方法： （1） 根据溶剂及原料液F的量和组成确定和点M。 M=FS=ER （2） 图解试差确定E，R点(试差依据是萃取相E与萃余相R 互成平衡)，利用杠杆定律确定萃取相E与萃余相R 的量，在 三角形相图读出其组成。

　　（3）联结SE和SR，并延长交AB边于E′和R′点，利用杠杆 定律确定萃取液E′与萃余液R′的量，在三角形相图读出其组 成y′、x′。

　　萃取操作能在一定程度上分离液体混和物。 萃取操作应用范围: (1) 液体混合物中各组份的挥发能力差异很小，即其相对挥发度 接近1,采用精馏操作不经济。 （2）液体混合物蒸馏时形成恒沸物。 （3）欲回收的物质为热敏性物料，或蒸馏时易分解、聚合或发 生其他变化。。 （4）液体混合物中含有较多汽化潜热很大的易挥发组份,特别是 该组分又不是目标组分，利用精馏操作能耗较大。 萃取操作在工业上得到广泛应用，在石油化学工业尤为突出。 在制药工业、食品工业、湿法冶炼工业、核工业材料提取和环 境保护治理污染中均起到重要作用。

　　萃取：利用混合物中各组份在某一溶剂中的溶解度的差 异, 分离液-液混合物的单元操作。 萃取操作包括下面三个过程： （1）混合过程：原料液和溶剂充分接触，各组分发生了 不同程度的 相际转移，进行了质量传递。 （2）澄清过程：分散的液滴凝聚合并，形成的两相萃取 相和萃余相由于密度差而分层。 （3）脱除溶剂操作：萃取相脱除溶剂得到萃取液，萃余 相脱除溶剂得到萃余液， 脱除溶剂操作常采用精馏操作。 萃取所得的萃取相和萃余相中A、B组分的组成之间的变 化:

　　三 、计算 （１）设计型问题 已知所用溶剂的组成S0、原料液量F和组成 ,在选 定溶剂用 量S或溶剂比S/F的条件下，规定分离要求，即最终萃余相中 溶质组成xN，求所需理论级数N。 多级逆流萃取过程中，离开每一级的萃取相和萃余相互成 平衡，因此他们之间的关系利用平衡关系可以确定。若能通 过物料衡算获得任意级萃余相Ri的组成xi和下一级萃取相Ei1 的组成yi1之间的关系，多级逆流萃取问题可用类似精馏、 吸收问题的计算方法进行求解。

　　2、 杠杆定律 质量分别为R和E的两种三元混合物,其组成分别为xA, xB, xS 和yA,yB,yS ,两者混合后形成的新的混合物M，其质量由质量 守恒定律求解，其组成 zA, zB, zS，在工程上常用图解法,即杠 杆定律确定，M点称为R、E点的和点。 混合物M的量：M=RE(8.2.1) 混合物M的组成：如图8.2.4所示.在三角形坐标ABS，三个 混合物组成点R、E和M在一条直线上,即M点位于R、E点的连 接线上,且M点分RM和ME两线段之比与R、E两混合物质量之 比存在如下关系：

　　二 、温度、压力对相平衡关系的影响 (1)压力的影响 压力的影响较小,可忽略。 (2)温度的影响 温度的影响敏感。一般情况下温度升高，溶 解度增大 ,两相区减小,不利于萃取操作。

　　分在液-液两相的分配关系描述。 一、 分配曲线 将共轭相组成转换到直角坐标中得到的曲线，将三角形相 图中溶质组分在共轭相萃余相R中组分xA和萃取相E中组分 yA转换到直角坐标中，获得一条表示液-液两相平衡时溶质 组分A的分配曲线。 二 、分配系数 溶质A的分配系数：

　　a 部分互溶物系，即B、S部分互溶。 b 完全不互溶物系, 即B、S完全不互溶。 （2） 第二类物系：具有两对部分互溶物的物系，即A、S,B、 S部分互溶。 4.辅助曲线 若已知若干对平衡液的组成，可以绘出辅助曲线，辅助曲 线可作在三角形相图之内，亦可作在三角形相图之外。借助 辅助曲线，由已知的某一相（R或E相），可求取其共轭相的 组成。

