(6.1)--12.1化工原理绪论化工原理.ppt

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1、19:42119:421Chapter 12第十二章第十二章 萃萃 取取 Extraction12-1 12-1 概述概述概述概述12-2 12-2 液液液液-液相平衡关系液相平衡关系液相平衡关系液相平衡关系12-3 12-3 液液液液-液萃取的动力学液萃取的动力学液萃取的动力学液萃取的动力学1 12-4 2-4 液液液液-液萃取液萃取液萃取液萃取计算计算计算计算12-5 12-5 液液液液-液萃取设备液萃取设备液萃取设备液萃取设备19:42219:422一、萃取操作的基本原理一、萃取操作的基本原理一、萃取操作的基本原理一、萃取操作的基本原理第一节第一节 概概 述述二、萃取过程的分类二、萃取过

2、程的分类二、萃取过程的分类二、萃取过程的分类三、萃取操作的基本流程三、萃取操作的基本流程三、萃取操作的基本流程三、萃取操作的基本流程 四、萃取操作的适用范围四、萃取操作的适用范围四、萃取操作的适用范围四、萃取操作的适用范围19:42319:423一、液一、液-液萃取的基本原理液萃取的基本原理用用溶溶剂剂从从液液体体混混合合物物中中提提取取其其中中某某种种组组分分的的操操作作称称为为液液-液液萃萃取取。萃萃取取是是利利用用溶溶液液中中各各组组分分在在不不同同溶溶剂剂中中溶溶解解度度的的不不同同，使使溶溶质质由由溶溶解解度度小小的的溶溶剂剂中中向向溶溶解解度度大大的的溶溶剂中传质，从而达到分离液相

3、混合物的目的。剂中传质，从而达到分离液相混合物的目的。溶质：溶质：溶质：溶质：溶液中被分离出的物质，以溶液中被分离出的物质，以A表示；表示；稀释剂（原溶剂）：原稀释剂（原溶剂）：原稀释剂（原溶剂）：原稀释剂（原溶剂）：原溶液中的溶剂，以溶液中的溶剂，以B表示；表示；萃取剂：萃取剂：萃取剂：萃取剂：萃取过程中加入的溶剂，以萃取过程中加入的溶剂，以S表示。表示。萃萃取取剂剂对对溶溶质质应应有有较较大大的的溶溶解解能能力力，对对于于原原溶溶剂剂则则不不互互溶或仅部分互溶。溶或仅部分互溶。19:42419:424按性质可分为物理萃取和化学萃取；按性质可分为物理萃取和化学萃取；按萃取对象可分为有机物萃取

4、和无机物萃取；按萃取对象可分为有机物萃取和无机物萃取；按按萃萃取取溶溶质质组组份份数数可可分分为为单单组组分分萃萃取取和和多多组组分分萃萃取；取；按操作过程可以分为单级萃取和多级萃取。按操作过程可以分为单级萃取和多级萃取。二、液二、液-液萃取过程的分类液萃取过程的分类19:42519:425液-液萃取过程举例l l石油化工：石油化工：石油化工：石油化工：链烷烃与芳香烃共沸物的分离。例如用二甘醇链烷烃与芳香烃共沸物的分离。例如用二甘醇从石脑油、裂解汽油或重整油中萃取芳烃（如苯、甲苯和从石脑油、裂解汽油或重整油中萃取芳烃（如苯、甲苯和二甲苯二甲苯）。l l工工工工业业业业废废废废水水水水处处处处理

