液液萃取化工基础电子书

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内容提要

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前言

第1章　概述

1.1　液液萃取过程

1.2　液液萃取技术的发展和应用

1.3　液液萃取中的基本概念

1.3.1　分配定律和分配常数

1.3.2　分配系数

1.3.3　萃取率

1.3.4　相比和萃取因子

1.3.5　萃取分离因数

1.3.6　物理萃取与化学萃取

1.4　液液萃取技术的研究内容及方法

参考文献

第2章　物质的溶解特性及常用萃取剂

2.1　物质溶解过程的一般描述

2.2　物质在溶剂中的溶解特性

2.2.1　物质在水中的溶解特性

2.2.2　物质在有机溶剂中的溶解特性

2.3　物质萃取的各种影响因素

2.3.1　空腔作用能和空腔效应

2.3.2　被萃溶质亲水基团的影响

2.3.3　溶质与有机溶剂相互作用的影响

2.4　常用的萃取剂

2.4.1　萃取剂选择的一般原则

2.4.2　中性络合萃取剂

2.4.3　酸性络合萃取剂

2.4.4　胺类萃取剂

2.4.5　螯合萃取剂

参考文献

第3章　金属萃取的基本原理

3.1　金属离子配合物

3.1.1　金属离子的水合

3.1.2　金属离子配合物的形成及稳定性

3.2　中性络合萃取过程

3.2.1　中性金属配合物的萃取

3.2.2　金属配阴离子加合阳离子的萃取过程

3.3　酸性络合萃取过程及螯合萃取过程

3.3.1　酸性络合萃取过程

3.3.2　螯合萃取过程

3.4　离子缔合萃取过程

3.4.1　阴离子萃取过程

3.4.2　阴离子交换过程

3.4.3　阳离子萃取过程

3.5　金属萃取过程的影响因素

3.5.1　萃取剂特性的影响

3.5.2　金属离子成键特性的影响

3.5.3　萃合物特性及其形成条件和存在环境的影响

3.6　协同萃取过程

3.6.1　酸性萃取剂和中性萃取剂的协同萃取

3.6.2　肟与酸性萃取剂的协同萃取

3.6.3　螯合萃取剂和中性萃取剂的协同萃取

3.6.4　其他协同萃取体系

参考文献

第4章　有机物萃取的基本原理

4.1　简单分子萃取

4.2　有机物络合萃取过程

4.2.1　有机物络合萃取的过程描述

4.2.2　有机物络合萃取体系的基本特征

4.2.2.1　分离对象的特性

4.2.2.2　络合剂的特性

4.2.2.3　助溶剂和稀释剂的选择

4.2.3　有机物络合萃取的高效性和高选择性

4.3　有机物络合萃取过程的机理分析

4.3.1　络合萃取的作用机制

4.3.2　络合萃取的萃合物结构

4.3.3　络合萃取的历程

4.3.3.1　中性磷氧类络合剂络合萃取有机羧酸的历程

4.3.3.2　胺类络合剂络合萃取有机羧酸的两种历程

4.3.3.3　胺类络合剂络合萃取苯酚的两种历程

4.3.3.4　酸性磷氧类萃取剂络合萃取有机胺类的两种历程

4.4　有机物络合萃取的特征性参数

4.4.1　分离溶质的疏水性参数lgP

4.4.2　分离溶质的电性参数pK_a

4.4.3　络合剂的表观碱（酸）度

4.4.3.1　络合萃取剂表观碱（酸）度的定义

4.4.3.2　络合萃取剂表观碱（酸）度的测定方法

4.4.3.3　络合萃取剂表观碱（酸）度的影响因素

4.4.4　络合剂相对碱（酸）度

4.4.4.1　以被萃溶质为对象的络合萃取剂相对碱（酸）度的定义

4.4.4.2　络合萃取剂相对碱（酸）度的测定方法

参考文献

第5章　液液萃取相平衡

5.1　物理萃取相平衡

5.1.1　物理萃取相平衡的一般性描述

5.1.2　弱酸或弱碱的萃取相平衡

5.1.3　萃取相溶质自缔合的萃取相平衡

5.1.4　混合溶剂物理萃取的相平衡

5.2　化学萃取的相平衡

5.2.1　化学萃取相平衡的一般性描述

5.2.2　萃合物化学组成的确定

5.2.3　络合萃取相平衡的质量作用定律分析方法

5.3　萃取相平衡的图示方法

5.3.1　完全不互溶体系直角坐标图

5.3.2　三角形相图

5.3.2.1　三角形相图中的组成表示法

5.3.2.2　杠杆法则

5.3.2.3　液液平衡关系在三角形相图上的表示法

5.3.2.4　液液相平衡在直角坐标上的表示法

5.4　萃取相平衡的模型预测方法

参考文献

第6章　扩散及相间传质过程

6.1　分子扩散及涡流扩散

