化工过程系统工程9181.pptx

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1、TSHY4 液液萃取液液萃取4.1 液液萃取过程液液萃取过程4.2 液液相平衡液液相平衡4.3 萃取过程计算萃取过程计算4.4 萃取设备萃取设备4.5 萃取过程的新进展萃取过程的新进展TSHY4.1 液液萃取过程液液萃取过程n基本概念基本概念n 利用组分在两个互不相溶的液相中的溶解度差而将其从一个液相转移利用组分在两个互不相溶的液相中的溶解度差而将其从一个液相转移 到另一个液相的分离过程称为液液萃取，也叫溶剂萃取，简称萃取。到另一个液相的分离过程称为液液萃取，也叫溶剂萃取，简称萃取。n 待分离的一相称为被萃相，萃取后成为萃余相，用做分离剂的相称为待分离的一相称为被萃相，萃取后成为萃余相，用做分

2、离剂的相称为 萃取相。萃取相。n 萃取相中起萃取作用的组分称为萃取剂，起溶剂作用的组分称为稀释萃取相中起萃取作用的组分称为萃取剂，起溶剂作用的组分称为稀释 剂或溶剂。剂或溶剂。n 具有处理量大、分离效果好、回收率高、可连续操作以及自动控制具有处理量大、分离效果好、回收率高、可连续操作以及自动控制 等特点，因此得到了广泛的应用。等特点，因此得到了广泛的应用。TSHY4.1 液液萃取过程液液萃取过程n 炼炼油油和和石石化化工工业业中中石石油油馏馏分分的的分分离离和和精精制制，如如烷烷烃烃和和芳烃的分离，润滑油的精制等；芳烃的分离，润滑油的精制等；n 湿湿法法冶冶金金：铀铀等等放放射射性性元元素素、

3、稀稀土土、铜铜等等有有色色金金属属、金等贵金属的分离和提取；金等贵金属的分离和提取；n 磷和硼等无机资源的提取和净化；磷和硼等无机资源的提取和净化；n 医药工业中的多种抗生素和生物碱的分离提取；医药工业中的多种抗生素和生物碱的分离提取；n 食品工业中有机酸的分离和净化；食品工业中有机酸的分离和净化；n 环保处理中有害物质的脱除等。环保处理中有害物质的脱除等。TSHY4.1.1 特点和主要研究内容特点和主要研究内容1.液液萃取过程的特点液液萃取过程的特点 (1)萃取过程的传质前提是两个液相之间的相互接触；萃取过程的传质前提是两个液相之间的相互接触；(2)两相的传质过程是分散相液滴和连续相之间相际

4、传质两相的传质过程是分散相液滴和连续相之间相际传质 过程。过程。(3)两相间的有效分散是提高萃取效率的有效手段。两相间的有效分散是提高萃取效率的有效手段。(4)两相的分离需借助两相的密度差来实现。两相的分离需借助两相的密度差来实现。(5)液液萃取过程可以在多种形式的装置中通过连续或间液液萃取过程可以在多种形式的装置中通过连续或间 歇的方式实现。歇的方式实现。TSHY4.1.1 特点和主要研究内容特点和主要研究内容2.液液萃取的主要研究内容液液萃取的主要研究内容 (1)确确定定萃萃取取体体系系 包包括括被被萃萃相相体体系系和和萃萃取取相相体体系系的的构成，如被萃相的酸碱度、萃取相的稀释剂等。构成

5、，如被萃相的酸碱度、萃取相的稀释剂等。(2)测定相平衡数据测定相平衡数据 分配系数和分离系数。分配系数和分离系数。(3)确确定定工工艺艺和和操操作作条条件件 相相比比、萃萃取取剂剂和和稀稀释释剂剂用量、被萃物浓度、萃取温度等。用量、被萃物浓度、萃取温度等。(4)萃取流程的建立萃取流程的建立 完整的萃取和反萃流程。完整的萃取和反萃流程。(5)设备的确定设备的确定 设备形式和结构。设备形式和结构。TSHY4.1.2 萃取剂的选择和常用萃取剂萃取剂的选择和常用萃取剂1.萃取剂的选择萃取剂的选择 (1)萃取剂应具备的特点萃取剂应具备的特点 萃萃取取剂剂中中至至少少要要有有一一个个能能与与被被萃萃物物形