5、理理理：用用二二烷烷基基乙乙酰酰胺胺脱脱除除染染料料厂厂、炼炼油油厂厂、焦焦化厂废水中的苯酚。化厂废水中的苯酚。l l有有有有色色色色金金金金属属属属冶冶冶冶炼炼炼炼：在在湿湿法法冶冶金金中中用用于于溶溶液液分分离离、浓浓缩缩和和净净化化等等。例例如如从从锌锌冶冶炼炼烟烟尘尘的的酸酸浸浸出出液液中中萃萃取取鉈鉈、铟铟、镓镓、锗锗，以及铌以及铌-钽、镍钽、镍-钴、铀钴、铀-钒体系的分离，还有核燃料的制备。钒体系的分离，还有核燃料的制备。l l制制制制药药药药工工工工业业业业：从从生生物物培培养养液液中中分分离离出出青青霉霉素素、链链霉霉素素以以及及维维生素等。生素等。19:42619:426三、

6、萃取操作的基本流程三、萃取操作的基本流程 分级接触式分级接触式单级单级多级错流多级错流多级逆流多级逆流按溶液与萃取剂的接触方式连连续续接接触触式式(微分接触式微分接触式)19:42719:427特点：单级萃取为一次液液相平衡，故分离程特点：单级萃取为一次液液相平衡，故分离程特点：单级萃取为一次液液相平衡，故分离程特点：单级萃取为一次液液相平衡，故分离程度不高，只适用于溶质在萃取剂中的溶解度很大度不高，只适用于溶质在萃取剂中的溶解度很大度不高，只适用于溶质在萃取剂中的溶解度很大度不高，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。或溶质萃取率要求不高的场合。或溶质萃取率要求不高的

7、场合。或溶质萃取率要求不高的场合。1 1、单级萃取、单级萃取、单级萃取、单级萃取萃取相萃取相Extract萃余相萃余相Raffinate料液料液A+BFeed萃取剂萃取剂Solvent混合澄清槽混合澄清槽Mixer-settler萃取液萃取液E萃余液萃余液R萃取剂萃取剂S19:42819:428原原料料液液依依次次通通过过各各级级，萃萃取取剂剂则则分分别别加加入入各各级级的的混混合合槽槽中中，萃萃取取相相和和最最后后一一级级的的萃萃余余相相分分别别进进入入溶溶剂剂回收设备。回收设备。特特特特点点点点：萃萃取取率率比比较较高高，但但萃萃取取剂剂用用量量较较大大，回回收收处处理量大，能耗较高。理量

8、大，能耗较高。2 2、多级错流萃取、多级错流萃取、多级错流萃取、多级错流萃取萃取剂萃取剂Solvent料液料液Feed萃取相萃取相Extract萃余相萃余相Raffinate123N19:42919:4293、多级逆流萃取、多级逆流萃取原原料料液液和和萃萃取取剂剂依依次次按按反反方方向向通通过过各各级级，最最终终萃萃取取相相从从加加料料一一端端排排出出，并并引引入入萃萃取取剂剂回回收收设设备备中中，最最终终萃萃余余相相从从另另一端排出，引入萃取剂回收设备中。一端排出，引入萃取剂回收设备中。特特特特点点点点：可可用用较较少少的的萃萃取取剂剂获获得得比比较较高高的的萃萃取取率率，工工业业上上广广泛

9、采用。泛采用。萃取剂萃取剂Solvent料液料液Feed萃取相萃取相Extract萃余相萃余相Raffinate123N19:421019:4210一液相为连续相，另一液相为连续相，另一液相为分散相，分一液相为分散相，分散相和连续相呈逆流散相和连续相呈逆流流动；两相在流动过流动；两相在流动过程中进行质量传递，程中进行质量传递，其浓度沿塔高呈连续其浓度沿塔高呈连续变化；两相的分离在变化；两相的分离在塔的上下两端进行。塔的上下两端进行。4、连续接触式、连续接触式一一般般在在塔塔设设备备中中进进行行，如如喷喷淋淋塔塔、填填料料塔塔、转转盘盘塔塔、振动筛板塔等。振动筛板塔等。轻液出口轻液出口Light

