萃取剂

　　萃取剂又叫萃取液，是能与被萃取物形成溶于有机相的萃合物的化学试剂。萃取剂的选择极为关键，其既制约影响萃取操作的进程，又决定了萃取产品质量水平高低及萃取工艺经济性的表现。

什么是萃取剂

　　萃取指利用溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解度的不同，使溶质从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中，将绝大部分的溶质提取出来的方法。萃取又称溶剂萃取或液-液萃取，是一种用液态的萃取剂处理与之不互溶的双组分或多组分溶液，实现组分分离的传质分离过程，是化学工业生产中广泛应用的单元操作。

　　萃取剂就是用于萃取的溶剂，常见的萃取剂有:苯、四氯化碳、酒精、煤油、直馏汽油、乙烷、环乙烷、水……，水是Z廉价、Z易得、Z安全的萃取剂。以上的萃取剂主要为物理萃取剂，主要使用在化工生产中。

　　可溶物质在不同的溶剂中有着不同的溶解度，也就是分配系数不同，即在一定温度下，可溶物与两种溶剂不发生化学作用时，其在两种溶剂中溶解度之比是一个定值。不论所加可溶物的量是多少，都是如此，属于物理变化。

　　分配定律是萃取方法理论的主要依据，用公式表示为C_A/C_B=K。C_A、C_B分别表示一种物质在两种互不相溶或微溶的溶剂中的浓度，K是一个常数，即分配系数。

萃取剂选择的基本原则

　　要确保化工工艺质量水平，萃取环节中，在萃取剂的选择上，应遵循以下几点原则：

　　(1)萃取剂要具备较好的选择性。萃取剂在萃取中要对欲萃取溶质起到良好的溶解作用，对诸如稀释剂等其他溶液组分要做到不溶或少溶，在溶液组分选择上，萃取剂应具备明确的指向性;

　　(2)萃取剂要具备较好的物理性质。这是基于萃取剂物理性质会给萃取操作施加影响;

　　(3)萃取剂要具备较好的化学稳定性。萃取剂化学稳定性是否完好，直接关系到萃取操作过程的安全性，因此，应优选腐蚀性较小，聚合、分解反应较弱，抗氧化及热稳定性较强的类型;

　　(4)萃取剂在萃取速度上要有上佳表现，以提高化工工艺流程的经济性;

　　(5)萃取剂价格与效果并不一定成正比，在萃取剂价格选择上，要力求经济实用性;

　　(6)萃取剂安全性要高，应具备无毒、无刺激性、闪点较高，不易燃、挥发性较弱等特点，为以防萃取事故发生，在确保萃取剂安全性基础上，还要做好相关安全防护措施;

　　(7)萃取剂要具备良好的反萃取性。在萃取条件有所改变时，萃取剂能够实现将被萃取物质由有机相向水相转化。

　　此外，萃取剂还具备了原料来源较为丰富，制备较为简易的特点，面对类型多样的萃取剂，在进行选择时要将各类影响要素通盘考虑，确保萃取剂选取的有效合理性。

　　事实上，能够全部具备以上所说的各种条件的萃取剂少之又少，在化工工艺流程中，要结合工艺特点和产品需求，把握流程的关键，在权衡利弊的基础上，针对性地选择相应的萃取剂。除了在化工工艺流程中应遵循以上原则，在涉及到萃取剂使用的非化工工艺中，也要按照这些原则来选择萃取剂。

萃取剂选择的相关注意事项

　　作为化工分离的经典方法，萃取广泛应用于化工生产及分离科学领域。萃取的本质其实就是借助萃取剂作用，实现物质亲水性向疏水性转化，由此达到Z终的分离效果。基于萃取剂的重要作用，在萃取剂选择上要注意以下事项：

　　1、萃取剂在萃取容量上应具备较高水平

　　所谓萃取容量，指的是在理想条件下，萃取剂保留强保留分离物的总量，体现出萃取剂在单位浓度下的萃取能力。一般而言，萃取容量较高的萃取剂可以充分去除混合物杂质组分，Z大限度保留目标物质。

　　2、萃取剂与料液之间要具备密度差，且两者互溶性要较弱

　　此处所说的料液更多地指的是水。两者间的密度差，也就是指萃取剂要有较小的水溶性，较大的油溶性，萃取剂溶解度在水相中要小，相应地，在稀释剂中要大。满足这一条件，萃取剂可以与水相更容易发生分层，产生更好的分离效果，从而避免乳化及第三相生成等萃取问题。