6、形成成萃萃合合物物的的官官能能团团。常常见见的的萃萃取取官官能能团团通通常常是是一一些些包包含含N、O、P、S的基团。的基团。萃萃取取剂剂中中还还应应包包含含具具有有较较强强亲亲油油能能力力结结构构或或基基团团，如如长长链链烃烃、芳芳烃烃等等，以以利利于于萃萃取取剂剂在在稀稀释释剂剂中中的的溶溶解解，并防止被萃相对它的溶解夹带损失。并防止被萃相对它的溶解夹带损失。TSHY4.1.2 萃取剂的选择和常用萃取剂萃取剂的选择和常用萃取剂(2)萃取剂选择要点萃取剂选择要点 选择性好选择性好 表现为分离系数大。表现为分离系数大。萃取容量大萃取容量大 表现为单位体积或单位质量溶解萃合物多。表现为单位体积或

7、单位质量溶解萃合物多。化学稳定性强化学稳定性强 耐酸碱、抗氧化还原、耐热、无腐蚀。耐酸碱、抗氧化还原、耐热、无腐蚀。易与原料液相分层易与原料液相分层 不乳化、不产生第三相。不乳化、不产生第三相。易于反萃或分离易于反萃或分离 便于萃取剂的重复利用。便于萃取剂的重复利用。安全性好安全性好 无毒或低毒、不易燃、难挥发、环保。无毒或低毒、不易燃、难挥发、环保。经济性好经济性好 成本低、损耗小。成本低、损耗小。TSHY4.1.2 萃取剂的选择和常用萃取剂萃取剂的选择和常用萃取剂2.常用萃取剂常用萃取剂 中中性性萃萃取取剂剂 包包括括含含磷磷类类、含含氧氧类类和和含含硫硫类类重重型型萃萃取取剂剂，如如磷磷

8、酸酸三三丁丁酯酯(TBP)、甲甲基基异异丁丁基基酮酮(MIBK)、二辛基亚砜二辛基亚砜(DOSO)等。等。有有机机酸酸萃萃取取剂剂 包包括括有有机机磷磷酸酸、有有机机磺磺酸酸、羧羧酸酸等。等。胺类萃取剂胺类萃取剂 各种有机胺和胺盐。各种有机胺和胺盐。螯合萃取剂螯合萃取剂 各种有机螯合物、冠醚等。各种有机螯合物、冠醚等。TSHY4.1.3 萃取过程中的常用名词萃取过程中的常用名词1.分配比分配比n达达到到萃萃取取平平衡衡时时，被被萃萃物物在在两两相相中中的的浓浓度度比比称称为为被被萃萃物物的的分分配配比比，也也称为分配系数。称为分配系数。n其其中中，为为被被萃萃物物A在在萃萃取取相相（有有机机相

9、相）中中的的浓浓度度；为为被被萃萃物物A在被萃相（水相）中的浓度。在被萃相（水相）中的浓度。n分配比分配比D的值越大，被萃物越容易进入萃取相。的值越大，被萃物越容易进入萃取相。nD通通常常不不是是常常数数，要要受受萃萃取取体体系系和和萃萃取取条条件件的的影影响响，应应根根据据实实验验来来测测定；定；D=0，表示待萃取物完全不被萃取，表示待萃取物完全不被萃取，D=，表示完全被萃取。，表示完全被萃取。TSHY4.1.3 萃取过程中的常用名词萃取过程中的常用名词2.相比相比n萃取体系中萃取相萃取体系中萃取相 与与 被萃相的体积比。被萃相的体积比。n在连续萃取过程中，通常用两相的流比取代相比。在连续萃

10、取过程中，通常用两相的流比取代相比。n 为萃取相流量，为萃取相流量，为被萃相流量。为被萃相流量。TSHY4.1.3 萃取过程中的常用名词萃取过程中的常用名词3.分离系数分离系数n分分离离系系数数又又称称为为分分离离因因子子，表表示示被被萃萃相相中中两两种种物物质质可可被被某某种种萃萃取取剂剂所所分分离离的的难难易易程程度度，它它等等于于这这两两种种物物质质在在相同萃取条件下的分配比之比。相同萃取条件下的分配比之比。n与与相相对对挥挥发发度度一一样样，分分离离系系数数值值越越远远离离1，两两种种物物质质越越容易分离；反之则不容易。容易分离；反之则不容易。TSHY4.2 液液相平衡液液相平衡略略T