　　2.根据给定的原料液及规定的分离要求（一般规定萃余相 R的组成x或萃余液R′的组成x′），求溶剂S用量。 方法： 根据分离要求确定R点，应用辅助曲线，确定E点，根 据原料液组成，确定F点，连接FＳ和ER，其交点Ｍ既是 F和S的和点，又是E、R的和点。利用杠杆定律求得溶剂 S用量。

　　三 、单级萃取的溶剂用量 单级萃取的溶剂用量范围： 实际溶剂比是最小溶剂比的适当倍数。 1. 最小溶剂用量Smin 溶剂用量减少，Ｍ点沿FS向F点靠近。M点达到R2点时， 液-液两相混溶，破坏了萃取操作。故Ｍ位于R2点时的溶剂 用量为Smin。如图所示。 当S＝Smin时，一般情况下 ， 但萃取液的浓度 一般不是最大值（萃取液浓度最大时的溶 剂用量求解请看下一部分）。

　　因此 i=0,1,2,……(N-1) D是系统中任一端的净流率，亦是系统中各级间的两股 物流Ei1和RN的流率之差，即其净流率，是一常数，可设 想为流率为D的虚拟物流。在三角形坐标，根据杠杆定律， D是E1、F和S、RN的公共差点，因此由FE1和RNS两线的延 长线交点即可确定D点。Ei1和Ri 联线的延长线亦交于D点， 因此Ei1 RN线称为级联线，各条级联线必相交于同一点D， D点称为多级逆流萃取的极点。上述关系称为多级逆流萃 取的操作关系。

　　从量为M，组成为zA, zB, zS的三元混合液M中分离出量为R，组 成是xA, xB, xS的混合物R，剩余混合物E的量由质量守恒定律求 解，其组成yA,yB,yS用杠杆定律确定，R点称为M、E点的差点。 混合物E的量：E= M - R 混合物E的组成：在三角形坐标ABS，三个混合物组成点R、E 和M在一条直线上,即E点位于E、M点的延长线上,且RM和RE 两线段之比与M、E两混合物质量之比存在有如下关系：

　　•讲课：9学时 • 本章重点： 应用三角形相图和分配曲线描述萃取操作物系的平衡关系； 单级萃取流程； 多级错流萃取流程； 多级逆流萃取流程； 部分互溶物系萃取计算； 完全不溶物系萃取计算；

　　11.3.2多级错流萃取 一、 流程 多级错流萃取实际上就是多个单级萃取的组合。如图所示。 原料液F从第一级进入，依次通过各级与加入各级的溶剂Si 进行萃取，获得萃余相R1，R2……。末级引出的萃余相RN进 入脱溶剂塔I脱除溶剂SR，获得萃余液RN′。加入各级的溶剂 S1，S2……分别与来自前一级的萃余相进行萃取，获得的萃 取相E1，E2……分别从各级排出，通常汇集一起后进入脱溶 剂塔II脱除溶剂SE，获得萃取液RE′。回收的溶剂SR和SE一起 返回系统循环使用。系统还应适量加入新溶剂以补充系统溶 剂的损失。

　　11.2.2三角形相图 萃取操作中，若将溶质A在液-液两相之间的平衡关系， 表示在三角形坐标中，就得到三角形相图。 一 、溶解度曲线. 相平衡数据的测定： (1)混合物总组成点在两相区内。 (2)能得到完整的平衡数据。 2. 溶解度曲线 通常情况下联结线倾斜方向一致，但不平行。 在三角形相图中，如图8.2.7所示。溶解度曲线将混合物 的整个组成范围划分成两个区域，溶解度曲线以内是两相 区，以外是单相区，两相区是萃取过程的操作范围。 3. 几类物系的溶解度曲线）第一类物系：A、S 完全互溶，根据B、S溶解度不同， 分为：

　　由E1点通过平衡关系确定第一级萃余相组成点R1点，R1和 D点联线点 ,即为第二级萃取相组 成点E2点，重复上述方法，交替使用平衡关系和操作关系， 逐级求解，直至萃余相的组成 ，则N为所求的理 论级数，所确定的Ri和Ei即为各级萃取相和萃余相的组成 点。