10、 Light Liquid outletLiquid outlet轻液进口轻液进口LightLightliquid inletliquid inlet重液出口重液出口Heavy Heavy liquid outletliquid outlet重液进口重液进口Heavy Heavy liquid inletliquid inlet19:421119:4211四、萃取操作的适用范围四、萃取操作的适用范围萃萃取取过过程程本本身身并并未未完完全全完完成成分分离离任任务务，而而只只是是将将难难于于分分离离的的混混合合物物转转变变成成易易于于分分离离的的混混合合物物，要要得得到到纯纯产产品品并并回回收收萃

11、取剂，必须辅以精馏萃取剂，必须辅以精馏(或蒸发或蒸发)等操作。等操作。萃萃取取操操作作是是两两相相间间的的传传质质过过程程，需需要要研研究究两两液液相相间间的的平平衡关系和相际间的传质速率问题。衡关系和相际间的传质速率问题。萃取操作一般用于：萃取操作一般用于：萃取操作一般用于：萃取操作一般用于：(1)(1)混混合合液液中中各各组组分分的的沸沸点点很很接接近近或或形形成成恒恒沸沸混混合合物物，用用一一般精馏方法不经济或不能分离；般精馏方法不经济或不能分离；(2)(2)混混合合液液中中含含热热敏敏性性物物质质，受受热热易易分分解解、聚聚合合或或发发生生其其它它化学变化；化学变化；(3)(3)混混合

12、合液液中中需需分分离离的的组组分分浓浓度度很很低低，采采用用精精馏馏方方法法须须将将大大量的原溶剂汽化，能耗太大。量的原溶剂汽化，能耗太大。19:421219:4212第二节第二节 液液相平衡关系液液相平衡关系一、萃取组成的表示方法一、萃取组成的表示方法一、萃取组成的表示方法一、萃取组成的表示方法(三角形相图三角形相图三角形相图三角形相图法法法法)二、物料衡算与杠杆规则二、物料衡算与杠杆规则二、物料衡算与杠杆规则二、物料衡算与杠杆规则 三、三角形相图在萃取中的应用三、三角形相图在萃取中的应用三、三角形相图在萃取中的应用三、三角形相图在萃取中的应用四、直角坐标系表示的相平衡关系四、直角坐标系表示

13、的相平衡关系四、直角坐标系表示的相平衡关系四、直角坐标系表示的相平衡关系 五、萃取过程在三角形相图上的表示方法五、萃取过程在三角形相图上的表示方法五、萃取过程在三角形相图上的表示方法五、萃取过程在三角形相图上的表示方法19:421319:4213 工工业业萃萃取取过过程程中中萃萃取取剂剂与与原原溶溶剂剂一一般般为为部部分分互互溶溶，涉涉及及到到的的是是三三元元混混合合物物的的平平衡衡关关系系，一一般般采采用用三三角角形形坐坐标标图图来来表示。表示。三角形坐标图三角形坐标图三角形坐标图三角形坐标图 一、一、一、一、组成表示法组成表示法组成表示法组成表示法包包括括等等腰腰直直角角三三角角形形、等等

14、边边三三角角形形、不不等等腰腰直直角角三三角角形形坐坐标图。标图。19:421419:4214组分的浓度以摩尔分率，质量分率表示均可。本章组分的浓度以摩尔分率，质量分率表示均可。本章中中 xA、xB、xS分别表示分别表示 A、B、S 的质量分率。的质量分率。ABS0.80.60.40.20.80.60.40.20.20.40.60.8ABS0.80.60.40.20.80.60.40.20.20.40.60.8三角形的三个顶点分别表示三角形的三个顶点分别表示A、B、S三个纯组分。三个纯组分。EE三三条条边边上上的的任任一一点点代代表表某某二二元元混混合合物物的的组组成成，不不含含第第三三组组分

15、分。E 点：点：xA=0.4，xB=0.6 19:421519:4215组成表示法组成表示法三角形内任一点代表某三元混合物的组成。三角形内任一点代表某三元混合物的组成。M 点：点：xA=0.4，xB=0.3，xS=0.3 ABS0.80.60.40.20.80.60.40.20.20.40.60.8ABS0.80.60.40.20.80.60.40.20.20.40.60.8MM19:421619:4216(1)C和和D形形成成的的混混合合物物M的的组组成成落落在在C和和D之之间间的的连连线线上上，比比如如M点点。M点点称称为为C和和D的的和和和和点点点点，C点点称称为为M与与D的的差差差差点

