《化工原理》第九章--萃取ppt课件.ppt

化工原理 第九章 萃取 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 第一节 液-液萃取的基本原理 一、基本概念 液-液萃取是分离均相液体混合物的单元操作之一利用液体混合物中各组分在某溶剂中溶解度的差异，而达到混合物分离的目的萃取属于传质过程本章主要讨论双组分均相液体混合物（A+B）的萃取过程 所选用溶剂称为萃取剂S，混合液中被分离出的组分称为溶质A，原混合液中与萃取剂不互溶或仅部分互溶的组分称为原溶剂B操作完成后所获得的以萃取剂为主的溶液称为萃取相E，而以原溶剂为主的溶液称为萃余相R除去萃取相中的萃取剂后得到的液体称为萃取液E’，同样，除去萃余相中的萃取剂后得到的液体称为萃余液R’ 可见，萃取操作包括下列步骤：（1）原料液（A+B） 与萃取剂的混合接触；（2）萃取相E与萃余相R的分离；（3）从两相中分别回收萃取剂而得到产品E’、R’ 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 二、萃取在工业生产中的应用 1．溶液中各组分的相对挥发度很接近或能形成恒沸物，采用一般精馏方法进行分离需要很多的理论板数和很大的回流比，操作费用高，设备过于庞大或根本不能分离。

2．组分的热敏性大，采用蒸馏方法易导致热分解、聚合等化学变化 3．溶液沸点高，需要在高真空下进行蒸馏 4．溶液中溶质的浓度很低，用蒸馏方法能耗太大，经济上不合理 液-液萃取技术的应用不限于以上几个方面，而是有着广泛的前景萃取与蒸馏两种分离方法可以互相补充实践证明，适当选用蒸馏或萃取，几乎所有液体混合物都能有效而经济的实现组分间的完全分离 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 三、液-液平衡关系 液-液萃取至少涉及三种物质，即原料液中的溶质A和原溶剂B，以及萃取剂S加入的萃取剂与原料液（A+B）形成的三组分物系有三种类型1）溶质A完全溶于原溶剂B及萃取剂S中，但萃取剂S与原溶剂B完全不互溶，形成一对完全不互溶的混合液；（2）萃取剂S与原溶剂B部分互溶，与溶质A完全互溶，形成一对部分互溶的混合液；（3）萃取剂S不仅与原溶剂B部分互溶而且与溶质A也部分互溶，形成两对部分互溶的混合液第一种情况较少见，第三种情况应尽量避免，我们讨论的是第二种情况。

为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 1．三组分系统组成的表示法 液-液萃取过程也是以相际的平衡为极限三组分系统的相平衡关系常用三角形坐标图来表示混合液的组成以在等腰直角三角形坐标图上表示最方便，因此萃取计算中常采用等腰直角三角形坐标图 在图9-1中，三角形的三个顶点分别表示纯组分习惯上以顶点A表示溶质，顶点B表示原溶剂，顶点S表示萃取剂三角形任何一个边上的任一点代表一个二元混合物，如AB边上的H点代表由A和B两组分组成的混合液，其中A的质量分数为0.7，B为0.3三角形内任一点代表一个三元混合物，如图M中的点，过M点分别作三个边的平行线ED、HG与KF，其中A的质量分数以线段MF表示, B的以线段MK表示，S的以线段ME表示由图可读得：WA =0.4，WE=0.3，WS=0.3可见三个组分的质量分数之和等于1 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 图9－1 组成在三角形相图上的表示方法为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 此外，M点的组成也可由ME线段读出萃取剂S的含量，MF线段读出溶质A的含量，原溶剂B的含量不直接从图上读出，而是可方便地计算出，即：B=100-(S+A)。

