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液液萃取的基本原理

時(shí)間:2020-9-18閱讀:4159

一、基本概念
液-液萃取是分離均相液體混合物的單元操作之一。利用液體混合物中各組分在某溶劑中溶解度的差異,而達(dá)到混合物分離的目的。萃取屬于傳質(zhì)過程。本章主要討論雙組分均相液體混合物(A+B)的萃取過程。
所選用溶劑稱為萃取劑S,混合液中被分離出的組分稱為溶質(zhì)A,原混合液中與萃取劑不互溶或僅部分互溶的組分稱為原溶劑B。操作完成后所獲得的以萃取劑為主的溶液稱為萃取相E,而以原溶劑為主的溶液稱為萃余相R。除去萃取相中的萃取劑后得到的液體稱為萃取液E’,同樣,除去萃余相中的萃取劑后得到的液體稱為萃余液R’。
可見,萃取操作包括下列步驟:(1)原料液(A+B)與萃取劑的混合接觸;(2)萃取相E與萃余相R的分離;(3)從兩相中分別回收萃取劑而得到產(chǎn)品E’、R’。
二、萃取在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
1.溶液中各組分的相對揮發(fā)度很接近或能形成恒沸物,采用一般精餾方法進(jìn)行分離需要很多的理論板數(shù)和很大的回流比,操作費(fèi)用高,設(shè)備過于龐大或根本不能分離。
2.組分的熱敏性大,采用蒸餾方法易導(dǎo)致熱分解、聚合等化學(xué)變化。
3.溶液沸點(diǎn)高,需要在高真空下進(jìn)行蒸餾。
4.溶液中溶質(zhì)的濃度很低,用蒸餾方法能耗太大,經(jīng)濟(jì)上不合理。
液-液萃取技術(shù)的應(yīng)用不限于以上幾個(gè)方面,而是有著廣泛的前景。萃取與蒸餾兩種分離方法可以互相補(bǔ)充。實(shí)踐證明,適當(dāng)選用蒸餾或萃取,幾乎所有液體混合物都能有效而經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)組分間的分離。
三、液-液平衡關(guān)系
液-液萃取至少涉及三種物質(zhì),即原料液中的溶質(zhì)A和原溶劑B,以及萃取劑S。加入的萃取劑與原料液(A+B)形成的三組分物系有三種類型。(1)溶質(zhì)A溶于原溶劑B及萃取劑S中,但萃取劑S與原溶劑B不互溶,形成一對不互溶的混合液;(2)萃取劑S與原溶劑B部分互溶,與溶質(zhì)A互溶,形成一對部分互溶的混合液;(3)萃取劑S不僅與原溶劑B部分互溶而且與溶質(zhì)A也部分互溶,形成兩對部分互溶的混合液。

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