11、SHY4.3 萃取过程计算萃取过程计算4.3.1 萃取过程分析萃取过程分析 常常用用的的工工业业萃萃取取过过程程根根据据使使用用的的设设备备通通常常分分为为逐逐级级萃萃取取过过程程和和微分萃取过程。微分萃取过程。1.逐级萃取过程逐级萃取过程 以以多多级级混混合合澄澄清清槽槽为为萃萃取取设设备备的的连连续续萃萃取取过过程程。特特点点是是每每一一个个萃取级构成一个平衡级，萃取级构成一个平衡级，易实现过程分解、组合与控制。易实现过程分解、组合与控制。2.微分萃取过程微分萃取过程 以以各各种种塔塔为为萃萃取取设设备备的的连连续续萃萃取取过过程程。特特点点是是设设备备紧紧凑凑，操操作作简单，结构形式选择

12、多；但易出现轴向返混，影响萃取效率。简单，结构形式选择多；但易出现轴向返混，影响萃取效率。TSHY4.3.2 逐级萃取过程逐级萃取过程1.逐级萃取过程分析逐级萃取过程分析 (1)逆流萃取逆流萃取 (2)错流萃取错流萃取TSHY4.3.2 逐级萃取过程逐级萃取过程2.逐级萃取过程的计算逐级萃取过程的计算(1)麦克凯贝麦克凯贝-赛尔图解法赛尔图解法n平衡线：平衡线：由萃取平衡实验测得。由萃取平衡实验测得。n操作线：操作线：斜率斜率=L/G即即，被被萃萃相相与与萃萃取取相相的的流流量量之比。之比。n萃取级数：阶梯作图法。萃取级数：阶梯作图法。TSHY4.3.2 逐级萃取过程逐级萃取过程(2)逐级计算

13、法逐级计算法n逐逐级级计计算算法法是是逐逐级级萃萃取取过过程程的的基基本本计计算算方方法法，特特别别是是各各萃萃取取级级分分配配系系数数不不同同时时，采采用用逐逐级级计计算算法法计计算算萃萃取取过过程程所所需理论级数和各级浓度分布是最常用和最稳妥的方法。需理论级数和各级浓度分布是最常用和最稳妥的方法。n在在实实际际萃萃取取过过程程中中，经经常常会会出出现现各各级级分分配配系系数数发发生生变变化化的的情情况况，如如用用酸酸性性萃萃取取剂剂萃萃取取电电解解质质溶溶液液中中的的金金属属离离子子时时，随随着着金金属属离离子子量量的的增增加加，被被萃萃相相中中的的H+浓浓度度会会随随之之增增大大，导导致

14、致被被萃萃相相的的酸酸度度逐逐级级增增大大，因因而而影影响响到到被被萃萃离离子子在在两两相相中的分配比。中的分配比。TSHY例例 4-2各级分配系数变化时的逐级计算各级分配系数变化时的逐级计算n水水 相相 料料 液液(L)中中 含含 Cu2+为为 xf=2.5kg/m3，含含 H2SO4为为Hf=1.0kg/m3；有有机机相相为为含含萃萃取取剂剂(LIX64)10%的的煤煤油油溶溶液液(G)，由由于于是是萃萃取取反反萃萃循循环环使使用用，其其中中残残留留Cu2+为为yf=0.075kg/m3；两两相相体体积积流流比比为为G/L=60/75；要要求求经经多多级级逆逆流流萃萃取取后后，萃萃余余相相

15、中中Cu2+的的含含量量为为x1=0.35kg/m3。计计算算流流程程所所需需的的理理论论级级数数和和逐逐级级浓浓度分布。度分布。TSHY解例解例 4-2用用LIX64萃取水相硫酸铜中的萃取水相硫酸铜中的Cu2+反应式为：反应式为：其中，其中，R代表代表LIX64。在在萃萃取取过过程程中中，当当一一个个铜铜离离子子进进入入有有机机相相，水水相相就就会会产产生生一一个个硫硫酸酸，因因此此，随随着着萃萃取取过过程程的的进进行行，水水相相的的酸酸度会逐渐增大。度会逐渐增大。通通过过实实验验测测定定该该萃萃取取体体系系中中，在在不不同同硫硫酸酸浓浓度度下下Cu2+在水相和有机相中的平衡曲线。在水相和有