直角等腰三角形可用普通直角坐标纸绘制有时，也采用不等腰直角三角形表示相组成，只有在各线密集不便于绘制时，可根据需要将某直角边适当放大，使所标绘的曲线展开，以方便使用 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 2．溶解度曲线和联结线 在组分和的原料液中加入适量的萃取剂S，经过充分的接触和静置后，形成两个液层萃取相E及萃余相R达到平衡时的两个液层称为共轭相若改变萃取剂S的用量，则得到新的共轭相在三角形坐标图上，将代表各平衡液层的组成坐标点联结起来的曲线称为溶解度曲线，如图9-2所示曲线以内为两相区，以外为单相区图中点R及E表示两平衡液层萃余相及萃取相的组成坐标，两点的联线称为联结线溶解度曲线是根据若干组共轭相的组成绘出的溶解度曲线在点P分为左右两部分，P点称为临界混溶点，又称褶点，通过这一点的联结线无限短，在此点处R和E两相组成完全相同，溶液变为均一相 溶解度曲线及联结线数据均由实验测得 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 3．辅助曲线 在一定温度下，任何物系的联结线有无穷多条，而且互成平衡两液层的组成是由实验测定的。

因此，常用一条辅助曲线间接表示互成平衡的两液层组成之间的关系 参阅图9-3，图中已知四对相互平衡液层的坐标位置，即R1、E1；R2、；R3、E3及R4、E4各点从点E1作边AB的平行线，从点R1作BS边的平行线，两线相交于点F再从另三组的坐标点用同样的方法作图得交点G、H和J，联各交点的曲线FGHJ即为辅助曲线，又称共轭曲线辅助曲线与溶解度曲线的交点即为临界混溶点借辅助曲线即可从某一液相（E相和R相）的已知组成，用图解内插法求出与此液相平衡的另一液相（E相和R相）的组成若已测出的某条联结线位置接近临界混溶点，则可将辅助线外推求出P，若距离较远，用外延辅助曲线方法求点P是不准确的临界混溶点数据应由实验测定出 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 图9－2 溶解度曲线与联接线为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 图9－3 三元物系的辅助曲线图9－4 杠杆规则的应用为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 4．杠杆规则 如图9-4所示，分层区内任一点所代表的混合液可以分为两个液层，即互成平衡的相E和相R。

若将相E与相R混合，则总组成M即为点，M点称为和点，而E点与R点称为差点混合液M与两液层E与R之间的数量关系可用杠杆规则说明 （1）代表混合液总组成的点M和代表两平衡液层的两点（E和R）应处于一直线上 （2）E相和R相的量与线段MR和ME的长度成比例，即： （9-1）为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 式中 E、R ——分别代表相和相的质量，kg； MR 、ME ——分别代表线段MR和ME的长度 若三元混合物M是由二元混合液F和纯组分混合S而成的，如图9-4所示，则为M与S的和点F，M与S、F处于同一直线上同样可依杠杆规则得出如下关系： （9-2） 式中S、F——分别代表纯组分和二元混合物的质量，kg； MF、MS ——分别代表线段和的长度。

若向二元混合物F中逐渐加入S，则其组成变化沿线FS由F向S线逐渐移动，而其余二组分（A与B）的比例则保持不变（仍是原来在二元溶液F中的比例关系） 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 5．分配系数 在一定温度下，当达到平衡时，溶质组分A在两个液层（E相和R相）中的浓度之比称为分配系数，以表示KA，即： KA = （9-3） 同样，对于组分B也可写出相应的分配系数表达式，即： （9-3a） 式中 YA、YB——分别为组分、在萃取相中的质量分数； XA、XB——分别为组分、在萃余相中的质量分数 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 分配系数表达了某一组分在两个平衡液相中的分配关系。

显然，KA值愈大，萃取分离的效果愈好 KA值与联结线的斜率有关当KA =1，则YA=XA，联结线与底边BS平行，其斜率为零；如KA＞1，则YA＞XA ，联结线的斜率大于零；也有时KA＜1，则YA＜ XA，斜率小于零不同物系具有不同的分配系数KA值，同一物系KA值随温度及溶质浓度而变化，在恒定温度下， KA值只随溶质A的组成而变为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 四、萃取过程在三角形相图上的表示 当进行萃取操作时，原料液F为二元混合物（含有A与组分B），F点必在边AB上若在原料液F中加入纯萃取剂，S由杠杆规则知，加入S以后的混合液组成点M必在直线FS上S与F的数量关系依杠杆规则由式（9-2）确定 M点位于两相区内，当F和S经充分混合后，分为两个液层相E与相R（参看图9-5）此两液层达到平衡时，其数量间的关系同样可依杠杆规则由式（9-1）确定为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 进行萃取操作之后，可得到萃取相E与萃余相R。

