Жи́дкостная экстра́кция (от лат. extractio – извлечение), массообменный процесс, характеризующийся избирательным извлечением компонента, растворённого в одной жидкости, другой жидкостью (экстрагентом), которая не растворяется и не смешивается с первой. Жидкостная экстракция нашла широкое применение в различных отраслях промышленности: в процессах переработки нефти для разделения ароматических и алифатических углеводородов, при производстве органических веществ и редких металлов, очистке продуктов и полупродуктов от примесей, синтезе лекарственных веществ, а также в радиационной химии, очистке сточных вод и др. Благодаря простоте осуществления, низким энергетическими затратам и высокой эффективности процессы жидкостной экстракции успешно конкурируют, а иногда используются в сочетании с другими процессами разделения – ректификацией, выпариванием и т. д. Жидкостную экстракцию применяют для разделения азеотропных смесей, а также смесей компонентов с близкими температурами кипения и малой относительной летучестью.

При жидкостной экстракции исходная смесь, содержащая распределяемое между двумя жидкими фазами вещество, вступает в контакт с экстрагентом, в который в результате массопередачи переходит компонент. После разделения взаимодействующих фаз (отстаивание, центрифугирование и т. п.) получают две новые фазы – экстракт, представляющий собой раствор распределяемого вещества в экстрагенте, и рафинат – исходный раствор, из которого частично или полностью извлечено распределяемое вещество. В ряде случаев заключительной стадией жидкостной экстракции является регенерация экстрагента (удаление из экстракта поглощённого компонента), которую можно осуществить ректификацией, перегонкой с водяным паром, повторной жидкостной экстракцией, реже кристаллизацией или химической обработкой.

К составу экстрагента предъявляют ряд требований:

• селективность (избирательность) по отношению к извлекаемому компоненту;

• высокая растворимость извлекаемого компонента;

• возможность проведения эффективной регенерации;

• разность плотностей с исходной смесью, достаточная для расслоения полученных продуктов;

• безопасность при работе (низкая токсичность, пожаро- и взрывобезопасность);

• сохранение свойств при обработке, хранении, регенерации;

• низкая стоимость;

• доступность.

Экстрагенты, применяемые в промышленности, подразделяются на три класса:

• органические кислоты и их соли (алифатические монокарбоновые кислоты, нафтеновые кислоты и т. д., с помощью которых извлекают катионы металлов в органическую фазу из водной);

• соли органических оснований (соли первичных, вторичных аминов и т. д., с помощью которых извлекают анионы металлов из водных растворов);

• нейтральные растворители (вода, спирты, простые и сложные эфиры и т. д., в которых осуществляются разные механизмы извлечения в зависимости от кислотности исходного раствора).

Равновесие в жидкостной экстракции подчиняется закону распределения – отношение равновесных концентраций (в кг/м³) распределённого между двумя жидкими фазами вещества при постоянной температуре есть величина постоянная, называемая коэффициент распределения. Промышленные экстракторы для проведения жидкостной экстракции представляют собой устройства непрерывного действия, для малотоннажных производств могут применяться экстракторы периодического действия. Интенсификация жидкостной экстракции достигается увеличением поверхности контакта взаимодействующих фаз, осуществляемым дроблением одной жидкости в другой. Аппараты для осуществления жидкостной экстракции по способу изменения состава жидких фаз подразделяют на смесительно-отстойные (для дробления фаз используются мешалки, инжекторные, диафрагменные и трубчатые смесители); колонные, в т. ч. распылительные (полые), насадочные, тарельчатые, пульсационные и роторно-дисковые; центробежные (дробление одной фазы в другой и процесс разделения фаз происходят за счёт центробежных сил). Используются различные технологические схемы жидкостной экстракции: однократная, многократная с перекрёстным током экстрагента, многократная с противотоком экстрагента, непрерывная противоточная, ступенчатая противоточная.