图１0－１２ 多级逆流萃取流程
一、利用三角形相图得图解计算 １、由xF、x‘N得值分别定出点F、R’N，连点S（设萃取剂为纯S）和 RN’，交溶解度曲线左侧于点RN,此点代表最终萃余项组成。 ２、对全级作总物料衡算有 F+S=E1 + RN = M 连接点F和S，根据杠杆规则得代表混合液量及组成得点M；连接点 RN和M并延长交溶解度曲线于E1，则E1和RN得量也可按杠杆规则确 定。
E MR = R ME
A
或
F
E R M S
E MR = M ME
B
点M得位置由杠杆规则确定：
MF S = MS F
图 11－ 4 杠 杆 规 则 的 应 用
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10.1.3选择性系数及萃取剂得选择 在原料液中加入萃取剂后形成平衡得两个液相，溶质A在其中得非配 关系用分配系数kA表示
6
1 轻液入
7 8 重液出
图 11－ 19 转 盘 萃 取 塔 1， 2－ 液 体 的 切 线 入 口 ； 3， 7－ 栅 板 ； 4－ 转 轴 ； 5－ 转 盘 ； 6－ 定 环 ； 8－ 塔 底 澄 清 区
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三、离心式萃取设备 离心萃取剂结 构紧凑，处理能 力打，能有效地 强化萃取过程， 特别使用与其他 萃取设备难以处 理的物系。缺点 使结构复杂，造 价高，能耗大， 使其应用受到限 制。
F
3、点M利用辅助曲线作联结线。有
R ME = E MR
R B
'
R
M
E S
R ME = M RE
图 11－ 6 单 级 萃 取 的 图 解 计 算
4、连点S、E和点S、R并分别延长交AB于点E‘和R’,则点E’和R’分别 表示萃取液和萃余液得组成
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二、S和B完全不互溶时得图解计算
2固液萃取（浸取）
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1
与分离液体混合物的整流方法比较，下列情况采用是可取的。（1） 溶质A的浓度很小而稀释剂的浓度B易挥发组分时，直接用蒸馏的 方法能耗是很大，这时可以先萃取 ，使溶质A富集于萃取剂S中， 然后对萃取相进行蒸馏，如以氯仿为萃取剂从咖啡因水溶液中分离 咖啡因。（2）恒沸物或沸点相近组分的分离，此时普通整流方法 不适用，如催化重整油中芳烃与烷烃的分离因沸点相近 而需要塔板 数太多，工业上常用环丁砜为萃取剂融解苯、甲苯、二甲苯以及其 他芳烃衍生物。（3）需分离的组分不耐热，蒸馏时易分解、聚合 或发生其他变化，如从发酵液中提取青霉素时采用醋酸丁酯为萃取 剂进行萃取。
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2
10.1.1液液萃取概述 萃取是分离液体（或固体）混合物的一种单元操作，其方法是 选择一种溶剂使混合物中于分离的组分溶解与其中，其余组分则不 溶或少溶而获得分离。 萃取的基本过程如图11—1所示。
萃取剂S 原料液 A+B 1 图 11－ 1 萃 取 过 程 示 意 图 1－ 混 合 器 ； 2－ 分 层 器 2 萃余相R
A
F R1 M1 R2 M2 M3 R3 RN R4 B
E1
E2
E3
E4
图 11－ 10 多 级 错 流 萃 取 的 图 解 计 算
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二、S和B完全部互溶时的图解计算 此时对各级分别作物料衡算有
B Y1 = − ( X 1 − X F ) S Y = − B ( X − X ) 2 2 1 S ⋯ Y = − B ( X − X ) N N −1 N S
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3
原料 萃余相
物料
4 冷 凝 水 蒸汽
1
溶剂 萃取相
残渣 2
冷凝水 产品 图 11－ 21 单 击 萃 取 装 置 1－ 萃 取 器 ； 2－ 蒸 馏 釜 ； 3－ 冷 凝 器 ； 4－ 溶 剂 槽 ；
图10－22 带螺旋输送的三柱萃取装置
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10.2.2萃取理论级的图解计算 一、滞液量线
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一、利用三角形相图得图解计算 （１）按第1级原料液萃取剂得量和组 成，确定第1级混合也得量和组成，得 点M1 （２）过点M1作联结线得经第一级萃取 后得萃取相E1和萃余相R; （３）按第2级进了R1及萃取剂得量和 组成确定第2级混合液得梁河组成，得 点M2； （４）重复2和3得方法的方法，直至第 N级萃余相RN浓度符合要求。
辅助曲线 K R4 R3 R R1 B E4 C4 M E3 E2 C3 C2 E1 C1 S
C3
(a)
C2 （ b） C1
图10－3 相平衡图
