Екстракція - вилучення одної або декількох розчинних речовин з однієї рідкої фази іншою, яка практично не змішується з першою.
Процес широко застосовується для вилучення цінних продуктів з розбавлених розчинів, а також для отримання концентрованих розчинів. Екстракція - це один з основних способів розділення рідких однорідних сумішей.
Рис. 11.0.1 Принципова схема поєднання процесів екстракції і ректифікації.
В більшості випадків екстракція використовується разом з ректифікацією. Нехай в розчиннику L розчинна розподіляюча речовин М, і концентрація розчину (вихідної суміші) незначна. Можна підібрати другий розчинник G (екстрагент) і очищений від речовини, що розподіляється, розчинник L (рафінат).
Оскільки витрата тепла на ректифікацію різко зменшується з ростом концентрації вихідної речовини, яка розділяється, в суміші, попереднє екстрагування дозволяє значно зменшити затрати тепла на розділення вихідної суміші.
Принципова схема поєднання і ректифікації показана на рис. 11 .0.1
Рівновага для систем рідина - речовина, що розподіляється, - рідина підлягає закону розподілення Відповідно до цього закону відношення рівноважних концентрацій розподіленої між двома рідкими фазами речовини при постійній температурі є величина постійна, вона називається коефіцієнтом розподілення.
Нехай фазами, що розподіляються, є G і L, а рівноважними концентраціями будують СG1 і СL1, СG2 і СL2, Cg3 і СL3 , Cg і СL , тоді за законом розподілення:
(11.1.1)
або
Cg=ψCl, (11.1.2)
де ψ - коефіцієнт розподілення.
В рівнянні (11.1.2) концентрація виражена в кг/м3. Якщо позначити концентрації речовини, що розподіляється в фазах, через у і х [в кг/кг інертної речовини(розчинника)] і позначити густини фаз G і L через ρG і ρl, рівняння (11.1.2) набуває вигляду:
(11.1.3)
де
(11.1.4)
Добутком (1+Ар)Х при малих концентраціях X можна знехтувати , тому