　　2．在直角坐标利用分配曲线）确定平衡线：在直角坐标中画出物系的分配曲线）确定操作线：在三角形相图中给定的操作范围内，过极点 D点画若干条级联线；……Ri、E i1……，将各组交点所对应的组成xi，y i1转 换到直角坐标中确定Ci点（i=1，2，……N），即获得系统操 作线）确定理论级数：从图中（xf，y1）点开始，在操作线和分 配曲线之间画梯级直到 ，所得梯级数是系统所需的理 论级数。 （２）操作型问题 已知多级逆流萃取设备的理论级数N，计算通过该设备的 萃取操作，两相所能达到的分离程度。

　　二 、特点 萃取相溶质的回收率较高，溶剂耗量较大，溶剂回收负荷 增加,设备投资大。

　　已知原料液的处理量F及组成xF（生产工艺确定）规定各级 溶剂用量Si和组成S0，求达到一定的分离要求所需的理论级 数Ｎ。 （２）操作型问题 已知多级错流萃取设备的理论级数N，计算通过该设备的萃 取操作，原料液所能达到的分离程度。

　　二． 计算： 萃取操作物系的平衡关系一般难以表示为简单的函数关 系，用三角形相图表示比较简便易行。基于杠杆定律的图 解方法是常用的求解萃取计算的方法。萃取计算问题常分 为如下两类： 1.已知原料液的处理量F及组成xF（生产工艺确定）,给定溶 剂用量S及组成s0，求萃取相E与萃余相R的量及组成y、x， 17 及萃取液E′与萃余液R′的量及组成y′、x′。

　　11.3.3多级逆流萃取 一、 流程 原料液F从第一级进入，依次经过各级萃取，成为各级的萃 余相，其溶质组成逐级降低，溶剂S从末级第N级进入系统， 依次通过各级与萃余相逆相接触，进行萃取，使得萃取相中 的溶质组成逐级提高，最终获得的萃取相E1和萃余相RN通过 脱溶剂塔I、II脱除溶剂，并返回系统循环使用。 见图

　　2.最大溶剂用量Smax 溶剂用量增加，Ｍ点沿FS向S靠近。M点达到E1点时，液液两相混溶，破坏了萃取操作。故M位于Ｅ1点时的溶剂用 量为 Smax。如图所示。

　　四 、萃取液浓度最大时的溶剂用量 由S点作溶解度曲线的切线，由切点E可确定其共轭组成R， 如果RE和FS的交点M在两相区内，由M确定的溶剂用量即 为萃取液浓度最大时的溶剂用量；如果RE和FS的交点不在 两相区内，萃取操作的最小溶剂用量即为萃取液浓度最大时 的溶剂用量。见图

　　位表示)。 11.2.1三角形坐标 1、三角形坐标 三角形坐标可用来描述三元混合物的组成，三角形坐标 可以是等边三角形,任意三角形,直角三角形等等，如图。等 腰直角三角形更为常用。 习惯表示法 (1) 各顶点表示纯组份。 (2) 每条边上的点为两组份混合物。 (3) 三角形内的各点代表不同组成的三元混合物。 6

　　yB = kBxB 分配系数不仅和温度有关，而且与浓度有关。一般情况下，溶 质浓度增加，分配系数随之降低；温度升高，分配系数亦随之 降低。但溶质浓度较低时, 分配系数kA被视为常数。若溶质是 电离物质，溶液PH值的变化也会引起分配系数的改变。 对于溶剂S和原溶剂B完全不互溶物系,浓度常用比质量分率X、 Y表示,其分配系数表示如下：

　　三 、脱溶剂基分配曲线 用互成平衡的萃取相和萃余相脱去溶剂后所得到的萃余 液及萃取液的组成xA′,xB′和yA′,yB′描述平衡关系，即将xA′ 和yA′描绘于直角坐标中，即可获得脱溶剂基的分配曲线 单级萃取 一． 特点： 1.原料液与溶剂一次性接触。 2.萃取相与萃余相相互平衡。 3.生产中大多是间歇操作。

　　方法： 1．逐级图解过程 如图所示，在三角形相图利用溶解度曲线求解。Ri 和Ei 互成平衡关系，E i1 和Ri符合操作关系。 1） 确定M点：由已知的F、S可确定M点。 M=FS