萃取PPT推荐.ppt
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影响分配系数,影响物质解离情况影响分配系数,影响物质解离情况溶媒比溶媒体积溶媒比溶媒体积/萃取体积萃取体积溶媒比溶媒比萃取效果萃取效果溶媒回收费用溶媒回收费用盐分影响盐分影响分配系数分配系数尽量破坏乳浊液,如轻度乳化,要加热过滤离心(热尽量破坏乳浊液,如轻度乳化,要加热过滤离心(热敏物质不用加热);
重度乳化,加敏物质不用加热);
重度乳化,加SDSSDS、溴化十五烷基、溴化十五烷基吡啶等去乳化剂。
吡啶等去乳化剂。
萃取过程中的特点萃取过程中的特点1.萃萃取取过过程程为为液液液液传传质质,比比汽汽液液传传质质要要难难。
在在萃萃取取过过程程中中,两两相相应应先先进进行行紧紧密密接接触触,完完成成传传质质,然然后后又又需需靠靠两两相相之之间的密度差或外界输入能量进行两相的分离。
间的密度差或外界输入能量进行两相的分离。
2.两两相相间间的的密密度度差差、界界面面张张力力和和两两相相的的粘粘度度等等物物质质性性质质非非常重要。
对填料和设备的亲和性也是一重要因素。
常重要。
填填料料塔塔:
现现在在常常用用的的鲍鲍尔尔环环等等是是根根据据气气液液传传质质开开发发的的,用用于液液传质往往效率不高。
于液液传质往往效率不高。
气液传质中,液体沿填料流下,气液在填料表面完成。
液液传质,是分散相分成液滴,传质是液滴群。
萃取过程中的特点萃取过程中的特点萃萃取取过过程程塔塔中中,尤尤其其是是连连续续逆逆流流萃萃取取,轴轴向向混混合合非非常常严严重重。
返混和前混。
造成萃取塔的效率一般很低。
萃取过程中的常用术语萃取过程中的常用术语1.分配比分配比(partitioncoefficient)达达到到萃萃取取平平衡衡时时,被被萃萃物物在在两两相相中中的的浓浓度度比比成成为为被被萃萃物的分配比,也称为分配系数。
物的分配比,也称为分配系数。
其其中中,为为被被萃萃物物A在在萃萃取取相相中中的的浓浓度度;
为为被被萃萃物物A在在被被萃萃相相中中的的浓浓度度。
注注意意:
被被萃萃物物可可能能以以多多种种形形式式存存在在,这儿的浓度为各种形式的总和。
这儿的浓度为各种形式的总和。
4.1.3萃取过程中的常用名词萃取过程中的常用名词2.相比相比萃萃取取体体系系中中萃萃取取相相与与被被萃萃相相的的体体积积比比称称为相比。
为相比。
在连续萃取过程中,通常用两相的流比取代相比。
为萃取相流量,为萃取相流量,为被萃相流量。
为被萃相流量。
4.1.3萃取过程中的常用名词萃取过程中的常用名词3.分离系数分离系数分分离离系系数数表表示示被被萃萃相相中中两两种种物物质质可可被被某某种种萃萃取取剂剂所所分分离离的的那那易易程程度度,它它等等于于这这两两种种物物质质在在相同萃取条件下的分配比之比。
相同萃取条件下的分配比之比。
与与相相对对挥挥发发度度一一样样,分分离离系系数数值值越越远远离离1,两两种物质越容易分离;
反之则不容易。
种物质越容易分离;
萃取过程中的常用名词萃取过程中的常用名词4.萃取剂,稀释剂,助溶剂,助萃剂萃取剂,稀释剂,助溶剂,助萃剂萃萃取取相相可可以以是是一一种种纯纯的的有有机机溶溶剂剂,但但大大部部分分是是一一种种期期萃萃取取作作用用的的物物质质溶溶解解在在一一种种溶溶剂剂中中。
起起萃萃取取作作用用的的是是萃萃取剂,溶剂为稀释剂。
