西安建筑科技大学：《化工原理》课程电子课件（下册）第十一章 萃取

《化工原理》 Principles of Chemical Engineering 主讲教师:董缘 下册(第三版) 陈敏恒丛德滋方图南齐呜斋编 化学工业出版社 薯钟六 Aran tnlyureray ot arehiReciure Ed Tweanctcty PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

《化工原理》 Principles of Chemical Engineering 主讲教师：董缘 下册（第三版） 陈敏恒 丛德滋 方图南 齐鸣斋 编 化学工业出版社 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

第11章萃取 本章学习要求 *掌握的内容:三角形相图中相组成的表示法;溶解度曲 线的概念及其作法;杠杆规则及其应用;选择性系数、分 配系数及萃取剂的选择;单级萃取及多级萃取的计算 *熟悉的内容:萃取操作流程 *了解的内容:各种萃取设备的操作原理 酒薯钟六 Arun tnlyureray ow aremtRaciuro End Teeanclety PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

第11章 萃取 本章学习要求 ＊掌握的内容：三角形相图中相组成的表示法；溶解度曲 线的概念及其作法；杠杆规则及其应用；选择性系数、分 配系数及萃取剂的选择；单级萃取及多级萃取的计算 ＊熟悉的内容：萃取操作流程 ＊了解的内容：各种萃取设备的操作原理 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

11.1概述 11.1.1萃取基本原理 定义:在液体混合物中加入与其不完全混溶的液体萃取剂,利 用液体混合物中各组分在两液相中溶解度的差异而达到分离的 目的。 溶质:混合液中被分离出的物质,以A表示 稀释剂:混合液中的其余部分,以B表示 萃取剂(溶剂):萃取过程中加入的溶剂,以S表示。 萃取相:含A多的溶剂相,以E表示 萃余相:含B多的溶剂相,以R表示 萃取液:回收溶剂后的萃取相,以E表示 萃余液:回收溶剂后的萃余相,以R'表示 酒薯钟六 Arun tnlyureray ow aremtRaciuro End Teeanclety PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

11.1 概述 11.1.1 萃取基本原理 定义：在液体混合物中加入与其不完全混溶的液体萃取剂，利 用液体混合物中各组分在两液相中溶解度的差异而达到分离的 目的。 溶质：混合液中被分离出的物质，以A表示； 稀释剂：混合液中的其余部分，以B表示； 萃取剂（溶剂）：萃取过程中加入的溶剂，以S表示。 萃取相：含A多的溶剂相,以E表示 萃余相：含B多的溶剂相，以R表示 萃取液：回收溶剂后的萃取相，以E’表示 萃余液：回收溶剂后的萃余相，以R’表示 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

112萃取过程应用 萃取操作一般用于:混合液中各组分的沸点很接近或形成恒沸混合 物;混合液中含热敏性物质;混合液中需分离的组分浓度很低,采 用精馏方法能耗太大。 石油化工:链烷烃与芳香烃共沸物的分离。例如用二甘醇从石脑油 裂解副产汽油或重整油中萃取芳烃,如苯、甲苯和二甲苯 工业废水处理:用二烷基乙酰胺脱除染料厂、炼油厂、焦化厂废水 中的苯酚。 有色金属冶炼:湿法冶金中溶液分离、浓缩和净化的有效方法。例 如从锌冶炼烟尘的酸浸岀液中萃取鈊、铟、镓、锗,以及铌-钽 镍-钴、铀-钒体系的分离,以及核燃料的制备 制药工业:从复杂的有机液体混合物中分离青霉素、链霉素以及维 生素等 酒薯钟六 Arun tnlyureray ow aremtRaciuro End Teeanclety PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

11.1.2 萃取过程应用 石油化工：链烷烃与芳香烃共沸物的分离。例如用二甘醇从石脑油 裂解副产汽油或重整油中萃取芳烃,如苯、甲苯和二甲苯。 工业废水处理：用二烷基乙酰胺脱除染料厂、炼油厂、焦化厂废水 中的苯酚。 有色金属冶炼：湿法冶金中溶液分离、浓缩和净化的有效方法。例 如从锌冶炼烟尘的酸浸出液中萃取鉈、铟、镓、锗，以及铌-钽、 镍-钴、铀-钒体系的分离，以及核燃料的制备。 制药工业：从复杂的有机液体混合物中分离青霉素、链霉素以及维 生素等。 萃取操作一般用于：混合液中各组分的沸点很接近或形成恒沸混合 物；混合液中含热敏性物质；混合液中需分离的组分浓度很低，采 用精馏方法能耗太大。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