其中所含萃取剂S必须回收循环使用，同时可获得含溶质浓度较高的产品若从萃取相E和萃余相R中完全脱除萃取剂S，则可以得到萃取液E’和萃余液R’延长SE和SR线，分别交AB边于点E’与点R’，即为该两液相组成的坐标位置从图9-5可看出萃取液E’中溶质A的含量比原料液F中为高（F中含A40%，而E’中A含65%）萃余液R’中含原溶剂的量比原料液中为高（中含60%，而中含88%）原料液F经过萃取并脱除萃取剂S以后，所含有的A、B组分获得部分分离的效果 E’与R’间的数量关系仍用杠杆规则来确定，即：为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 若从点作溶解度曲线的切线，切点为，延长此切线与边相交于点，此点即为在一定操作条件下，可能获得的含组分最高的萃取液的组成点即萃取液中组分能达到的极限浓度 图9－5 萃取过程在三角形相图上的表示为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 五、影响萃取操作的主要因素 影响萃取操作的因素很多，主要有三个方面：①物系本身的性质，其中萃取剂的选择是主要因素；②操作因素，其中温度是主要因素；③设备因素。

下面将依次讨论萃取剂的选择和操作温度的影响，而在设备一节单独讨论设备的影响 1.萃取剂的选择 选择适宜的萃取剂是萃取操作分离效果和经济性的关键选择萃取剂时主要应考虑一下性能：为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 （1）萃取剂的选择性及选择性系数 选择性是指萃取剂S对原料液中A、B两个组分溶解能力的差别若萃取剂S对溶质A的溶解能力比对原溶剂B的溶解能力大得多，那么这种萃取剂的选择性就好萃取剂的选择性可用选择性系数β来衡量，即： （9-4） 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 由式（9-4）可知，选择性系数β是溶质A和原溶剂B分别在萃取相R和萃余相中分配系数之比。

β与蒸馏中的相对挥发度α很相似，如β=1，则KA=KB，YA/XA=YB/XB，即， YA/YB= XA/XB即萃取相和萃余项脱出萃取剂后得到的萃取液与萃余液将具有同样的组成，并与料液的组成一样，所以不可能用萃取方法分离如β＞1，则KA>KB，萃取能够实现，β越大，分离越易由β值的大小可判断所选择萃取剂是否适宜和分离的难易 萃取剂的选择性好，对一定的分离任务，可减少萃取剂用量，降低回收溶剂操作的能量消耗，并且可获得纯度较高的产品 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 图9－6 萃取剂与原溶剂的互溶度的影响为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 （2）萃取剂S与原溶剂B的互溶度 图9-6表示了在相同温度下，同一种含A、B组分的原料液与不同性能的萃取剂S1、S2所构成的相平衡关系图图9-6（a）表明B、S1互溶度小，两相区面积大，萃取液中组分A的极限浓度E’大较大，图9-6（b）表明选用萃取剂S2时，其极限浓度较小。

显然萃取剂与原溶剂的互溶度E’大越小，越有利于萃取 （3）萃取剂回收的难易与经济性 萃取剂通常需要回收后循环使用，萃取剂回收的难易直接影响萃取的操作费用回收萃取剂所用的方法主要是蒸馏若被萃取的溶质是不挥发的，而物系中各组分的热稳定性又较好，可采用蒸发操作回收萃取剂 在一般萃取操作中，回收萃取剂往往是费用最多的环节，有时某种萃取剂具有许多良好的性能，仅由于回收困难而不能选用 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 （4）萃取剂的物理性质 ①密度 萃余相与萃取相之间应有一定的密度差，以利于两个液相在充分接触以后能较快地分层，提高设备的生产能力 ②界面张力 物系的界面张力较大时，细小的液滴比较容易聚结，使两相易于分层，但分散程度较差界面张力过小时，易产生乳化现象，使两相较难分层在实际操作中，液滴的聚集更为重要，故一般多选用界面张力较大的萃取剂有人建议，将萃取剂和原料液加入分液漏斗中，经充分激烈摇动后，以两液相在五分钟以内能够分层的，作为萃取剂界面张力适当与否的大致判别标准。