6.1.1　分子扩散

6.1.2　扩散系数

6.1.3　单相中的稳态分子扩散

6.1.3.1　等摩尔反向扩散

6.1.3.2　单向扩散

6.1.4　涡流扩散

6.2　相间传质

6.2.1　对流传质

6.2.2　相间传质模型

6.2.3　分传质系数

6.2.4　总传质系数

6.3　界面现象及其影响

6.3.1　Marangoni效应

6.3.2　Taylor不稳定性

6.3.3　表面活性剂的影响

6.4　液滴传质特性

6.4.1　液滴和液滴群的运动

6.4.2　液滴和液滴群的传质

6.4.2.1　液滴生成阶段的传质

6.4.2.2　液滴自由运动阶段的传质

6.4.2.3　液滴凝并阶段的传质

6.4.2.4　考虑液滴内外传质的总传质系数

参考文献

第7章　逐级接触液液萃取过程的计算

7.1　单级萃取过程及其计算

7.1.1　溶剂部分互溶体系

7.1.2　溶剂不互溶体系

7.2　多级错流萃取过程及其计算

7.2.1　溶剂部分互溶体系

7.2.2　溶剂不互溶体系

7.3　多级逆流萃取过程及计算

7.3.1　溶剂部分互溶体系

7.3.1.1　三角形坐标图求理论级数

7.3.1.2　直角坐标图求理论级数

7.3.2　溶剂不互溶体系

7.3.3　多级逆流萃取过程的最小萃取剂用量

7.3.3.1　溶剂部分互溶体系

7.3.3.2　溶剂不互溶体系

7.3.4　两相完全不互溶体系的多级逆流萃取过程计算

7.4　复合萃取

7.4.1　完全不互溶体系的萃取率和去污系数

7.4.2　完全不互溶体系的物料衡算和操作线

7.4.3　双溶质组分分离的操作条件选择原则

7.4.4　多级逆流复合萃取过程的图解法

7.4.5　多级逆流复合萃取过程的公式解法

参考文献

第8章　微分接触连续逆流萃取过程的计算

8.1　柱塞流模型

8.2　萃取柱内流动的非理想性

8.2.1　非理想流动和停留时间分布

8.2.2　萃取柱内的轴向混合及其影响

8.3　考虑萃取柱内轴向混合的计算模型

8.3.1　级模型

8.3.2　返流模型及其求解方法

8.3.2.1　返流模型的建立

8.3.2.2　线性平衡关系时返流模型的求解方法

8.3.2.3　非线性平衡关系时返流模型的求解方法

8.3.3　扩散模型及其求解方法

8.3.3.1　扩散模型的建立

8.3.3.2　线性平衡关系时扩散模型方程的解析解及其简化

8.3.3.3　分散单元高度及其近似计算

8.3.4　前混现象

8.4　萃取柱轴向混合参数的实验测定

8.4.1　扰动响应技术及其数据处理方法

8.4.1.1　扰动响应法及模型方程

8.4.1.2　扩散模型方程

8.4.1.3　几种主要的模型参数求取方法

8.4.1.4　几种数据处理方法的比较

8.4.2　稳态浓度剖面法

8.4.2.1　基于扩散模型的单变量估值法

8.4.2.2　基于返流模型的多变量估值法

8.4.3　动态响应曲线法

参考文献

第9章　液液萃取设备的分类及特点

9.1　液液萃取设备的基本条件和主要类型

9.2　液液萃取设备的性能特点

9.2.1　液液萃取设备的特点

9.2.2　液液萃取设备的液泛流速和比负荷

9.2.3　萃取设备的传质速率和总传质系数

9.3　液液萃取设备的选择

参考文献

第10章　混合澄清器

10.1　混合澄清器及其类型

10.2　箱式混合澄清器的特点

10.3　混合澄清器的设计

10.3.1　混合室的设计

10.3.2　澄清室的设计

10.4　混合澄清器的操作

参考文献

第11章　柱式萃取设备

11.1　柱式萃取设备的类型和特点

11.1.1　喷淋萃取柱

11.1.2　填料萃取柱

11.1.3　筛板萃取柱

11.1.4　脉冲筛板萃取柱和脉冲填料萃取柱

11.1.5　振动筛板萃取柱

11.1.6　转盘萃取柱（RDC）

11.1.7　混合澄清型萃取柱

11.2　填料萃取柱的设计计算

11.2.1　液滴平均直径d_P的计算

11.2.2　特性速度和液泛流速计算

11.2.3　总传质系数的计算

11.2.4　柱高的计算

11.3　筛板萃取柱的设计计算

11.3.1　液滴平均直径的计算

11.3.2　特性速度和液泛流速计算

11.3.3　筛板萃取柱传质性能计算

11.4　脉冲筛板萃取柱的设计计算

11.4.1　液滴平均直径的计算

11.4.2　特性速度和液泛流速计算

11.4.3　脉冲筛板萃取柱的操作特性

11.4.4　脉冲筛板萃取柱的传质特性计算