16、点点点；同同样样，D点点亦亦为为M点点与与C点的点的差点差点。xACABSDCMxAMxADxSCxSMxSD(2)M点点所所在在的的位位置置由由C和和D的的质质量量所所决决定定，可可以以由由杠杠杆杆规规则则来确定。来确定。CD线线上上不不同同的的点点代代表表C、D以以不不同同质质量量比比进进行行混混合合所所得得的的混混合合物物；混混合合物物M可可分分解解成成任任意意两两个个分分量量，只只要要这这两两个个分分量量位位于通过于通过M点的直线上，在点的直线上，在M点的两边即可。点的两边即可。二、物料衡算与杠杆规则二、物料衡算与杠杆规则 杠杠杠杠杆杆杆杆规规规规则则则则：描描述述两两个个混混合合物物

17、C和和D形形成成一一个个新新的的混混合合物物M时时，或或者者一一个个混混合合物物M分分离离为为C和和D两两个个混混合合物物时时，其其组组成成与与质质量之间的关系的准则。量之间的关系的准则。19:421719:4217二、物料衡算与杠杆规则二、物料衡算与杠杆规则 总物料衡算：总物料衡算：A组分的衡算：组分的衡算：CM线斜率线斜率S组分的衡算：组分的衡算：MD线斜率线斜率xACABSDCMxAMxADxSCxSMxSDC、M、D三点三点必在同一直线上必在同一直线上4-14-14-14-14-1a4-1a4-1a4-1aor19:421819:4218按组分间溶解度的不同，可将三元混合液分为：按组分

18、间溶解度的不同，可将三元混合液分为：(1)溶溶质质A可可完完全全溶溶解解于于原原溶溶剂剂B及及萃萃取取剂剂S中中，而而B、S不不互互溶；溶；(2)溶质溶质A可完全溶解于可完全溶解于B及及S中，而中，而B、S只能部分互溶；只能部分互溶；(3)溶质溶质A与与B完全互溶，完全互溶，B与与S和和A与与S为部分互溶。为部分互溶。通通常常，（2）类类物物系系比比较较常常见见，例例如如磷磷酸酸（A）-水水（B）-正正丁醇（丁醇（S），甲醇（），甲醇（A）-水（水（B）-乙醚（乙醚（S）因因为为第第(2)类类物物系系较较普普遍遍，故故主主要要讨讨论论第第(2)类类物物系系的的液液-液液相相平衡。平衡。三、三角

19、形相图在萃取中的应用三、三角形相图在萃取中的应用三、三角形相图在萃取中的应用三、三角形相图在萃取中的应用19:421919:42191 1、双结点溶解度曲线、双结点溶解度曲线ABS0.80.60.40.20.80.60.40.20.20.40.60.8REM单相区两相区组组成成落落在在单单相相区区的的三三元元混混合合物物形形成一个均匀的液相；成一个均匀的液相；共共共共轭轭轭轭相相相相 (Conjugate Conjugate phase)phase)：组组成成落落在在两两相相区区的的三三元元混混合合物物由由两两个个两两互互成成平平衡衡的的液液相相所所组组成成，其其组组成成分分别别由由点点R（萃

20、萃余余相相）和点和点E（萃取相）表示；（萃取相）表示；联结线联结线联结线联结线(Tie line)Tie line)：联结联结E、R两点的直线。两点的直线。19:422019:4220连连接接所所有有的的E、R点点即即得得溶溶解解度度曲线。曲线。恒恒温温条条件件下下，在在实实验验瓶瓶中中加加入入适适量量的的B与与S，使使混混合合物物的的浓浓度度位位于于RE之之间间（d点点），滴滴加加少少许许溶溶质质A至至M1点点，充充分分混混合合后后静静置置分分层层，取取两两相相试试样样分分析析，得得共共轭轭相相E1和和R1的的组组成成，联联结结R1E1线即为平衡联结线。线即为平衡联结线。ABS恒恒温温条条件

