化工原理 第十一章-液液萃取

《化工原理 第十一章-液液萃取》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《化工原理 第十一章-液液萃?。?3頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 第十一章第十一章 液液萃?。ǔ樘幔┮阂狠腿。ǔ樘幔㎜iquid ExtractionLiquid Extraction石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 11.1 概述概述 液液-液萃取（抽提）：液萃?。ǔ樘幔涸谝后w混合物中加入一種在液體混合物中加入一種與其不溶或部分互溶的液體溶劑，經(jīng)過充分混與其不溶或部分互溶的液體溶劑，經(jīng)過充分混合，分相，利用混合液中各組分在溶劑中合，分相，利用混合液中各組分在溶

2、劑中溶解溶解度的差異度的差異而實(shí)現(xiàn)分離的一種單元操作。又稱溶而實(shí)現(xiàn)分離的一種單元操作。又稱溶劑萃取。劑萃取。 目的目的: 分離液分離液-液混合物。液混合物。 操作依據(jù)操作依據(jù): 利用混合物中各組分在某一溶劑中利用混合物中各組分在某一溶劑中的溶解度之間的差異。的溶解度之間的差異。石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical

3、 Engineering 常見的萃取操作流程常見的萃取操作流程原料原料 A+B萃取劑萃取劑 S萃取相萃取相 E萃余相萃余相 R萃取劑萃取劑S 萃取液萃取液E 萃余液萃余液R萃取劑萃取劑S 常見的萃取操作流程常見的萃取操作流程石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 平衡平衡兩相兩相 萃取相萃取相 E, y溶劑相中出現(xiàn)溶劑相中出現(xiàn) (S+A+B)萃余相萃余相 R, x原溶劑相中出現(xiàn)原溶劑相中出現(xiàn) (B+S+A

4、)萃余相脫除溶劑得萃余液萃余相脫除溶劑得萃余液 R, x萃取相脫除溶劑得萃取液萃取相脫除溶劑得萃取液 E, y萃余相脫除溶劑得萃余液萃余相脫除溶劑得萃余液 R, x萃取相脫除溶劑得萃取液萃取相脫除溶劑得萃取液 E, y脫除溶劑脫除溶劑石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 實(shí)現(xiàn)萃取操作的基本要求實(shí)現(xiàn)萃取操作的基本要求 選擇適宜的溶劑。溶劑能選擇性地溶解各組分，選擇適宜的溶劑。溶劑能選擇性地溶解各組分，即對(duì)溶質(zhì)具有顯著的溶解能力，而對(duì)其他組分和原即對(duì)溶質(zhì)具有顯著的溶解能力，而對(duì)其他組分和原溶劑完全不溶或部分互溶。溶劑完全

5、不溶或部分互溶。 原料液與溶劑充分混合、分相，形成的液原料液與溶劑充分混合、分相，形成的液-液兩相液兩相較易分層。較易分層。 脫溶劑得到溶質(zhì)，回收溶劑。溶劑易于回收且價(jià)脫溶劑得到溶質(zhì)，回收溶劑。溶劑易于回收且價(jià)格低廉。格低廉。石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 萃取的分類萃取的分類（1 1）按組分?jǐn)?shù)目分：）按組分?jǐn)?shù)目分： 多元體系：多元體系：原料液中有兩個(gè)以上組分或溶劑為兩種原料液中有兩個(gè)以上組分或溶劑為兩種不互溶的溶劑不互溶的溶劑 三元體系：三元體系：原料液中含有兩個(gè)組分，溶劑為單溶劑原料液中含有兩個(gè)組分，溶劑為

6、單溶劑（2 2）按有無化學(xué)反應(yīng)分：）按有無化學(xué)反應(yīng)分： 物理萃?。何锢磔腿。狠腿∵^程中，萃取劑與原料液中的有關(guān)萃取過程中，萃取劑與原料液中的有關(guān)組分不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)組分不發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 化學(xué)萃取化學(xué)萃取w 本章主要本章主要討論三元體系的物理萃取討論三元體系的物理萃取。石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 一般地，在下列情況下采用萃取方法更為有利。一般地，在下列情況下采用萃取方法更為有利。 （1） 原料液中各組分間的相對(duì)揮發(fā)度接近于原料液中各組分間的相對(duì)揮發(fā)度接近于1或形成恒沸物，或形成恒沸物，若采用蒸餾方法不能分離或很不

7、經(jīng)濟(jì)；若采用蒸餾方法不能分離或很不經(jīng)濟(jì)； （2）原料液中需分離的組分含量很低且為難揮發(fā)組分，若采）原料液中需分離的組分含量很低且為難揮發(fā)組分，若采用蒸餾方法須將大量稀釋劑汽化，能耗較大；用蒸餾方法須將大量稀釋劑汽化，能耗較大； （3） 原料液中需分離的組分是熱敏性物質(zhì)，蒸餾時(shí)易于分原料液中需分離的組分是熱敏性物質(zhì)，蒸餾時(shí)易于分解、聚合或發(fā)生其它變化。解、聚合或發(fā)生其它變化。 （4）其它，如多種金屬物質(zhì)的分離，核工業(yè)材料的制取，治）其它，如多種金屬物質(zhì)的分離，核工業(yè)材料的制取，治理環(huán)境污染等。理環(huán)境污染等。 對(duì)于一種液體混合物，究竟是對(duì)于一種液體混合物，究竟是采用蒸餾還是萃取采用蒸餾還是萃取加以

8、加以分離，主要取決于技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性。分離，主要取決于技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性。萃取操作的應(yīng)用萃取操作的應(yīng)用石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 液液萃取的應(yīng)用液液萃取的應(yīng)用 1、在石油化工中的應(yīng)用、在石油化工中的應(yīng)用 隨著石油化工的發(fā)展，液液萃取已廣泛應(yīng)用于分離各隨著石油化工的發(fā)展，液液萃取已廣泛應(yīng)用于分離各種有機(jī)物質(zhì)。輕油裂解和鉑重整產(chǎn)生的芳烴混合物的分離是種有機(jī)物質(zhì)。輕油裂解和鉑重整產(chǎn)生的芳烴混合物的分離是重要的一例。該混合物中各組分的沸點(diǎn)非常接近，用一般的重要的一例。該混合物中各組分的沸點(diǎn)

