05.2.3萃取剂的选择 OLYTECHN 选择合适的萃取剂是保证萃取操作能够正常进行且经济合理的关键。 萃取剂的选择主要考虑以下因素。1C 1萃取剂的选择性及选择性系数」 ONGOL 萃取剂的选择性:萃取剂S对原料液中两个组分溶解能力的差 异 YTECHN POLYTE 若S对溶质A的溶解能力比对原溶剂B的溶解能力大得多,即萃 取相中y比yg大得多,萃余相中x比x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表示,其定义式为 萃取相中A的质量分数/萃余相中4的质量分数 B 萃取相中B的质量分数/萃余相中B的质量分数 ALIS8cAIN VI O k y INNER MONGOL IA UNIVERSITY POLYTECHNIC NER MCNGOL IA 2021年2月21日0第五章液一液萃取 26/120
2021年2月21日 第五章 液－液萃取 26/120 5.2.3 萃取剂的选择 选择合适的萃取剂是保证萃取操作能够正常进行且经济合理的关键。 萃取剂的选择主要考虑以下因素。 1.萃取剂的选择性及选择性系数 萃取剂的选择性：萃取剂S对原料液中两个组分溶解能力的差 异。 若S对溶质A的溶解能力比对原溶剂B的溶解能力大得多，即萃 取相中yA比yB大得多，萃余相中xB比xA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表示，其定义式为 B A B B A A B A B A k k x y x y x x y y B A B A = = = = 萃余相中 的质量分数 萃余相中 的质量分数 萃取相中 的质量分数 萃取相中 的质量分数
TECHN 〖说明〗 MONGOLIA √若6>1,说明组分A在萃取相中的相对含量比萃余相中 的高,即组分A、B得到了一定程度的分离,显然k值越大, k值越小,选择性系数尸就越大,组分A、B的分离也就越 容易,相应的萃取剂的选择性也就越高; 若B=1,则kk即取相和萃余相在脱除溶剂S后将 具有相同的组成,并且等于原料液的组成,说明A、B两组 分不能用此萃取剂分离,换言之所选择的萃取剂是不适宜 的。 数取剂的选择性越高,则完成一定的分离任务,所需的 萃取剂用量也就越少,相应的用于回收溶剂操作的能耗也 a就越低 y当组分B、S完全不互溶时,y20,则选择性系数趋于无 穷大,显然这是最理想的情况。7 证 R MCNGOLL UNIVERSI 2021年2月21日0第五章液一液萃取 27/120
2021年2月21日 第五章 液－液萃取 27/120 〖说明〗 ✓若β＞1，说明组分A在萃取相中的相对含量比萃余相中 的高，即组分A、B得到了一定程度的分离，显然kA值越大， kB值越小，选择性系数β就越大，组分A、B的分离也就越 容易，相应的萃取剂的选择性也就越高； ✓若β=1，则kA =kB，即萃取相和萃余相在脱除溶剂S后将 具有相同的组成，并且等于原料液的组成，说明A、B两组 分不能用此萃取剂分离，换言之所选择的萃取剂是不适宜 的。 ✓萃取剂的选择性越高，则完成一定的分离任务，所需的 萃取剂用量也就越少，相应的用于回收溶剂操作的能耗也 就越低。 ✓当组分B、S完全不互溶时，yB=0，则选择性系数趋于无 穷大，显然这是最理想的情况
05.2.3萃取剂的选择(续)大守 MONGOLIA 2.原溶剂B与萃取剂S的互溶度 x 如前所述,萃取操作都是在两相区 内进行的,达平衡后均分成两个平衡 的E相和R相。若将E相脱除溶剂,则 得到萃取液,根据杠杆规则,萃取液: 组成点必为SE延长线与AB边的交点, 显然溶解度曲线的切线SEm与AB边 的交点Em即为萃取相脱除溶剂后可 x 能得到的具有最高溶质组成的萃取液, 其组成为ymax,由图可知,选择与组 E 0分B具有较小互溶度的萃取剂S1比S2。互溶度对萃取操作的影响 更利于溶质A的分离 UNIVERSITY POLYTE INNER MCNGOL IA (a)组分B与S1互溶度小 (b)组分B与S1互溶度大 2021年2月21日0第五章液一液萃取 28/120
