使组分A、 得到一定程度的分离 得到一定程度的分离。 使组分 、B得到一定程度的分离。 最理想情况： 如同吸收过程： 最理想情况：B与S完全不互溶 = 如同吸收过程：B为惰性组 分 相同： 相同：数学描述和计算 实际情况：三组分分别出现于两液相内， 实际情况：三组分分别出现于两液相内，情况变复杂。 （5）工业萃取过程： 工业萃取过程： 萃取不能完全分离液体混合物， 萃取不能完全分离液体混合物，往往须精馏或反萃取对萃 取相和萃余相进行分离，而溶剂可循环使用。 取相和萃余相进行分离，而溶剂可循环使用。 实质： 实质：将一个难于分离的混合物转变为两个易于分离的混 合物 举例：稀醋酸水溶液的分离。萃取剂：醋酸乙酯 举例：稀醋酸水溶液的分离。萃取剂：

　　同样，在一烧瓶中称取一定量的纯溶剂 逐步滴加组分 同样，在一烧瓶中称取一定量的纯溶剂S,逐步滴加组分 B可得分层点 。再交替滴加溶质 与B，亦可得若干分层点。 可得分层点E。再交替滴加溶质A与 ，亦可得若干分层点。 可得分层点 将所有分层点联成一条光滑的曲线，称为溶解度曲线 溶解度曲线。 将所有分层点联成一条光滑的曲线，称为溶解度曲线。 的互溶度与温度有关， 因B、S的互溶度与温度有关，上述全部实验均须在恒 、 的互溶度与温度有关 上述全部实验均须在恒 定温度下进行。 定温度下进行。 进行 利用所得的溶解度曲线，可以方便地确定溶质 在 利用所得的溶解度曲线，可以方便地确定溶质A在 平衡的两液相的的组成关系。 平衡的两液相的的组成关系。 ②平衡联结线;S ：必分层，组成： E1、R1 必分层，组成： 加入A 〉 加入 =〉M2 =〉分层 =〉组成：E2、R2， 〉 〉组成： 共轭相，互为平衡） （共轭相，互为平衡） ER ：平衡联结线 结论： 结论： M 点必落在平衡联结线上

　　质量为R的三元混合物 求剩余的组成及质量。 质量为 的三元混合物R, 求剩余的组成及质量。 的三元混合物

　　如： P 点： BS 加入 A —— P1 再加入 A —— P2 均为和点，都是 均为和点， PA 线上 结论： 结论： PA 线上任一点所代表的溶液中 B 与 S 两组分的相对比值必相同 反之： 反之： Q1点： BAS 从中抽走 S —— Q2 点 S 全部抽走 全部抽走—— Q 点（落在 AB 线 均为差点， 上） 均为差点，都在 SQ1 的延长线 上 结论： SQ 线上任一点所代表的溶液中 结论： A 、 B 两组分含量的相对比值相同

　　萃取相 E, y——溶剂相中出现 (SAB) 溶剂相中出现 两相 萃余相 R, x——原溶剂相中出现 (BSA) 原溶剂相中出现 萃取相脱除溶剂得萃取液 E°, y° 脱溶剂后 萃余相脱除溶剂得萃余液 R°, x° （3）实现萃取操作的基本要求 选择适宜的溶剂。溶剂能选择性地溶解各组分， ① 选择适宜的溶剂。溶剂能选择性地溶解各组分，即对溶质具 有显著的溶解能力，而对其他组分和原溶剂完全不溶或部分互 有显著的溶解能力， 溶。 原料液与溶剂充分混合、分相，形成的液-液两相较易分层。 ② 原料液与溶剂充分混合、分相，形成的液-液两相较易分层。 脱溶剂得到溶质，回收溶剂。溶剂易于回收且价格低廉。 ③ 脱溶剂得到溶质，回收溶剂。溶剂易于回收且价格低廉。