9、非常接近，用一般的分離方法很不經(jīng)濟(jì)。工業(yè)上采用分離方法很不經(jīng)濟(jì)。工業(yè)上采用Udex、Shell、Formex等萃等萃取流程，分別用環(huán)丁砜、四甘醇、取流程，分別用環(huán)丁砜、四甘醇、N-甲基吡咯烷酮為溶劑，甲基吡咯烷酮為溶劑，從裂解汽油的重整油中萃取芳烴。對(duì)于難分離的乙苯體系，從裂解汽油的重整油中萃取芳烴。對(duì)于難分離的乙苯體系，組分之間的相對(duì)揮發(fā)度接近于組分之間的相對(duì)揮發(fā)度接近于1，用精餾方法不僅回流比大，用精餾方法不僅回流比大，塔板還高達(dá)塔板還高達(dá)300多塊，操作費(fèi)用極大?？刹捎幂腿〔僮饕远鄩K，操作費(fèi)用極大。可采用萃取操作以HF-BF3作萃取劑，從作萃取劑，從C8餾分中分離二甲苯及其同分異構(gòu)體。餾

10、分中分離二甲苯及其同分異構(gòu)體。石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 2、在生物化工和精細(xì)化工中的應(yīng)用、在生物化工和精細(xì)化工中的應(yīng)用 在生化藥物制備過程中，生成很復(fù)雜的有機(jī)液體混合物。在生化藥物制備過程中，生成很復(fù)雜的有機(jī)液體混合物。這些物質(zhì)大多為熱敏性物質(zhì)。若選擇適當(dāng)?shù)娜軇┻M(jìn)行萃取，這些物質(zhì)大多為熱敏性物質(zhì)。若選擇適當(dāng)?shù)娜軇┻M(jìn)行萃取，可以避免受熱損壞，提高有效物質(zhì)的收率。例如青霉素的生可以避免受熱損壞，提高有效物質(zhì)的收率。例如青霉素的生產(chǎn)，用玉米發(fā)酵得到含青霉素的發(fā)酵液，以醋酸丁酯為溶劑，產(chǎn)，用玉米發(fā)酵得到含青霉素的

11、發(fā)酵液，以醋酸丁酯為溶劑，經(jīng)過多次萃取可得到青霉素的濃溶液。此外，像鏈霉素、復(fù)經(jīng)過多次萃取可得到青霉素的濃溶液。此外，像鏈霉素、復(fù)方新諾明等藥物的生產(chǎn)采用萃取操作也得到較好的效果。香方新諾明等藥物的生產(chǎn)采用萃取操作也得到較好的效果。香料工業(yè)中用正丙醇從亞硫酸紙漿廢水中提取香蘭素，食品工料工業(yè)中用正丙醇從亞硫酸紙漿廢水中提取香蘭素，食品工業(yè)中用業(yè)中用TBP從發(fā)酵液中萃取檸檬酸也得到了廣泛應(yīng)用。可以從發(fā)酵液中萃取檸檬酸也得到了廣泛應(yīng)用?？梢哉f，萃取操作已在制藥工業(yè)、精細(xì)化工中占有重要的地位。說，萃取操作已在制藥工業(yè)、精細(xì)化工中占有重要的地位。石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of P

12、etroleum chemical Engineering 3、在濕法冶金中的應(yīng)用、在濕法冶金中的應(yīng)用 20世紀(jì)世紀(jì)40年代以來，由于原子能工業(yè)的發(fā)展，大量的研年代以來，由于原子能工業(yè)的發(fā)展，大量的研究工作集中于鈾、釷、钚等金屬提煉，結(jié)果使萃取法幾乎完究工作集中于鈾、釷、钚等金屬提煉，結(jié)果使萃取法幾乎完全代替了傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀法。近全代替了傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀法。近20年來，由于有色金屬使用年來，由于有色金屬使用量劇增，而開采的礦石中的品位又逐年降低，促使萃取法在量劇增，而開采的礦石中的品位又逐年降低，促使萃取法在這一領(lǐng)域迅速發(fā)展起來。例如用溶劑這一領(lǐng)域迅速發(fā)展起來。例如用溶劑LIX63-65等螯合萃

13、取等螯合萃取劑從銅的浸取液中提取銅是劑從銅的浸取液中提取銅是20世紀(jì)世紀(jì)70年代以來濕法液化金的年代以來濕法液化金的重要成就之一。目前一般認(rèn)為只要價(jià)格與銅相當(dāng)或超過銅的重要成就之一。目前一般認(rèn)為只要價(jià)格與銅相當(dāng)或超過銅的有色金屬如鈷、鎳、鋯等等，都應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮用溶劑萃取法有色金屬如鈷、鎳、鋯等等，都應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮用溶劑萃取法進(jìn)行提取。有色金屬冶煉、已逐漸成為溶劑萃取應(yīng)用的重要進(jìn)行提取。有色金屬冶煉、已逐漸成為溶劑萃取應(yīng)用的重要領(lǐng)域。領(lǐng)域。石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 兩相接觸方式兩相接觸方式微微分分接接觸觸石油

14、化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 級(jí)級(jí)式式接接觸觸石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 11.2

15、 液液-液相平衡關(guān)系液相平衡關(guān)系11.2.1 三角形坐標(biāo)及杠桿定律三角形坐標(biāo)及杠桿定律11.2.1.1 11.2.1.1 三角形坐標(biāo)三角形坐標(biāo) 三元混合液的表示方法三元混合液的表示方法：等邊三角形等邊三角形直角三角形（等腰直角三角形和不等腰直角三角形）直角三角形（等腰直角三角形和不等腰直角三角形）三角形坐標(biāo) 表示方法表示方法 習(xí)慣表示法： 各頂點(diǎn)表示純組分； 每條邊上的點(diǎn)為兩組分混合物； 三角形內(nèi)的各點(diǎn)代表不同組成的三元混合物。石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering A點(diǎn) ： xA=1.0K點(diǎn) ： xA=0.6 xB=