16、机相中的平衡曲线。TSHY解例解例 4-2TSHY解例解例 4-2用用xi、yi分分别别表表示示水水相相和和有有机机相相中中的的Cu2+浓浓度度，Hi代代表表 水水 相相 中中 硫硫 酸酸 的的 浓浓 度度。由由 于于 1molCu2+能能 生生 成成1molH2SO4，根根据据它它们们的的分分子子量量比比，相相当当于于1kgCu2+可生成的可生成的H2SO4为：为：98/63.5=1.54kg。对对Cu2+做总物料衡算：做总物料衡算：即：即：TSHY对对H2SO4做总物料衡算：做总物料衡算：解例解例 4-2TSHY解例解例 4-2逐级平衡计算逐级平衡计算n根根据据萃萃取取过过程程，第第一一级

17、级的的有有机机相相浓浓度度应应与与水水相相浓浓度度形形成成平平衡衡，因因此此，由由x1和和H1，从平衡图上查得，从平衡图上查得y1=1.11kg/m3。n对第一级做物料衡算：对第一级做物料衡算：计算计算x2和和H2得：得：根据根据x2和和H2查平衡图，得：查平衡图，得：y2=2.24kg/m3.TSHY解例解例 4-2n对第二级做物料衡算：对第二级做物料衡算：计算计算x3和和H3得：得：根据根据x3和和H3查平衡图，得：查平衡图，得：y3=2.76kg/m3。TSHY解例解例 4-2n对第三级做物料衡算：对第三级做物料衡算：计算计算x4和和H4得：得：从从计计算算结结果果可可知知，x4=xf、

18、H4Hf，因因此此，该该萃萃取取过过程程只只需需三三级级平平衡萃取就能完成。衡萃取就能完成。TSHY4.3.2 逐级萃取过程逐级萃取过程(3)代数公式法代数公式法n假设两相不互溶，且被萃物在各平衡级的分配比假设两相不互溶，且被萃物在各平衡级的分配比D相同。相同。n对第一级作物料衡算：对第一级作物料衡算：n按平衡关系，按平衡关系，代入上式整理得：，代入上式整理得：令令 ，则有：，则有：即：即：TSHY4.3.2 逐级萃取过程逐级萃取过程n对第二级作物料衡算：对第二级作物料衡算：n按平衡关系，按平衡关系，代入上式整理得：，代入上式整理得：即：即：将将x1表达式代入，得：表达式代入，得：TSHY4.

19、3.2 逐级萃取过程逐级萃取过程n同样，对第三级作物料衡算可得：同样，对第三级作物料衡算可得：n对第对第N级作物料衡算，得：级作物料衡算，得：TSHY4.3.2 逐级萃取过程逐级萃取过程n用等比数列求和公式，且用等比数列求和公式，且 ，则可得：，则可得：n对上式两边同时用对上式两边同时用xf相减：相减：n通分整理得：通分整理得：TSHYn将两边同时用将两边同时用1相减：相减：n通分整理得：通分整理得：n于是可得到萃取所需要的理论级数为：于是可得到萃取所需要的理论级数为：n克莱姆赛克莱姆赛休特（休特（Kremser-Souder）方程式）方程式4.3.2 逐级萃取过程逐级萃取过程TSHY4.3.

20、2 逐级萃取过程逐级萃取过程3.萃取效率的描述萃取效率的描述 (1)萃余率萃余率 (2)萃取率萃取率 (3)平均级效率平均级效率TSHY4.3.2 微分逆流萃取过程微分逆流萃取过程n采采用用类类似似于于吸吸收收原原理理和和计计算算方方法法可得：可得：(1)传质单元高度传质单元高度 (2)传质单元数传质单元数 (3)总传质高度总传质高度 TSHY4.4 萃取设备萃取设备4.4.1 4.4.1 萃取设备的分类萃取设备的分类TSHY4.4.2 萃取设备的选择萃取设备的选择 萃萃取取设设备备的的选选择择除除技技术术因因素外，还包括以下主要因素有：素外，还包括以下主要因素有：(1)系统物性系统物性 (2

21、)处理量处理量 (3)理论级数理论级数 (4)设备费用设备费用 (5)生产场地生产场地 (6)操作者素质操作者素质TSHY4.4.2 萃取设备的选择萃取设备的选择TSHY4.4.5 萃取流程和设备的设计萃取流程和设备的设计1.流程的设计流程的设计 (1)逐级萃取与反萃流程的组合逐级萃取与反萃流程的组合 TSHY4.4.5 萃取流程和设备的设计萃取流程和设备的设计 (2)微分萃取与反萃流程的组合微分萃取与反萃流程的组合TSHY4.4.5 萃取流程和设备的设计萃取流程和设备的设计 (3)萃取与其他分离过程的结合萃取与其他分离过程的结合TSHY4.4.5 萃取流程和设备的设计萃取流程和设备的设计2.