取剂,溶剂为稀释剂。
此此外外,如如果果在在一一种种溶溶剂剂中中加加入入少少量量大大的的另另一一种种溶溶剂剂以以促进萃取剂在溶剂中的溶解,此种溶剂就成为助溶剂。
促进萃取剂在溶剂中的溶解,此种溶剂就成为助溶剂。
如如在在体体系系中中加加入入另另一一种种萃萃取取剂剂,起起辅辅助助萃萃取取作作用用,该该萃取剂称为助萃剂。
萃取剂称为助萃剂。
液液萃取的分类和萃取剂液液萃取的分类和萃取剂n简单分子萃取简单分子萃取中中性性物物质质水水相相和和有有机机相相之之间间的的物物理理分分配配。
被被萃萃物物在在两两相相中中以以中中性性分分子子形形式式存存在在。
溶溶剂剂与与被被萃萃物物没有化学结合没有化学结合OsO4-H2O-CCl4CCl4从水溶液萃取的是从水溶液萃取的是OsO4n中性络合萃取中性络合萃取1.被萃物是中性分子。
被萃物是中性分子。
2.萃取剂也是中性分子。
萃取剂也是中性分子。
3.萃取剂与被萃物生成中性络合物。
萃取剂与被萃物生成中性络合物。
Re(NO3):
Re稀土元素稀土元素,铼铼TBP(磷酸三丁酯磷酸三丁酯).液液萃取的分类和萃取剂液液萃取的分类和萃取剂吡啶萃取吡啶萃取Cu(NO3)2,Cu(NO3)2(Py)2.液液萃取的分类和萃取剂液液萃取的分类和萃取剂n酸性络合体系酸性络合体系1.萃萃取取剂剂(螯螯合合剂剂)是是一一弱弱酸酸(HL,HL2),即即溶溶于于水水相相也也溶溶于有机相。
(有机相溶解度大,但分配与于有机相。
(有机相溶解度大,但分配与pH有关)。
有关)。
2.水相中金属离子以阳离子水相中金属离子以阳离子Mn+存在存在(MLx)。
3.水相中金属离子与酸形成螯合物水相中金属离子与酸形成螯合物MLx。
4.螯合物螯合物MLx难溶于水而易溶于有机相。
难溶于水而易溶于有机相。
5.螯合反应为螯合反应为Mn+nL=Mn+Ln+nH+LIX64萃取铜离子萃取铜离子酸性络合体系n1.螯合萃取剂螯合萃取剂nLIX64含有酸性集团-OH和配位集团C=N,金属离子除将萃取剂中氢离子置换出来,还与萃取剂形成配位键,形成一种具有环状结构的金属疏水性金属螯合物。
萃取剂贵,但选择性高。
酸性络合体系n2.烷基磷酸络螯合萃取剂烷基磷酸络螯合萃取剂含有酸性集团-OH,金属离子除将萃取剂中氢离子置换出来,类似阳离子交换树脂与金属离子的交换。
萃取剂较便宜,但选择性不高。
萃取络合物在有机相中有较大的溶解度。
萃取剂和萃合物在有机相中以氢键聚合。
P204,P507液液萃取的分类和萃取剂液液萃取的分类和萃取剂n离子离子缔和缔和萃取萃取被萃物与萃取剂在有机相形成离子缔和体。
被萃物与萃取剂在有机相形成离子缔和体。
例子:
N235萃取植酸萃取植酸萃取剂的选择和常用萃取剂萃取剂的选择和常用萃取剂
(1)萃取剂应具备的特点萃取剂应具备的特点萃萃取取剂剂中中至至少少要要有有一一个个能能与与被被萃萃物物形形成成萃萃合合物物的的官官能能团团。
常常见见的的萃萃取取官官能能团团通通常常是是一一些些包含包含N、O、P、S的基团。
的基团。
萃萃取取剂剂中中还还应应包包含含具具有有较较强强亲亲油油能能力力结结构构或或基基团团,如如长长链链烃烃、芳芳烃烃等等,以以利利于于萃萃取取剂剂在在稀稀释释剂剂中中的的溶溶解解,并并防防止止被被萃萃相相对对它它的的溶溶解解夹夹带损失。
带损失。
4.1.2萃取剂的选择和常用萃取剂萃取剂的选择和常用萃取剂