16、0.4 P點(diǎn) ： xA =0.3 xB =0.3 xS=0.4 注意：組成的歸一性，即注意：組成的歸一性，即1ix1.0S00.20.40.60.80.20.40.60.81.0ABPDCFEHGK 三角形坐標(biāo)石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering A：溶質(zhì)：溶質(zhì) B：稀釋劑：稀釋劑 S：萃取劑：萃取劑BSA2040608020204040606080H B，%S，%A，%EPUZVFGQS%A%B% 正三角形相圖正三角形相圖SG + GH + HB = SB%B + %A + %S = 100%點(diǎn)點(diǎn)P組成按上述長度為

17、組成按上述長度為A：30%B：50%S：20%正三角形相圖正三角形相圖石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 11.2.1.2 三角形相圖中的杠桿定律（比例定律）三角形相圖中的杠桿定律（比例定律）A：溶質(zhì)：溶質(zhì) B：稀釋劑：稀釋劑 S：萃取劑：萃取劑BSA2040608020204040606080H B，%S，%A，%EPUZVFGQS%A%B%U、V混合液混合液U及及V的量，的量，kgZU、ZV線段線段ZU、ZV的長度的長度掌握：和點(diǎn)、差點(diǎn)掌握：和點(diǎn)、差點(diǎn)杠桿定律杠桿定律指在指在U的液體中加入的液體中加入另一組成的

18、另一組成的V液體，混合液組液體，混合液組成點(diǎn)成點(diǎn)Z必然落在必然落在UV上，點(diǎn)上，點(diǎn)Z滿滿足以下關(guān)系：足以下關(guān)系：ZU / ZV = V / U（12-1）石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 三角形相圖中的杠桿定律應(yīng)用舉例：三角形相圖中的杠桿定律應(yīng)用舉例： 如圖所示，一組如圖所示，一組A、B二元溶液二元溶液組成以組成以F點(diǎn)表示，加入溶劑點(diǎn)表示，加入溶劑S，根據(jù)，根據(jù)杠桿定律那么所得三元混合液總組杠桿定律那么所得三元混合液總組成將位于成將位于FS連線上連線上P點(diǎn)，且各點(diǎn)間滿點(diǎn)，且各點(diǎn)間滿足以下關(guān)系：足以下關(guān)系：PF /

19、 PS = S / FS加入越多，加入越多，P點(diǎn)朝頂點(diǎn)點(diǎn)朝頂點(diǎn)S移動(dòng)移動(dòng)ABFPS 杠桿定律示例杠桿定律示例QX1X2X3SXQXSXPXSXFXB%A%332211A、B的比例不因的比例不因S的加入而變化的加入而變化石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering ABSMERMmmRERMEmmm石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 11.2.1.3 三角形相圖中的相平衡關(guān)系（溫度一定）三角形相圖中的相平衡關(guān)系（溫度一定）ABSPMQR1R2R3E

20、1E2E3M1M2M3J溶解度曲線溶解度曲線，實(shí)驗(yàn)測(cè)定實(shí)驗(yàn)測(cè)定聯(lián)結(jié)線或共軛線聯(lián)結(jié)線或共軛線PQR1E1R2E2均相區(qū)均相區(qū)兩相區(qū)兩相區(qū) 三角形相圖上的聯(lián)結(jié)線和溶解度曲線三角形相圖上的聯(lián)結(jié)線和溶解度曲線1、共軛線與溶解度曲線、共軛線與溶解度曲線石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 單項(xiàng)區(qū)兩項(xiàng)區(qū)Rn B、S部分互溶三角形相圖En聯(lián)結(jié)線溶解度曲線SABMKMn石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 數(shù)據(jù)標(biāo)繪及各區(qū)的狀態(tài)數(shù)據(jù)標(biāo)繪及各區(qū)的狀態(tài) 溶解度曲

21、線溶解度曲線:各平衡組成點(diǎn)連成一條曲線，稱為溶解度曲線； 聯(lián)結(jié)線聯(lián)結(jié)線:各對(duì)共軛相組成點(diǎn)之間的聯(lián)線，稱為聯(lián)結(jié)線； 混溶點(diǎn)混溶點(diǎn): 曲線內(nèi)為兩相區(qū)，曲線外為單相區(qū)，曲線上的點(diǎn)稱 為混溶點(diǎn)； 臨界混溶點(diǎn)臨界混溶點(diǎn)(褶點(diǎn)褶點(diǎn)) :共軛相的組成相同，其位置和物系有關(guān)； 萃取相和萃余相萃取相和萃余相: 以原溶劑為主的相稱為萃余相，以溶劑為 主的相稱為萃取相。石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 部分互溶物系，部分互溶物系，A、B，A、S 完全互溶，而完全互溶，而B、S部分互部分互 溶；溶； 三角形相圖溶 解 度 曲線聯(lián)結(jié)線兩相

22、區(qū)單相區(qū)RnEnSB1.01.00石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 第二類物系第二類物系 (具有兩對(duì)部分互溶物的物系，A、 B 完全互溶， A、S，B、S部分互溶)兩相區(qū)單相區(qū)溶 解 度 曲線聯(lián)結(jié)線RnEn溫度較低時(shí)第二類物系三角形相圖單相區(qū)溶 解 度 曲線ASB1.01.00石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 溫度、壓力對(duì)相平衡的影響溫度、壓力對(duì)相平衡的影響3232FCCF 壓力的影響壓力的影響： 壓力的影響較小，可忽略；根據(jù)相律：

23、 溫度的影響：溫度的影響： 溫度的影響敏感，溫度升高， 溶解度增大，兩相區(qū)小， 不利于萃取操作。石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 2、三角形相圖中輔助線的作法及應(yīng)用、三角形相圖中輔助線的作法及應(yīng)用:R1E1、R2E2、R3E3連線連線都有一定斜率，故都有一定斜率，故K點(diǎn)一點(diǎn)一般不是溶解度曲線頂點(diǎn)。般不是溶解度曲線頂點(diǎn)。S臨界混溶點(diǎn)或褶點(diǎn)臨界混溶點(diǎn)或褶點(diǎn)ABPQR1R2R3E1E2E3KB%ERS%A%C1C2C3C 輔助線的作法及應(yīng)用輔助線的作法及應(yīng)用石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petr

24、oleum chemical Engineering 輔助曲線作法：石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 利用輔助曲線求取共軛相組成石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 三角形相圖中輔助線的其它作法三角形相圖中輔助線的其它作法BASPDEHGF 輔助線的其他作法輔助線的其他作法SABPQR1R2R3E1E2E3KB%ERS%A%C1C2C3C石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engi

25、neering 11.2.1.4 分配系數(shù)分配系數(shù) kAxyk）中的組成在萃余相（溶質(zhì)）中的組成在萃取相（溶質(zhì)RAEAAy-質(zhì)量分率或質(zhì)量濃度（質(zhì)量分率或質(zhì)量濃度（kg/m3）x-質(zhì)量分率或質(zhì)量濃度（質(zhì)量分率或質(zhì)量濃度（kg/m3）掌握：分配系數(shù)值對(duì)分離效果影響掌握：分配系數(shù)值對(duì)分離效果影響kA=1 , y = x ，聯(lián)結(jié)線與底邊平行聯(lián)結(jié)線與底邊平行kA1, y x ，聯(lián)結(jié)線斜率大于零聯(lián)結(jié)線斜率大于零kA 1, y T2 T1化工與材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-Department of Chemical and Materials Engineering 已知條件：所要求原料液的處理量和組

26、成（已知條件：所要求原料液的處理量和組成（F，xF），萃取劑），萃取劑的組成，體系的相平衡數(shù)據(jù)，萃余相（或萃余液）的組成。的組成，體系的相平衡數(shù)據(jù)，萃余相（或萃余液）的組成。 計(jì)算：所需萃取劑的量、萃取相和萃余相的量，萃取相的組成。計(jì)算：所需萃取劑的量、萃取相和萃余相的量，萃取相的組成。11.3.1 單級(jí)萃取單級(jí)萃取原料原料 A+B萃取劑萃取劑 S萃取相萃取相 E萃余相萃余相 R11.3 11.3 液液- -液萃取過程的計(jì)算液萃取過程的計(jì)算化工與材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-Department of Chemical and Materials Engineering 原料原料 A+B萃取

27、劑萃取劑 S萃取相萃取相 E萃余相萃余相 R1、原溶劑和萃取劑部分互溶的體系、原溶劑和萃取劑部分互溶的體系SABRRFEEMEmEm 單級(jí)萃取的正三角形圖解單級(jí)萃取的正三角形圖解R、E的計(jì)算：的計(jì)算：R + E = F + SR / E = ME / MRR、E組成計(jì)算：組成計(jì)算：E + R = F E / R= FR / FES用量的計(jì)算：用量的計(jì)算：S = F（MF / MS）化工與材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-Department of Chemical and Materials Engineering 原料原料 A+B萃取劑萃取劑 S萃取相萃取相 E萃余相萃余相 RSABRRFEE

28、MEmEm 單級(jí)萃取的正三角形圖解單級(jí)萃取的正三角形圖解物料衡算：物料衡算：MERSFMxEyRxSyFxMERSFREMERERMSMMF)()()(xyxyMRxyxxMEyxxxFS化工與材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-Department of Chemical and Materials Engineering 原料原料 A+B萃取劑萃取劑 S萃取相萃取相 E萃余相萃余相 RSABRRFEEMEmEm 單級(jí)萃取的正三角形圖解單級(jí)萃取的正三角形圖解同理可得萃取液和萃余液的量同理可得萃取液和萃余液的量REFERERF)()(xyxyFRxyxxFE化工與材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-D

29、epartment of Chemical and Materials Engineering SABRFEM單級(jí)萃取的最小與最大萃取劑用量單級(jí)萃取的最小與最大萃取劑用量DGGSFGFSDSFDFSmaxmin單級(jí)萃取的最小與最大萃取劑用量單級(jí)萃取的最小與最大萃取劑用量石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 最大溶劑用量及最小溶劑用量最大溶劑用量及最小溶劑用量減小減小S，則靠近 F，當(dāng)達(dá)到R2時(shí)混溶，故位

30、于R2時(shí)的溶劑用量為 mS min。當(dāng) mS=mSmax 時(shí)minminxxyy當(dāng) mS=mSmin時(shí)maxmaxxxyy單級(jí)萃取的溶劑范圍：單級(jí)萃取的溶劑范圍：mSmin mS mSmax增加增加S，則靠近 S，當(dāng)M點(diǎn)達(dá)到1時(shí)混溶，故位于1時(shí)的溶劑用量為 mS max。 溶劑用量對(duì)單級(jí)萃取的影響ABESRE1MFxE2R2R1石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 化工與材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-

31、Department of Chemical and Materials Engineering BXSYBXFS、B萃取劑的用量、原料液中的萃取劑的用量、原料液中的原溶劑量，原溶劑量，kg(間歇間歇)；kg/s或或kg/h(連連續(xù)續(xù))。XF、X原料液、萃余相中原料液、萃余相中A的組成，的組成，質(zhì)量比，質(zhì)量比，kg(A)/kg(B)。Y萃取相中萃取相中A的組成，的組成，(A)/(S)質(zhì)量質(zhì)量比，比，kg/kg。原料原料 A+B萃取劑萃取劑 S萃取相萃取相 E萃余相萃余相 R2、原溶劑和萃取劑在操作范圍內(nèi)不互溶的體系、原溶劑和萃取劑在操作范圍內(nèi)不互溶的體系)(/(FXXSBY相平衡線相平衡線YY

32、1E1X1EOXFX操作線操作線斜率為斜率為-B/S 溶劑不互溶時(shí)單級(jí)萃取圖解溶劑不互溶時(shí)單級(jí)萃取圖解化工與材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-Department of Chemical and Materials Engineering 11.3.2 多級(jí)錯(cuò)流萃取多級(jí)錯(cuò)流萃取12NSSSSSFE1E2ENR1R2RNER 多級(jí)錯(cuò)流萃取流程多級(jí)錯(cuò)流萃取流程萃取劑回萃取劑回收設(shè)備收設(shè)備 已知物系的相平衡關(guān)系數(shù)據(jù)，原料液的量已知物系的相平衡關(guān)系數(shù)據(jù)，原料液的量F及其組成及其組成xF，最終，最終萃余相組成萃余相組成x和萃取劑組成和萃取劑組成yS，選擇萃取劑的用量，選擇萃取劑的用量S，求所需的理論，求所