22、设备的设计设备的设计 (1)两相的分散与聚并两相的分散与聚并 分分散散区区：通通常常情情况况下下选选择择被被萃萃物物浓浓度度低低的的一一相相作作为为连连续续相相先先注注入入设设备备的的分分散散区区内内，启启动动分分散散机机制制后后再再同同时时通通入入分分散散相相和和连连续续相相。分分散散区区的的大大小小应应满满足足两两相相实实现现要要求求传传质质量量的的接接触触时时间间(停停留留时时间间)。分分散散相相分分散散粒粒径径越越小小，传传质质面面积积越越大大，但但聚并将越困难。聚并将越困难。聚聚并并区区：在在分分散散区区内内完完成成传传质质过过程程的的两两相相需需要要在在相相对对平平稳稳的的区区域域

23、内内进进行行聚聚并并分分相相，以以便便于于两两相相分分离离。聚聚并并区区的的大大小小应应满满足足分分散散相相完完全全迁迁移移聚聚并并的的时时间间，并并设设置置分分散散相相的的连连续续排排出出机制。机制。TSHY4.4.5 萃取流程和设备的设计萃取流程和设备的设计 (2)多级萃取或反萃设备多级萃取或反萃设备混合澄清槽混合澄清槽 TSHY4.4.5 萃取流程和设备的设计萃取流程和设备的设计n设计要点设计要点 混混合合池池容容积积 与与处处理理能能力力和和相相比比有有关关，与与两两相相接接触触时时间间(即达到萃取平衡的时间即达到萃取平衡的时间)有关。有关。澄澄清清池池容容积积和和长长度度 与与处处理

24、理能能力力和和两两相相完完全全分分层层时时间间有关。有关。分分散散搅搅拌拌强强度度 与与分分散散相相的的稳稳定定性性(粘粘度度、乳乳化化性性等等)有关。有关。萃取级数萃取级数 与被萃物质的分配比、两相的相比有关。与被萃物质的分配比、两相的相比有关。反萃级数反萃级数 与被萃物质的分配比、两相的相比有关。与被萃物质的分配比、两相的相比有关。TSHY4.4.5 萃取流程和设备的设计萃取流程和设备的设计(3)微分萃取设备微分萃取设备转盘萃取塔转盘萃取塔振动筛板塔振动筛板塔TSHY4.4.5 萃取流程和设备的设计萃取流程和设备的设计设计要点设计要点 塔径塔径 与处理能力和相比有关。与处理能力和相比有关。

25、塔塔高高 与与两两相相接接触触时时间间(即即达达到到萃萃取取平平衡衡的的时时间间)有有关，与被萃物质的分配比、两相的相比有关。关，与被萃物质的分配比、两相的相比有关。内内构构件件 与与分分散散相相的的传传质质特特性性和和稳稳定定性性(粘粘度度、乳化性等乳化性等)有关。有关。反反萃萃方方式式 与与萃萃取取相相性性质质有有关关，与与萃萃合合物物性性质质有有关。关。TSHY4.5 萃取过程新进展萃取过程新进展n4.5.1 4.5.1 超临界流体萃取超临界流体萃取 n4.5.2 4.5.2 反胶束萃取反胶束萃取n4.5.3 4.5.3 双水相萃取双水相萃取TSHY4.5.1 超临界流体萃取超临界流体萃

26、取1.概述概述n什什么么是是超超临临界界流流体体：物物质质在在的的温温度度和和压压力力分分别别超超过过其其临临界界温温度度(Tc)和和 临临 界界 压压 力力(pc)时时 形形 成成 的的 流流 体体(SCF)。n处处于于临临界界点点状状态态的的物物质质可可实实现现液液态态到到气气态态的的连连续续过过渡渡，两两相相相相界界面面消失，汽化热为零。消失，汽化热为零。n超超过过临临界界点点的的物物质质，无无论论加加多多大大的的压压力力都都不不会会液液化化，而而只只会会引引起起密密度变化。度变化。TSHY4.5.1 超临界流体萃取超临界流体萃取2.超临界流体萃取的基本原理超临界流体萃取的基本原理超临界

