§1 概述
8-1 萃取概念及应用
我们以手工洗衣服为例，打完肥皂、揉搓后，如何将肥皂沫去除呢？用清水多次漂洗，这是人们熟知的过程。多次漂洗的过程即为化工中的液-固萃取过程。如图8-1所示，漂洗次数越多，衣服与肥皂沫分离越完全，衣服越干净。 图8-1的衣物漂洗过程为错流萃取过程。清水称作萃取剂，含沫水为萃取相，衣物和沫为萃余相。皂沫为溶质A。经验还告诉我们，每盆水揉搓的时间越长（即萃取越接近平衡），拧得越干（即萃取与萃余相相分离越彻底），所用漂洗次数越少（即错流级数越少）。
图8-1 错流萃取示意图
萃取——利用混合物各组分对某溶剂具有不同的溶解度，从而使混合物各组分得到分离与提纯的操作过程。
例如用醋酸乙酯萃取醋酸水溶液中的醋酸。如图8-2所示。
图8-2 萃取示意图
萃取用于沸点非常接近、用一般蒸馏方法分离的液体混合物。主要用化工厂的废水处理。如染料厂、焦化厂废水中苯酚的回收。萃取也用于法冶金中，如从锌冶炼烟尘的酸浸出液中萃取铊、锗等。制药工业中，许多复杂有机液体混合物的分离都用到萃取。为使萃取操
作得以进行，一方面溶剂S对稀释剂B、溶质A要具有不同的溶解度，另一方面S与B必须具有密度差，便于萃取相与萃余相的分离。当然，溶剂S具有化学性质稳定，回收容易等特点，则将为萃取操作带来更多的经济效益。
萃取过程计算，习惯上多求取达到指定分离要求所需的理论级数。若采用板式萃取塔，则用理论级数除以级效率，可得实际所需的萃取级数。若采用填料萃取塔，则用理论级数乘以等级高度，可得实际所需的萃取填料层高度。等级高度是指相当于一个理论级分离效果所需的填料层高度，等级高度的数据十分缺乏，多需由实验测得。
萃取理论级数的计算，仍然离不开相平衡关系的物质平衡关系。
以A、B、S作为三个顶点组成一个三角形。三角形的三个顶点表示纯物质，一般上顶点表示溶质A，左下顶点表示稀释剂B，右下顶点表示溶剂S。三角形的三条边表示二元混合物的组成，例如AB连线表示溶质A与稀释剂B的二元组成。三角形内的平面表示三元混合物
的组成。如图8-3所示。
图8-3 三角相图溶解度曲线
三角形相图作图复杂，用于萃取计算时，易引入较大误差；若为组成是大于3的几元物系，三角相图亦无能为力；加之有关化工单元操作的书藉均有三角相图的详细论述，所以，本教程讨论从略。
8-3 直角坐标表示法
若稀释剂B与溶剂S不互溶或互溶性很小时，可以认为萃取相中只有组分A与S，萃余相中只有组分A与B。萃取相中溶A的含量可用质量比组成Y表示，Y的单位为。萃余相中溶质A的含量用X表示，X的单位为。当物系达于平衡时，得到一组对应的X与Y。将若干组X、Y值，描绘在X—Y座标图上，可得一曲线，此即液—液萃取溶解度曲线，或称分配曲线。用数学式表示为
有时亦有用质量分率y、x来表达溶解度曲线的，此时y表示溶质A在萃取相中的质量分率，x表示溶质A在萃余相中的质量分率。在x—y座标图上描绘的曲线，亦称为分配曲线。用数学式表达为
大多数物系在低浓度情况下，x和y成线性关系，即
…………（Ⅰ）
式中称为分配系数，式（Ⅰ）称为能斯特分配定律。
同理，在低浓度情况下，对于大多数物系，Y与X亦近似成线性关系，即
…………（Ⅰ战术防身笔a）
如果某物系服从能斯特分配定律，即服从式（Ⅰ）和式（Ⅰa）的关系，则将使我们的萃取过程计算大为简化。
8-4溶解度曲线举例
【例8-1】 以三氯乙烷为溶剂，由丙酮一水溶液中萃取丙酮。其溶解度平衡数据如表8-1所示。试将其换算为质量比组成，标绘在直角坐标图上，并求出近似的分配系数m值。
引纸绳表8-1 丙酮—水—三氯乙烷系统平衡数据（质量百分率）
萃余相（水相X） | 萃取相（三氯乙烷相Y） |
三氯乙烷，S | 水，B | 丙酮，A | 如图是某水上打捞船三氯乙烷，S | 水，B | 丙酮，A |
0.52 | 93.52 | 5.96 | 90.93 | 胶水收缩率0.32 | 8.75 |
0.60 | 89.40 | 10.00 | 84.40 扫路刷 | 0.60 | 15.00 |
0.68 | 85.35 | 13.97 | 78.32 | 0.90 | 20.78 |
0.79 | 80.16 | 19.05 | 71.01 | 1.33 | 27.66 |
1.04 | 感应门制作71.33 | 27.63 | 58.21 | 2.40 | 39.39 |
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