33、需的理論級(jí)數(shù)級(jí)數(shù)N?；づc材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-Department of Chemical and Materials Engineering 1、萃取劑與原溶劑在操作范圍內(nèi)不互溶的體系、萃取劑與原溶劑在操作范圍內(nèi)不互溶的體系12NS1S1S1SFE1,Y1E2,Y2EN, YNR1X1R2X2RNXNER)(/(F111XXSBY)(/(1212XXSBY)(/(2313XXSBY)(/(1NN1NXXSBY)(/(FXXSBY化工與材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-Department of Chemical and Materials Engineering （1）圖解法）圖解

34、法)(/(F111XXSBY)(/(1212XXSBY)(/(2313XXSBY)(/(1NN1NXXSBYY1Y2Y3Y4X4X3X2X1XFXYE1E2E3E4E0第一級(jí)操作線第一級(jí)操作線第二級(jí)第二級(jí)第三級(jí)第三級(jí)第四級(jí)第四級(jí) 溶劑互不相溶時(shí)多級(jí)錯(cuò)流萃取溶劑互不相溶時(shí)多級(jí)錯(cuò)流萃取流程流程11.3.2 多級(jí)錯(cuò)流萃取多級(jí)錯(cuò)流萃取化工與材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-Department of Chemical and Materials Engineering )(/(F111XXSBY11mXY ) 1/(1F1bmXY令令 b1=mS1/B ,則則X1=XF/( b1 +1)平衡線 Y=mX

35、Y1Y2Y3Y4X4X3X2X1XFXYE1E2E3E4E0（2）解析法）解析法) 1/(1F1BmSXX萃取因數(shù)萃取因數(shù)21F2) 1/(bXX21F2) 1/(bmXYNNbXX) 1/(1FNNbmXY) 1/(1F同理同理化工與材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-Department of Chemical and Materials Engineering 直到萃余相的組成直到萃余相的組成xN小于或等小于或等于指定值于指定值xk，共，共N級(jí)。級(jí)。2、萃取劑與原溶劑部分互溶、萃取劑與原溶劑部分互溶 SSSSSFE1 y1E2 y1EN yNR1x1R2x2RNxN12NERABSR1R2R

36、3E1E2E3EM1M2M3REF 溶劑部分互溶時(shí)溶劑部分互溶時(shí) 多級(jí)錯(cuò)流萃取的圖解多級(jí)錯(cuò)流萃取的圖解FSSMFM/11111212/RSSMRMEFRFREFRE/化工與材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-Department of Chemical and Materials Engineering 9.3.3多級(jí)逆流萃取多級(jí)逆流萃取12NFXFX1X2XiRiEi+1iXi-1Ri-1EiE3E2E1R1R2RN-1RNENXN-1XNSSSERY1Y2Y3YiYi+1YNYS 多級(jí)逆流萃取流程多級(jí)逆流萃取流程 已知物系的相平衡關(guān)系數(shù)據(jù)，原料液的兩已知物系的相平衡關(guān)系數(shù)據(jù)，原料液的兩F及其組

37、成及其組成xF，最終，最終萃余相組成萃余相組成x和萃取相組成和萃取相組成y（或萃余液組成（或萃余液組成x和萃取液組成和萃取液組成y ），），求萃取劑的用量求萃取劑的用量S，所需的理論級(jí)數(shù)，所需的理論級(jí)數(shù)N等。等?；づc材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-Department of Chemical and Materials Engineering iNiSYBXSBX011、萃取劑與原溶劑在操作范圍內(nèi)互不相溶、萃取劑與原溶劑在操作范圍內(nèi)互不相溶12NFXFX1X2XiRiEi+1iXi-1Ri-1EiE3E2E1R1R2RN-1RNENXN-1XNSSSERY1Y2Y3YiYi+1YNYS )(

38、/(1NiiXXSBY)(/(NXXSBY化工與材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-Department of Chemical and Materials Engineering )(/(NXXSBYXNXFY1YEP1S0X12NFXFX1X2XiRiEi+1iXi-1Ri-1EiE3E2E1R1R2RN-1RNENXN-1XNSSSERY1Y2Y3YiYi+1YNYS 化工與材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-Department of Chemical and Materials Engineering 掌握：掌握：(1) 作圖方法作圖方法 (2) 停止作圖依據(jù)停止作圖依據(jù) （1）圖解法）圖解

39、法12NFXFX1X2XiRiEi+1iXi-1Ri-1EiE3E2E1R1R2RN-1RNENXN-1XNSSSERY1Y2Y3YiYi+1YNYS EXNX1XFY1Y2YE1E2P1P2S0X 溶劑互不相溶時(shí)溶劑互不相溶時(shí) 多級(jí)逆流萃取圖解多級(jí)逆流萃取圖解化工與材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-Department of Chemical and Materials Engineering （2）解析法）解析法 若平衡線為若平衡線為Y=mX，則依，則依據(jù)據(jù)第九章第九章式（式（9-75）同樣方法）同樣方法可推導(dǎo)得到：可推導(dǎo)得到：YEP1S0Xb=mS/B111FbbXXNN（12-15）bX

40、XbbNNF111lnln1 化工與材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-Department of Chemical and Materials Engineering 2、萃取劑與原溶劑部分互溶、萃取劑與原溶劑部分互溶12NFxFx1x2xiRiEi+1ixi-1Ri-1EiE3E2E1R1R2RN-1RNENxN-1xNSSSE,yRy1y2y3yiyi+1yNyS 多級(jí)逆流萃取流程多級(jí)逆流萃取流程 已知物系的相平衡關(guān)系數(shù)據(jù)，原料液的兩已知物系的相平衡關(guān)系數(shù)據(jù)，原料液的兩F及其組成及其組成xF，最終，最終萃余相組成萃余相組成x和萃取相組成和萃取相組成y（或萃余液組成（或萃余液組成x和萃取液組成

41、和萃取液組成y ），），求萃取劑的用量求萃取劑的用量S，所需的理論級(jí)數(shù)，所需的理論級(jí)數(shù)N等。等?；づc材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-Department of Chemical and Materials Engineering MRESFN1S = F ( MF / MS )E1 / RN = MRN / ME1R、E 計(jì)算：計(jì)算：E + R = F E / R= FR / FE圖解法步驟及原理：圖解法步驟及原理：圖圖12-18 溶劑部分互溶時(shí)多級(jí)逆流萃取圖解溶劑部分互溶時(shí)多級(jí)逆流萃取圖解ABSFEME1RNR化工與材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-Department of Chemica

