[拼音]:cuiqu
[外文]:extraction
又称溶剂萃取或液液萃取(以区别于固液萃取,即浸取),亦称抽提(通用于石油炼制工业),一种用液态的萃取剂处理与之不互溶的双组分或多组分溶液,实现组分分离的传质分离过程,是一种广泛应用的单元操作。
沿革1842年E.-M.佩利若研究了用乙醚从硝酸溶液中萃取硝酸铀酰。1903年L.埃迪兰努用液态二氧化硫从煤油中萃取芳烃,这是萃取的第一次工业应用。20世纪40年代后期,生产核燃料的需要促进了萃取的研究开发。现今萃取已应用于石油馏分的分离和精制,铀、钍、钚的提取和纯化,有色金属、稀有金属、贵重金属的提取和分离,抗菌素、有机酸、生物碱的提取,以及废水处理等。
原理向待分离溶液(料液)中加入与之不相互溶解(至多是部分互溶)的萃取剂,形成共存的两个液相。利用原溶剂与萃取剂对各组分的溶解度(包括经化学反应后的溶解)的差别,使它们不等同地分配在两液相中,然后通过两液相的分离,实现组分间的分离。如碘的水溶液用四氯化碳萃取,几乎所有的碘都移到四氯化碳中,碘得以与大量的水分开。
最基本的操作是单级萃取。它是使料液与萃取剂在混合过程中密切接触,让被萃组分通过相际界面进入萃取剂中,直到组分在两相间的分配基本达到平衡。然后静置沉降,分离成为两层液体,即由萃取剂转变成的萃取液和由料液转变成的萃余液。单级萃取达到相平衡时,被萃组分B的相平衡比,称为分配系数K,即:
K=yB/xB
式中yB和xB分别为B组分在萃取液中和萃余液中的浓度。浓度的表示方法需考虑组分的各种存在形式,按同一化学式计算。
若料液中另一组分D也被萃取,则组分B的分配系数对组分D的分配系数的比值,即B对D的分离因子,称为选择性系数α,即:
α=KB·KD=yB·xD/(xB·yD)
时,组分B被优先萃取;α=1表明两组分在两相中的分配相同,不能用此萃取剂实现此两组分的分离。
方法单级萃取对给定组分所能达到的萃取率(被萃组分在萃取液中的量与原料液中的初始量的比值)较低,往往不能满足工艺要求,为了提高萃取率,可以采用多种方法:
(1)多级错流萃取。料液和各级萃余液都与新鲜的萃取剂接触(图1),可达较高萃取率。但萃取剂用量大,萃取液平均浓度低。
(2)多级逆流萃取。料液与萃取剂分别从级联(或板式塔)的两端加入,在级间作逆向流动,之后成为萃余液和萃取液,各自从另一端离去(图2)。料液和萃取剂各自经过多次萃取,因而萃取率较高,萃取液中被萃组分的浓度也较高,这是工业萃取常用的流程。
(3)连续逆流萃取。在微分接触式萃取塔(见萃取设备)中,料液与萃取剂在逆向流动的过程中进行接触传质,也是常用的工业萃取方法。料液与萃取剂之中,密度大的称为重相,密度小的称为轻相。轻相自塔底进入,从塔顶溢出;重相自塔顶加入,从塔底导出。萃取塔操作时,一种充满全塔的液相,称连续相;另一液相通常以液滴形式分散于其中,称分散相。分散相液体进塔时即行分散,在离塔前凝聚分层后导出。料液和萃取剂两者之中以何者为分散相,须兼顾塔的操作和工艺要求来选定。此外,还有能达到更高分离程度的回流萃取和分部萃取。
后续操作在萃取过程中被萃取组分从料液转移到萃取液中。除直接应用或弃去萃取液,均须分离萃取液以取得萃取产品和再生萃取剂,有的萃取液可用蒸馏或蒸发分离;有的萃取液需用反萃取分离。反萃取是萃取的逆过程,将被萃组分从萃取液转移到反萃剂中,成为反萃液,同时得到再生的萃取剂供循环使用。组成反萃液的溶剂,一般和料液相同,便于下一步加工。当萃取剂在萃余液中有较大溶解度时,还需考虑从萃余液中回收萃取剂。
应用萃取与其他分离溶液组分的方法相比,优点在于常温操作,节省能源,不涉及固体、气体,操作方便。萃取在如下几种情况下应用,通常是有利的:
(1)料液各组分的沸点相近,甚至形成共沸物,为精馏所不易奏效的场合,如石油馏分中烷烃与芳烃的分离,煤焦油的脱酚(见彩图);
(2)低浓度高沸组分的分离,用精馏能耗很大,如稀醋酸的脱水;
(3)多种离子的分离,如矿物浸取液的分离和净制,若加入化学品作分部沉淀,不但分离质量差,又有过滤操作,损耗也大;
(4)不稳定物质(如热敏性物质)的分离,如从发酵液制取青霉素。萃取的应用,目前仍在发展中。元素周期表中绝大多数的元素,都可用萃取法提取和分离。萃取剂的选择和研制,工艺和操作条件的确定,以及流程和设备的设计计算,都是开发萃取操作的课题。
参考书目R.E.Treybal, Liquid Extraction,2nd ed.,McGraw-Hill,New York,1963.参考文章组合表面活性剂 盐 水双水相体系萃取水杨酸和洛美沙星废水治理DMF回收新技术:萃取-精馏及吸附-热解析方法废水治理萃取玉米胚芽油技术有望取代传统工艺粮食作物PEG600 TritonX 100组合表面活性剂双水相体系萃取测定类黄酮废水治理废水中镉如何萃取废水治理溶剂萃取法处理含酚废水废水治理多级萃取膜处理-电积与单级萃取-电积以及离子膜电积工艺的对比分析废水治理萃取法回收电镀废水中的Cr(Ⅵ)废水治理影响煤气化废水中酚类物质萃取的因素分析废水治理萃取-催化氧化处理工业苯酚废水废水治理严正声明:本文由历史百科网注册或游客用户志尚自行上传发布关于» 萃取的内容,本站只提供存储,展示,不对用户发布信息内容的原创度和真实性等负责。请读者自行斟酌。同时如内容侵犯您的版权或其他权益,请留言并加以说明。站长审查之后若情况属实会及时为您删除。同时遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,尊重和保护作者的劳动成果,转载请标明出处链接和本声明内容:作者:志尚;本文链接:https://www.freedefine.cn/wenzhan/33026.html