③其他 为了便于操作、输送及贮存，萃取剂的黏度与凝固点应较低，并应具有不易燃、毒性小等优点此外，萃取剂还应具有化学稳定性、热稳定性以及抗氧化稳定性，对设备的腐蚀性也应较小 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 图9－7 温度对互溶度的影响为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节 液-液萃取的基本原理 2．操作温度的影响 相图上两相区面积的大小，不仅取决于物系本身的性质，而且与操作温度有关一般情况下，温度升高溶解度增大，温度降低溶解度减小如图9-7所示，两相区的面积随温度升高而缩小若温度继续上升，两相区就会完全消失，成为一个完全互溶的均相三元物系此时萃取操作便无法进行 对同一物系，当温度降低时，两相区增加，对萃取有利但温度降低会使溶液黏度增加，不利于两相间的分散、混合和分离，因此萃取操作温度应作适当的选择为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第二节 萃取操作流程与萃取过程的计算 一、单级接触萃取流程与计算 单级萃取流程较简单，如图9-8所示，既可用于间歇操作，也可用于连续生产。

原料液与萃取剂借助于搅拌器的作用在萃取器内进行充分混合，然后将混合液引入分离器，分为萃取相与萃余相两层最后将两相分别引入萃取剂回收设备以回收萃取剂 图9-9所示为单级接触萃取操作的图解，图中各点所用符号意义同前在计算中，一般以生产任务所规定的原料液量及其组成为根据此外，萃余相（或萃余液）的组成大多为生产中所要控制的指标，也为已知值通过计算可求出萃取剂的需用量，以及萃取相和萃余相的量及组成其步骤如下：为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第二节 萃取操作流程与萃取过程的计算 1.设S加的萃取剂是纯态的，故的组成位于三角形的A右顶点由已知原料液组成（假定其中只含有组分A和B）在三角形的边AB上确定F点，联SF线，代表原料液与萃取剂的混合液的组成点M必SF上图9－8 单级接触萃取流程示意图图9－9 单级接触萃取操作图解法为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第二节 萃取操作流程与萃取过程的计算 2.根据萃取系统的液-液相平衡数据可作出辅助曲线（图中未画出）。

前已述及，只要两平衡液层中，已知其中任一个液层的组成，则另一液层的组成可利用此辅助曲线求出(参看例9-2)先由已知的萃余液组成，在AB边上确定R’，联SR’线，与溶解度曲线相交于R点，再由R点利用辅助曲线求出E点（图中未示出此步骤）联RE直线，RE线与SF线的交点即为混合液的组成点M按杠杆规则可求出S的量为： S/F=MF/MS 故 S=F· MF/MS （9-5） 式中F的量为已知，MF与MS两线段长度可从图上量出，则萃取剂S的量可由上式求出为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第二节 萃取操作流程与萃取过程的计算 3．求R、E及R’、E’的量 联线SE并延长与边AB相交于E’点，即为萃取液的组成点。

萃取相与萃余相的量E、R也可由杠杆规则求得： E/R=MR/ME E=R· MR/ME （9-6） 因M=S+R为已知，MR与ER两线段长度可从图上量出，故E可由上式求得 依总物料衡算：F+S=R+E=M 则 R=M-E （9-7） 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第二节 萃取操作流程与萃取过程的计算 从萃取相和萃余相中回收萃取剂后所得的萃取液E’和R’萃余液，其组成点均在三角形相图的边AB上（假定R’与E’中的萃取剂已脱净），故R’与E’的量也可依杠杆规则求得： E’/F=FR’/E’R’ 则 E’=F· FR’/E’R’ （9-8） 由式（9-8）求得E’后，则可依下式求： R’=F-E’ （9-9）为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第二节 萃取操作流程与萃取过程的计算 二、多级萃取流程 1．多级错流萃取流程 单级接触式萃取设备中所得到的萃余相中，往往还含有较多的溶质。

为了将这些溶质进一步萃取出来，可采用多级错流萃取，即将若干个单级萃取设备串联使用，并在每一级中均加入新鲜萃取剂如图9-10所示（图中为三级），原料液F从第1级中加入，各级中均加入新鲜萃取剂S，由第1级中分出的萃余相R1引入第2级，由第2级中分出的萃余相R2再引入第3级，分出萃余相R3进入萃取剂回收装置，得到萃余液R’各级分出的萃取相E1、E2、E3汇集后送到萃取剂回收设备，得到萃取液E’回收的萃取剂循环使用 多级错流萃取时，由于每一级都加入新鲜萃取剂，使过程推动力增加，有利于萃取传质，并可降低最后萃余相中的溶质浓度但萃取剂用量大，使其回收和输送的能耗增加因此，这一流程的应用受到一定限制 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第二节 萃取操作流程与萃取过程的计算 图9－10 多级错流萃取流程示意图为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第二节 萃取操作流程与萃取过程的计算 2．多级逆流萃取流程 多级逆流萃取流程与上述多级错流萃取流程相比，所不同的是萃取剂S不是分别加入各级，而是在最后一级加入，逐次通过各级，最终萃取相由第1级排出。

