+A+B)
萃余相 R(B+A+S)
B
R3 R2 R1
· M
P
E3
3
M2 M1
E2
E1 S
溶解度曲线与联结线
溶解度曲线 将代表各平衡液层组成的坐标点连接起来的 曲线叫溶解度曲线。
平衡时的两液层R相和E相叫共轭相，两共轭相组成点的连线叫联结线。
搅 拌
混合液 A+B 萃取剂S
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β=1 ，
y A y B x A xB
A、B两组分不适宜用萃取分离；
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。
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（2）萃取剂S与稀释剂B的互溶度
Emax
Emax
组分B与S的互溶度影响溶解度曲线的形状和分层面积。 B、S 互溶度越小，分层区面积越大，可能得到的萃取液 的最高浓度ymax’较高，愈有利于萃取分离。
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
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三、三元体系液-液相平衡
①溶质A完全溶于原溶剂B及萃取剂S中，萃取剂S与 原溶剂B完全不互溶 ——形成完全不互溶的混合液。 ②溶质 A 完全溶于原溶剂 B 及萃取剂 S 中，萃取剂 S 与 原溶剂B部分互溶 ——形成部分互溶的混合液。 ③萃取剂 S与原溶剂 B部分互溶，与溶质 A部分 互溶——形成两对部分互溶的混合液。 第一种情况很少，第三种情况尽量避免，本章讨论第二种情况。
解：根据三组分体系的液-液平衡数据绘出溶解度曲线和辅助曲线 ①所需萃取剂三氯乙烷的量S A(丙酮) a. 原料液中丙酮质量分数为：54/120=0.45，在AB边上 找到F点，连接SF。 b. 已知萃余相中丙酮含量10%在与溶解度曲线上 标出R点(R、R'重合)
F
E R
B(水)
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c. 过R点作水平线交辅助线与H点，过H作垂 线交溶解度曲线于E点，连接RE交SF于M点。
ys
yE
萃取剂与稀释剂部分互溶
原料液处理量F和原料液组成XF一定，萃余相R(或萃余液R′)的 组成为生产中所要控制的指标。通过计算求萃取剂S的用量、 萃取相E和萃余相R的量及组成。
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①作图：a.在ABS三元相图上连接纯溶剂组成点S和原料液组 成点F，原料液和萃取剂混合液组成点M一定在直线SF上； b.根据液-液平衡数据画出溶解度曲线和辅助曲线； c.画出已知萃余相组成点R′，连接S和R′与溶解度曲线的 交点R为萃余相组成点，由R点利用辅助线求出萃取相组 成点E，连接RE与SF的交点M为混合液组成点。 ②求萃取剂用量S: S MF MF E’
F

MS
S
MS
F
③ 求R、E及R′、E′的量：
E MR MR E M M ER ER
F