错流萃取

错流萃取是萃取分离操作法之一。萃取过程中使被处理水相溶液经过连续几次萃取，每次萃取都加入新鲜的有机溶剂，每经过一次萃取， 称为一个萃取级。此法简单，得到的萃余水相较纯，在溶剂总量恒定情况下，级数愈多，萃取效率愈高。缺点是每个萃取级都要加入一份新的有机溶剂，并相应得到很多份萃取液，使被萃取物反萃和有机溶剂的回收工作量增大。仅适用于实验室中分离那些分配比及分离系数较大的体系。

错流萃取基本概述

水相和有机相仅接触一次，往往达不到较完全的分离。在实际生产中，常常把若干个萃取器串联，组成所谓串级萃取，即多级萃取，使两相多次接触而提高分离效果。根据水和有机相流动的方式，将如下图这种流动方式的萃取成为错流萃取。

错流萃取错流萃取的特点

下图所示为错流萃取的流程，每级加入新鲜萃取溶剂S。因料液F自第一级加入，其萃余相R₁引入第二个萃取器，由于新鲜萃取溶剂S接触而再次进行萃取。依次进行，经过若干级萃取器，直到最后一级。由于各级均加入了新鲜萃取溶剂，萃取的传推动力大，能用较少的级数获得较好的效果，当β_A/B很大时可得到纯B，但B的回收率低，有机相消耗大。

S-萃取溶剂；R-萃余相；X-萃余相中溶质A的含量；E-萃取相；Y-萃取相中溶质A的含量

错流萃取错流萃取的物料平衡

由于萃取溶剂S与水相中的B不互溶或互溶度很小，顾可认为萃余相中只有组分A和B，而萃取相中只有组分A和S。萃取相E中溶质A的含量用质量比Y来表示，即指组分A与萃取溶剂S的质量比，kg/kg。萃余相R中溶质的含量质量比X表示，即指组分A与组分B的质量比，kg/kg。

假设进入各级的萃取溶剂S中含有少量溶质A（含量为Ys），根据上图各级进行物料平衡计算：

第一级：m_BFX_F+m_S1Y_S=m_BFX₁+m_S1Y₁

即：Y₁-Y_s=-m_BF(X₁-X_F)/m_S1

第n级：Y_n-Y_s=-m_BF(X_n-X_n-1)/m_Sn

该式为错流萃取操作线方程，它表示离开第n级的萃取相E_n中溶质A的组成Y_n与萃余相R_n中溶质A的组成X_n之间的关系。式中，m_BF—原料液中惰性组分的量，kg（或kg/h）；m_Sn—加入第n级中的溶剂量，kg（或kg/h）；Y_s—溶剂中溶质A的含量；X_F—原料液中溶质A的含量。

Y₁，Y₂…Y_n——分别为第1，2…n级萃取相中溶质A的含量，kg/kg。

X₁，X₂…X_n——分别为第1，2…n级萃余相中溶质A的含量，kg/kg。

错流萃取错流萃取的理论级数

错流萃取理论级数的确定可采用图解法。

即在直角坐标上，以系统的萃取平衡数据绘出平衡线0Q，根据原料液组成及溶剂组成确定C₁点，以-m_BF/m_SF为斜率，自C₁点交平衡线与D₁点，D₁（X₁,Y₁）为第一个理论机萃取相与萃余相的组成。再从点X₁做直线X=X₁交直线Y=Y₀于C₂点，自C₂点以斜率作直线与平衡线相交于D₂点，D₂点坐标（X₂，Y₂）为第二个理论级的两相组成。依次作图，直到某直线与平衡线交点横坐标小于生产指标为止，重复作图的次数即为所需的理论级数。

下图是理论级数为3的图解确定过程。