参看图9-11，原料液从第1级加入，逐次通过各级，萃余相RN由末一级（图中第级）排出萃余相RN与萃取相E1可分别送入萃取剂回收设备回收萃取剂循环使用这种流程与上述多级错流萃取流程相比，萃取剂耗用量大为减少，因而在工业上应用广泛为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第二节 萃取操作流程与萃取过程的计算 图9－11 多级逆流萃取流程示意图为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节 液-液萃取设备 一、基本概念 在液-液萃取过程中，要求萃取设备能使萃取剂与混合物充分的接触，以达到良好的传质目的，而经过一段萃取时间后，又能使萃取相与萃余相很好的分离显然，萃取设备应具有“充分混合与完全分离”的能力 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节 液-液萃取设备 液-液萃取是传质过程，与吸收和蒸馏过程类似。

在萃取设备中有两个液相，连续相和分散相，传质发生在液滴群（分散相）与连续相之间液滴在生成上升或下降运动阶段和液滴聚集时均发生传质通常是使一相分散成液滴状态分布于另一作为连续相的液相中，液滴的大小对萃取有重要影响如液滴过大，则传质表面积减少，对传质不力；但如液滴过小，虽然传质面积增加，但分散液滴的凝集速度随之下降，有时甚至会发生乳化，同时液相间的密度差较气液相间的密度差要小得多，这些因素都会使混合后两液相的重新分层发生困难因此要根据物系性质选择适宜的萃取设备 液-液传质设备类型很多，按两相接触方式有分级接触式和微分接触式；按操作方式有间歇式和连续式；按设备和操作级数有单级和多级；按有无外加机械能量以及外加能量的方式和设备结构型式又可分为许多种 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节 液-液萃取设备 二、萃取设备简介 1．混合-澄清槽 图9-12a所示是由带有搅拌器的混合槽和分离槽组合成一组的萃取设备，称为混合-澄清萃取器操作时，原料液和萃取剂加入混合槽中经一定时间激烈的搅拌后，再进入分离槽内澄清分层。

密度较小的液相在上层，较大的在下层图9-12b为将混合器与澄清器组装于同一容器内的混合-澄清槽 可以将多个混合-澄清槽串联操作，这样便构成了多级混合-澄清槽为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节 液-液萃取设备 图9－12 典型的混合－澄清槽为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节 液-液萃取设备 2．塔式萃取设备 用于萃取的塔设备有填料塔、筛板塔、转盘塔等塔式液-液萃取设备适宜于连续逆流操作原料液、萃取剂两液体中的重液由塔顶部进入，轻液由塔底部进入，在塔内两液相呈逆流接触进行萃取单位时间内通过萃取塔的原料液与萃取剂的流量不能任意加大一方面由于通入液体量过大，则两项接触时间减少，会使萃取效果差另外，因两相是逆流流动，随着两相流速的加大，流体流动的阻力也随之加大当流速增大到某一定值时，一相会因流体阻力加大而被另一相夹带流出塔外，此种两个液体相互夹带的现象称为萃取塔的“液泛”，它使萃取操作中流量达到了负荷的最大极限值的标志。

为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节 液-液萃取设备 （1）填料萃取塔 填料萃取塔与用于吸收的填料塔基本相同，即在塔体内支承板上充填一定高度的填料层，如图9-13所示塔内填料的作用除可使分散相的液滴不断破裂与再生，以使液滴表面不断更新外，还可减少连续相在塔内的轴向混合轴向混合会降低传质的推动力 填料萃取塔中所用填料的材质应有所选择，除应考虑溶液的腐蚀性外，还应考虑填料的材质是否易为连续相所润湿一般，陶瓷填料易为水溶液润湿；炭质或塑料填料易为有机溶液所润湿，如聚乙烯、聚丙烯、含氟塑料等均是不亲水的；金属填料对水溶液与有机溶液的润湿性能无显著差异，一般均可为二者润湿如果所确定的分散相很易于润湿填料，则分散相将在填料表面形成小的流股，从而减少了相际接触面积，降低了萃取速率为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节 液-液萃取设备 作为分散相的条件应是：①流量较大的一相作为分散相，这样可以获得较大的相际接触表面。

