第四講萃取分離技術(shù)課件

第四講萃取分離技術(shù)溶劑萃?。ㄒ阂狠腿。┠ぽ腿〕R界流體萃取其它萃取技術(shù)第四講萃取分離技術(shù)1溶劑萃取法是一種重要的化工單元操作，利用溶質(zhì)在兩種不互溶的液相間分配性質(zhì)的差異實(shí)現(xiàn)液體混合物分離。為了回收廢水中某種溶解物質(zhì)，可向廢水中投入一種與水互不相溶，但能良好溶解污染物的溶劑，使其與廢水充分混合接觸。由于污染物在該溶劑中的溶解度大于在水中大溶解度，因而大部分污染物轉(zhuǎn)移到溶劑相。如分離廢水與溶劑，即可使廢水得到凈化；若再將溶劑與其中的污染物分離，可將溶劑再生，而分離出的污染物即可回收利用。這種分離工藝稱(chēng)為萃取，所用的溶劑稱(chēng)為萃取劑；萃取后的溶劑稱(chēng)為萃取液（相），廢水稱(chēng)為萃余液（相）。一、溶劑萃取法(Solventextraction)溶劑萃取法是一種重要的化工單元操作，利用溶質(zhì)在兩種不互溶的液2溶劑萃取的基本原理

1.為什么溶質(zhì)會(huì)轉(zhuǎn)移？2.如何達(dá)到分配平衡？溶劑萃取的基本原理1.為什么溶質(zhì)會(huì)轉(zhuǎn)移？3加料混合分相排除純化和回收加料4靜置分層振蕩萃取萃取過(guò)程

靜置分層振蕩萃取萃取過(guò)程5

分離對(duì)象——液液混合物1）相對(duì)揮發(fā)度等于或者接近1(烷烴/芳烴)2）重組分含量少，輕組分含量多(水-HAc)(含酚廢水處理)3）混合液含熱敏性物質(zhì)（藥物）萃取操作的特點(diǎn)選擇適宜的溶劑是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題

兩個(gè)液相應(yīng)具有一定的密度差

溶質(zhì)與萃取劑的沸點(diǎn)差大有利

分離對(duì)象——液液混合物1）相對(duì)揮發(fā)度等于或者6物理萃?。豪萌苜|(zhì)在兩種互不相溶的液相中不同的分配關(guān)系將其分離開(kāi)來(lái)?；旧喜簧婕盎瘜W(xué)反應(yīng)。根據(jù)“相似相溶”規(guī)則。多用于回收和處理親油性較強(qiáng)的溶質(zhì)體系。如：含氮、含磷類(lèi)有機(jī)農(nóng)藥廢水、除草劑生產(chǎn)廢水以及硝基苯類(lèi)廢水等，但對(duì)于極性有機(jī)物稀溶液的分離不理想；化學(xué)萃?。喊橛谢瘜W(xué)反應(yīng)過(guò)程，利用被萃取組分能與選定的萃取劑產(chǎn)生某種化學(xué)反應(yīng)，形成不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑的萃合物而被提取分離。基于可逆絡(luò)合反應(yīng)的萃取分離方法（絡(luò)合萃取法）對(duì)于極性有機(jī)物稀溶液的分離具有高效性和高選擇性。第四講萃取分離技術(shù)課件7可逆絡(luò)合反應(yīng)萃取分離是一種典型的化學(xué)萃取過(guò)程，已經(jīng)成為化工分離技術(shù)開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要方向。絡(luò)合萃取工藝在這類(lèi)工藝過(guò)程中，溶液中待分離溶質(zhì)與含有絡(luò)合劑的萃取溶劑相接觸，絡(luò)合劑與待分離溶質(zhì)反應(yīng)形成絡(luò)合物，并使其轉(zhuǎn)移至萃取相內(nèi)?？赡娼j(luò)合反應(yīng)萃取分離是一種典型的化學(xué)萃取過(guò)程，已經(jīng)8待分離物質(zhì)一般是帶有Lewis酸或Lewis堿官能團(tuán)的極性有機(jī)物，可參與和絡(luò)合劑的絡(luò)合反應(yīng)；分離體系應(yīng)是稀溶液，即一般待分離物質(zhì)的濃度小于5％；待分離物質(zhì)為親水物質(zhì)，在水中有較小的活度系數(shù)，其親油性差，一般物理萃取的分離提取難以奏效；分離物屬于低揮發(fā)性的溶質(zhì)，待分離物質(zhì)比水的揮發(fā)度小，因而不能通過(guò)蒸汽提餾加以分離。

如：乙酸、二元酸（丁二酸、丙二酸等）、二元醇、乙二醇醚、乳酸及多羥基苯稀溶液等。（一）絡(luò)合萃取法適于分離和回收的主要對(duì)象

待分離物質(zhì)一般是帶有Lewis酸或Lewis堿官9絡(luò)合萃取法具有高效性：由于分離過(guò)程的推動(dòng)力是待分離溶質(zhì)和絡(luò)合劑間的化學(xué)鍵能，因此，即使極性有機(jī)物的濃度很低，化學(xué)萃取的分配系數(shù)也很大，回收率很高；絡(luò)合萃取法具有高選擇性：絡(luò)合萃取的化學(xué)反應(yīng)是在絡(luò)合劑的特殊官能團(tuán)和被萃取物質(zhì)的相應(yīng)官能團(tuán)之間發(fā)生的，因而選擇性很高；（二）絡(luò)合萃取法與其他分離方法相比的優(yōu)點(diǎn)

絡(luò)合萃取法具有高效性：由于分離過(guò)程的推動(dòng)力是待分離溶質(zhì)和絡(luò)合10絡(luò)合萃取法實(shí)現(xiàn)反萃取和溶劑再生過(guò)程相對(duì)比較簡(jiǎn)單，絡(luò)合萃取中的萃余物是可逆絡(luò)合反應(yīng)的產(chǎn)物，正確選擇絡(luò)合反應(yīng)中的反應(yīng)鍵能，靈活使用萃取過(guò)程的“擺動(dòng)效應(yīng)”，可以十分順利地完成反萃取和溶劑再生過(guò)程，回收有價(jià)值溶質(zhì)，使萃取劑循環(huán)使用；絡(luò)合萃取法的二次污染小、操作成本低，與物理萃取相比，絡(luò)合萃取劑的溶劑選擇并非依據(jù)“相似相溶”原則，其在水中的溶解度一般比物理萃取劑小的多，萃取溶劑流失少，二次污染小。多數(shù)情況下，絡(luò)合萃取過(guò)程在常溫下操作，且可連續(xù)作業(yè)，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作和控制，這些對(duì)降低操作費(fèi)用都是十分有益的。絡(luò)合萃取法與其他分離方法相比的優(yōu)點(diǎn)