21、件下下，在在有有纯纯组组分分B的的实实验验瓶瓶中中逐逐渐渐滴滴加加萃萃取取剂剂S并并不不断断摇摇动动使使其其溶溶解解，由由于于B、S仅仅部部分分互互溶溶，S滴滴加加到到一一定定数数量量后后，混混合合液液开开始始发发生生混混浊浊，即即出出现现了了萃萃取取相相，得得到到的的浓浓度度即即S在在B中中的的饱和溶解度（图中饱和溶解度（图中R点）。用类似的方法可得点）。用类似的方法可得E点。点。R1E1M1ERd2 2、获取溶解度曲线的实验方法、获取溶解度曲线的实验方法、获取溶解度曲线的实验方法、获取溶解度曲线的实验方法19:422119:4221混溶点混溶点ABS对对任任何何B、S的的两两相相混混合合物

22、物，当当加加入入A的的量量使使混混合合液液恰恰好好变变为均相的点称为混溶点。为均相的点称为混溶点。d1d2ERd3d4溶溶解解度度曲曲线线上上所所有有的的点点都都是是混混溶溶点点，既既可可能能代代表表E相相，也也可可能代表能代表R相。相。19:422219:4222P点点将将溶溶解解度度曲曲线线分分为为萃萃取取相相区区域域与与萃萃余余相相区区域域。一一般般临临界界混混溶溶点点并并不不是是溶溶解解度度曲曲线线的的最最高高点点，其其准准确确位位置置的的实验测定也很困难。实验测定也很困难。通通常常联联结结线线不不互互相相平平行行，其其斜斜率率随随混混合合液液的的组组成成而而异异，一一般般是是按按同一

23、方向缓慢地改变。同一方向缓慢地改变。有有些些物物系系在在不不同同浓浓度度范范围围内内联联结结线线斜斜率率方方向向不不同同，如如吡吡啶啶氯氯苯苯水体系。水体系。临界混溶点临界混溶点ABSR1E1M1ERd两两个个共共轭轭相相组组成成相相同同时时的的混混溶溶点。点。P19:422319:422319:422419:4224已知共轭相中任一相的组成，可利用辅助线得出另一相的组成。已知共轭相中任一相的组成，可利用辅助线得出另一相的组成。辅辅助助曲曲线线与与溶溶解解度度曲曲线线的的交点即为临界混溶点交点即为临界混溶点P；辅助线辅助线ABSR1E1实实验验测测得得的的平平衡衡联联结结线线（即即共共轭轭相相

24、的的组组成成数数据据）是是有有限限的的，对对其其它组成的液它组成的液-液平衡数据，可以采用辅助曲线的方法获得。液平衡数据，可以采用辅助曲线的方法获得。P方法一：方法一：方法一：方法一：已已知知联联结结线线E1R1、E2R2、E3R3、E4R4，分分别别从从E1、E2、E3、E4点点作作AB平平行行线线，与与由由R1、R2、R3、R4点点分分别别作作的的BS平平行行线线相相交交，连连结各交点即得辅助曲线；结各交点即得辅助曲线；R2E2E3E4R3R419:422519:4225辅辅助助曲曲线线延延长长线线与与溶溶解解度度曲曲线线的的交交点点即即为为临临界界混混溶溶点点P；借借助助辅辅助助曲曲线线