②不易润湿 填料表面的液相作为分散相，如这样是可保持分散相更好地形成液滴状而分散于连续相之中，以增大相际接触面积 在普通填料萃取塔内，两相依靠密度差而逆流流动，相对速度较小，界面湍动程度低，限制了传质速率的进一步提高为了防止分散相液滴过多聚结，可向填料提供外加脉动能量，造成液滴脉动，这种填料塔称为脉冲填料萃取塔脉动的产生，通常采用往复泵，有时也采用压缩空气来实现如图9-14所示为借助活塞往复运动使塔内液体产生脉动运动但需注意，向填料塔加入脉冲会使乱堆填料趋向定向排列，导致沟流，因而使脉冲填料塔的应用受到限制为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节 液-液萃取设备 图9－13 填料萃取塔图9－14 脉冲填料塔为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节 液-液萃取设备 填料萃取塔因构造简单，萃取效果较好，广泛应用于工业生产中尤其适宜处理腐蚀性液体。

（2）筛板萃取塔 筛板萃取塔与用于蒸馏的设备是同样构造的设备，图9-15a是以轻液相为分散相的筛板塔示意图，塔内有若干层开有小孔的筛板若轻液相为分散相，操作时轻相通过板上筛孔分成细滴向上流，然后又聚结于上一层筛板的下面连续相由溢流管流至下层，横向流过筛板并与分散相接触图9-15b是以重液相为分散相的筛板塔板示意图若以重液相为分散相，则重液相的液滴聚结于筛板上面.然后穿过板上小孔分散成液滴当以重液相为分散相时，则应将溢流管的位置改装与筛板的上方筛板塔内一般也应选取不易润使塔板的一相作为分散相由于液滴的分散与聚结在每一塔板上反复进行，筛板萃取塔的萃取效果比填料萃取塔有所提高为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节 液-液萃取设备 （3）转盘萃取塔 转盘萃取塔的结构如图9-16所示塔体内装有多层固定在塔体上的环形挡板，挡板称为固定环，它使塔内形成许多分隔开的空间在每一个分割空间的中央位置处均有一层固定在中央转轴上的水平圆盘，圆盘称为转盘操作时水平圆盘随中心轴而高速旋转，促进了液滴的分散，因而加大了相际接触面积。

转盘萃取塔的萃取效果较好，设备也可以小型化，近年来应用于各种萃取场合 其他类型的萃取塔，可参考有关萃取操作专论，在此不一一列举为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节 液-液萃取设备 图9－15 筛板萃取塔与筛板结构示意 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节 液-液萃取设备 图9－17 离心萃取机图9－16 转盘萃取塔 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节 液-液萃取设备 3．离心式萃取器 图9-17所示为常用的离心式萃取器，又称离心萃取机它由一个高速旋转的螺旋转子，装在固定的外壳中组成螺旋转子是由多孔长带卷成的，它的旋转速度为2000～5000。

操作时，轻液被送至螺旋的外圈，而重液则由螺旋中心引入在离心力场的作用下，重液相由螺旋的中部向外流，轻液相由外圈向中部流动，于是两相在相互逆流过程中，于螺旋形通道内密切接触重液相从螺旋的最外层经出口通道而流到器外，轻液相则由萃取器中部经出口通道流到器外为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节 液-液萃取设备 离心萃取机的特点在于高速度旋转时，能产生500～5000倍于重力的离心力来完成两相的分离，所以使密度差很小、容易乳化的液体，都可以在离心萃取机内进行高效率的萃取 离心萃取机的结构紧凑，可以节省时间，降低机内储液量，再加流速高，使得料液在机内的停留时间很短，这在处理热敏性物料时，显得很有成效但它的构造复杂，制造较困难，投资也较高，加之能量消耗又大，使其推广应用受到一定限制。