絡(luò)合萃取法實(shí)現(xiàn)反萃取和溶劑再生過(guò)程相對(duì)比較簡(jiǎn)單，絡(luò)合萃取中的11絡(luò)合萃取過(guò)程需要正確選擇合適的絡(luò)合劑、助溶劑和稀釋劑，萃取溶劑體系相對(duì)比較復(fù)雜；絡(luò)合萃取劑的萃取能力受溶劑中絡(luò)合劑濃度的限制，對(duì)于稀溶液，平衡分配系數(shù)較高，對(duì)于高濃度溶液，平衡分配系數(shù)會(huì)下降；用于生物制品的分離時(shí)，需要考慮絡(luò)合劑和稀釋劑的生物相容性。（三）絡(luò)合萃取法的不足之處

絡(luò)合萃取過(guò)程需要正確選擇合適的絡(luò)合劑、助溶劑和稀釋劑，萃取溶12針對(duì)不同的待分離體系，根據(jù)廢水中被萃取組分的性質(zhì)與組成，選擇適宜的萃取劑、稀釋劑與反萃取劑，組成高選擇性、高效率與適當(dāng)濃縮倍數(shù)的萃取與反萃取體系，是該技術(shù)的基礎(chǔ)；正確選擇有機(jī)物回收和萃取溶劑再生方法；正確選擇合理的工藝流程；正確選擇合適的萃取設(shè)備等。（四）萃取處理工藝流程設(shè)計(jì)

針對(duì)不同的待分離體系，根據(jù)廢水中被萃取組分的性質(zhì)與組成，選擇131）萃取劑的選擇性

β=1，A、B兩組分用萃取分離不適宜；

β>1，萃取時(shí)組分A可以在萃取相中濃集，β越大，組分A與B萃取分離的效果越好。

1萃取劑的選擇

萃取能力強(qiáng)、萃取容量大；選擇性高；1）萃取劑的選擇性β=1，A、B兩組分用萃取分離不適宜；142）選擇性系數(shù)和分配系數(shù)的關(guān)系

kA愈大，kB愈小，選擇性系數(shù)愈大選擇性系數(shù)表示萃取劑對(duì)組分A，B溶解能力差別的大小化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)：不易水解、加熱時(shí)不易分解、能耐酸、堿、鹽和氧化劑及還原劑的化學(xué)作用，對(duì)設(shè)備的腐蝕性??；2）選擇性系數(shù)和分配系數(shù)的關(guān)系kA愈大，kB愈小，選擇性系15溶劑損失?。狠腿∠嗯c萃余相易于分層，萃取過(guò)程中不產(chǎn)生第三相，不發(fā)生乳化現(xiàn)象；萃取劑基本物性適當(dāng)：萃取劑的密度、粘度及體系界面張力等基本物性適當(dāng)，保證在萃取和反萃取過(guò)程中，傳質(zhì)速率較快，兩相分離和流動(dòng)性能良好。

萃取劑與被分離混合物應(yīng)有較大的密度差；粘度小對(duì)萃取劑有利；界面張力較大時(shí)，有利于分層；界面張力過(guò)大，難以使兩相混合良好；界面張力過(guò)小時(shí)，兩相難以分離。

首要考慮的還是滿足分層的要求。一般不選界面張力過(guò)小的萃取劑。溶劑損失?。狠腿∠嗯c萃余相易于分層，萃取過(guò)程中不產(chǎn)生第三相，16易于反萃取和溶質(zhì)回收：萃取劑對(duì)于待分離物質(zhì)既可提供相對(duì)較高的萃取平衡分配系數(shù)，又應(yīng)控制萃取劑與待萃取物質(zhì)的結(jié)合能力，在改變操作條件的情況下容易實(shí)現(xiàn)待分離物質(zhì)的反萃取操作，實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)回收和萃取劑的循環(huán)使用；

被分離體系相對(duì)揮發(fā)度α大，用蒸餾方法分離；如果α接近1，可用反萃取，結(jié)晶分離等方法。易于反萃取和溶質(zhì)回收：萃取劑對(duì)于待分離物質(zhì)既可提供相對(duì)較高的17安全操作：萃取劑的閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、沸點(diǎn)高，揮發(fā)性低，無(wú)毒或毒性小，無(wú)刺激性，便于安全操作；經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)：萃取劑的來(lái)源豐富，合成制備方法較為簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜安全操作：萃取劑的閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、沸點(diǎn)高，揮發(fā)性低，無(wú)毒或毒性小18有機(jī)化合物的萃取規(guī)律

有機(jī)物的溶解規(guī)律:極性有機(jī)化合物，包括易形成氫鍵的化合物或鹽類(lèi)，通常溶于水而不溶于非極性或弱極性有機(jī)溶劑；非極性或弱極性有機(jī)化合物則不溶于水，但可溶于非極性和弱極性有機(jī)溶劑。

有機(jī)物萃取的溶劑選擇:

難溶于水的物質(zhì)用石油醚等溶劑；較易溶者，用乙醚或苯萃?。灰兹苡谒奈镔|(zhì)用乙酸乙酯或其它類(lèi)似溶劑萃取。有機(jī)化合物的萃取規(guī)律有機(jī)物的溶解規(guī)律:極性有機(jī)化合物，包19●極性和非極性有機(jī)混合物如丙醇和溴丙烷混合物，可加入水萃取丙醇；馬來(lái)酸酐和馬來(lái)酸混合物，可加入苯萃取馬來(lái)酸酐?！駱O性相差不大的混合物對(duì)于這類(lèi)混合物，應(yīng)選擇合適的萃取條件，使混合物中某些組分與其它組分性質(zhì)有較大的差別，同時(shí)選擇合適的溶劑進(jìn)行萃取。例如，●羧酸、酚、胺和酮混合物的分離●甲苯、苯胺和苯甲酸的分離

●極性和非極性有機(jī)混合物●極性相差不大的混合物●羧酸、20絡(luò)合劑應(yīng)具有特殊的官能團(tuán)：絡(luò)合萃取劑的分離對(duì)象一般是帶有Lewis酸或Lewis堿官能團(tuán)的極性有機(jī)物，絡(luò)合劑則應(yīng)具有相應(yīng)的官能團(tuán)，參與和待萃取物質(zhì)的絡(luò)合反應(yīng)，且與待分離溶劑的化學(xué)作用鍵能應(yīng)具有一定大小，一般在10~60kJ/mol。中性含磷類(lèi)萃取劑、叔胺類(lèi)萃取劑(N235、TOA)經(jīng)常選作帶有Lewis酸性官能團(tuán)極性有機(jī)物的絡(luò)合劑；酸性含磷類(lèi)萃取劑則經(jīng)常選作帶有Lewis堿性官能團(tuán)極性有機(jī)物的絡(luò)合劑；絡(luò)合萃取劑的選擇

絡(luò)合劑應(yīng)具有特殊的官能團(tuán)：絡(luò)合萃取劑的分離對(duì)象一般是帶有Le21絡(luò)合劑應(yīng)具有良好的選擇性：絡(luò)合萃取劑在發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)、有針對(duì)性地分離溶質(zhì)的同時(shí)，必須要求其萃水量應(yīng)盡量減少或容易實(shí)現(xiàn)溶劑中水的去除；絡(luò)合萃取過(guò)程中應(yīng)無(wú)其他副反應(yīng)：絡(luò)合萃取劑有針對(duì)性地分離溶質(zhì)是十分關(guān)鍵的，不應(yīng)在絡(luò)合萃取過(guò)程中發(fā)生其他副反應(yīng)；絡(luò)合萃取劑的選擇