　　（6）应用 ） ① 液体混合物中各组分的相对挥发度接近 1，采用 ， 精馏的办法不经济； 精馏的办法不经济； 混合物蒸馏时形成恒沸物； ② 混合物蒸馏时形成恒沸物； 欲回收的物质为热敏性物料； ③ 欲回收的物质为热敏性物料； 混合物中浓度很稀， ④ 混合物中浓度很稀，利用精馏的方法将大量稀释 汽化， 剂B汽化，能耗较大； 汽化 能耗较大； 提取稀溶液中有价值的物质； ⑤ 提取稀溶液中有价值的物质； 分离极难分离的金属。 ⑥ 分离极难分离的金属。 如湿法冶金中的应用： 用溶剂LIX63-65等螯合萃取 如湿法冶金中的应用 ： 用溶剂 等螯合萃取 剂从铜的浸取液中提取铜

　　萃取相、萃余相的相平衡关系是萃取设计、计算的基本条件， 萃取相、萃余相的相平衡关系是萃取设计、计算的基本条件，相 平衡数据来自实验或由热力学关系推算。 平衡数据来自实验或由热力学关系推算。 讨论的前提: 讨论的前提 各组分不发生化学反应。 各组分不发生化学反应。

　　分类： 分类： 类物系： 完全互溶， 部分互溶； 第 Ⅰ 类物系： AB 、 AS 完全互溶， B 、 S 部分互溶； … 工业上较为常见 包括第 Ⅲ 类： A 完全溶于 B 、 S ，但 B 、 S 不互溶 类物系： 完全互溶， 第 Ⅱ 类物系： AB 完全互溶， B 、 S 和 A、S 部分互溶。 、 部分互溶。 以下主要讨论第Ⅰ类物系的液液相平衡

　　即从其混合液M中分出组成为 即从其混合液 中分出组成为(xA, xB, xS)， 中分出组成为 ，

　　混合传质过程： AB） 充分接触,组分发生相转移； ① 混合传质过程：F（AB）及S 充分接触,组分发生相转移； 沉降分相过程：形成两相E 由于密度差而分层； ② 沉降分相过程：形成两相E、R，由于密度差而分层； ③ 脱除溶剂过程

　　（萃取过程不能简化为恒摩尔流。常用质量分率表示。） 萃取过Fra Baidu bibliotek不能简化为恒摩尔流。常用质量分率表示。

　　温度一定时，三组分溶液的组成包含两个自由度， 温度一定时，三组分溶液的组成包含两个自由度， 故由三角形表示任意三元溶液的组成。 故由三角形表示任意三元溶液的组成。

　　此式说明，三个组成点M、 、 在一条直线上 在一条直线上, 此式说明，三个组成点 、R、E在一条直线上 即M点 点 位于RE 点的连接线上。 点的连接线上。 位于

　　萃取操作在化学和石油化学工业上得到广泛发展 乙酸乙酯溶剂萃取石油馏分氧化所得的稀醋酸-水溶液 如：乙酸乙酯溶剂萃取石油馏分氧化所得的稀醋酸 水溶液 为溶剂从煤油中除去芳香烃。 以SO2为溶剂从煤油中除去芳香烃。

　　分类： 分类： （1）按两相接触方式划分 ） 逐级接触——浓度呈阶跃式变化，如混合沉降槽 逐级接触 浓度呈阶跃式变化， 浓度呈阶跃式变化 微分接触式——浓度连续变化。如喷洒萃取塔 浓度连续变化。 微分接触式 浓度连续变化 a、单级萃取 ：即一个理论级，只适用于溶质在萃取剂中的 即一个理论级， 、 溶解度很大或溶质萃取率要求不高的场合； 溶解度很大或溶质萃取率要求不高的场合； b、多级接触： 、多级接触： • 错流： 错流： 溶剂：并联；溶液： 溶剂：并联；溶液：串联 优点：操作简单，萃取率较高，但溶剂用量大； 优点：操作简单，萃取率较高，但溶剂用量大； • 逆流： 逆流： 优点： 优点：由传质推动力最大 =设备容积小或 S 用量小 设备容积小或