25、可可由由一一平平衡衡液液相相的的组组成成找找出出对对应应共共轭轭相的组成。相的组成。ABSR1E1P方法二：方法二：方法二：方法二：分分别别从从E1、E2、E3、E4点点引引AB平平行行线线，与与分分别别从从R1、R2、R3、R4点点引引出出的的AS平平行行线线相相交交，连连结结各各交交点点即即得辅助曲线；得辅助曲线；R2E2E3E4R3R419:422619:42263、直角坐标系表示的相平衡关系、直角坐标系表示的相平衡关系 两两相相平平衡衡关关系系也也可可由由直直角角坐坐标标系系表表示示，用用 yA 表表示示 A 组组分分在在萃萃取取相的浓度，相的浓度，xA 表示表示 A 组分在萃余相的浓

26、度。组分在萃余相的浓度。这时溶质在液这时溶质在液液两液相间的平衡关系可表示为液两液相间的平衡关系可表示为：yAxAyAxA19:422719:4227在在只只含含有有组组分分 A 和和 B 的的原原料料液液 F 中中加加入入一一定定量量的的萃萃取取剂剂 S 后后，得得到到新新的的混混合合液液 M，由由杠杠杆杆规规则知则知 F、S 和和 M 之间的关系为之间的关系为M 静静置置分分层层得得萃萃取取相相 E 和和萃萃余余相相 R，其质量关系为其质量关系为四、萃取在三角形坐标图上的表示法四、萃取在三角形坐标图上的表示法 ABSREMERFEmax从萃取相从萃取相 E 中除去萃取剂中除去萃取剂 S 后

27、得萃取液后得萃取液 E；Emax从萃余相从萃余相 R 中除去萃取剂中除去萃取剂 S 后得萃余液后得萃余液 R；单单级级萃萃取取中中，溶溶质质 A 在在萃萃取取相相中中的的最最大大含含量量为为 Emax 点点的的组组成成，对应的萃取液组成点为对应的萃取液组成点为 Emax。19:422819:4228第三节 液-液萃取动力学一、液滴的分散、凝聚、界面扰动一、液滴的分散、凝聚、界面扰动一、液滴的分散、凝聚、界面扰动一、液滴的分散、凝聚、界面扰动 二、液滴的传质特性二、液滴的传质特性二、液滴的传质特性二、液滴的传质特性 三、萃取分离效果及萃取剂的选择三、萃取分离效果及萃取剂的选择三、萃取分离效果及萃

28、取剂的选择三、萃取分离效果及萃取剂的选择 四、温度对萃取过程的影响四、温度对萃取过程的影响四、温度对萃取过程的影响四、温度对萃取过程的影响 19:422919:4229液液-液液传传质质设设备备中中，两两相相之之间间、分分散散的的液液滴滴间间以以及及两两相相流流体体与设备间均存在着十分复杂的相互作用。与设备间均存在着十分复杂的相互作用。影响传质效果的动力学因素：影响传质效果的动力学因素：影响传质效果的动力学因素：影响传质效果的动力学因素：(1)液滴的破碎；液滴的破碎；(2)液滴间的凝聚；液滴间的凝聚；(3)界面扰动；界面扰动；(4)轴向混合轴向混合(返混返混)等。等。在在萃萃取取设设计计中中，

29、需需同同时时考考虑虑相相平平衡衡关关系系和和相相际际传传质质速速率率。传传质速率取决于相际接触面积、传质系数和传质推动力。质速率取决于相际接触面积、传质系数和传质推动力。一般将一相分散成液滴与另一相接触，以增加传质面积。一般将一相分散成液滴与另一相接触，以增加传质面积。由由于于萃萃取取设设备备的的两两相相流流动动现现象象极极为为复复杂杂，目目前前必必须须依依靠靠经经验验和半经验的方法来处理萃取过程的设计和放大。和半经验的方法来处理萃取过程的设计和放大。19:423019:4230一、液滴的分散、凝聚、界面扰动一、液滴的分散、凝聚、界面扰动 液液液液传传质质过过程程中中，分分散散相相既既可可以以

30、是是重重相相，也也可可以以是是轻轻相相。根根据据系系统统性性质质合合理理选选择择分分散散相相，可可在在同同样样条条件件下下获获得得较较大大的的相相际际传传质质面积，强化传质过程。面积，强化传质过程。分散相的选择应考虑以下几方面：分散相的选择应考虑以下几方面：(1)两两相相体体积积流流率率相相差差不不大大时时，以以体体积积流流率率大大的的作作为为分分散散相相。对对同同样样尺尺寸的液滴，可以有较大的接触界面；寸的液滴，可以有较大的接触界面；(2)两相体积流率相差很大时，以体积流率小的作为分散相；两相体积流率相差很大时，以体积流率小的作为分散相；(3)从安全方面考虑，应将易燃易爆的液相作为分散相；从

31、安全方面考虑，应将易燃易爆的液相作为分散相；(4)从传质方向、表面张力和界面扰动方面考虑：从传质方向、表面张力和界面扰动方面考虑：对对于于d/dc0 的的系系统统，宜宜选选择择原原料料液液作作为为分分散散相相，以以利利于于溶溶质质从从原原料料液液向向萃萃取取相相进进行行传传质质；对对于于d/dc0 的的系系统统，则则宜宜选选择择萃萃取取剂剂作作分分散散相，使利于传质方向从连续相向液滴进行。相，使利于传质方向从连续相向液滴进行。(5)从从设设备备内内构构件件的的润润湿湿特特性性考考虑虑，一一般般选选择择不不润润湿湿内内部部构构件件的的那那一一相相作为分散相。作为分散相。19:423119:423

32、1二、液滴的传质特性二、液滴的传质特性 液液-液萃取过程传质速率方程式为液萃取过程传质速率方程式为 式中：式中：NA萃取通量，萃取通量，kg/(m2s)；kx以萃余相为基准的分传质系数，以萃余相为基准的分传质系数，kg/(m2s)；x、xi 分别为萃余相主体、界面浓度；分别为萃余相主体、界面浓度；ky以萃取相为基准的分传质系数，以萃取相为基准的分传质系数，kg/(m2s)；y、yi 分别为萃取相主体、界面浓度。分别为萃取相主体、界面浓度。式中：式中：Ky以萃取相为基准的总传质系数，以萃取相为基准的总传质系数，kg/(m2s)；Kx以萃余相为基准的总传质系数，以萃余相为基准的总传质系数，kg/(

33、m2s)；y*与萃余相组成与萃余相组成 x 成平衡的萃取相组成；成平衡的萃取相组成；x*与萃取相组成与萃取相组成 y 成平衡的萃余相组成。成平衡的萃余相组成。19:423219:4232三、萃取分离效果及萃取剂的选择三、萃取分离效果及萃取剂的选择1、萃取率、萃取率E：2 2 2 2、萃取剂的选择、萃取剂的选择、萃取剂的选择、萃取剂的选择 A A、分配系数（分配系数（分配系数（分配系数（Distribution coefficientDistribution coefficient）一般一般 kA 不为常数，而随温度、溶质不为常数，而随温度、溶质 A 的浓度变化。的浓度变化。在在A浓浓度度变变化

34、化不不大大的的情情况况下下，kA可可视视为为常常数数（平平衡衡常常数数m），其其值值由实验测得。由实验测得。一定温度下，溶质一定温度下，溶质 A 在相互平衡的两液相中的浓度比在相互平衡的两液相中的浓度比 注意：注意：kA 只反映只反映 S 对对 A 的溶解能力，不反映的溶解能力，不反映 A、B 的分离程度。的分离程度。（4-24-24-24-2）19:423319:4233B B、选择性系数选择性系数选择性系数选择性系数 （Selectivity coefficientSelectivity coefficient）kA，kB ，。表示表示 S 对对 A、B 组分溶解能力差别，即组分溶解能力差