絡(luò)合劑應(yīng)具有良好的選擇性：絡(luò)合萃取劑在發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)、有針對(duì)性22絡(luò)合反應(yīng)速率快：在不同條件下絡(luò)合反應(yīng)在其正負(fù)反應(yīng)方向上均應(yīng)具有足夠快的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，以便在生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中不至于要求過(guò)長(zhǎng)的停留時(shí)間和過(guò)大的設(shè)備體積；絡(luò)合劑必備的物理性質(zhì)：與水不互溶，易溶于有機(jī)溶劑，且密度小于水，因此萃取劑必須有長(zhǎng)的碳鏈和芳環(huán)；具有較高的化學(xué)和熱穩(wěn)定性，不易水解、無(wú)毒或低毒；萃取相易被反萃取，能長(zhǎng)期重復(fù)使用。絡(luò)合萃取劑的選擇

絡(luò)合反應(yīng)速率快：在不同條件下絡(luò)合反應(yīng)在其正負(fù)反應(yīng)方向上均應(yīng)具23一些絡(luò)合劑本身很難形成液相直接使用，助溶劑可以作為絡(luò)合劑的良好溶劑；某些絡(luò)合萃取過(guò)程中絡(luò)合劑本身可能不是反應(yīng)形成的萃合物的良好溶解介質(zhì)，此時(shí)助溶劑應(yīng)作為萃合物良好溶劑促進(jìn)絡(luò)合物的形成和相間轉(zhuǎn)移。常用的助溶劑有辛醇、甲基異丁基酮、乙酸丁酯、二異丙醚、氯仿等。2助溶劑的選擇

一些絡(luò)合劑本身很難形成液相直接使用，助溶劑可以作為24絕大部分萃取劑粘度很大，流動(dòng)性與分散性較差，難于操作，稀釋劑的主要作用就是調(diào)節(jié)形成的混合萃取劑的粘度、密度及界面張力等參數(shù)，使液－液萃取過(guò)程便于實(shí)施。稀釋劑必須不溶于水，密度小于水，與萃取劑互溶，無(wú)毒或低毒，對(duì)萃取劑只起稀釋作用，不影響其化學(xué)性質(zhì)；常用的稀釋劑有脂肪烴類(lèi)（正己烷、磺化煤油、加氫煤油等）芳烴類(lèi)（苯、甲苯等）。3稀釋劑的選擇

絕大部分萃取劑粘度很大，流動(dòng)性與分散性較差，難于操25在廢水萃取處理技術(shù)中，萃取相的分離（反萃取操作），可回收溶劑和溶質(zhì)，具有重要作用，選取既經(jīng)濟(jì)又高效的溶質(zhì)回收和萃取劑再生方法，是有機(jī)廢水萃取處理技術(shù)的實(shí)施關(guān)鍵之一。萃取平衡受到多種因素的影響，如pH值、溫度、絡(luò)合劑及稀釋劑種類(lèi)、稀釋劑組成比例等，這些因素的改變使絡(luò)合萃取平衡向有利于萃取或不利于萃取的方向“擺動(dòng)”，對(duì)萃取平衡帶來(lái)明顯的影響?！皵[動(dòng)效應(yīng)”正確利用萃取的“擺動(dòng)效應(yīng)”，不僅可以獲得高效的萃取工藝，也能選擇可行的溶質(zhì)回收和萃取劑再生方法，從而保證萃取處理技術(shù)的經(jīng)濟(jì)可行性。4溶質(zhì)回收和溶劑再生方法

在廢水萃取處理技術(shù)中，萃取相的分離（反萃取操作），26一般而言，萃取平衡常數(shù)K隨溫度的升高而下降，這就形成了絡(luò)合萃取的溫度擺動(dòng)效應(yīng)，因此，可以在低溫下萃取，高溫下反萃取，通過(guò)濃縮結(jié)晶后得到最終產(chǎn)品?；緱l件：絡(luò)合萃取平衡常數(shù)隨溫度有明顯的變化。另外，溫度變化范圍受稀釋劑沸點(diǎn)溫度、混合溶劑共沸溫度，甚至水的沸點(diǎn)溫度的限制。溫度擺動(dòng)效應(yīng)

一般而言，萃取平衡常數(shù)K隨溫度的升高而下降，這就形成了絡(luò)合萃27通常情況下，待分離溶質(zhì)是以分子形態(tài)萃入有機(jī)相或者與絡(luò)合劑反應(yīng)生成萃合物而轉(zhuǎn)入萃取相的，以有機(jī)羧酸為例，分配系數(shù)隨pH值的增大而減小，這種pH值擺動(dòng)效應(yīng)就是利用堿性水溶液對(duì)有機(jī)酸負(fù)載溶劑進(jìn)行反萃的依據(jù)。如含酚廢水的萃取處理。缺陷：回收產(chǎn)物的化學(xué)組分與待回收物質(zhì)的化學(xué)組分是不相同的，一般的回收產(chǎn)物是待回收物質(zhì)的鹽。獲得原溶質(zhì)需要消耗化學(xué)品，并導(dǎo)致含鹽廢水的排放。pH值擺動(dòng)效應(yīng)

通常情況下，待分離溶質(zhì)是以分子形態(tài)萃入有機(jī)相或者與絡(luò)合劑反應(yīng)28與使用NaOH溶液相比，正確選擇使用揮發(fā)性有機(jī)堿水溶液做反萃劑，再生溶劑后對(duì)其進(jìn)行加熱處理，可以分解生成的鹽類(lèi)，同時(shí)回收有機(jī)酸和揮發(fā)性有機(jī)堿。這種再生方法基本上不消耗其他化學(xué)品，也避免了含鹽廢水的產(chǎn)生。如，對(duì)有機(jī)酸負(fù)載溶劑進(jìn)行再生可選擇堿性較強(qiáng)的有機(jī)堿吡啶、三甲基吡啶、三甲胺、六氫吡啶等。揮發(fā)性有機(jī)堿的pH值擺動(dòng)效應(yīng)

與使用NaOH溶液相比，正確選擇使用揮發(fā)性有機(jī)堿水溶液做反萃29稀釋劑組成的變化明顯地影響萃取平衡，這是稀釋劑組成擺動(dòng)效應(yīng)的基礎(chǔ)。主要表現(xiàn)在：稀釋劑本身對(duì)溶質(zhì)的物理溶解能力；稀釋劑對(duì)于萃合物的溶解性能；稀釋劑對(duì)于絡(luò)合劑的表觀堿性的影響。在萃取過(guò)程中采用高組成比例的極性稀釋劑的萃取劑，保證較高的萃取分配系數(shù)；在溶劑再生過(guò)程中，采用低組成比例的極性稀釋劑的萃取劑以利于反萃的進(jìn)行。稀釋劑組成的變化由蒸餾操作完成。稀釋劑組成擺動(dòng)效應(yīng)

稀釋劑組成的變化明顯地影響萃取平衡，這是稀釋劑組成擺動(dòng)效應(yīng)的30總之，利用pH值擺動(dòng)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)萃取劑的再生是較為簡(jiǎn)潔的方法，但回收產(chǎn)物的化學(xué)形態(tài)有所改變。如果實(shí)際體系容許這種化學(xué)形態(tài)的變化，可以選用此法。其它三種擺動(dòng)效應(yīng)的利用中，能耗的比較與體系的特殊性要求等兩方面應(yīng)通過(guò)綜合分析加以權(quán)衡。一般而言，利用這三種擺動(dòng)效應(yīng)進(jìn)行溶劑再生過(guò)程，其能耗大小順序?yàn)橄♂寗┙M成擺動(dòng)效應(yīng)>溫度擺動(dòng)效應(yīng)>揮發(fā)性堿pH值擺動(dòng)效應(yīng)?？傊?，利用pH值擺動(dòng)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)萃取劑的再生是較為簡(jiǎn)潔31反萃?。和ㄟ^(guò)加入一種新的不含被萃物的水相,與萃取液接觸,使被萃物返回水相的過(guò)程。反萃取技術(shù)通常是調(diào)節(jié)水相的酸度和絡(luò)合劑、還原劑等組成,或者絡(luò)合反萃、還原反萃、分步反萃等方法。解萃:指把被萃物從有機(jī)相移出來(lái)的過(guò)程。除了反萃取外，還可采用蒸發(fā)方式除去有機(jī)溶劑。如醚的除去，可往有機(jī)相加入少量水，然后水浴加熱除去醚。反萃取與解萃：

反萃取：通過(guò)加入一種新的不含被萃物的水相,與萃取液接觸,32乳濁液的形成及其消除在萃取過(guò)程中，由于劇烈振蕩等原因，可能出現(xiàn)乳濁液現(xiàn)象，造成分層困難影響萃取效果。乳濁液是一種液體分散在另一種液體形成的亞穩(wěn)態(tài)，與溶劑的特性，如表面張力有關(guān)。防止和消除乳濁液現(xiàn)象的主要措施有：避免過(guò)于激烈的振蕩

加入中性鹽加入有機(jī)稀釋劑，如少量乙醇或異丙醇讓乳濁液流過(guò)多孔物質(zhì)改成連續(xù)萃取乳濁液的形成及其消除33混合：把萃取劑與廢水進(jìn)行充分接觸，使溶質(zhì)從廢水中轉(zhuǎn)移到萃取劑中去；分離：使萃取相與萃余相分層分離；；回收：從兩相中回收萃取劑和溶質(zhì)。根據(jù)萃取劑與廢水接觸方式不同，萃取作業(yè)可以分為間歇式和連續(xù)式兩種；根據(jù)二者接觸次數(shù)的不同，萃取流程可分為單級(jí)萃取、多級(jí)錯(cuò)流萃取、多級(jí)逆流萃取。5萃取流程的工藝選擇

混合：把萃取劑與廢水進(jìn)行充分接觸，使溶質(zhì)從廢水中轉(zhuǎn)移到萃取劑34萃取劑與廢水經(jīng)一次充分混合接觸，達(dá)到平衡后即進(jìn)行分相。單級(jí)萃取流程的操作是間歇的，在一個(gè)設(shè)備裝置中即可完成，主要用于實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)規(guī)模不大的萃取過(guò)程。單級(jí)萃取過(guò)程

萃取劑與廢水經(jīng)一次充分混合接觸，達(dá)到平衡后即進(jìn)行分35第四講萃取分離技術(shù)課件36靜置分層振蕩萃取萃取過(guò)程

靜置分層振蕩萃取萃取過(guò)程37將多次萃取操作串聯(lián)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)廢水與萃取劑的逆流操作。在萃取過(guò)程中廢水和萃取劑分別由第一級(jí)和最后一級(jí)加入，萃取相和萃余相逆向流動(dòng)，逐級(jí)接觸傳質(zhì)，最終萃取相由進(jìn)水端排出，萃余相從萃取劑加入端排出。這一過(guò)程可在混合沉降器中進(jìn)行，也可在各種塔式設(shè)備中進(jìn)行。該流程體現(xiàn)了逆流萃取傳質(zhì)推動(dòng)力大、分離程度高、萃取劑用量少的特點(diǎn)?！岸嗉?jí)多效萃取”多級(jí)逆流萃取過(guò)程

將多次萃取操作串聯(lián)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)廢水與萃取劑的逆流操作38第四講萃取分離技術(shù)課件39由單級(jí)萃取設(shè)備所得的萃余相中通常含有較多的欲分離的溶質(zhì)，為進(jìn)一步萃取溶質(zhì)，可將多個(gè)單級(jí)萃取設(shè)備串聯(lián)起來(lái)，并在各級(jí)中均加入新鮮溶劑，組成多級(jí)錯(cuò)流萃取流程。在多級(jí)錯(cuò)流萃取流程中，由于在各級(jí)均加入新溶劑，萃取的傳遞推動(dòng)力大，因而萃取效果較好，但是溶劑耗用量大，混合萃取液中含有大量溶劑，溶質(zhì)濃度低，溶劑回收費(fèi)用高。多級(jí)錯(cuò)流萃取過(guò)程

由單級(jí)萃取設(shè)備所得的萃余相中通常含有較多的欲分離的40第四講萃取分離技術(shù)課件41料液在第一級(jí)進(jìn)行萃取后得萃余相R1繼續(xù)在第二級(jí)用新鮮溶劑萃取，一直到第N級(jí)得萃余相RN的濃度符合要求為止。料液在第一級(jí)進(jìn)行萃取后得萃余相R1繼續(xù)在第二級(jí)用新鮮溶劑萃取42連續(xù)接觸逆流萃取通常在塔設(shè)備內(nèi)進(jìn)行，這類(lèi)塔設(shè)備主要有填料塔和板式塔，以填料塔為例，一般適宜將潤(rùn)濕性較差和黏度較大的液體作為分散相。連續(xù)接觸逆流萃取過(guò)程

連續(xù)接觸逆流萃取通常在塔設(shè)備內(nèi)進(jìn)行，這類(lèi)塔設(shè)備主要有填料塔和43萃取法處理廢水的一般流程

萃取法處理廢水的一般流程44體系的特性，如穩(wěn)定性、流動(dòng)特性和分相的難易等；完成特定分離任務(wù)的要求，如所需要的理論級(jí)數(shù)；處理量的大小；廠房條件，如面積大小和廠房高度等；設(shè)備投資大小和維修的難易；設(shè)計(jì)和操作經(jīng)驗(yàn)等等。6萃取處理設(shè)備的選擇－考慮因素

體系的特性，如穩(wěn)定性、流動(dòng)特性和分相的難易等；6萃取處理設(shè)45逐級(jí)接觸式萃取設(shè)備：如混合澄清池，兩相在混合器中充分混合，傳質(zhì)過(guò)程接近平衡，再進(jìn)入另一個(gè)澄清器進(jìn)行兩相的分離，此后，料液相和萃取相分別進(jìn)入相鄰的接觸級(jí)，實(shí)現(xiàn)多級(jí)逆流操作；連續(xù)接觸式萃取設(shè)備：兩相在連續(xù)逆流流動(dòng)過(guò)程中接觸并進(jìn)行傳質(zhì)，兩相濃度連續(xù)地發(fā)生變化，如各種柱式萃取設(shè)備（萃取塔）。逐級(jí)接觸式萃取設(shè)備：如混合澄清池，兩相在混合器中充分混合，傳46混合澄清器是一種單件組合式萃取設(shè)備，每一級(jí)均由一混合器與一澄清器組成，如圖所示。該萃取設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是可根據(jù)需要靈活增減級(jí)數(shù)，既可連續(xù)操作也可間歇操作，級(jí)效率高，操作穩(wěn)定，處理能力大，彈性大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是動(dòng)力消耗大，占地面積大。單件組合式萃取設(shè)備混合澄清器是一種單件組合式萃取設(shè)備，每一級(jí)均由一混合器與一澄47第四講萃取分離技術(shù)課件48第四講萃取分離技術(shù)課件49塔式萃取設(shè)備1）填料塔：常用的填料由拉西環(huán)和弧鞍等，材料由陶瓷、塑料和金屬等。塔式萃取設(shè)備502）篩板塔：2）篩板塔：51第四講萃取分離技術(shù)課件523）轉(zhuǎn)盤(pán)塔

對(duì)于兩液相界面張力較大的物系，為改善塔內(nèi)的傳質(zhì)狀況，需要從外界輸入機(jī)械能來(lái)增大傳質(zhì)面積和傳熱系數(shù)。轉(zhuǎn)盤(pán)塔為其中之一，如圖所示3）轉(zhuǎn)盤(pán)塔53第四講萃取分離技術(shù)課件54離心式萃取設(shè)備

離心萃取機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，處理能力大，能有效地強(qiáng)化萃取過(guò)程，特別使用于其他萃取設(shè)備難以處理的物系。能處理兩相密度差小的體系，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，能耗大，使其應(yīng)用受到限制。離心式萃取設(shè)備離心萃取機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，處理能力大，能有效55

萃取設(shè)備

生產(chǎn)能力/m3/(m2·h)理論級(jí)數(shù)或級(jí)效率或理論級(jí)當(dāng)量高度典型應(yīng)用混合澄清器噴淋塔填料塔篩板塔轉(zhuǎn)盤(pán)塔離心萃取器變動(dòng)范圍大15～756～453～63～604～9575％～95％he=3~6mhe=1.5~6m對(duì)HT＝100～300mm時(shí)微30％

3.4～12.5級(jí)潤(rùn)滑油工藝，核燃料加工用氨水從NaOH中萃取NaC1回收苯酚糠醛處理潤(rùn)滑油工藝廢水中脫酚萃取設(shè)備的工業(yè)應(yīng)用實(shí)例

生產(chǎn)能力理論級(jí)數(shù)或級(jí)效率典型應(yīng)用混合澄清器變動(dòng)范圍大75％56填料萃取塔：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造和安裝。隨著新型填料的開(kāi)發(fā)使填料萃取塔的處理能力大幅度提高，傳質(zhì)效率有所改善。有機(jī)廢水萃取處理的常用設(shè)備填料萃取塔：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造和安裝。隨著新型填料的開(kāi)發(fā)使填57振動(dòng)篩板萃取塔：通量大且效率較高；由于篩孔大且處于振動(dòng)狀態(tài)，易于處理含固體的物料；適于處理易乳化物系；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易放大；維修及操作費(fèi)用較低。振動(dòng)篩板萃取塔：通量大且效率較高；由于篩孔大且處于振動(dòng)狀態(tài)，58混合澄清槽：由混合室和澄清池組成，在生產(chǎn)過(guò)程中，料液相和萃取相在混合室中借助于攪拌作用而相互混合，進(jìn)行傳質(zhì)，然后進(jìn)入澄清室借助重力作用進(jìn)行分離；級(jí)效率高、操作適應(yīng)性強(qiáng)、制造簡(jiǎn)單；但萃取溶劑的存留量大、水平安置占地面積大，每級(jí)都需要?jiǎng)恿嚢琛；旌铣吻宀郏?9離心萃取器：與混合澄清槽、萃取柱的差別是前者在離心力場(chǎng)中使密度不同又不互溶的兩種液體的混合液實(shí)現(xiàn)分相，而后兩者都是在重力場(chǎng)中進(jìn)行分相。離心萃取器：601、液液萃取在石油化工中的應(yīng)用分離輕油裂解和鉑重整產(chǎn)生的芳烴和非芳烴混合物

用酯類(lèi)溶劑萃取乙酸，用丙烷萃取潤(rùn)滑油中的石蠟以HF-BF3作萃取劑，從C8餾分中分離二甲苯及其同分異構(gòu)體2、在生物化工和精細(xì)化工中的應(yīng)用