　　3 、萃取过程的经济性： 萃取过程的经济性： 取决于后继的两个分离过程是否较原液体混合物的直 接分离更容易实现。 接分离更容易实现。 ：（与精馏的关系 与精馏的关系） （ 1 ）萃取过程的优势 ：（与精馏的关系） 可分离相对挥发度小或形成恒沸物的液体混合物； ａ可分离相对挥发度小或形成恒沸物的液体混合物； 无相变：液体混合物的浓度很低时， ｂ无相变：液体混合物的浓度很低时，精馏过于耗能 汽化）； （须将大量 B 汽化）； 常温操作：当液体混合物中含有热敏性物质时， ｃ常温操作：当液体混合物中含有热敏性物质时，萃 取可避免受热； 取可避免受热； 两相流体：与吸附离子交换相比，操作方便。 ｄ两相流体：与吸附离子交换相比，操作方便。

　　（1）溶解度曲线及平衡联结线 ） 相平衡数据的测定： ① 相平衡数据的测定：

　　在三角形烧瓶中称取一定量的纯组分B，逐渐滴加溶剂S， 在三角形烧瓶中称取一定量的纯组分 ，逐渐滴加溶剂 ， 不断摇动使其溶解。由于B中仅能溶解少量溶剂 中仅能溶解少量溶剂S， 不断摇动使其溶解。由于 中仅能溶解少量溶剂 ，故滴加 至一定数量后混合液开始发生混浊，即出现了溶剂相，记 至一定数量后混合液开始发生混浊， 即出现了溶剂相， 录所加的S的量，即为S在B中的饱和溶解度，即点 。 中的饱和溶解度， 录所加的 的量，即为 在 中的饱和溶解度 即点R。 的量 再加入一定量溶质A， 的存在增加 再加入一定量溶质 ， A的存在增加 的溶解度， 了B与S的溶解度，此时混合液变透明 与 的溶解度 此时混合液的组成在AR连线上的 连线上的H ，此时混合液的组成在 连线上的 如再滴加S， 溶液再次混浊。 点 。 如再滴加 ， 溶液再次混浊 。 得 到新的分层点R1。 交替滴加A和 ， 到新的分层点 。 交替滴加 和 S， 得到若干分层点R2， 得到若干分层点 ，R3……等。 等

　　11.2 液液相平衡 • 萃取过程的热力学基础，决定过程的方向、推动 萃取过程的热力学基础，决定过程的方向、 力和过程的极限 • 特点：两相、三元，与双组分蒸馏和单组分吸收 特点：两相、三元， 有区别 11.2.1 三角形相图 triangular diagram

　　• 三角形相图的特点： 三角形相图的特点： 1）三角形的三个顶点分别表示三个纯组分： （1）三角形的三个顶点分别表示三个纯组分： A 、B 和 S ； （2）三条边上的任何一点表示相应的二元混合物，第三组分 ）三条边上的任何一点表示相应的二元混合物， 组成为零； 组成为零； （3）三角形范围内任一点表示一定组成的三元溶液，点愈靠 ）三角形范围内任一点表示一定组成的三元溶液， 的含量愈多； 近 B 点， B 的含量愈多； （4）三角形可以是等边或等腰的，但等腰直角三角形比较方 ）三角形可以是等边或等腰的， 可直接在普通直角坐标纸上标绘，且读取数据比较方便； 便，可直接在普通直角坐标纸上标绘，且读取数据比较方便； 也可以是非等腰的，即将其中一边的尺寸放大， 也可以是非等腰的，即将其中一边的尺寸放大，可以便于作 图和读数 .

　　11.1概述 11.1.1液液萃取过程 液液萃取过程 • 液-液萃取（抽提）：利用液体混合物中各组分对 液萃取（ ）：利用液体混合物中各组分对 液萃取 抽提）： 溶剂溶解度的差异来分离或提纯物质的传质过程。 溶剂溶解度的差异来分离或提纯物质的传质过程。 • 目的 分离液 液混合物。 目的: 分离液-液混合物 液混合物。 • 依据 利用混合物中各组分在某一溶剂中的溶解 依据: 度之间的差异。 度之间的差异。 （1）几个基本概念 ） 萃取剂(溶剂 溶剂)S：所用的溶剂； ① 萃取剂 溶剂 ：所用的溶剂； 原料液F：所处理的混合液； ② 原料液 ：所处理的混合液； 溶质A：原料液中易溶于溶剂的组分； ③ 溶质 ：原料液中易溶于溶剂的组分； 稀释剂（原溶剂） ： ④ 稀释剂（原溶剂）B：原料液中较难溶于溶剂的 组分。 组分。