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5
三、杠杆规则 如图10－4所示，混合物M分成任意两个 相E和R，或由任意两个相E和R混合成一 个相M，或任意两个组分E和R混合成一个 混合物M（E、、R、M可以为同一相）。 则在三角形相图中表示其组成得点M、E 和R必在以直线上，且符合以下比例关系
要注意以下几方面： 1、 选择性 2、 萃取相与萃余相的分离 3、 萃取剂得回收
除此之外，萃取剂还应满足一般得工业要求。
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10.1.4单级萃取
S S F E 3
萃 取 液 E' M 2 1 R 4
S
图 11－ 5 单 击 萃 取 流 程 1－ 混 合 器 ； 2－ 分 层 器 ； 3－ 萃 取 相 分 离 设 备 ； 4－ 萃 余 相 分 离 设 备
−
B S
上式即为各级的操作线，其斜率 为第一常数。
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10.1.6多级逆流萃取
E' XF F 1 E1 Y1 E2 Y2 X1 R1 2 E3 Y3 Ei Yi X2 R2 Xi-1 Ri-1 i Ei+1 Yi+1 EN YN Xi Ri X N－ 1 R N－ 1 N S YS XN RN
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轻液出口
10.1.7连续接触逆流萃取 连续接触逆流萃取通常在塔设备内 进行，这类塔设备主要有填料塔和板式 塔，现以填料塔为例加以说明。一般适 宜将润湿性较差和黏度较大的液体作为 分散相。 一、等级高度法
h0 = N ihe
轻液入口 重液入口
液－液相界面
填料
二、塔效率（总级效率）法
萃 余 液 R‘
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一、利用三角形相图的图解计算 如图10—6所示，单级萃取得计算步骤 如下： 1、 根据已知得平衡数据在直角三角形 相图中作出溶解度曲线及辅助曲线。 2、由已知原料液组成xF在边AB上定点 F，连接点S和F。有
S FM = F MS
A E'
辅助曲线
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二、Ｓ和B完全部互溶时的图解计算
此时各级萃取相中的萃取剂量S和萃余相中的稀释剂量B保持 不便，由第1级至第I级的物料衡算式为
Y1－Yi +1 = B (X F − Xi ) S
上式称操作线方程， B S 为操作线的斜率。此直线方程通过 点(XF,Y1)和点（XN,Ys）。
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一、混合清澄器 混合清澄器是一种但见组合式萃取设备，每一级均由一混合器 与一澄清器组成，如图11－16所示。该萃取设备的优点使可根据需 要灵活增减级数，既可连续操作也可间歇操作，级效率高，操作稳 定，弹性打，结构简单；缺点是动力消耗大，占地面积大。
2 3 4
重相
萃取设备
典型应用
混合－澄清器 喷淋塔 填料塔 筛板塔 转盘塔 离心萃取器
75％～95％ he=3~6m he=1.5~6m 对HT＝100～300mm时微 30 30％ 3.4～12.5级
润滑油工艺，核燃料加工 用氨水从NaOH中萃取NaC1 回收苯酚 糠醛处理润滑油工艺 废水中脱酚
萃取设备的类型很多。按萃取设备的构造特点大体上可以分 为三类：一是单件组合式；二是塔式；三式离心式。
轻相
1 5
轻相 图 11－ 16 混合澄清器
重相
1－ 混 合 器 ； 2－ 搅 拌 器 ； 3－ 澄 清 器 ； 4－ 轻 相 溢 出 口 ； 5－ 重 相 液 出 口
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二、塔式萃取设备 1、填料塔 常用的填料由拉西环和弧鞍等，材料由陶瓷、 塑料和金属，以易为连续相湿润而不为分散相 润湿为宜。 2、筛板塔
H
S
图10－2 三角形中的相组成
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一、相组成表示方法 三个组分得含量之和应符合
BE + BG + HS = BS
w( A) + w( S ) + w( B ) = 100% 二、溶解度曲线
R4 xA RC R R2 3 R1 B K E4 E C E3 E2 E1 C4 C S 辅助曲线
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10.1.5 多级错流萃取
E’ I
E1
E2
EN II R2
F
1
R1
2
3
RN S
S
S
S
R'
图 11－ 9 多 级 错 流 萃 取 流 程 （ I,II－ 溶 剂 回 收 设 备 ）
料液在第一级进行萃取后得萃余相R1继续在第二级用新鲜溶 剂萃取，一次直到第N级得萃余相RN得浓度符合要求为止。
ET = N Ne
重液出口 图 11－ 15 填 料 萃 取 塔