以醋酸丁酯為溶劑萃取含青霉素的發(fā)酵液香料工業(yè)中用正丙醇從亞硫酸紙漿廢水中提取香蘭素食品工業(yè)中TBP從發(fā)酵液中萃取檸檬酸

3、濕法冶金中的應(yīng)用用溶劑LIX63-65等螯合萃取劑從銅的浸取液中提取銅（五）溶劑萃取技術(shù)的應(yīng)用

1、液液萃取在石油化工中的應(yīng)用（五）溶劑萃取技術(shù)的應(yīng)用61有機(jī)羧酸類(lèi)廢水的萃取處理技術(shù)有機(jī)酚類(lèi)生產(chǎn)廢水的萃取處理技術(shù)有機(jī)磺酸類(lèi)廢水的萃取處理技術(shù)有機(jī)胺類(lèi)廢水的萃取處理技術(shù)帶有兩性官能團(tuán)有機(jī)物廢水的萃取處理4有機(jī)廢水絡(luò)合萃取處理技術(shù)的應(yīng)用有機(jī)羧酸類(lèi)廢水的萃取處理技術(shù)4有機(jī)廢水絡(luò)合萃取處理技術(shù)的應(yīng)62乙酸廢水、苯甲酸廢水、檸檬酸廢水、丁二酸、乳酸廢水等；如：染料中間體廢母液的吐氏酸母液、J酸母液和H酸母液，可以采用N235（烷基叔胺）-煤油-H2SO4-NaOH的萃?。摧腿◇w系，目前已有示范工程。該萃?。摧腿◇w系對(duì)于多種染料及中間體具有廣普性，可應(yīng)用于其他染料與中間體廢液的資源化回收工藝中。有機(jī)羧酸類(lèi)廢水的萃取處理技術(shù)乙酸廢水、苯甲酸廢水、檸檬酸廢水、丁二酸、乳酸廢水等；有機(jī)羧63常用萃取劑N,N-二（r-甲基庚基）-乙酰胺（簡(jiǎn)稱(chēng)N503）或803號(hào)液體樹(shù)脂，稀釋劑為液體煤油。這種萃取劑因相平衡分配系數(shù)較小，單純采用此法，不能使含酚廢水達(dá)標(biāo)排放，因此只能作為含酚廢水的生物處理的預(yù)處理。QH型復(fù)合性萃取劑：由N235與季胺鹽N263為主體的復(fù)合性萃取劑，是一種高效廣適性含酚廢水萃取劑，其相平衡分配系數(shù)較大，可使任何濃度的含酚廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。酚類(lèi)廢水的萃取處理技術(shù)常用萃取劑N,N-二（r-甲基庚基）-乙酰胺（簡(jiǎn)稱(chēng)N503）64絡(luò)合萃取法處理含酚廢水的工藝流程絡(luò)合萃取法處理含酚廢水的工藝流程65含銅廢水：N510復(fù)合萃取劑、磺化煤油做稀釋劑，進(jìn)行六級(jí)逆流萃取，含銅萃取相用硫酸進(jìn)行反萃取。低濃度含汞廢水的處理5萃取法處理含重金屬?gòu)U水含銅廢水：N510復(fù)合萃取劑、磺化煤油做稀釋劑，進(jìn)行六級(jí)逆流66膜分離過(guò)程與常規(guī)分離過(guò)程的交叉組合，是膜過(guò)程發(fā)展的一個(gè)新的動(dòng)向，膜萃取是這類(lèi)新的膜過(guò)程的代表。膜萃取又稱(chēng)固定膜界面萃取，是膜過(guò)程和液液萃取相結(jié)合的新分離技術(shù)。膜萃取的傳質(zhì)過(guò)程是在分隔料液相和萃取相的微孔膜表面進(jìn)行的。二、膜萃取法膜分離過(guò)程與常規(guī)分離過(guò)程的交叉組合，是膜過(guò)程發(fā)展的67可以減少萃取劑在料液相中的夾帶損失：傳統(tǒng)的萃取過(guò)程容易使溶劑流失、造成二次污染或影響分離效果。選擇萃取劑時(shí)可以對(duì)其物性要求大大放寬，使一些高濃度的高效萃取劑付諸使用因?yàn)樵谀ぽ腿≈?，料液相和萃取相各自在膜兩?cè)流動(dòng)，并不形成直接接觸的液－液兩相流，料液的流動(dòng)不受萃取劑流動(dòng)的影響。膜萃取過(guò)程的優(yōu)勢(shì)可以減少萃取劑在料液相中的夾帶損失：傳統(tǒng)的萃取過(guò)程容易使溶劑68膜萃取過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)同級(jí)萃取反萃過(guò)程，可以采用流動(dòng)載體促進(jìn)遷移等措施，以提高過(guò)程的傳質(zhì)效率料液相與萃取相在膜兩側(cè)同時(shí)存在可以避免與其相似的支撐液膜操作中膜內(nèi)溶劑的流失問(wèn)題。膜萃取過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)同級(jí)萃取反萃過(guò)程，可以采用流動(dòng)載體促進(jìn)遷移69膜萃取過(guò)程有防止溶劑污染的優(yōu)勢(shì)：液液萃取的夾帶現(xiàn)象會(huì)大大的限制萃取劑的選擇甚至于萃取過(guò)程的應(yīng)用；膜萃取中不存在兩相間的直接接觸，更不會(huì)造成一相在另一相中的分散。有機(jī)廢水的處理：用膜萃?。ㄖ锌绽w維膜萃取器）方法從有機(jī)廢水中去除苯酚、氯酚等污染物，效果良好，證明了膜萃取應(yīng)用于廢水處理過(guò)程相比于傳統(tǒng)技術(shù)更易實(shí)現(xiàn)。重金屬?gòu)U水的處理膜萃取技術(shù)的應(yīng)用前景膜萃取過(guò)程有防止溶劑污染的優(yōu)勢(shì)：液液萃取的夾帶現(xiàn)象會(huì)大大的限70該技術(shù)是20世紀(jì)70年代末發(fā)展起來(lái)的一種新型物質(zhì)分離、精制過(guò)程，以超臨界條件下的流體作為萃取劑，利用其強(qiáng)溶解能力特性，從液體或固體中萃取出特定成分，再通過(guò)減壓或升溫將其釋放出來(lái)，以達(dá)到某種分離目的。作為一個(gè)分離過(guò)程，超臨界流體萃取介于精餾和液體萃取之間，在某種程度上結(jié)合了蒸餾和萃取過(guò)程的特點(diǎn)。三、超臨界流體萃取法(supercriticalfluidextraction)該技術(shù)是20世紀(jì)70年代末發(fā)展起來(lái)的一種新型物質(zhì)分71可以這樣設(shè)想，蒸餾是物質(zhì)在流動(dòng)的氣體中，利用不同的蒸氣壓進(jìn)行蒸發(fā)分離；液液萃取是利用溶質(zhì)在不同的溶液中溶解能力的差異進(jìn)行分離；而超臨界流體萃取是利用臨界或超臨界狀態(tài)的流體，依靠被萃取的物質(zhì)在不同的蒸氣壓力下所具有的不同化學(xué)親和力和溶解能力進(jìn)行分離、純化的單元操作，即此過(guò)程同時(shí)利用了蒸餾和萃取現(xiàn)象－蒸氣壓和相分離均在起作用?？梢赃@樣設(shè)想，蒸餾是物質(zhì)在流動(dòng)的氣體中，利用不72什么是超臨界？

任何一種物質(zhì)都存在三種相態(tài)----氣相、液相、固相。三相呈平衡態(tài)共存的點(diǎn)叫三相點(diǎn)。液、氣兩相呈平衡狀態(tài)的點(diǎn)叫臨界點(diǎn)。在臨界點(diǎn)時(shí)的溫度和壓力稱(chēng)為臨界溫度和臨界壓力。不同的物質(zhì)其臨界點(diǎn)所要求的壓力和溫度各不相同。超臨界流體(SCF)是指在臨界溫度（Tc）和臨界壓力(Pv)以上的流體。高于臨界溫度和臨界壓力而接近臨界點(diǎn)的狀態(tài)稱(chēng)為超臨界狀態(tài)。第四講萃取分離技術(shù)課件73相密度(g/ml)擴(kuò)散系數(shù)(cm2/s)粘度(g/cm.s)氣體(G)(0.6~2)×10-3