42、l and Materials Engineering 12NFxFx1x2xiRiEi+1ixi-1Ri-1EiE3E2E1R1R2RN-1RNENxN-1xNSSSE,yRy1y2y3yiyi+1yNyS 112EREF第第1級(jí)級(jí) 211EREF即即 3221ERER第第2級(jí)級(jí) 4332ERER第第3級(jí)級(jí) SRERNNN1第第N級(jí)級(jí) )(32211某常數(shù)DSREREREFN 化工與材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-Department of Chemical and Materials Engineering D點(diǎn)為點(diǎn)為F與與E1、R1與與E2、R2與與E3RN與與S的差點(diǎn)的差點(diǎn)掌握：掌握：

43、D點(diǎn)作法點(diǎn)作法操作點(diǎn)操作點(diǎn)ABSR1FEDME1E2E3R2R3R圖圖12-18 溶劑部分互溶時(shí)多級(jí)逆流萃取圖解溶劑部分互溶時(shí)多級(jí)逆流萃取圖解)(32211某常數(shù)DSREREREFN（12-18）化工與材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-Department of Chemical and Materials Engineering 11.3.4 連續(xù)接觸逆流萃取連續(xù)接觸逆流萃取分散相：分散相： （1）不宜與填料或塔壁材料）不宜與填料或塔壁材料相潤濕，以免液滴在壁面上并聚，相潤濕，以免液滴在壁面上并聚，形成膜狀流動(dòng)，減小傳質(zhì)面積。形成膜狀流動(dòng)，減小傳質(zhì)面積。 （2）分散相在塔內(nèi)體積小，）分散相在塔

44、內(nèi)體積小，選昂貴或易燃液體作分散相。選昂貴或易燃液體作分散相。重液（萃余相重液（萃余相x）輕液（萃取相輕液（萃取相y）重液重液 (原料液原料液xF）輕液（萃取劑）輕液（萃取劑）輕液層輕液層填料層填料層重液層重液層輕液液滴輕液液滴并聚層并聚層噴灑器噴灑器 填料萃取塔填料萃取塔化工與材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-Department of Chemical and Materials Engineering 1、等級(jí)高度法、等級(jí)高度法e0Nhh he(HETS)Height Equivalent of a Theoretical StageNNumber of Theoretical Stage

45、HETS=f (物性、濃度、流量、塔結(jié)構(gòu)物性、濃度、流量、塔結(jié)構(gòu))重液（萃余相重液（萃余相x）輕液（萃取相輕液（萃取相y）重液重液 (原料液原料液xF）輕液（萃取劑）輕液（萃取劑）輕液層輕液層填料層填料層重液層重液層輕液液滴輕液液滴并聚層并聚層噴灑器噴灑器 填料萃取塔填料萃取塔化工與材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-Department of Chemical and Materials Engineering 2、傳質(zhì)速率方程法、傳質(zhì)速率方程法)(AyyKNy（12-19）xE+dEy+ dyE,ydhNA溶質(zhì)溶質(zhì)A由萃余相向萃取相傳由萃余相向萃取相傳 遞的速率，遞的速率，kg(A)/(m2.

46、h); y 萃取相中溶質(zhì)組成，質(zhì)量分率；萃取相中溶質(zhì)組成，質(zhì)量分率； y*與萃余相平衡的萃取相溶質(zhì)與萃余相平衡的萃取相溶質(zhì) 組成，質(zhì)量分率；組成，質(zhì)量分率； Ky 以萃取相溶質(zhì)濃度差為推動(dòng)力的以萃取相溶質(zhì)濃度差為推動(dòng)力的 總傳質(zhì)系數(shù)?？倐髻|(zhì)系數(shù)。 )d(dAEyhaN（12-20） a 單位塔體積中的相界面面積，單位塔體積中的相界面面積，m2/ m3;塔截面積，塔截面積，m2 ； E 萃取相的流量，萃取相的流量， kg/h。化工與材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-Department of Chemical and Materials Engineering （1） 萃取相溶質(zhì)濃度低時(shí)且兩溶萃取

47、相溶質(zhì)濃度低時(shí)且兩溶劑不互溶時(shí)劑不互溶時(shí)重液（萃余相重液（萃余相x）輕液（萃取相輕液（萃取相y）重液重液 (原料液原料液xF）輕液（萃取劑）輕液（萃取劑）輕液層輕液層填料層填料層重液層重液層輕液液滴輕液液滴并聚層并聚層噴灑器噴灑器 填料萃取塔填料萃取塔 （2） 萃取相溶質(zhì)濃度高時(shí)萃取相溶質(zhì)濃度高時(shí)ba)(1 ()1 ()1 (*mm0yyyyyydyyyaKEhCOE,COE,NH（12-22）baOEOE*0yyyNHyydyaKEh（12-21） ya , yb萃取相入塔、出塔的溶質(zhì)組萃取相入塔、出塔的溶質(zhì)組 成，質(zhì)量分率；成，質(zhì)量分率； NOE萃取相為稀溶液時(shí)總傳質(zhì)單萃取相為稀溶液時(shí)總傳

48、質(zhì)單 元數(shù)；元數(shù)； HOE萃取相為稀溶液時(shí)總傳質(zhì)單萃取相為稀溶液時(shí)總傳質(zhì)單 元高度，元高度，m?；づc材料工程學(xué)院化工與材料工程學(xué)院-Department of Chemical and Materials Engineering 11.3.5 回流萃取，雙溶質(zhì)的萃取回流萃取，雙溶質(zhì)的萃取回流萃取流程回流萃取流程目的：得到高濃目的：得到高濃度度A A的的萃取液萃取液萃取劑萃取劑萃取液萃取液最終萃取相最終萃取相回流回流萃取產(chǎn)物萃取產(chǎn)物萃取劑萃取劑最終萃余相最終萃余相原料液原料液萃取相萃取相增濃段增濃段萃余相萃余相提濃段提濃段 回流萃取流程回流萃取流程石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department

