第十二章萃取(LiquidExtraction)第十二章萃取(LiquidExtraction)12.1.1萃取操作的对象、原理、目的12.1.2工业常见的萃取操作流程12.1.3萃取操作应用场合12.1.4液液萃取在工业上的应用1、在石油化工中的应用随着石油化工的发展，液液萃取已广泛应用于分离各种有机物质。轻油裂解和铂重整产生的芳烃混合物的分离是重要的一例。该混合物中各组分的沸点非常接近，用一般的分离方法很不经济。工业上采用Udex、Shell、Formex等萃取流程，分别用环丁砜、四甘醇、N-甲基吡咯烷酮为溶剂，从裂解汽油的重整油中萃取芳烃。对于难分离的乙苯体系，组分之间的相对挥发度接近于1，用精馏方法不仅回流比大，塔板还高达300多块，操作费用极大。可采用萃取操作以HF-BF3作萃取剂，从C8馏分中分离二甲苯及其同分异构体。2、在生物化工和精细化工中的应用在生化药物制备过程中，生成很复杂的有机液体混合物。这些物质大多为热敏性物质。若选择适当的溶剂进行萃取，可以避免受热损坏，提高有效物质的收率。例如青霉素的生产，用玉米发酵得到含青霉素的发酵液，以醋酸丁酯为溶剂，经过多次萃取可得到青霉素的浓溶液。此外，象链霉素、复方新诺明等药物的生产采用萃取操作也得到较好的效果。香料工业中用正丙醇从亚硫酸纸浆废水中提取香兰素，食品工业中用TBP从发酵液中萃取柠檬酸也得到了广泛应用。可以说，萃取操作已在制药工业、精细化工中占有重要的地位。3、在湿法冶金中的应用20世纪40年代以来，由于原子能工业的发展，大量的研究工作集中于铀、钍、钚等金属提炼，结果使萃取法几乎完全代替了传统的化学沉淀法。近20年来，由于有色金属使用量剧增，而开采的矿石中的品位又逐年降低，促使萃取法在这一领域迅速发展起来。例如用溶剂LIX63-65等螯合萃取剂从铜的浸取液中提取铜是20世纪70年代以来湿法液化金的重要成就之一。目前一般认为只要价格与铜相当或超过铜的有色金属如钴、镍、锆等等，都应当优先考虑用溶剂萃取法进行提取。有色金属冶炼、已逐渐成为溶剂萃取应用的重要领域。12.1.5液液萃取的基本流程根据混合液中欲分离组分在萃取剂中溶解度差别的大小和要求分离程度的高低，萃取过程可以分为单组分萃取（简单萃取）与双组分萃取（回流萃取）两种类型。1、单组分萃取（1）单级萃取或并流接触萃取（2）多级错流萃取（3）多级逆流萃取（4）连续逆流萃取2、双组分萃取分离——回流萃取12.2.1三角形相图萃取过程牵涉到两相间物质传递，故需讨论两相间的相平衡关系。若萃取剂S与稀释剂B完全不互溶或溶解度在操作范围内可忽略不计，那么萃取相只有A+S，萃余相只有A+B，其平衡关系与吸收类似，可以用直角坐标表示；然而常见的是S与B属于部分互溶，此时萃取相有A+S+B，萃余相有A+B+S，故每相都含三个组分，其平衡关系要用三角形相图(triangulardiagram)来表示。三角形相图分为正三角形和直角三角形，各组分在相图上坐标组成用质量百分率(massfraction)表示。12.2.1.1三元组成的表示法12.2.1.1三元组成的表示法掌握：两相图不同之处12.2.1.2三角形相图中的杠杆定律（比例定律）12.2.1.2三角形相图中的杠杆定律（比例定律）12.2.1.3三角形相图中的相平衡关系（温度一定）2、三角形相图中辅助线的作法及应用:三角形相图中辅助线的其它作法12.2.1.4分配系数kA例12-1丙酮和醋酸乙酯的混合液具有恒沸点，不能直接以蒸馏法得到较完全的分离，可以选择最易得到的溶剂—水，先进行萃取。此物系在30℃下的相平衡数据如表12-1所示。试在正三角形相图中作出联结线和溶解度曲线，并求出各对平衡数据相应的分配系数，再求酯相中丙酮x=30%时的平衡数据。kA<1，说明水不是一个优良的萃取剂，但价廉易得。12.2.2三角形相图在单级萃取中的应用原料F结论：萃取分离效果取决于两相区大小和联结线斜率，而这两因素又为所选择萃取溶剂和操作温度决定。12.2.2三角形相图在单级萃取中的应用例12-2以水为溶剂，对xF=30%的丙酮-醋酸乙酯溶液进行单级（一个理论级）间歇萃取，为使萃余液的溶质组成x’降至15%，每kg原料液需加多少水？能得到多少萃取液？其组成多大？若需使x’降至5%，结果又如何？12.2.3萃取剂的选择12.2.3萃取剂的选择2、影响分层的因素（萃取剂的物理性质）（1）密度（2）界面张力（3）粘度12.2.3萃取剂的选择12.2.3萃取剂的选择例12-3根据例12-1中给出的各组相平衡数据，计算其选择性系数。12.3萃取操作的流程和计算已知条件：所要求原料液的处理量和组成（F，xF），萃取剂的组成，体系的相平衡数据，萃余相（或萃余液）的组成。计算：所