0.1~0.4

(1~3)×10-4

超臨界流(SCF)0.2～0.910-3～10-4

10-4～10-3

液體(L)0.6~1.6(0.2~2)×10-5

(0.2~3)×10-2

這種流體(SCF)兼有氣液兩重性的特點(diǎn)，它既有與氣體相當(dāng)?shù)母邼B透能力和低的粘度，又兼有與液體相近的密度和對(duì)許多物質(zhì)優(yōu)良的溶解能力。超臨界流體萃取分離過(guò)程的原理是利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關(guān)系，即利用壓力和溫度對(duì)超臨界流體溶解能力的影響而進(jìn)行的。超臨界流體具有很好的流動(dòng)性和滲透性.（一）超臨界萃取技術(shù)的原理相密度(g/ml)擴(kuò)散系數(shù)(cm2/s)粘度(g/cm74在超臨界狀態(tài)下，將超臨界流體與待分離的物質(zhì)接觸，使其有選擇性地依次把極性不同、沸點(diǎn)不同和相對(duì)分子質(zhì)量不同的成分萃取出來(lái)。并且超臨界流體的密度和介電常數(shù)隨著密閉體系壓力的增加而增加，同時(shí)極性增大，利用程序升壓可將不同極性的成分進(jìn)行分步提取。然后借助減壓、升溫的方法使超臨界流體變成普通氣體，被萃取物質(zhì)則自動(dòng)完全或基本析出，從而達(dá)到分離提純的目的，并將萃取分離兩過(guò)程合為一體，這就是超臨界流體萃取分離的基本原理。在超臨界狀態(tài)下，將超臨界流體與待分離的物質(zhì)接觸，使75化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)設(shè)備沒(méi)有腐蝕性；臨界溫度應(yīng)接近室溫或操作溫度，不要太高也不要太低；操作溫度應(yīng)低于萃取組分的分解、變質(zhì)溫度；臨界壓力應(yīng)該低（降低壓縮動(dòng)力）；選擇性應(yīng)該高（容易得到高純制品）；對(duì)萃取質(zhì)的溶解度高（可減少溶劑循環(huán)量）；貨源充沛，價(jià)格便宜。（二）超臨界流體的選擇化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)設(shè)備沒(méi)有腐蝕性；（二）超臨界流體的選擇76超臨界流體(SCF)的選取：

可作為SCF的物質(zhì)很多，如二氧化碳、氧化亞氮、乙烷、甲醇、氨和水等。其中二氧化碳因其臨界溫度低（Ｔc＝31.1℃），接近室溫；臨界壓力小(Ｐv＝7.52MPa），擴(kuò)散系數(shù)為液體的100倍，因而具有驚人的溶解能力。且無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒、不易燃、化學(xué)惰性、低膨脹性、價(jià)廉、易制得高純氣體等特點(diǎn)，現(xiàn)在應(yīng)用最為廣泛。

超臨界流體(SCF)的選?。?7流體名稱(chēng)分子式臨界壓力(bar)臨界溫度(℃)臨界密度(g/cm3)二氧化碳CO275.231.10.433水H2O217.6374.20.332氨NH3112.5132.40.235乙烷C2H648.132.20.203乙烯C2H449.79.20.218氧化二氮N2O71.736.50.450丙烷C3H841.996.60.217戊烷C5H1237.5196.60.232丁烷C4H1037.5135.00.228流體名稱(chēng)分子式臨界壓力(bar)臨界溫度(℃)臨界密度(g/78第四講萃取分離技術(shù)課件79二氧化碳超臨界萃取的溶解作用：在超臨界狀態(tài)下，CO2對(duì)不同溶質(zhì)的溶解能力差別很大，這與溶質(zhì)的極性、沸點(diǎn)和分子量密切相關(guān)，一般來(lái)說(shuō)有以下規(guī)律：親脂性、低沸點(diǎn)成分易萃取，如揮發(fā)油、烴、酯、內(nèi)酯、醚、環(huán)氧化合物等，像天然植物和果實(shí)中的香氣成分，如桉樹(shù)腦、麝香草酚、酒花中的低沸點(diǎn)酯類(lèi)等；化合物的極性基團(tuán)(如-OH、-COOH等)愈多，則愈難萃取。強(qiáng)極性物質(zhì)如糖、氨基酸的萃取壓力要比弱極性物質(zhì)的萃取壓力大得多；化合物的分子量愈大，愈難萃取。分子量在200～400范圍內(nèi)的組分容易萃取，有些低分子量、易揮發(fā)成分甚至可直接用CO2液體提?。桓叻肿恿课镔|(zhì)(如蛋白質(zhì)、樹(shù)膠和蠟等)則很難萃取。二氧化碳超臨界萃取的溶解作用：在超臨界狀態(tài)下，CO2對(duì)不同溶80

單一組分的超臨界溶劑有較大的局限性，其缺點(diǎn)包括：1）某些物質(zhì)在純超臨界流體中溶解度很低，如超臨界CO2只能有效地萃取親脂性物質(zhì)，對(duì)糖、氨基酸等極性物質(zhì)，在合理的溫度與壓力下幾乎不能萃??；2）選擇性不高，導(dǎo)致分離效果不好；3）溶質(zhì)溶解度對(duì)溫度、壓力的變化不夠敏感，使溶質(zhì)與超臨界流體分離時(shí)耗費(fèi)的能量增加。（三）夾帶劑的使用單一組分的超臨界溶劑有較大的局限性，其缺點(diǎn)包81針對(duì)上述問(wèn)題，在純流體中加入少量與被萃取物親和力強(qiáng)的組分，以提高其對(duì)被萃取組分的選擇性和溶解度，添加的這類(lèi)物質(zhì)稱(chēng)為夾帶劑，有時(shí)也稱(chēng)為改性劑(Modifer)或共溶劑(Cosolvert)。夾帶劑的添加量一般不超過(guò)臨界流體的15％(物質(zhì)的量比)。除了甲醇外，夾帶劑還有水、丙酮、乙醇、苯、甲苯、二氯甲烷、四氯化碳、正已烷和環(huán)己烷等，夾帶劑的概念也不僅包括通常的液體溶劑，還包括溶解于超臨界氣體中的固態(tài)化合物，如萘也可作為夾帶組分。針對(duì)上述問(wèn)題，在純流體中加入少量與被萃取物親和力強(qiáng)的82所用萃取劑在常壓常溫下為氣體，因此萃取后可以方便地與萃余相和萃取組分分離；許多用作萃取劑的流體在生理上是安全的；在較低溫度下進(jìn)行操作，能較好的保存有效成分不被破壞，尤其適宜對(duì)熱敏性強(qiáng)、易氧化分解破化的成分的提取,特別適合于天然物質(zhì)的分離；超臨界流體的溶解能力可通過(guò)調(diào)節(jié)壓力、溫度和引入夾帶劑等在很大范圍內(nèi)進(jìn)行變化，并可通過(guò)逐漸改變溫度和壓力把萃取組分引入到希望的產(chǎn)品中。萃取能力強(qiáng)，提取率高，無(wú)溶劑殘留。（四）超臨界流體萃取技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所用萃取劑在常壓常溫下為氣體，因此萃取后可以方便地與萃余相和83等溫變壓工藝流程：萃取相從萃取槽抽出，經(jīng)膨脹閥后由于壓力下降、溶解度降低而析出萃取質(zhì)，經(jīng)分離后萃取質(zhì)從分離槽下部取出，氣體萃取劑由壓縮機(jī)送回萃取槽循環(huán)使用；等壓變溫工藝流程：采用加熱升溫的方法使氣體和萃取質(zhì)分離，萃取物從分離槽下方取出，氣體經(jīng)冷卻壓縮后返回萃取槽循環(huán)使用；吸附萃取流程：在分離槽中，放置著只吸附萃取質(zhì)的吸附劑，不吸收的氣體壓縮后循環(huán)回入萃取槽。（五）超臨界流體萃取的工藝流程等溫變壓工藝流程：萃取相從萃取槽抽出，經(jīng)膨脹閥后由于壓力下降84超臨界流體的選擇；操作條件：萃取壓力、萃取溫度、溶劑流量、萃取時(shí)間等；原料的顆粒度：一般認(rèn)為，粉碎度越高，原料顆粒越細(xì)，則萃取率越高；夾帶劑：在溶質(zhì)和超臨界CO2流體的二元體系中加入少量的輔助溶劑（夾帶劑、助溶劑），對(duì)溶質(zhì)的溶解度、溶質(zhì)選擇性等有奇特的效果。（六）超臨界流體萃取效率的影響因素超臨界流體的選擇；（六）超臨界流體萃取效率的影響因素85在食品工業(yè)中的應(yīng)用：食品有效成分的提取和食品中有害物質(zhì)的去除，研究主要集中在提取動(dòng)植物油脂、色素、香料及食品脫臭等方面；在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用：從動(dòng)植物中提取有效藥物成分；在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用：渣油脫瀝青、廢油回收利用、三次采油等方面。在分析化學(xué)上的應(yīng)用：環(huán)境有機(jī)污染物分析、生化分析等方面。（七）超臨界流體萃取技術(shù)的應(yīng)用在食品工業(yè)中的應(yīng)用：食品有效成分的提取和食品中有害物質(zhì)的去除86超臨界CO2萃取凈化廢水超臨界CO2絡(luò)合萃取廢水和固體污染物中的重金屬離子超臨界流體CO2修復(fù)受污染的土壤超臨界CO2萃取再生廢活性炭超臨界流體萃取技術(shù)在廢物處理中的應(yīng)用超臨界CO2萃取凈化廢水超臨界流體萃取技術(shù)在廢物處理中的應(yīng)用87前景展望：

目前，有關(guān)超臨界流體技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究正在加強(qiáng)，大規(guī)模的工業(yè)化還有一定的困難，但從這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用可以看出超臨界萃取技術(shù)在未來(lái)具有極其廣闊的發(fā)展前景。前景展望：88超臨界流體萃取設(shè)備超臨界流體萃取設(shè)備89第四講萃取分離技術(shù)課件90

針對(duì)難降解有機(jī)廢水，生物處理仍然是目前最為經(jīng)濟(jì)的方法。但是，微生物對(duì)難降解有機(jī)物的處理效果不好，改變有機(jī)物的難降解程度，使得生物處理能夠順利進(jìn)行，且難降解有機(jī)廢水的處理既有效又經(jīng)濟(jì)，這就是提出難降解有機(jī)廢水的萃取置換概念的出發(fā)點(diǎn)。難降解有機(jī)物往往其硫水性較強(qiáng)，疏水性較強(qiáng)的有機(jī)物，容易萃取進(jìn)入有機(jī)相，從水溶液中分離出來(lái)。因此，選擇適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑，利用萃取技術(shù)有可能有效地去除水中的難降解有機(jī)物，提供一條處理難降解有機(jī)物的新途徑。

四、萃取置換針對(duì)難降解有機(jī)廢水，生物處理仍然是目前最為經(jīng)濟(jì)的91廢水中有機(jī)物即使在很低的濃度下也難于生物降解，如氯苯、硝基苯等——疏水性較強(qiáng)，可采用物理溶劑萃取廢水中的有機(jī)物雖然在較低的濃度下能夠被微生物分解，但在高濃度下會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生危害，如苯酚等

——在水中的溶解度較大，含親水官能團(tuán)，可采用絡(luò)合萃取技術(shù)萃取置換概念的提出廢水中有機(jī)物即使在很低的濃度下也難于生物降解，如氯苯、硝基苯92

在萃取難降解有機(jī)物的過(guò)程中不可避免的存在溶劑的溶解和夾帶。如果利用一種容易降解的有機(jī)溶劑把難降解有機(jī)物組分置換出來(lái)，使廢水的成分發(fā)生變化，生物處理就能夠順利進(jìn)行?！谝陨峡紤]，提出了“萃取置換”的概念。在萃取難降解有機(jī)物的過(guò)程中不可避免的存在溶劑的93針對(duì)廢水中難降解有機(jī)物的特點(diǎn)，選擇合適的萃取劑，利用容易降解的有機(jī)溶劑置換出廢水中的難降解有機(jī)物，使廢水中的有用成分得以回收，同時(shí)提高萃取后的廢水的生物降解性，萃取置換后的殘液不需進(jìn)行稀釋或只需小倍數(shù)稀釋?zhuān)纯蛇M(jìn)行生物處理，最后達(dá)標(biāo)排放，爭(zhēng)取使廢水的處理達(dá)到技術(shù)上合理、經(jīng)濟(jì)上可行的目標(biāo)。

萃取置換工藝與一般萃取操作相比，其顯著的特點(diǎn)不僅在于追求較高的分離效率，更重要是在于經(jīng)過(guò)萃取置換工藝操作后廢水的生物降解性大大提高，從而使后續(xù)的生物處理工藝變?yōu)榭赡?。萃取置換的方法針對(duì)廢水中難降解有機(jī)物的特點(diǎn)，選擇合適的萃94第四講萃取分離技術(shù)課件95

為了實(shí)現(xiàn)萃取置換，重要的一步就是找到容易生物降解的有機(jī)萃取溶劑。

研究萃取溶劑的生物降解性的主要目的是考察萃取置換操作后水相的生物降解能力，在實(shí)驗(yàn)中，主要研究萃取溶劑的飽和水溶液的生物降解性。萃取劑的生物降解性能為了實(shí)現(xiàn)萃取置換，重要的一步就是找到容易生96難降解有機(jī)農(nóng)藥廢水的萃取置換；乙草胺（除草劑）廢水的萃取置換；取代苯胺類(lèi)廢水的萃取置換；萃取置換－生物降解耦合技術(shù)的應(yīng)用難降解有機(jī)農(nóng)藥廢水的萃取置換；萃取置換－生物降解耦合技術(shù)的應(yīng)97

萃取是分離和提純物質(zhì)的一種常用方法，傳統(tǒng)的萃取方法由于費(fèi)時(shí)，費(fèi)溶劑，效率低等缺點(diǎn)，近年來(lái)已不能滿足發(fā)展的需要，因而先后出現(xiàn)了超臨界流體萃取，微波萃取，加壓溶劑