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化工原理下ppt第4章 液—液萃取
时间:2023-07-05 07:20 点击次数:144

  描述两个混合物R和E形成一个新的混合物M时, 或者一个混合物M分离为R和E两个混合物时,其 质量之间的关系。 A M点为R与E点的和点,R 点为M点与E点的差点,E 点为M点与R点的差点。 ①代表混合液总组成的 M点 和代表两液层组成的R点与 E点,应处于同一直线. 萃取分离的适用场合

  1)什么是液液萃取? 利用液体混合物中各组分在外加溶剂中溶解度 的差异而分离该混合物的操作,称为~。外加溶剂 称为萃取剂。

  ②临界混溶点P将溶解度 曲线分为萃取相区域 与萃余相区域; ③一般临界混溶点并不 是溶解度曲线的最高点; ④临界混溶点由实验测 得。

  以xA为横坐标,yA为纵坐标,在直角坐标图上, 每一对共轭相可得一个点,将这些点联结起来,得 到曲线称为分配曲线。

  蒸馏 原均相物系的相态 两相的 制造方法 相态 物性的差异 气、液 挥发度 气、液 溶解度 液、液 溶解度

  根据萃取操作中各组分的互溶性,三元物系分为 以下情况,即 ① A完全溶于B及S,B与S不互溶 ② A完全溶于B及S,B与S部分互溶 ③ A完全溶于B,A与S部分互溶 B与S部分互溶 Ⅰ类物系 Ⅱ类物系

  可用等腰直角三角形、等边三角形、不等腰直角 三角形坐标图。 组分的浓度以摩尔分率,质量分率表示均可。本 章中 xA、xB、xS分别表示 A、B、S 的质量分率。 要点: 1)顶点代表纯物质; 2)边上的任一点代表一个二元混合物,第三组分的 组成为零; 3)三角形内任一点代表一个三元混合物。 xA xB xS=1 12

  4.1 概述 4.2 萃取过程的液-液相平衡 4.3 萃取过程的计算 4.3.1 单级萃取的计算 4.3.2 多级错流萃取的流程和计算

  多级错流萃取流程示意图 多级错流萃取的总溶剂用量为各级溶剂用量之 和,当各级溶剂用量相等时,达到一定的分离程 度所需的总溶剂用量最少。

  ③前一级的萃余相为后一级的原料液; ④每级为新萃取剂,传质推动力大,溶剂用量大;

  2)B 与 S 不互溶物系 若 B与 S 完全不互溶,且 萃取相中不含 B,S 的量不变 萃余相中不含 S ,B 的量不变 用质量比 计算方便

  已知: 原料量 F 原料组成 xF 各级萃取剂用量 Si 规定: 最终萃余相组成 xn 计算: 萃取级数 n

  2)总组成在C点的混合液中, 滴加少许溶质A,三元混合 液组成沿AC变化至M1点,充 分混合后静置分层,取两相 试样分析,得共轭相E1 和R1 的组成,联结R1E1 线)连接所有的E、R点即得 溶解度曲线. 溶解度曲线和联结线

  通常联结线不互相平行,其斜率随混合液的组成而 异,一般是按同一方向缓慢地改变。

  一般 kA 不为常数,而随物系、温度、溶质A的 浓度变化;在A浓度变化不大和恒温条件下,kA 可 视为常数。 23

  3. 分配系数和分配曲线)分配系数 若 S与 B完全不互溶,且 萃取相中不含 B,S 的量不变 萃余相中不含 S ,B 的量不变 液液平衡方程 用质量比 计算方便

  重点: 组成在三角形相图上的表示方法 溶解度曲线 平衡方程与分配系数 选择性系数 难点: 单级萃取过程的计算

  1)混合液中组分的相对挥发度接近1或者形成恒 沸物; 2)溶质在混合液中组成很低且为难挥发组分;

  1)B 与 S 部分互溶物系 ① 规定萃余相组成 已知:原料量 F 、原料组成 xF 溶剂组成 yS 规定:萃余相组成 xR 计算:萃取剂量 S 萃取相量 E 、组成 yE 萃余相量 R  萃取液量 E 、组成 yE  萃余液量 R 、组成 xR

  萃取剂的选择性是指萃取剂 S对原料液中两个组 分溶解能力的差异。 选择性系数:

  A 在萃取相中的质量分率 B 在萃取相中的质量分率 A 在萃余相中的质量分率 B 在萃余相中的质量分率

  已知:原料量 F 、原料组成 xF 溶剂组成 yS 规定:萃取剂用量 S 计算:萃取相量 E 、组成 yE 萃余相量 R、 组成 xR  萃取液量 E 、组成 yE 萃余液量 R 、组成 xR 

  ③萃取剂回收的难易; ④萃取剂的其他物性,包括密度、表面张力、 黏度。 ⑤ 萃取剂的稳定性、安全性、经济性。

  思考题 1.萃取操作的基本原理是什么? 2.共轭相、联结线、临界混溶点、辅助曲线.分配系数和选择性系数各表示何意义? 4.溶解度曲线和分配曲线有何联系? 作业题: (1)

  1)外界加入萃取剂建立两相体系,萃取剂与原 料液只能部分互溶,完全不互溶为理想选 择;

  2)萃取是一个过渡性操作,E相和R相脱除溶 剂后才能得到富集A或B组分的产品; 3)相平衡关系复杂。

  萃取分离具有处理能力大、选择性好、可常温 操作、节约能耗、易于连续和自动控制等特点。

  两种溶解度曲线.辅助曲线)临界混溶点 ①在临界混溶点P两共轭 相的组成相同;

  ②若于A、B二元料液F中加入纯溶剂S, 混合液总组成的坐标M点沿SF线而变,具体位置 由杠杆规则确定,即 A

  ③FS线上不同的点代表F、 F S以不同质量比进行混 合所得的混合物; R B

  4.1 概述 4.2 三元体系的液-液相平衡 4.2.1 组成在三角形相图上的表示方法

  获取溶解度曲线)恒温条件下,在有纯组分B的实验瓶中逐渐滴加溶剂S并 不断摇动使其溶解,由于B、S仅部分互溶,S滴加到一定数 量后,混合液开始发生混浊,即出现了溶剂相,得到的浓 度即S在B中的饱和溶解度(图中R点)。用类似的方法可 得E点。

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