萃取時(shí)溶劑的選擇是萃取操作的關(guān)鍵,它直接影響到萃取操作能否進(jìn)行,對(duì)萃取產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性也有重要的影響。萃取劑的性質(zhì)決定了萃取過(guò)程的危險(xiǎn)性大小和特點(diǎn)。因此,當(dāng)準(zhǔn)備采用萃取操作時(shí),首要的問(wèn)題就是萃取溶劑的選擇。一個(gè)溶劑要能用于萃取操作,首要的條件是它與料液混合后,要能分成兩個(gè)液相。但要選擇一個(gè)安全、經(jīng)濟(jì)有效的溶劑,還必須從以下幾個(gè)方面作分析、比較。
(1)萃取劑的選擇性 萃取時(shí)所采用的萃取劑,必須對(duì)原溶液中欲萃取出來(lái)的溶質(zhì)有顯著的溶解能力,而對(duì)其他組分(稀釋劑)應(yīng)不溶或少溶,即萃取劑應(yīng)有較好的選擇性。
(2)萃取劑的物理性質(zhì) 萃取劑的某些物理性質(zhì)也對(duì)萃取操作產(chǎn)生一定的影響。
密度 萃取劑必須在操作條件下能使萃取相與萃余相之間保持一定的密度差,以利于兩液相在萃取器中能以較快的相對(duì)速度逆流后分層,從而可以提高萃取設(shè)備的生產(chǎn)能力。萃取劑大多為易產(chǎn)生靜電的有機(jī)溶劑,在相混和流動(dòng)過(guò)程中要消除靜電的積累。
界面張力 萃取物系的界面張力較大時(shí),細(xì)小的液滴比較容易聚結(jié),有利于兩相的分離,但界面張力過(guò)大,液體不易分散,難以使兩相混合良好,需要較多的外加能量。界面張力小,液體易分散,但易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象使兩相難分離,因此應(yīng)從界面張力對(duì)兩液相?昆合與分層的影響綜合考慮,選擇適當(dāng)?shù)慕缑鎻埩Γ话阏f(shuō)不宜選用張力過(guò)小的萃取劑。常用體系界面張力數(shù)值可在文獻(xiàn)中找到。
黏度 萃取劑的黏度低,有利于兩相的混合與分層,也有利于流動(dòng)與傳質(zhì),因而黏度小對(duì)萃取有利。有的萃取劑黏度大,往往需加入其他溶劑來(lái)調(diào)節(jié)其黏度。
(3)萃取劑的化學(xué)性質(zhì) 萃取劑需有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,不易分解、聚合,并應(yīng)有足夠的熱穩(wěn)定性和抗氧化穩(wěn)定性,對(duì)設(shè)備的腐蝕性要小。萃取劑的化學(xué)性質(zhì)決定了萃取過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的事故類(lèi)型。
(4)萃取劑回收的難易 通常萃取相和萃余相中的萃取劑需回收后重復(fù)使用,以減少溶劑的消耗量?;厥召M(fèi)用取決于回收萃取劑的難易程度。有的溶劑雖然具有以上很多良好的性能,但往往由于回收困難而不被采用。
最常用的回收方法是蒸餾,因而要求萃取劑與被分離組分A之間的相對(duì)揮發(fā)度。要大,如果。接近于l,不宜用蒸餾,可以考慮用反萃取,結(jié)晶分離等方法。
(5)萃取的安全問(wèn)題 毒性以及是否易燃、易爆等,均為選擇萃取劑時(shí)需要特別考慮的問(wèn)題,并應(yīng)設(shè)計(jì)相應(yīng)的安全措施。
工業(yè)生產(chǎn)中常用的萃取劑可分為三大類(lèi):①有機(jī)酸或它們的鹽,如脂肪族的一元羧酸、磺酸、苯酚等;②有機(jī)堿的鹽,如伯胺鹽、仲胺鹽、叔胺鹽、季胺鹽a等;③中性溶劑,如水、醇類(lèi)、酯、醛、酮等。