当前位置:文档之家› 第4章 液液萃取(夏青版)5

第4章 液液萃取(夏青版)5

① 萃取剂与原溶剂只能部分互溶或完全不溶; 萃取剂选择性好。 ② 不能直接得到纯产品——过渡操作; ③ 三元或多元体系,通常需在三角形相图上表示。
4、萃取分离技术的发展
液-液萃取技术有着广泛的前景。 萃取与蒸馏两种分离方法可以互相补充。实践证明,适 当选用蒸馏或萃取,几乎所有液体混合物都能有效而经济的 实现组分间的完全分离。
A
A
A
联结线 Tie line 均相区
E R 两相区
B
M
S
xF
P
xF
P
R
E
R
E
B
M
SB
M
S
其他两种情况
13
2.辅助曲线和临界混溶点
已知四对相平衡坐标位置,即R1、 E1…R4 、 E4 各 点 。 从 点 E1 作 边 AB 的 平 行 线 , 从 点 R1 作 BS 边 的 平 行 线,两线相交于点F。同样方法得 交点G、H和J,联各交点的曲线 FGHJ即为辅助曲线,又称共轭曲 线。(用于R , E互求)
恒温,恒压,低浓度时,kA可视为常数。
点L,J分别于点B和S相重合,R与E分别在AB线和
AS线上,三角形内部均为两相区。
A
萃余相
萃取相
二元溶液
萃取相 E S +A 萃余相 R B +A
萃取液 E (纯 A )
B
S
B、S完全不互溶时
12
❖ 点R及E表示相平衡时的萃
余相及萃取相的组成,两点的 联线称为联结线。 ❖ 一定温度下,联结线有无穷 多条,由实验测定。
5
4.2 三元体系的液—液相平衡
相平衡的应用:与吸收相同 液-液萃取形成的三组分物系有三种类型。
(1)A完全溶于B及S中,但S与B完全不互溶; (2)S与B部分互溶,与A完全互溶;
——Ⅰ类物系 (3)S不仅与B部分互溶,而且与A也部分互溶。
——Ⅱ类物系 我们重点讨论的是前两种情况。
6
4.2.1 组成在三角形相图上的表示方法
2. 萃取分离的适用场合
思考:分离液相均相混合物,什么场合用精馏或用萃取?
稀溶液: 溶质是易挥发组分 溶质是难挥发组分
=1或1的体系 热敏性溶液: 其他
-----精馏或萃取 -----萃取
精馏----需汽化 萃取----常温操作
-----萃取或特殊精馏
-----萃取
4
-----精馏
3. 萃取操作的特点:
xA
萃取剂
xA xB xS 100%
B
原溶剂
xS
三角形相图
xB
S
8
4.2.2 液—液相平衡关系 1. 溶解度曲线和联接线
原料中加入适量的S,充分接触和静置后,形成 两个液层—萃取相E、萃余相R,相平衡(共轭相)。 改变S量,得到不同的共轭相组成。
在三角形相图上,将各个共轭相组成坐标点联 结起来的曲线称为溶解度曲线。
A
表示总浓度,与B,S的 质量有关。B,S的质量 改变,不影响相互的溶 解度,但影响总浓度, 所以有C~F各点。
溶解度曲线
均相区 D’ E’ F’
C’ 两相区 B LC D E F J S
由实验得混溶点C’~F’等,联接各混溶点,得曲线。
11
思考:若B与S完全不互溶,则在三角形相图中溶 解度曲线如何画?
液液萃取过程涉及三元体系的相平衡,此时用直角坐标系 就不方便了,因此要用到三角形相图。
常用的三角形相图有如下几种,原理均相同。
考虑到混合液组成用质量分数表示的方便简明,萃 取计算中常采用等腰直角三角形坐标图。
7
表示方法
①顶点代表纯组分 ②每条边代表二元溶液
A 溶质
xB
xA xB 100%
xA
③相图中的点代表三元溶液
溶质扩散
沉降分层 脱除溶剂
原料液
A+B
萃取剂
S
(extract phase)
萃取相 E
S+A+B
相界面 萃余相 R
B+A+S
(A大量,B少量) 萃取液 E’
S
萃余液 R’
充分接触
(raffinate phase)
(B大量,A少量)
一次相平衡
一个理论级
3
讨论:
(1)完整的萃取过程包括:萃取与反萃取(溶剂回收)。 (2)溶剂循环使用,即脱溶剂过程才是经济性的体现。 (3)萃取中相互接触的均为液相,因此必须两相有密度差Δρ。
18
3. 分配系数与分配曲线 1) 分配系数: 在一定温度下,相平衡时,溶质组分A在两个液层 (E相和R相)中的浓度之比称为分配系数。
kA
yA xA
------分配系数
distribution coefficient
kB
yB xB
19
原料液
A+B
xF
萃取剂S
yA
萃取相E S+A+B 萃余相R B+A+S
溶解度曲线数据由实验测得。
9
B,S部分互溶时溶解度曲线的绘制(一)
(一定温度下)
A
B,S混合液中加入A, 随着A的增加,混合点沿AM 线变化,在两相区内可以对 应平衡的n个R和E,联接各 个R点和E点,得曲线。
溶解度曲线
均相区
P
R
E 两相区
B
M
S
10
B,S部分互溶时溶解度曲线的绘制(二)
L,J表示两相组成,C
xA
y 萃取液E’ A'
A大量,B少量
萃余液R’x A'
B大量,A少量
分配系数表达了某一组分在两个平衡液相中
的分配关系。
20
kA>1
kA=1
kA<1
联接线斜率越大,kA越大,越易分离。
不同物系具有不同的分配系数kA值。
同一物系kA值随温度及溶质浓度而变化。
在恒定温度下, kA值只随溶质A的组成而变。
4.1 概 述 什么是液液萃取
与吸收相似
利用液体混合物中各组分在外加溶剂中溶解
度的差异而分离该混合物的操作。(抽提)
本章主要讨论双组分均相液体混合物(A+B)的萃取过程。
选用溶剂,萃取剂S,
混合液中被分离出的组分,溶质A,
混合液中与萃取剂不互溶或仅部分互溶的组分称 为原溶剂或稀释剂B。
2
1 萃取操作的基本原理和过程
辅助曲线与溶解度曲线的交点 即为临界混溶点。又称褶点(plait point) ,此点处R和E两相组成相同。
褶点 辅助线
P点并不一定 处于曲线最高 点
14
若已测出的某条联结线位置 接近临界混溶点,则可将辅 助线外推求出P,若距离较 远,用外延辅助曲线方法不 准确。临界混溶点数据应由 实验测定出。
相平衡关系包含: 溶解度曲线, 共轭线, 辅助线

A
均相区
P
E R
两相区
B
M
S
15
辅助线作法及E、R点的确定
临界混溶点由两辅助曲线确定
16
B、S部分互溶,且A、S部分互溶时的溶解度曲线
A
萃余相
萃取相
B
S
17
A
思考:
1、加入溶质A后,B、S 互溶度如何变化?
B、S互溶度变大
P
2、B、S互溶度变大,则
两相区范围如何变化?
两相区范围变小
BR
M
ES
B、S部分互溶时
相关主题