1、01 液-液萃取的基本原理 在液體混合物中加入與其不完全混溶的液體溶劑(萃取劑),,形成液-液兩相,,利用液體混合物中各組分在兩液相中溶解度的差異而達(dá)到分離的目的。稱溶劑萃取,,簡稱萃取,。 溶質(zhì):混合液中被分離出的物質(zhì); 稀釋劑(原溶劑):混合液中的其余部分,; 萃取劑:萃取過程中加入的溶劑,。 萃取劑對溶質(zhì)應(yīng)有較大的溶解能力,對于稀釋劑則不互溶或僅部分互溶,。 02 液-液萃取過程的分類 按性質(zhì)可分為物理萃取和化學(xué)萃取,; 按萃取對象可分為有機(jī)物萃取和無機(jī)物萃取。 03 液液萃取操作的基本流程 04 單級萃取 單級萃取最多為一次平衡,,故分離度不高,,只適用于溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度很大或溶質(zhì)萃取率要求不高的場合。 04 多級錯(cuò)流萃取 原料液一次通過各級,、新鮮溶劑則分別介入各級的混合槽中,,萃取相和最后一級的萃余相分分別進(jìn)入溶劑回收設(shè)備,回收溶劑后的萃取相稱為萃取液,,回收溶劑后的萃余相稱為萃余液,。 特別:萃取率比較高,但萃取劑用量較大,,溶劑回收處理量大,,能耗較大,,水平排列的設(shè)備占地面積大,并且設(shè)備費(fèi)用高,。 05 微分接觸式(連續(xù)接觸式)萃取 一般為塔式設(shè)備(噴淋塔,、填料塔、轉(zhuǎn)盤塔,、振動篩板塔等),。 一液相為連續(xù)相,另一液相為分散相,,分散相和連續(xù)相呈逆流流動,; 兩相在流動過程中進(jìn)行質(zhì)量傳遞,其濃度沿塔高呈連續(xù)微分變化,; 兩相的分離在塔的上下兩端進(jìn)行,。 1、篩板塔 如果輕液為分散相,,分散相穿過各層篩板自下而上流動,,而作為連續(xù)相的重液則沿篩板橫向流動,由降液管流入下層篩板,。輕液通過板上篩孔分散為液滴,,與板上橫向流動的連續(xù)相接觸傳質(zhì)。輕液在每層篩板上層空間形成清液層,,在兩相密度差作用下,,經(jīng)上層篩板再次被分散成液滴而浮生,傳質(zhì)效率較高,。 2、噴灑塔 噴灑塔是結(jié)構(gòu)最簡單的傳質(zhì)設(shè)備,,但傳質(zhì)效果差,。操作時(shí),輕重兩液體分別由塔底和塔頂加入,,在密度差作用下呈逆流流動,。兩液體中一個(gè)為連續(xù)相充滿塔內(nèi)主要空間,而另一液體以液滴形式分散于連續(xù)相,,使兩相傳質(zhì),。塔內(nèi)兩端各有一澄清室,供兩相分離,。兩相分層界面位置可由閥門和II形管的高度控制,。 06 萃取操作使用范圍 萃取過程本身并未完全完成分離任務(wù),而只是將難于分離的混合物轉(zhuǎn)變成易于分離的混合物,,要得到純產(chǎn)品并回收溶劑,,必須輔以精餾(或蒸發(fā))等操作,。 萃取操作一般用于: 1) 混合液中各組分的沸點(diǎn)很接近或形成恒沸混合物,用一般精餾方法不經(jīng)濟(jì)或不能分離,;例如甲醇精餾,,甲醇容易與烷烴形成共沸,加水拉開甲醇與烷烴的沸點(diǎn),。 2) 混合液中含熱敏性物質(zhì),,受熱易分解、聚合或發(fā)生其他化學(xué)反應(yīng),。 3) 混合液中需分離的組分濃度很低,,采用精餾方法須將大量的稀釋劑汽化,能耗太大,。 07 常見萃取設(shè)備動圖 1,、混合-沉降萃取器 原料與溶劑加入混合槽,經(jīng)攪拌接觸萃取,,萃取液送入沉降槽,,分別得到萃取液和萃余液。 2,、離心萃取機(jī) 一個(gè)多孔長帶卷成螺旋轉(zhuǎn)子并高速旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速高達(dá)2000-5000轉(zhuǎn)/分),,輕液被送到螺旋轉(zhuǎn)子外圍,重液在離心力作用下,,通過小孔由里向外運(yùn)行,,兩相發(fā)生接觸傳質(zhì)。 3,、脈沖篩板萃取塔 在篩板塔下部設(shè)置一套脈沖發(fā)生器(活塞泵,、隔膜泵等),使塔中物料產(chǎn)生頻率較高(30-250次/分) ,,沖程較?。?-25mm)的脈沖,加快在篩孔中的接觸傳質(zhì),。 4,、篩板萃取塔 塔底引入輕相(分散相),經(jīng)篩孔分散后,,在重相(連續(xù)相)中上升,,到上一層篩板下部聚集一層輕液,再分散,,再聚集,,分散的過程即萃取傳質(zhì)過程,塔頂和塔底分別得到萃取相和萃余相,。 5,、填料萃取塔 輕相由塔頂引入,,重相由塔頂加入,兩相在填料表面接觸傳質(zhì),。 6,、往復(fù)篩板萃取塔 利用曲軸,使中心軸上的篩板做上下往復(fù)運(yùn)動,,促使液體在篩孔噴射引起分散混合,,進(jìn)行接觸傳質(zhì)。 7,、轉(zhuǎn)盤篩板萃取塔 利用轉(zhuǎn)盤的機(jī)械回轉(zhuǎn),,帶動連續(xù)相和分散相一起轉(zhuǎn)動,增加相接觸面積,,強(qiáng)化萃取傳質(zhì)過程,。
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