27、流体的基本性质超临界流体的基本性质流体流体密度密度(g/cm(g/cm3 3)粘度粘度(Pa.s)(Pa.s)扩散系数扩散系数(cm(cm2 2/s)/s)常压气体常压气体15-3015-30(0.62)10-3(13)10-50.10.4临界流体临界流体TcTc，PcPc0.20.5(13)10-50.710-3超临界流体超临界流体TcTc，4Pc4Pc0.40.9(39)10-50.210-3常压液体常压液体15-3015-300.61.6(0.23)10-3(0.22)10-5TSHY常用的超临界流体常用的超临界流体流体流体临界温度临界温度临界压力临界压力MPa流体流体临界温度临界温度临

28、界压力临界压力MPa乙烯乙烯9.255.04乙烷乙烷32.254.88三氟甲烷三氟甲烷26.154.86一氧化一氧化二氮二氮36.57.24三氟三氟-氯氯甲烷甲烷28.83.87丙烯丙烯91.84.60二氧化碳二氧化碳31.047.38丙烷丙烷96.64.25TSHY4.5.1 超临界流体萃取超临界流体萃取3.超临界流体萃取的原则流程超临界流体萃取的原则流程 (1)代表性流程代表性流程a.变压萃取分离流程变压萃取分离流程(等温法等温法)TSHY4.5.1 超临界流体萃取超临界流体萃取3.超临界流体萃取的原则流程超临界流体萃取的原则流程 (1)代表性流程代表性流程b.变温萃取分离流程变温萃取分离

29、流程(等压法等压法)TSHY4.5.1 超临界流体萃取超临界流体萃取3.超临界流体萃取的原则流程超临界流体萃取的原则流程 (1)代表性流程代表性流程c.吸附萃取分离流程吸附萃取分离流程(吸附法吸附法)TSHY4.5.1 超临界流体萃取超临界流体萃取3.超临界流体萃取的原则流程超临界流体萃取的原则流程 (1)代表性流程代表性流程d.稀释萃取分离流程稀释萃取分离流程(惰性气体法惰性气体法)TSHY4.5.1 超临界流体萃取超临界流体萃取3.超临界流体萃取的原则流程超临界流体萃取的原则流程 (2)典型过程分析典型过程分析TSHY4.5.1 超临界流体萃取超临界流体萃取4.超临界流体萃取的工业应用超临

30、界流体萃取的工业应用 (1)天然产物的萃取天然产物的萃取液相萃取液相萃取固相萃取固相萃取TSHY4.5.1 超临界流体萃取超临界流体萃取4.超临界流体萃取的工业应用超临界流体萃取的工业应用 (2)ROSE脱沥青过程脱沥青过程TSHY4.5.1 超临界流体萃取超临界流体萃取4.超临界流体萃取的工业应用超临界流体萃取的工业应用 (3)重烃油加氢转化过程重烃油加氢转化过程TSHY4.5.1 超临界流体萃取超临界流体萃取5.超临界流体萃取装置超临界流体萃取装置TSHY4.5.1 超临界流体萃取超临界流体萃取6.超临界流体萃取的特点超临界流体萃取的特点n优点：优点：用用超超临临界界流流体体萃萃取取具具有

31、有与与液液体体相相近近的的溶溶解解能能力力，比比液液体溶剂渗透快，渗透深，能更快达到萃取平衡。体溶剂渗透快，渗透深，能更快达到萃取平衡。操作参数主要为压力和温度，比较容易控制。操作参数主要为压力和温度，比较容易控制。超超临临界界流流体体萃萃取取集集精精馏馏和和液液液液萃萃取取特特点点于于一一体体，可可能能分离一些常规方法难以分离的物系。分离一些常规方法难以分离的物系。超超临临界界流流体体可可在在常常温温下下操操作作，故故特特别别适适合合于于热热敏敏性性、易氧化物质的提取和分离。易氧化物质的提取和分离。TSHYn缺点：缺点：高压下萃取，相平衡较复杂，物性数据缺乏；高压下萃取，相平衡较复杂，物性数