(2)萃取剂选择要点萃取剂选择要点选择性好选择性好表现为分离系数大。
表现为分离系数大。
萃取容量大萃取容量大表现为单位体积溶解萃合物多。
表现为单位体积溶解萃合物多。
化学稳定性强化学稳定性强耐酸碱、抗氧化还原、耐热、无腐蚀。
耐酸碱、抗氧化还原、耐热、无腐蚀。
易与被萃相分层易与被萃相分层,不乳化、不产生第三相不乳化、不产生第三相(界面张力界面张力)。
易于反萃或分离易于反萃或分离便于萃取剂的重复利用。
便于萃取剂的重复利用。
安全性好安全性好无毒或低毒、不易燃、难挥发、环保。
无毒或低毒、不易燃、难挥发、环保。
经济性好经济性好成本低、损耗小。
成本低、损耗小。
4.1.2萃取剂的选择和常用萃取剂萃取剂的选择和常用萃取剂2.常用萃取剂常用萃取剂中中性性萃萃取取剂剂包包括括含含磷磷类类、含含氧氧类类和和含含硫硫类类重重型型萃萃取取剂剂,如如磷磷酸酸三三丁丁酯酯(TBP)、甲甲基基异异丁丁基基酮酮(MIBK)、二辛基亚砜二辛基亚砜(DOSO)等。
等。
有有机机酸酸萃萃取取剂剂包包括括有有机机磷磷酸酸、有有机机磺磺酸酸、羧羧酸酸等。
胺类萃取剂胺类萃取剂各种有机胺和胺盐。
各种有机胺和胺盐。
螯合萃取剂螯合萃取剂各种有机螯合物、冠醚等。
各种有机螯合物、冠醚等。
例子1:
青霉素的萃取分离青霉素是一组抗菌素,在青霉素是一组抗菌素,在pH=2时,以时,以青霉素酸形式青霉素酸形式存在,溶于有机溶剂中。
在存在,溶于有机溶剂中。
在pH=7时,形成青霉素盐,时,形成青霉素盐,能溶于水中。
利用其这种性质,经反复在溶剂相和水相间转能溶于水中。
利用其这种性质,经反复在溶剂相和水相间转移,达到提纯和浓缩的目的。
移,达到提纯和浓缩的目的。
典型三步法:
将经过过滤的发酵液,经稀硫酸酸化(将经过过滤的发酵液,经稀硫酸酸化(pH=2-2.2),),把青霉素提到醋酸丁酯中。
二步,用磷酸缓冲液把青霉素提到醋酸丁酯中。
二步,用磷酸缓冲液酸形式或碳酸氢钠水溶液,酸形式或碳酸氢钠水溶液,pH=6.8-7.2,将青霉素从有,将青霉素从有机相转到水相。
三步,调机相转到水相。
三步,调pH=2-2.2,把青霉素再提到有机,把青霉素再提到有机相,去结晶工序。
相,去结晶工序。
例子2:
从矿石中提取铀Dapex工艺1.用酸(或碱)将铀从矿石中浸出,铀在硫酸用酸(或碱)将铀从矿石中浸出,铀在硫酸浸出液中存在下列平衡浸出液中存在下列平衡用用P204萃取,稀释剂为煤油,萃取,稀释剂为煤油,P204在煤油中以在煤油中以(RH)2存在。
存在。
要对pH,阴离子浓度,等都对萃取有影响,因此要做条件优化.PH2。
对其它金属杂质离子萃取系数都很小。
从矿石中提取铀2.反萃反萃稀释剂为稀释剂为0.1mol/LP204,0.1mol/LTBP.TBP:
1.协萃作用。
2.提高NaR2H+在有机相中溶解。
从矿石中提取铀(Amex工艺)1.用酸(或碱)将铀从矿石中浸出,铀在硫酸用酸(或碱)将铀从矿石中浸出,铀在硫酸浸出液中存在下列平衡浸出液中存在下列平衡用三脂肪胺,三辛胺,用三脂肪胺,三辛胺,N235(混合烷基叔胺)(混合烷基叔胺)+异癸醇异癸醇+煤煤油。
油。
从矿石中提取铀2.反萃反萃1.用氯化物,如用氯化物,如pH=2的的NaCl溶液溶液
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- 萃取