2021年2月21日 第五章 液－液萃取 28/120 5.2.3 萃取剂的选择（续） 2.原溶剂B与萃取剂S的互溶度 如前所述，萃取操作都是在两相区 内进行的，达平衡后均分成两个平衡 的E相和R相。若将E相脱除溶剂，则 得到萃取液，根据杠杆规则，萃取液 组成点必为SE延长线与AB边的交点， 显然溶解度曲线的切线 与AB边 的交点 即为萃取相脱除溶剂后可 能得到的具有最高溶质组成的萃取液， 其组成为 ，由图可知，选择与组 分B具有较小互溶度的萃取剂S1比S2 更利于溶质A的分离。 （a）组分B与S1互溶度小； （b）组分B与S1互溶度大 互溶度对萃取操作的影响 E E ' max SE ' Emax ' max y
05.2.3萃取剂的选择(续)大守 TECHN MONGOLIA 3.萃取剂回收的难易与经济性 萃取后的相和R相,通常以蒸馏的方法进行分离。萃取 剂回收的难易直接影响萃取操作的费用,从而在很大程度 上决定萃取过程的经济性。因此,要求萃取剂S与原料液中 的组分的相对挥发度要大,不应形成恒沸物,并且最好是 组成低的组分为易挥发组分。若被萃取的溶质不挥发或挥 发度很低时,则要求S的汽化热要小,以节省能耗 NIVERSITY POLYTECHNIC UNIVERSITY INNER MCNGOLIA VI O INNER MONGOL IA UNIVERSITY POLYTECHNIC 证 R MCNGOL LA 2021年2月21日0第五章液一液萃取 29/120
2021年2月21日 第五章 液－液萃取 29/120 5.2.3 萃取剂的选择（续） 3. 萃取剂回收的难易与经济性 萃取后的E相和R相，通常以蒸馏的方法进行分离。萃取 剂回收的难易直接影响萃取操作的费用，从而在很大程度 上决定萃取过程的经济性。因此，要求萃取剂S与原料液中 的组分的相对挥发度要大，不应形成恒沸物，并且最好是 组成低的组分为易挥发组分。若被萃取的溶质不挥发或挥 发度很低时，则要求S的汽化热要小，以节省能耗
05.23萃取剂的选择(续)人 TECHN 4萃取剂的其它物性1 √密度差:萃取剂与被分离混合物有较大的密度差(特别是对没有外加 能量的设备),可使两相在萃取器中能较快的分层,提高设备的生产能 力。1 ˇ界面张力:萃取物系的界面张力较大时,分散相液滴易聚结,有利于 分层,但界面张力过大,则液体不易分散,难以使两相充分混合,反而 使萃取效果降低。界面张力过小,虽然液体容易分散,但易产生乳化现 象,使两相较难分离,因之,界面张力要适中。 溶剂的粘度:溶剂的粘度低,有利于两相的混合与分层,也有利于流 动与传质,故当萃取剂的粘度较大时,往往加入其它溶剂以降低其粘度。 ˇ其它因素:如具有化学稳定性和热稳定性,对设备的腐蚀性要小,来 源充分,价格较低廉,不易燃易爆等。 通常,很难找到能同时满足上述所有要求的萃取剂,这就需要根据实 际情况加以权衡,以保证满足主要要求。 POLYTECH UNIVERSITY 2021年2月21日0第五章液一液萃取 30/120
2021年2月21日 第五章 液－液萃取 30/120 5.2.3 萃取剂的选择（续） 4.萃取剂的其它物性 ✓密度差：萃取剂与被分离混合物有较大的密度差(特别是对没有外加 能量的设备)，可使两相在萃取器中能较快的分层，提高设备的生产能 力。 ✓界面张力：萃取物系的界面张力较大时，分散相液滴易聚结，有利于 分层，但界面张力过大，则液体不易分散，难以使两相充分混合，反而 使萃取效果降低。界面张力过小，虽然液体容易分散，但易产生乳化现 象，使两相较难分离，因之，界面张力要适中。 ✓溶剂的粘度：溶剂的粘度低，有利于两相的混合与分层，也有利于流 动与传质，故当萃取剂的粘度较大时，往往加入其它溶剂以降低其粘度。 ✓其它因素：如具有化学稳定性和热稳定性，对设备的腐蚀性要小，来 源充分，价格较低廉，不易燃易爆等。 通常，很难找到能同时满足上述所有要求的萃取剂，这就需要根据实 际情况加以权衡，以保证满足主要要求