32、据缺乏；高压装置与高压操作，投资费用高，安全要求也高；高压装置与高压操作，投资费用高，安全要求也高；超超临临界界流流体体中中溶溶质质浓浓度度相相对对还还是是较较低低，故故需需大大量量溶溶剂剂循环；循环；超超临临界界流流体体萃萃取取过过程程固固体体物物料料居居多多，连连续续化化生生产产较较困困难。难。4.5.1 超临界流体萃取超临界流体萃取TSHY4.5.2 反胶束萃取反胶束萃取1.反胶束和反胶束系统反胶束和反胶束系统n反反胶胶束束是是表表面面活活性性剂剂在在有有机机溶溶剂剂中中自自发发形形成成的的纳纳米米尺尺度度的的一一种种聚聚集集体。体。(1)反胶束的形成反胶束的形成n表表面面活活性性剂剂通

33、通常常都都有有一一个个亲亲水水的的极极性性头头和和疏疏水水的的非非极极性性尾尾。当当表表面面活活性性剂剂在在有有机机溶溶剂剂中中的的浓浓度度超超过过其其临临界界胶胶束束浓浓度度后后，其其疏疏水水的的非非极极性性尾尾向向外外伸伸入入有有机机溶溶剂剂主主体体中中，亲亲水水的的极极性性头头则则自自发发向向内内聚聚集集排排列列成成一一个极性核。核中的空间具有溶解水和大分子的能力，称为池个极性核。核中的空间具有溶解水和大分子的能力，称为池(pool)。n表表面面活活性性剂剂的的临临界界胶胶束束浓浓度度(CMC)可可通通过过表表面面活活性性剂剂手手册册查查得得，通通常在常在110-4110-3mol/L范

34、围。范围。TSHY4.5.2 反胶束萃取反胶束萃取 (1)反胶束的形成反胶束的形成亲水极亲水极性头性头疏水非疏水非极性尾极性尾可游离可游离离子离子一种阴离子型一种阴离子型表面活性剂表面活性剂poolTSHY4.5.2 反胶束萃取反胶束萃取 (2)反胶束溶液的性质反胶束溶液的性质 反胶束溶液是透明的、热力学稳定的系统。反胶束溶液是透明的、热力学稳定的系统。反反胶胶束束溶溶液液体体系系的的特特性性受受表表面面活活性性剂剂结结构构、溶溶剂剂种种类类、温温度度和和压力等因素有关。压力等因素有关。反反胶胶束束中中心心约约束束的的水水量量通通常常用用束束水水比比来来表表示示，即即：Wo=约约束束水水摩尔数

35、摩尔数/表面活性剂摩尔数表面活性剂摩尔数。Wo值值与与表表面面活活性性剂剂和和溶溶剂剂的的种种类类、助助表表面面活活性性剂剂、水水相相中中盐盐的的种类和浓度等有关。种类和浓度等有关。反反胶胶束束中中心心池池的的大大小小可可在在一一定定范范围围内内变变化化，当当Wo值值超超过过一一定定限限度后，反胶束将发生破裂，溶液将变浑浊。度后，反胶束将发生破裂，溶液将变浑浊。TSHY4.5.2 反胶束萃取反胶束萃取2.常见的反胶束系统常见的反胶束系统TSHY4.5.2 反胶束萃取反胶束萃取3.反胶束萃取原理反胶束萃取原理TSHY4.5.2 反胶束萃取反胶束萃取4.影响反胶束萃取的主要因素影响反胶束萃取的主要

36、因素(1)与反胶束有关的因素与反胶束有关的因素n 表表面面活活性性剂剂的的种种类类、浓浓度度，有有机机溶溶剂剂的的种种类类，助助表表面面活活性性剂剂及其浓度。及其浓度。(2)与水相有关的因素与水相有关的因素n pH值，离子种类，离子强度。值，离子种类，离子强度。(3)与萃取物有关的因素与萃取物有关的因素n 分子大小，浓度，电荷情况等。分子大小，浓度，电荷情况等。(4)与环境有关的因素与环境有关的因素n 系统温度、压力等。系统温度、压力等。TSHY4.5.2 反胶束萃取反胶束萃取5.反胶束萃取技术的应用反胶束萃取技术的应用(1)分离蛋白质混合物分离蛋白质混合物n 如用二烷基磷酸盐如用二烷基磷酸盐

