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第四章萃取分离法详解
时间:2024-01-11 21:03 点击次数:186

  • 萃取是利用两者的溶解 度不同。萃取,溶解原 理,比如说现在A跟B混 在一块,有一种溶剂C ,它与A相溶,但不与B 相溶,那么我们可以在 AB的混合液中加入C, 此时A溶入于C,与B分 离。

  • 液-液萃取:用选定的溶剂分离液体混合物中某 种组分,溶剂必须与被萃取的混合物液体不相 溶,具有选择性的溶解能力,而且必须有好的 热稳定性和化学稳定性,并有小的毒性和腐蚀 性。如用苯分离煤焦油中的酚;用有机溶剂分 离石油馏分中的烯烃; 用CCl4萃取水中的Br2.

  乳化剂多为表面活性剂。分子结构特点: 一般是由亲油基和亲水基两部分组成的, 即一端为亲水基团或极性部分 ,另一端 为疏水性基团或非极性部分(烃链) 。

  乳化剂使乳状液稳定与以下因素有关: (1)降低油水表面张力,提高了体系的稳

  • 固-液萃取:也叫浸取,用溶剂分离固体混合物 中的组分,如用水浸取甜菜中的糖类;用酒精 浸取黄豆中的豆油以提高油产量;用水从中药 中浸取有效成分以制取流浸膏叫“浸沥”。

  • 利用化合物在两种互不相溶(或微溶)的 溶剂中溶解度或分配系数的不同,使化合 物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。 经过反复多次萃取,将绝大部分的化合物 提取出来。

  式中 VF——料液体积;Vs——萃取剂的体 积;C1——溶质在萃取液的浓度; C2— —溶质在萃余相的浓度;K——表观分配 系数; m——浓缩倍数

  • 萃取又称溶剂萃取,亦称抽提(通用于石 油炼制工业),是一种用液态的萃取剂处 理与之不互溶的双组分或多组分溶液,实 现组分分离的传质分离过程,是一种广泛 应用的单元操作。

  • 将溴水和苯在分液漏斗里混合后振荡、静 置(静置后液体分层,Br2被溶解到苯里 ,苯与水互不相溶,苯比水轻在上层,因 溶有Br2呈橙红色,水在下层为无色)、 分液即完成萃取

  洁霉素在20℃和pH10.0时表观分配系数(丁 醇/水)为18。用等量的丁醇萃取料液中的 洁霉素,计算可得理论收率

  • 它的操作过程并不造成被萃取物质化学成 分的改变 ,因此萃取属于物理过程。

  • 分配定律是萃取方法理论的主要依据,物 质对不同的溶剂有着不同的溶解度。同时 ,在两种互不相溶的溶剂中,加入某种可 溶性的物质时,它能分别溶解于两种溶剂 中,实验证明,在一定温度下,该化合物 与此两种溶剂不发生分解、电解、缔合和 溶剂化等作用时,此化合物在两液层中之 比是一个定值。不论所加物质的量是多少 ,都是如此。

  • 有机化合物在有机溶剂中一般比在水中溶解度 大。用有机溶剂提取溶解于水的化合物是萃取 的典型实例,如碘的不溶液用四氯化碳萃取, 几乎所有的碘都移到四氯化碳中,碘得已与大 量的水分开,由于I2和CCl4沸点不同,加热其混 合物,沸点低的CCl4先被蒸馏出来,从而达到 分离的目的。

  青霉素在0℃和pH2.5时的分配系数(醋酸 丁酯/水)为35,若用1/4体积的醋酸丁 酯进行二级逆流萃取, 则: E351/48.75

  • 萃取塔操作时,一种充满全塔的液相,称 连续相;另一液相通常以液滴形式分散于其 中,称分散相。分散相液体进塔时即行分 散,在离塔前凝聚分层后导出。

  • 料液和萃取剂两者之中以何者为分散相, 须兼顾塔的操作和工艺要求来选定。此外 ,还有能达到更高分离程度的回流萃取和 分部萃取。

  • ③多种离子的分离,如矿物浸取液的分离和净制 ,若加入化学品作分部沉淀,不但分离质量差, 又有过滤操作,损耗也大;