49、 of Petroleum chemical Engineering 11.4 11.4 萃取設(shè)備萃取設(shè)備 要求：提供適宜的傳質(zhì)條件，使兩相充分有效地接觸并伴有較要求：提供適宜的傳質(zhì)條件，使兩相充分有效地接觸并伴有較高程度的湍流，保證兩相之間迅速有效地進(jìn)行傳質(zhì)，并使兩相高程度的湍流，保證兩相之間迅速有效地進(jìn)行傳質(zhì)，并使兩相得到及時(shí)、完善的分離。得到及時(shí)、完善的分離。 分類：分類： （1 1）按兩相接觸方式劃分）按兩相接觸方式劃分 逐級(jí)接觸逐級(jí)接觸濃度呈階躍式變化，濃度呈階躍式變化， 微分接觸式微分接觸式濃度連續(xù)變化。濃度連續(xù)變化。 （2 2）按外界是否輸入機(jī)械能劃分）按外界是否輸入機(jī)械能劃分

50、重力流動(dòng)設(shè)備、外加能量的設(shè)備。重力流動(dòng)設(shè)備、外加能量的設(shè)備。 （3 3）按設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和形狀劃分）按設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和形狀劃分 組件式組件式由單級(jí)萃取設(shè)備組合；由單級(jí)萃取設(shè)備組合； 塔式塔式板式塔、噴灑塔、填料塔。板式塔、噴灑塔、填料塔。石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 11.4.1 混合混合 澄清槽澄清槽（1）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)混合澄清器輕相重相重相輕相石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of P

51、etroleum chemical Engineering 石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 輕相重相輕相重相 11.4.2 11.4.2 塔式萃取設(shè)備塔式萃取設(shè)備 （1 1）噴灑塔（噴淋塔）噴灑塔（噴淋塔）特點(diǎn)：無塔內(nèi)件，阻力小，特點(diǎn)：無塔內(nèi)件，阻力小，結(jié)構(gòu)簡單，投資少易維護(hù)。結(jié)構(gòu)簡單，投資少易維護(hù)。但兩相很難均勻分布，軸向但兩相很難均勻分布，軸向反混嚴(yán)重，理論級(jí)數(shù)不超過反混嚴(yán)重，理論級(jí)數(shù)不超過1212級(jí)，傳質(zhì)系數(shù)小。級(jí)，傳質(zhì)系數(shù)小。輕相重相輕相重相石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petr

52、oleum chemical Engineering （2 2）篩板萃取塔）篩板萃取塔 輕液輕液重液重液篩板輕液分散在重液內(nèi)的混合液分散相聚集界面溢流管石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 塔板上兩相流動(dòng)情況：塔板上兩相流動(dòng)情況：為保證篩板塔正常操作，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： 分散相應(yīng)均勻地通過全部篩孔，防止連續(xù)相短路而降低分離效率；兩相在板間分層明顯，而且要有一定高度的分散相累積層。輕液分散的篩板萃取塔輕液向上流相界面輕液篩板降液管重液向下流擋板分散的輕液輕液向上流相界面重相液滴篩板升液管重液向下流擋板重液重液分散的篩板萃

53、取塔石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering （3 3）填料萃取塔）填料萃取塔特點(diǎn)：填料萃取塔結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)特點(diǎn)：填料萃取塔結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，操作方便，級(jí)效率較低，在低廉，操作方便，級(jí)效率較低，在工藝要求的理論級(jí)小于工藝要求的理論級(jí)小于3 3，處理量，處理量較小時(shí)可考慮采用。較小時(shí)可考慮采用。 填料萃取塔輕液輕液重液重液液液相界面填料石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering （4 4）轉(zhuǎn)盤萃取塔）轉(zhuǎn)盤萃取塔特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單

54、，造價(jià)低廉，維修方便，操作彈性和通量較維修方便，操作彈性和通量較大，應(yīng)用較廣。大，應(yīng)用較廣。輕液輕液重液重液界面格柵定環(huán)轉(zhuǎn)盤 轉(zhuǎn)盤萃取塔石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering （5 5）攪拌填料塔）攪拌填料塔重液出輕液出重液入輕液入1.轉(zhuǎn)軸 2.攪拌器 3.絲網(wǎng)填料123石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 11.4.3 11.4.3 離心萃取器離心萃取器優(yōu)點(diǎn)：處理量大，效率較高，優(yōu)點(diǎn)：處理量大，效率較高，提供較多理論級(jí)，結(jié)構(gòu)緊湊，提供較多理

55、論級(jí)，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，應(yīng)用廣泛。占地面積小，應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)：能耗大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，缺點(diǎn)：能耗大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備及維修費(fèi)用高。設(shè)備及維修費(fèi)用高。應(yīng)用：適用于要求接觸時(shí)間應(yīng)用：適用于要求接觸時(shí)間短，物流滯留量低，易乳化，短，物流滯留量低，易乳化，難分相的物系。難分相的物系。驅(qū)動(dòng)槽輪輕相進(jìn)重相出轉(zhuǎn)鼓清洗通道栓塞輕相出重相進(jìn)機(jī)械密封 波式離心萃取器示意圖石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 11.5 11.5 浸取與超臨界萃取浸取與超臨界萃取 11.5.1 浸取浸取定義定義：指應(yīng)用有機(jī)或無機(jī)溶劑將固體原料中的可溶性組分溶解

56、，將溶質(zhì)組分和不溶性固體分離的單元操作，為固-液之間的萃取。名詞：名詞：可溶組分 溶質(zhì)溶質(zhì) 固體不溶組分載體載體 溶劑 浸取劑浸取劑 浸取后的溶液浸出液浸出液 浸取后的固體和殘留的溶液殘?jiān)鼩堅(jiān)?過程：過程：（1）混合接觸； （2）浸出液和殘?jiān)蛛x； （3）浸出液中溶質(zhì)和溶劑分離。應(yīng)用：應(yīng)用：濕法冶金工業(yè)、油脂、制糖等輕工、食品工業(yè) 如：用硫酸溶液從氧化銅礦浸取銅； 動(dòng)植物油的有機(jī)溶劑浸取。石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 11.5.2 11.5.2 超臨界萃取超臨界萃取定義：定義： 利用超過臨界溫度、臨界壓力狀態(tài)