37、/异辛烷反胶束溶液萃取分离溶菌酶和肌红蛋白。异辛烷反胶束溶液萃取分离溶菌酶和肌红蛋白。(2)浓缩浓缩-淀粉酶淀粉酶n 如如用用TOMAC/异异辛辛烷烷反反胶胶束束溶溶液液萃萃取取水水相相中中的的-淀淀粉粉酶酶，以以实实现现-淀粉酶的浓缩。淀粉酶的浓缩。(3)直接提取细胞内酶直接提取细胞内酶n 如如用用CTAB/己己醇醇-辛辛烷烷反反胶胶束束溶溶液液直直接接从从棕棕色色固固氮氮菌菌细细胞胞内内提提取取胞胞内内脱氢酶，既不破坏菌细胞，也可保持酶的活性。脱氢酶，既不破坏菌细胞，也可保持酶的活性。(4)从动植物资源中提取蛋白质从动植物资源中提取蛋白质n 可可利利用用反反胶胶束束溶溶液液直直接接从从大大

38、豆豆、菜菜籽籽、蚕蚕蛹蛹等等残残渣渣中中提提取取分分离离有有用用的的蛋白质。蛋白质。TSHY6、反胶束萃取蛋白质的过程开发、反胶束萃取蛋白质的过程开发（1）新型的反胶束体系）新型的反胶束体系（2）蛋白质的反萃取）蛋白质的反萃取（3）反胶束萃取的工业化）反胶束萃取的工业化4.5.2 反胶束萃取反胶束萃取TSHY4.5.3 双水相萃取双水相萃取n 双双水水相相体体系系就就是是由由两两个个互互不不相相容容的的水水相相合合在在一一起起构构成的体系。成的体系。n 双双水水相相体体系系的的形形成成主主要要是是由由于于水水相相中中高高聚聚物物之之间间的的互互不不相相容容性性，即即高高聚聚物物分分子子的的空空

39、间间阻阻碍碍，导导致致相相互互不不能渗透，不能形成均一相而产生的。能渗透，不能形成均一相而产生的。n 通通常常，只只要要两两聚聚合合物物水水溶溶液液的的憎憎水水程程度度有有所所差差异异，混混合合时时就就可可能能发发生生相相分分离离。憎憎水水程程度度相相差差越越大大，相相分分离倾向就越大。离倾向就越大。TSHY1.双水相萃取的特点双水相萃取的特点系系统统的的含含水水量量多多达达75%-90%，两两相相界界面面张张力力极极低低(10-610-4N/m)，有有助助于于保保持持生生物物活活性性和和强强化化相相际际间间的的质量传递，也有易乳化的问题；质量传递，也有易乳化的问题；分分相相时时间间短短（特特

40、别别是是聚聚合合物物/盐盐系系统统），一一般般只只有有5-15min；易于连续操作；易于连续操作；目标产物的分配系数一般大于目标产物的分配系数一般大于3，有较高收率；，有较高收率；分离过程更经济。分离过程更经济。4.5.3 双水相萃取双水相萃取TSHY4.5.3 双水相萃取双水相萃取2.常见的双水相体系常见的双水相体系TSHY4.5.3 双水相萃取双水相萃取3.双水相萃取技术的应用双水相萃取技术的应用 主要用于生物物质、药物的分离、提取、纯化等，如：主要用于生物物质、药物的分离、提取、纯化等，如：(1)酶的提取与纯化酶的提取与纯化 (2)核酸的分离及纯化核酸的分离及纯化 (3)药物和抗生素类的

41、分离和提取药物和抗生素类的分离和提取 (4)病毒的分离及纯化病毒的分离及纯化 (5)从天然植物中提取有效药用成分从天然植物中提取有效药用成分TSHY4.5.3 双水相萃取双水相萃取4.双水相萃取的主要影响因素双水相萃取的主要影响因素 (1)与聚合物有关的因素与聚合物有关的因素 聚合物的种类、结构、分子量和浓度。聚合物的种类、结构、分子量和浓度。(2)与萃取物有关的因素与萃取物有关的因素 电荷、大小、形状。电荷、大小、形状。(3)与离子有关的因素与离子有关的因素 离子的种类、浓度和电荷。离子的种类、浓度和电荷。(4)与环境有关的因素与环境有关的因素 体系的温度和体系的温度和PH值。值。ENDTSHY谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH