模块三萃取技术学习目标知识目标1．掌握萃取操作的基本知识、三角形相图、相平衡关系、单级萃取操作的工艺计算；掌握萃取操作的适用场合；掌握萃取操作、常见事故及其处理方法。
2．理解萃取过程的基本原理，理解萃取操作过程的控制与调节。
3．了解各种萃取操作的基本流程，了解各种萃取设备的结构、特点及其选择方法。
能力目标1．能够用三角形相图表示萃取操作过程，分析萃取操作过程的影响因素，并能够进行萃取剂的选择，液—液萃取操作的选择。
2．能够了解萃取操作的开停车，常见事故及其处理方法。
素质目标1．培养学生工程技术观念；2．培养学生独立思考的能力，逻辑思维的能力；3．培养学生能应用所学知识解决工程实际问题的能力。
任务单东方化工集团有限分司，乙酸水溶液中回收乙酸，这一过程中使用萃取的方式进行，要求处理量为每批1t，其中乙酸含量为50%（质量百分率下同），要求最终乙酸的组成达70%以上。
完成下列任务：（1）确定回收方法；（2）选用适宜的萃取剂；（3）选用合适的萃取设备；（4）计算萃取剂用量。
萃取基本概念及分离方法的任务单（18-1）班级________组别_____姓名__________组员名单______________________基本概念常用术语萃取：萃取剂：萃取相：萃余相：萃取液：萃余液：溶质：原溶剂（稀释剂）：溶解溶解度曲线：连接线（共轭线）：共轭液层（共轭相）：辅助曲线：临界混熔点：分配曲线：分配系数：萃取操作的分类及适用场合萃取操作的分类适用场合建议选用分离方法得分萃取基本概念及分离方法的任务单（18-1）班级________组别_____姓名__________组员名单______________________基本概念常用术语萃取：利用混合物中的各组份在溶剂中的溶解度的不同，而达到混合物分离的目的。
萃取剂：萃取剂：所选用的溶剂。
萃取相：以萃取剂为主溶有溶质的相。
E萃余相：以原溶剂为主溶质含量较低的相。
R萃取液：除去萃取相中的溶剂而得到的液体。
E’萃余液：除去萃余相中的溶剂而得到的液体。
R’溶质：混合物中被分离出的组份。
A原溶剂（稀释剂）：原混合物中与溶剂不互溶或仅部分互溶的组份。
溶解溶解度曲线：将代表诸平衡液层的组成坐标点连接起来的曲线。
连接线（共轭线）：萃取相E和萃余相R两点的联线。
共轭液层（共轭相）：二元混合物中加入适量的萃取剂，即形成了二个液层萃取相E和萃余相R，把达到平衡时的两个液层称为“共轭液层或共轭相”。
辅助曲线：分别过共轭液层的两点作三角形任意两条边的平行线，其交点的连线。
临界混熔点：辅助曲线与溶解度曲线的交点。
分配曲线：将三角形相图中各组相对应的平衡液层中溶质A的浓度转移到x-y直角坐标上，所到的曲线。
分配系数：组份在萃取相E中浓度与其在萃余相R中的浓度之比值。
萃取操作的分类及适用场合萃取操作的分类物理萃取：利用溶剂对欲分离的组份具有较大的溶解能力，溶质通过扩散作用转移到溶剂中，从而达到分离的目的的过程。
化学萃取：由于化学作用，溶剂选择性地与溶质化合或络合，从而帮助溶质重新分配，达到分离目的的过程。
适用场合（1）原料液中各组分间的相对挥发度接近于1或形成恒沸物。
若采用蒸馏方法不能分离或很不经济；（2）原料液中需分离的组分含量很低且为难挥发组分。
若采用蒸馏方法须将大量稀释剂汽化，能耗较大；（3）原料液中需分离的组分是热敏性物质。
这种物料蒸馏时易于分解、聚合或发生其它变化。
（4）高沸点有机物的分离。
用萃取方法代替技术很高的真空蒸馏、分子蒸馏，可降低能量消耗。
建议选用分离方法得分萃取设备任务单（18-2）班级________组别_____姓名__________组员名单______________________项目 萃取设备混合澄清设备萃取塔离心萃取器三角形相图 项目 说明 为什么表示的方法实例M 点的组成为： 顶点A 表示： 顶点B 表示： 顶点S 表示： F 表示为：建议选用设备1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.11.00.90.80.70.60.40.50.30.20.1班级________组别_____姓名__________组员名单______________________ 项目萃取设备混合澄清设备使两流体充分混合接触，同时发生两相间的传质过程，平衡后分层，利用重力或离心力的作用将萃取相和萃余相分开。
①处理量大，级效率高；②结构简单，容易放大和操作；③两相流量比范围大，运转稳定可靠，易于开、停工；对物系的适应性好，对含有少量悬浮固体的物料也能处理；④易实现多级连续操作，便于调节级数。
不需高大的厂房和复杂的辅助设备。
应用：适用于所需级数少、处理量大的场合。
萃取塔利用塔内的填料、筛板、转盘等结构，使重相和轻相在塔内逆流接触传质。
重相由上部进入、下端排出，而轻相由下端进入，从顶部排出，实现轻、重两相的分离。
①萃取塔结构简单、造价低廉、操作方便；②适于所需理论级数较少、处理量较大，而且物系具有腐蚀性的场合；③传质效率较高；④大型工业上。
应用：大型工业上。
离心萃取器同上混合澄清设备，利用离心力代替重力来完成的萃取过程。
三角形相图项目说明为什么前面讲的是二组分体系，在x\y坐标图上可以表达清楚；现在是三元物系的组成，仍用x\y坐标图可以表达清楚吗？用三角形相图可以将三元物系中任一组分的组成都能表示出来。
表示的方法可以是等腰三角形、等边三角形、等腰直角三角形等；以等腰直角三角形为例：质量分数作为标度来进行标注；三角形的三个顶点分别代表一个纯组分，三角形的任意一条边分别代表一个二元混合物，三角形内的任一点分别代表一个三元混合物。
实例M点的组成为：A—0.4；；B—1-0.4-0.3=0.3.顶点A表示为纯组分A；顶点B表示为纯组分B；顶点S表示为纯组分S。
F—表示为BS混合物。
S—0.3；S—0.7。
建议选用设备从物料的分离要求来看，产物浓度为70%，利用单级萃取操作即可完成，选用混合澄清设备即可完成。
1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.11.00.90.80.70.60.40.50.30.20.1班级________组别_____姓名__________组员名单______________________萃取剂的选择选择性系数溶质组份A的分配系数与稀释剂B的分配系数之比值。
β1=β，则BAkk=，即：BRARBEAExxyy=，萃取相和萃余相脱溶剂后得到的萃取液'E 和萃余液'R，将具有同样的组成并与料液组成一样。
可见不能采取萃取操作进行分离。
1β，即：BAkk ，萃取操作能够实现，组份A在萃取相中的浓度大于在萃余相中的浓度。
β值越大，分离越易。
1β，即：BA kk ，分离程度能发生，但溶质组份不是A而是B。
选择原则（1）萃取剂的选择性：指萃取剂S对被萃取组份A与对其它组份的溶解能力之间的差异（S对A的溶解能力很大，S对B却很小）。
可见，其差异越大，选择性越好。
所需萃取剂的用量可以减少，产品的质量也较高。
（2）萃取剂与稀释剂的互溶度：萃取剂S与稀释剂B的互溶度愈小，愈有利于萃取。
（3）萃取剂的物理性质：密度：无论是哪一种萃取设备进行萃取操作，萃取相与萃余相之间应有一定的密度差。
以利于两个液层在充分接触后，能够较快在分层，从而提高设备的生产能力。
界面张力：希望有适当的相界面张力，有利于分层，而过大的界面张力会使接触变差，有碍于传质，而过小的界面张力会产生乳化现象。
其它：为了便于操作、输送及贮存。
萃取剂的粘度与凝固点应较低，应具有不易燃、毒性小等性质。