57、下的氣體具有的特異溶解能力，選擇性地溶解混合液體或固體中的溶質(zhì)，分離液體或固體混合物的單元操作。（1）超臨界萃取基本原理）超臨界萃取基本原理C點(diǎn)：體系的界面消失，成為均相體系，稱為臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度臨界溫度臨界溫度對(duì)應(yīng)的壓力臨界壓力臨界壓力石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 超臨界狀態(tài)下體系的特點(diǎn)：超臨界狀態(tài)下體系的特點(diǎn)：既非氣體，亦非液體，卻既具有近似氣體的粘度和滲透能力，又具有接近液體的密度和溶解能力。常用的超臨界萃取溶劑 CO20-60201000530201040 純CO2溫度、壓力和密度關(guān)系B=120

58、011001000900800200100700600500400300超臨界超臨界流體流體溫度/壓力/MPa二氧化碳乙醇水體系相平衡圖 CO2H2OC2H5OHT=308.15Kp=10.1MPa石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering （2）超臨界萃取的原則流程）超臨界萃取的原則流程流程主要分為兩部分： 在超臨界狀態(tài)下，溶劑氣體與原料接觸進(jìn)行萃取獲得萃取相； 將萃取相進(jìn)行分離，脫除溶質(zhì)，再生溶劑。改變壓力或溫度的超臨界萃取流程改變壓力或溫度的超臨界萃取流程加熱器原料萃取相溶劑萃取產(chǎn)物萃余相萃取器分離器減壓閥壓縮機(jī)原料

59、萃取相溶劑萃取產(chǎn)物萃余相萃取器分離器閥門泵冷卻器 改變壓力和溫度的超臨界萃取流程石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 采用吸附分離的超臨界萃取流程：采用吸附分離的超臨界萃取流程： 采用吸附分離的超臨界萃取流程閥門原料萃取相溶劑吸附劑萃余相萃取器吸附器泵石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 超臨界萃取的特點(diǎn)：超臨界萃取的特點(diǎn)： 操作溫度一般較低，接近室溫；操作溫度一般較低，接近室溫； 過程易于調(diào)節(jié)；過程易于調(diào)節(jié)； 分離工藝流程簡單；分離工藝流

60、程簡單； 萃取效率一般高于液體萃取，不會(huì)引起被萃取物質(zhì)的污染且萃取效率一般高于液體萃取，不會(huì)引起被萃取物質(zhì)的污染且不進(jìn)行溶劑蒸餾；不進(jìn)行溶劑蒸餾； 體系的沸點(diǎn)和溶解度與溶劑和溶質(zhì)的種類有關(guān)；體系的沸點(diǎn)和溶解度與溶劑和溶質(zhì)的種類有關(guān)； 萃取過程在高壓下進(jìn)行，設(shè)備及工藝技術(shù)要求較高，投資大萃取過程在高壓下進(jìn)行，設(shè)備及工藝技術(shù)要求較高，投資大. . 間歇操作，無法連續(xù)操作。間歇操作，無法連續(xù)操作。（3 3）超臨界流體萃取的應(yīng)用）超臨界流體萃取的應(yīng)用化學(xué)工業(yè)：廢水中微量有機(jī)物的去除、共沸物的分離等；化學(xué)工業(yè)：廢水中微量有機(jī)物的去除、共沸物的分離等；醫(yī)藥工業(yè)：藥品有效成分的萃取、脂肪質(zhì)的分離精制等；醫(yī)藥

61、工業(yè)：藥品有效成分的萃取、脂肪質(zhì)的分離精制等；食品工業(yè)：植物油的萃取、咖啡和茶的脫咖啡因等。食品工業(yè)：植物油的萃取、咖啡和茶的脫咖啡因等。石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 超臨界萃取技術(shù)的應(yīng)用超臨界萃取技術(shù)的應(yīng)用醫(yī)藥工業(yè)醫(yī)藥工業(yè)化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)食品工業(yè)食品工業(yè)化妝品香料化妝品香料中草藥提取中草藥提取酶，纖維素精制酶，纖維素精制金屬離子萃取金屬離子萃取烴類分離烴類分離共沸物分離共沸物分離高分子化合物分離高分子化合物分離植物油脂萃取植物油脂萃取酒花萃取酒花萃取植物色素提取植物色素提取天然香料萃取天然香料萃取化妝品原料

62、提取精制化妝品原料提取精制石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 壓縮機(jī)壓縮機(jī) 萃取釜萃取釜 制冷MVC-760L 二氧化碳循環(huán)泵 石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering 例題：由溶質(zhì)例題：由溶質(zhì)A、原溶劑、原溶劑B、萃取劑、萃取劑S構(gòu)成的三元系統(tǒng)的構(gòu)成的三元系統(tǒng)的溶解度曲線如圖所示。原溶液含溶解度曲線如圖所示。原溶液含A35%、B65%，采用單，采用單級(jí)萃取。所用萃取劑為含級(jí)萃取。所用萃取劑為含A5%、S95%的的 回收溶劑。求回收溶劑。求:

63、（1）當(dāng)萃取相中當(dāng)萃取相中A的濃度為的濃度為30%時(shí)，每處理時(shí)，每處理100kg原料原料液需用多少液需用多少kg 回收溶劑？回收溶劑？(2) 在此原料條件下，單級(jí)萃取能達(dá)到的萃余相中在此原料條件下，單級(jí)萃取能達(dá)到的萃余相中A的最的最低濃度為多少？低濃度為多少？ A B S 石油化工學(xué)院石油化工學(xué)院-Department of Petroleum chemical Engineering A F E M xA,min R P M S B S MFSERE交于點(diǎn)，與聯(lián)線作一條平衡聯(lián)結(jié)線用內(nèi)差法過解：(1)由含A5%、S95%條件可在AS邊上定出點(diǎn)S；由yA=0.3得點(diǎn)E，59. 0SMFMFS(2)FS 與溶解度曲線的右交點(diǎn)為與溶解度曲線的右交點(diǎn)為M ，過，過M 作平衡聯(lián)結(jié)線，由圖讀作平衡聯(lián)結(jié)線，由圖讀得：得： XAmin=0.06