35、别，即 A、B 的分离程度。的分离程度。kB一定：一定：kA ，。kA一定：一定：kB ，。两两相相平平衡衡时时，萃萃取取相相中中 A、B 组组成成之之比比与与萃萃余余相相中中 A、B 组组成成之之比的比值。比的比值。选择与原溶剂互溶度小的萃取剂，可增加分离效果。选择与原溶剂互溶度小的萃取剂，可增加分离效果。（4-34-34-34-3）19:423419:4234C C、化学稳定性化学稳定性化学稳定性化学稳定性(1)(1)溶解度：溶解度：溶解度：溶解度：萃取剂在料液相中的溶解度要小。萃取剂在料液相中的溶解度要小。(2)(2)密密密密度度度度：密密度度差差大大，有有利利于于分分层层，不不易易产产

36、生生第第三三相相和和乳乳化化现现象象，两液相可采用较高的相对速度逆流。两液相可采用较高的相对速度逆流。(3)(3)界界界界面面面面张张张张力力力力：界界面面张张力力大大，有有利利于于液液滴滴的的聚聚集集和和两两相相的的分分离离；另另一一方方面面，两两相相难难以以分分散散混混合合，需需要要更更多多外外加加能能量量。由由于于液液滴滴的的聚集更重要，故一般选用界面张力较大的萃取剂。聚集更重要，故一般选用界面张力较大的萃取剂。(4)(4)粘粘粘粘度度度度：低低粘粘度度有有利利于于两两相相的的混混合合与与分分层层、流流动动与与传传质质，对对萃萃取取有利。对高粘度萃取剂，可加入其它溶剂进行调节。有利。对高

37、粘度萃取剂，可加入其它溶剂进行调节。萃萃取取剂剂应应不不易易水水解解或或热热解解，耐耐酸酸、碱碱、盐盐、氧氧化化剂剂或或还还原原剂剂，腐腐蚀性小。在原子能工业中，还应具有较高的抗辐射能力。蚀性小。在原子能工业中，还应具有较高的抗辐射能力。D D、物理性质物理性质物理性质物理性质19:423519:4235E E、回收的难易回收的难易回收的难易回收的难易 无无毒毒或或毒毒性性小小、无无刺刺激激性性、不不易易燃燃（闪闪点点高高），难难挥挥发发（沸沸点点高、蒸气压小）。高、蒸气压小）。来源丰富，价格便宜，循环使用中损耗小。来源丰富，价格便宜，循环使用中损耗小。为为了了获获得得纯纯产产品品及及使使溶溶

38、剂剂循循环环使使用用，必必须须将将萃萃取取相相及及萃萃余余相相中中的的溶溶剂剂进进行行回回收收。萃萃取取过过程程中中，溶溶剂剂回回收收是是费费用用最最多多的的环环节节。有有的萃取剂虽有许多良好的性质，但因回收困难而不被采用。的萃取剂虽有许多良好的性质，但因回收困难而不被采用。溶剂回收常用的方法是蒸馏、蒸发、反萃取等。溶剂回收常用的方法是蒸馏、蒸发、反萃取等。F F、其它因素其它因素其它因素其它因素 在在选选择择具具体体的的萃萃取取剂剂或或几几种种溶溶剂剂组组成成的的混混合合萃萃取取剂剂时时，应应根根据据实际情况综合考虑上述因素。实际情况综合考虑上述因素。19:423619:4236四、温度对萃

39、取过程的影响四、温度对萃取过程的影响 相相图图上上两两相相区区的的大大小小，不不仅仅取取决决于于物物系系本本身身的的性性质质，而而且且与与操操作作温温度度有有关关。一一般般情情况况下下，温温度度上上升升，互互溶溶度度增增加加，两两相相区区减减小小。温度特别高时，两相区会完全消失，致使萃取分离不能进行。温度特别高时，两相区会完全消失，致使萃取分离不能进行。二苯基己烷廿二烷糠醛0.80.60.40.20.80.60.40.20.20.40.60.845 C80 C115 C140 C甲基环戊烷正己烷苯胺0.80.60.40.20.80.60.40.20.20.40.60.845 CPP34.5 C25 C