当今石油能源日益稀缺,通过廉价的可再生资源发酵生产的2,3-丁二醇被认为是未来发展过程中化学原料或燃料的潜在替代能源。但因为生物2,3-丁二醇的高沸点和高亲水性,以及发酵液成分复杂,产品浓度较低等特点,使得发酵液的下游分离极具挑战性。本文首先采用加盐萃取的方法分离模拟发酵液中的2,3-丁二醇,系统地探索了无机盐和有机溶剂的浓度、种类以及温度条件对2,3-丁二醇分离效果的影响,得到优选的盐析剂和萃取剂以及合适的分离工艺。结果表明,同一盐浓度下,盐对2,3-丁二醇的回收率符合:R（K₄P₂O₇）>R（K₃PO₄+K₂HPO₄）>R（K₃PO₄）>R（K₂CO₃）>R（K₂S₂O₃）>R（K₂HPO₄）。当K₄P₂O₇盐浓度大于450 g/kg时,回收率超过96.90%。增加盐浓度回收率增大。当加入的乙醇与模拟液的质量比为1:1时,达到分相的盐浓度可减小,K₄P₂O₇盐浓度只有250g/kg时,回收率就高达99.76%,继续增大盐浓度至400 g/kg,脱水率最终达到87.94%。其次,将优选的焦磷酸钾、磷酸钾、焦磷酸钾/乙醇和磷酸钾/乙醇四个体系用于真实发酵液的研究,考察了不同体系对发酵液杂质成分的去除作用,并比较了模拟发酵液和真实发酵液的萃取结果。结果表明,当焦磷酸钾的盐浓度为500 g/kg时,盐析体系对发酵液中2,3-丁二醇的回收率和脱水率分别达到92.57%和95.77%,残糖、菌体和蛋白的去除率分别为93.51%、99.89%和93.56%。当乙醇与发酵液质量比为1:1,焦磷酸钾的盐浓度为400 g/kg时,盐析萃取体系对发酵液中2,3-丁二醇的回收率和脱水率分别达到98.53%和85.67%,菌体和蛋白的去除率分别可以达到99.98%和94.12%,葡萄糖、乙酸、乳酸和丁二酸的去除率分别可以达到90.12%、78.81%、86.04%和87.95%,这大大减少了杂质对后续进一步分离的影响。最后,利用定标粒子理论计算了不同盐和溶剂的标准摩尔溶剂化自由能,结合310.15 K萃取实验,揭示盐效应作用机理。结果表明,可以用此理论去解释该体系的盐效应。影响萃取效果的主要因素是盐离子与溶剂分子间的静电作用能。其绝对值越大,分离效果越好。盐离子半径与电荷的比值越小,盐析剂的盐析能力越强。