11.4.5　脉冲筛板萃取柱的设计计算举例

11.5　转盘萃取柱的设计计算

11.5.1　液滴平均直径的计算

11.5.2　特性速度和液泛流速计算

11.5.3　转盘萃取柱的操作特性

11.5.4　转盘萃取柱的传质特性计算

11.5.5　转盘萃取柱的设计计算步骤

11.6　柱式萃取设备的性能比较

参考文献

第12章　离心萃取设备

12.1　离心萃取器及其类型

12.1.1　离心萃取器的分类

12.1.2　连续接触离心萃取器

12.1.3　逐级接触离心萃取器

12.2　离心萃取器的关键参数

12.2.1　离心分离因数a

12.2.2　离心萃取器的压力平衡和界面控制

12.2.2.1　离心力场条件下的流体静力学方程

12.2.2.2　转筒式离心萃取器的界面控制

12.2.3　离心萃取器的分离容量

12.2.4　离心萃取器的级效率

参考文献

第13章　萃取过程的强化

13.1　单元操作和单元过程

13.2　“场”、“流”分析的一般性概念

13.2.1　“场”、“流”的定义及特征

13.2.2　“场”、“流”分析的基本内容

13.2.2.1　“流”和“场”的存在是构成分离过程或反应过程的必要条件

13.2.2.2　“流”和“场”按不同方式组合可以构成不同的过程

13.2.2.3　调控“流”和“场”的作用可以实现过程强化

13.2.2.4　多种“流”和多种“场”的组合可以产生新的过程

13.2.3　常用分离过程的“场”、“流”分析

13.3　从基本原理出发强化萃取过程

13.3.1　提高过程的传质推动力

13.3.2　增大相际总传质系数

13.3.3　增加相间传质面积

13.4　耦合技术及过程强化

13.4.1　过程耦合技术

13.4.1.1　同级萃取反萃取耦合过程

13.4.1.2　萃取发酵耦合过程

13.4.1.3　膜技术与过程耦合

13.4.2　化学作用对萃取分离过程的强化

13.4.3　附加外场对萃取分离过程的强化

参考文献

第14章　新型萃取分离技术

14.1　概述

14.2　液膜技术

14.2.1　概述

14.2.2　液膜技术的构型和操作方式

14.2.2.1　乳状液膜过程

14.2.2.2　支撑液膜过程

14.2.2.3　封闭液膜过程

14.2.3　液膜分离过程的传质机理及促进传递

14.2.3.1　液膜分离过程的传质机理

14.2.3.2　液膜分离过程的促进迁移

14.2.4　乳状液膜

14.2.4.1　乳状液膜体系的组成

14.2.4.2　乳状液膜分离工艺

14.2.4.3　乳状液膜体系的渗漏及溶胀

14.2.5　支撑液膜体系

14.2.6　封闭液膜体系

14.3　超临界流体萃取技术

14.3.1　概述

14.3.2　超临界流体及其性质

14.3.3　超临界流体萃取工艺

14.3.3.1　超临界流体-固体萃取工艺

14.3.3.2　液体的超临界流体逆流萃取工艺

14.3.3.3　溶剂循环

14.3.3.4　溶质和溶剂的分离

14.3.4　超临界流体萃取设备

14.4　双水相萃取技术

14.4.1　概述

14.4.2　双水相体系的形成

14.4.3　双水相体系的主要参数

14.4.4　双水相萃取的特点及两相分配

14.4.4.1　双水相萃取的特点

14.4.4.2　影响双水相萃取分配的因素

14.4.5　亲和双水相萃取技术

14.5　膜萃取技术

14.5.1　概述

14.5.2　膜萃取的研究方法及数学模型

14.5.2.1　膜萃取的研究方法

14.5.2.2　膜萃取过程的传质模型

14.5.3　膜萃取的影响因素

14.5.3.1　两相压差□p的影响

14.5.3.2　两相流量的影响

14.5.3.3　相平衡分配系数与膜材料的浸润性能的影响

14.5.3.4　体系界面张力和穿透压

14.5.4　中空纤维膜萃取的过程设计

14.5.4.1　分传质系数关联式

14.5.4.2　中空纤维膜器中流动的非理想性

14.5.4.3　中空纤维膜萃取过程强化的途径

14.5.4.4　中空纤维膜萃取器的串联和并联

14.6　胶团萃取技术和反胶团萃取技术

14.6.1　概述

14.6.2　胶团的结构及性质

14.6.3　胶团萃取

14.6.4　聚合物胶团萃取

14.6.5　浊点萃取

14.6.6　反胶团的结构及性质

14.6.7　反胶团体系的增溶及溶质传递

14.6.8　蛋白质的反胶团萃取研究

参考文献