液-液萃取是分离均匀液体混合物的单元操作之一。利用各组分在某种溶剂中的溶解度差异,达到混合物分离的目的。萃取是一个传质过程。本章主要讨论双组分均相液体混合物(A+B)的萃取过程。
选择的溶剂称为萃取剂S,混合溶液中分离出来的组分称为溶质A,原混合溶液中与萃取剂不混溶或仅部分混溶的组分称为原溶剂b,操作完成后,主要由萃取剂组成的溶液称为萃取相E,主要由原溶剂组成的溶液称为萃余相R..在萃取相中除去萃取剂后得到的液体称为萃取液E′,同样,在萃余相中除去萃取剂后得到的液体称为萃余液R′。
可以看出,萃取操作包括以下步骤:(1)原料溶液(A+B)与萃取剂的混合接触;(2)分离萃取相E和萃余相R;(3)从两相中分别回收萃取剂,得到产品E’和R’。
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彼此接近或能形成恒沸物。一般的精馏方法需要大量的理论塔板和较大的回流比进行分离,操作成本高,设备过大或根本无法分离。
2.成分对热敏感,蒸馏容易引起热分解、聚合等化学变化。
3.该溶液沸点高,需要在高真空下蒸馏。
4.溶液中溶质浓度很低,蒸馏法耗能太大,经济上不合理。
液液萃取技术的应用不仅限于以上几个方面,而是有着广阔的前景。萃取和蒸馏可以相辅相成。实践证明,只要选择适当的蒸馏或萃取方法,几乎所有的液体混合物都能有效而经济地分离组分。
第三,液-液平衡关系
液-液萃取涉及至少三种物质,即原料液中的溶质A、原溶剂B和萃取剂S。加入的萃取剂和料液(A+B)形成三种类型的三组分体系。(1)溶质A溶于原溶剂B和萃取剂S中,但萃取剂S和原溶剂B不互溶,形成一对不互溶的混合溶液;(2)萃取剂S与原溶剂B部分互溶,与溶质A部分互溶,形成一对部分互溶的混合溶液;(3)萃取剂S不仅与原溶剂B部分混溶,而且与溶质A部分混溶,形成两对部分混溶的混合溶液。