  • ④不稳定物质(如热敏性物质)的分离, 如从发酵液制取青霉素。萃取的应用,目 前仍在发展中。元素周期表中绝大多数的 元素,都可用萃取法提取和分离。萃取剂 的选择和研制,工艺和操作条件的确定, 以及流程和设备的设计计算,都是开发萃 取操作的课题

  ❖ 液-液萃取指用一种溶剂将 物质从另一种溶剂(如发酵 液)中提取出来的方法。

  • 料液中的溶质并非是单一的组分,除了所 需产物(A)外,还存在有杂质(B)。分 离因素(separation factor),常用表示, 其定义为:在同一萃取体系内两种溶质在 同样条件下分配系数的比值

  取液与反萃取剂(一般为水溶液)相接触 ,使某种被萃入有机相的溶质转入水相的 过程,可看作是萃取的逆过程。反萃取剂 要与有机溶剂互不相溶,与被萃取的物质不 反应.对应的反萃取物应该是在水中溶解度 较大的物质.

  • 单级萃取对给定组分所能达到的萃取率(被萃组分 在萃取液中的量与原料液中的初始量的比值)较低

  • ①多级错流萃取。料液和各级萃余液都与新鲜的萃 取剂接触,可达较高萃取率。但萃取剂用量大,萃

  被提取的溶液称为料液,其中欲提取的物 质称溶质,而用以进行萃取的溶剂称为萃 取剂(extractant) 达到萃取平衡后,大部分溶质转移到萃取 剂中,这种含有溶质的萃取剂溶液称为萃 取液,而被萃取出溶质以后的料液称为萃 余液。

  • 在萃取时,若在水溶液中加入一定量的电解质 (如氯化钠),利用“盐析效应”以降低有机物和 萃取溶剂在水溶液中的溶解度,常可提高萃取 效果。

  • 1. 萃取剂和原溶剂互不混溶 ; • 2. 萃取剂和溶质互不发生反应 ; • 3. 溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶

  溶质进入萃取相的总量与该溶质在萃余 相中总量之比。通常以E表示。若以Vl和 V2分别表示萃取相和萃余相的体积,M1 和M2分别表示溶质在萃取相和萃余相中 的平衡浓度。萃取因素(E)为:

  若改为二级错流萃取,第一级用1/4体积的 醋酸丁酯,第二级用1/10体积的醋酸丁酯 ,则

  • 抗生素在不同的pH条件下,可以有不同 的化学状态,其分配系数亦有差别,若适 度改变pH,可将抗生素自水相转入有机 相,或从有机相再转入水相,这样反复萃 取,可以达到浓缩和提纯的目的

  在萃取过程中,溶质在两相的分子形式常 常并不相同,仍然采用类似分配定律的公 式作为基本公式。这时候溶质在萃取相和 萃余相中的浓度,实际上是以各种化学形 式进行分配的溶质总浓度,它们的比值以 分配比(distribution ratio)表示:

  • 萃取与其他分离溶液组分的方法相比,优点在于 常温操作,节省能源,不涉及固体、气体,操作 方便。萃取在如下几种情况下应用,通常是有利 的:①料液各组分的沸点相近,甚至形成共沸物 ,为精馏所不易奏效的场合,如石油馏分中烷烃 与芳烃的分离,煤焦油的脱酚;

  • ②多级逆流萃取。料液与萃取剂分别从级联(或板 式塔)的两端加入,在级间作逆向流动,最后成为

  • ③连续逆流萃取。在 微分接触式萃取塔中 ,料液与萃取剂在逆 向流动的过程中进行 接触传质,也是常用 的工业萃取方法。料 液与萃取剂之中,密 度大的称为重相,密 度小的称为轻相。轻 相自塔底进入,从塔 顶溢出;重相自塔顶 加入,从塔底导出。

  • 值的大小表示了两种溶质的分离效果; • 值愈大或愈小,说明两种溶质分离效果

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