（4）萃取剂的化学性质：应具有化学稳定性、热稳定性以及抗氧化稳定性，对设备的腐蚀性也较小。
（5）萃取剂回收的难易：希望萃取剂易于回收，消耗热量少，通常情况下使用蒸馏或蒸发等方法加以加收。
（6）经济指标：一般情况下，萃取剂是循环使用的，但是总有一定数量的消耗量，要求萃取剂价格低，来源充分。
乙酸水溶液的萃取剂的选择溶剂的选择原则：“相似相溶规则”；常见溶剂的极性大小顺序：饱和烃类>全氯代烃类>不饱和烃类>醚类>未全氯代烃类>酯类>芳胺类>酚类>酮类>醇类通常可以选择酯类或苯类，看成本的多少。
建议选用的萃取剂为：苯。
班级________组别_____姓名__________组员名单______________________萃取剂的选择选择性系数选择原则乙酸水溶液的萃取剂的选择得分萃取操作计算任务单（18-4）班级________组别_____姓名__________组员名单______________________ 项目萃取操作的计算得分萃取操作计算任务单（18-4）班级________组别_____姓名__________组员名单______________________项目萃取操作的计算从三角形相图中，做出原料液的点F ，萃取液的操作点E ‘，连接E ‘点和S 点交于溶解度曲线上的点E 点；通过E 点找到共轭液层的另一点R 点； 利用杠杆规则：S MS F FM ⨯=⨯； 得：S ⨯=⨯97100012 S=124hKg。
得分常州工程职业技术学院教案本次课标题乙酸水溶液中回收乙酸授课班级精细0811上课时间17周 6月18 日第 1-4 节，星期五上课地点合一中202教学目的能根据工艺要求选用分离方法；会选用适宜的萃取剂；会进行萃取过程的工艺计算。
教学目标能力目标知识目标素质目标1．能根据工艺要求选用分离方法；2．会选用适宜的萃取剂；3．会进行萃取过程的工艺计算。
1．了解传质分离技术的各种方法及适用情况；2．理解萃取剂的选择原则；3．掌握萃取相平衡关系；4．理解影响萃取操作的因素；5．了解萃取设备及操作流程；6．掌握单级萃取过程的工艺计算。
培养我学习能力，追求知识、独立思、考勇于创新的科学态度；培养学生应用工程技术观念分析和解决工程问题的能力；任务与案例任务：东方化工集团有限分司，乙酸水溶液中回收乙酸，这一过程中使用萃取的方式进行，要求处理量为每批1t，其中乙酸含量为50%（质量百分率下同），要求最终乙酸的组成达70%以上。
完成下列任务：（1）确定回收方法；（2）选用适宜的萃取剂；（3）计算萃取剂用量。
参考资料《化学工程手册》第1、14篇，各种《化工原理》教材，网上资源（百度搜索网等）序号步骤名称教学内容教师活动学生活动时间分配(分)工具与材料课内/课外1 回顾与告知萃取操作告知听、记录 5 多媒体课内2 分组完成分离方法的确定和萃取的概念答疑、检查、指导等查阅资料、讨论、整理、记录20 课内3 难点释疑分离方法的确定和萃取的概念释疑听、记录、思考、回答问题20 多媒体课内4 教师点评分离方法的确定和萃取的概念点评、提问听、思考、回答问题30 多媒体课内5 分组完成选用适宜的萃取剂；计算萃取剂用量；答疑、检查、指导等查阅资料、讨论、整理、记录30 多媒体课内6 集中汇报选用适宜的萃取剂；计算萃取剂用量；聆听、记录、提问代表发言、思考、回答问题20 多媒体课内7 教师点评与总结选用适宜的萃取剂；计算萃取剂用量；点评、提问听、思考、回答问题50 多媒体课内8 布置作业结晶技术告知记录 3 课内/课外课后体会点评内容：一、萃取相关概念（一）萃取单元操作“萃取”就是在液体混合物（原料液）中加入一个与其基本不相混溶的液体作为溶剂，造成第二相，利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度不同而使原料液混合物得以分离的单元操作。