　　例如，在4℃条件下，水密度可达13g/cm，而四氧化碳密度大小为1.5953g/cm。可以看到，四氧化碳和水在密度上具有较大差距，采用水溶性较小的四氧化碳来对目标物质加以萃取，能够起到良好的萃取效果。

　　3、萃取剂要具备必备的化学性质

　　萃取剂应具备的必备化学性质主要体现在化学及热稳定性方面，具体表现为萃取剂粘度及腐蚀性较低、相对密度较小、沸点不高、熔点较低。化学及热稳定性较好，才能称得上是性能的萃取剂，也才能充分发挥出自身的分离功效。

　　例如，在处理煤化工生产污水方面，由于污水中酚物质含量较高，要采用萃取剂对其含量加以降低，备选溶剂有二异丙基醚、重苯及重苯溶剂油、粗苯等。虽然这些萃取剂都能达到90%以上的萃取效率，但二异丙基醚具有较高沸点，挥发性弱，且不易乳化。通过全面考虑，在酚污水处理上，二异丙基醚为Z优萃取剂。

萃取剂与萃取效率

　　萃取的Z终目的是要将被提取物质从混合体系中完全分离，但在实际操作过程中，由于操作方法的局限和萃取剂、被萃取液的性质等因素的影响，很难保证萃取完全。因此，为了提高萃取的效率，操作时应注意以下几个方面。

　　1、萃取次数与萃取剂用量

　　要把所需要的化合物从溶液中完全萃取出来，通常萃取一次是不够的，必须重复萃取多次。利用分配定律，按照每次萃取70%的转化率，经过三次萃取后，大约有97.3%的化合物可被提取出来。

　　直接用溶剂萃取产物时，多遵循“用少量溶剂多次萃取”的原则，一般3～4次即可。每次使用萃取剂的体积一般为被萃取液体的1/5～1/3，两者的总体积不应超过分液漏斗总体积的2/3。但首次所用的萃取剂的量宜稍大一些，一般为被萃取液体体积的1/3。

　　2、萃取剂与被萃取液的相对比重

　　提取时，萃取剂相对于被萃取液的比重不仅是决定两相能否轻易分层的重要因素，而且关系到操作的方便与否。

　　当萃取剂比重大于被萃取液时，每次振荡静置之后，萃取剂处于分液漏斗下层，此时只需将下层溶液放出来，即可进行二次提取。反之，若萃取剂比重小，处在上层，则必须先从分液漏斗下部放出被萃取溶液，再从漏斗的颈部倾出萃取液，将被萃取液重新加入漏斗之后，才能继续操作。显然，后一种方法操作起来不仅繁琐，而且导致样品损耗大，萃取效率低下。

　　3、反向萃取

　　萃取时为了尽可能地减少损失，可采取反向萃取以回收损失的产品。例如一些含多个极性基团的物质往往有一定的水溶性，此时可用yimi或乙酸乙酯反向萃取水层，以避免过多产物流失在水相中。该过程中可使用TLC(薄层色谱)检测是否所有产物已被从水相中萃取完全。

萃取剂造成的现象及处理

　　1、不分层

　　由萃取的原理可知，萃取剂必须与反应体系的溶剂不溶才会出现分层。然而在萃取时经常出现不分层的现象，这多半是由于体系中存在某种体积较大的溶剂，比如吡啶、低级醇等等，这些溶剂与有机相和水相都能良好地互溶，故而无明显的分界。

　　通常解决的办法是向体系中加入更多的、彼此不互溶的两种溶剂，从而降低引起总体互溶的溶剂的相对量。加入饱和无机盐溶液也是有效措施。

　　但这些措施充其量只是一种补救方法，会为后续的萃取操作带来一定的麻烦。Z好的办法是在萃取前即将这些溶剂(如吡啶、低级醇等)彻底蒸去，就不会为后面的分层带来干扰。

　　2、固体物析出

　　萃取过程中有时会有固体有机物析出。这种现象的产生是因为加入萃取剂后，体系中原作为溶剂的有机相因部分溶解于萃取剂而体积减少，导致溶质析出;或者是反应体系中存在一种物质(例如醇类)对于固体有机物在有机相中的溶解起着很大的作用，而一经水洗，这类物质进入水相，于是有机物在有机相中的溶解度大为降低。

　　对于这种情况，只要再加一些同种或更有效的有机溶剂，就能使固体重新回到溶液中去。