1.13萃取操作的基本流程 单级 分级接触式多级错流 按接触方式 多级逆流 连续接触式 *分级接触式 单级萃取 萃取剂S 料液F(A+B) 混合澄清槽 萃取相E 萃余相R 单级萃取最多为一次平衡,故分离程度不高,只适用于溶质在萃 取剂中的溶解度很大或溶质萃取率要求不高的场合。 Arun tnlyureray ow aremtRaciuro End Teeanclety PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

11.1.3 萃取操作的基本流程 分级接触式 单级 多级错流 按接触方式 多级逆流 单级萃取 连续接触式 单级萃取最多为一次平衡，故分离程度不高，只适用于溶质在萃 取剂中的溶解度很大或溶质萃取率要求不高的场合。 萃取相E 萃余相R 萃取剂 料液F(A+B) S 混合澄清槽 * 分级接触式 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

多级错流萃取 料液F 萃取剂S N 萃余相R 萃取相E 原料液依次通过各级,新鲜溶剂则分别加入各级的混合槽中,萃 取相和最后一级的萃余相分别进入溶剂回收设备。 酒薯钟六 Arun tnlyureray ow aremtRaciuro End Teeanclety PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

多级错流萃取 萃取剂S 原料液依次通过各级，新鲜溶剂则分别加入各级的混合槽中，萃 取相和最后一级的萃余相分别进入溶剂回收设备。 料液F 萃取相E 萃余相R 1 2 3 N PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

多级逆流萃取 料液F 萃余相R n 萃取相E 萃取剂S 原料液和萃取剂依次按反方向通过各级,最终萃取相从加料一端 排出,并引入溶剂回收设备中,最终萃余相从加入萃取剂的一端 排出,引入溶剂回收设备中 酒薯钟六 Arun tnlyureray ow aremtRaciuro End Teeanclety PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

多级逆流萃取 萃取剂S 原料液和萃取剂依次按反方向通过各级，最终萃取相从加料一端 排出，并引入溶剂回收设备中，最终萃余相从加入萃取剂的一端 排出，引入溶剂回收设备中。 料液F 萃取相E 萃余相R 1 2 3 N PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

*连续接触式 般为塔式设备(喷淋塔、填料塔、转盘塔、振动筛板塔等) 液相为连续相,另一液相 为分散相,两相呈逆流流 轻液出口 动;其浓度沿塔高呈连续微 分变化;两相的分离在塔的 重液进口 上下两端进行。 套 … 轻液进口 重液出口 酒薯钟六 Arun tnlyureray ow aremtRaciuro End Teeanclety PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

一液相为连续相，另一液相 为分散相，两相呈逆流流 动；其浓度沿塔高呈连续微 分变化；两相的分离在塔的 上下两端进行。 * 连续接触式 一般为塔式设备（喷淋塔、填料塔、转盘塔、振动筛板塔等）。 轻液出口 轻液进口 重液出口 重液进口 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

112萃取相平衡 工业萃取过程中萃取剂与稀释剂一般为部分互溶,涉及到三元混 合物的平衡关系,一般采用三角形坐标图来表示。 11.2.1三角形坐标图 组成表示法 可用等腰直角三角形、等边三角形、不等腰直角三角形坐标图。 组分的浓度以摩尔分率,质量分率表示均可。本章中x八xB、xs 分别表示A、B、S的质量分率。 Arun tnlyureray ow aremtRaciuro End Teeanclety PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

11.2 萃取相平衡 工业萃取过程中萃取剂与稀释剂一般为部分互溶，涉及到三元混 合物的平衡关系，一般采用三角形坐标图来表示。 组成表示法 11.2.1 三角形坐标图 可用等腰直角三角形、等边三角形、不等腰直角三角形坐标图。 组分的浓度以摩尔分率，质量分率表示均可。本章中 xA、xB、xS 分别表示 A、B、S 的质量分率。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn

0.8 0.2 0.2 0.6 0.4 0.4 0.6 0.2 0.8 8 0.80.60.40.2 B 0.80.6040.2 三角形的三个顶点分别表示A、B、S三个纯组分。 三条边上的任一点代表某二元混合物的组成,不含第三组分。 E点:x4=0.4,xB=0.6 角形内任一点代表某三元混合物的组成 M点:x4=0.4,x1=0.3,x=0.3 Arun tnlyureray ow aremtRaciuro End Teeanclety PDF文件使用"pdffactoryPro"试用版本创建www.fineprint,cn

A B S 0.8 0.6 0.4 0.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0.2 0.4 0.6 0.8 A B S 0.8 0.6 0.4 0.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0.2 0.4 0.6 0.8 三角形的三个顶点分别表示A、B、S三个纯组分。 三条边上的任一点代表某二元混合物的组成，不含第三组分。 E 点： xA =0.4，xB =0.6 三角形内任一点代表某三元混合物的组成。 M 点： xA =0.4，xB =0.3，xS =0.3 E E M M PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn