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第十二章液液萃取
时间:2023-09-24 13:05 点击次数:82

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  第一节 概述一、什么是液液萃取二、萃取流程三、萃取剂的选择第二节 液液相平衡关系及相图一、

  萃取过程中的相平衡关系1化工原理》电子教案/目录第三节分级萃取计算一、单级萃取的流程及计算习题课二、多级错流萃取习题课三、多级逆流萃取习题课第四节萃取设备目录第十二章小结2化工原理》电子教案/目录第十二章液液萃取第一节概述一、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。(液相)充分接触相界面(extractphase)(raffinatephase)与吸收相似3第十二章液液萃取第一节概述二、萃取流程4第一节概述稀溶液:溶质是易挥发组分溶质是难挥发组分=1或1的体系:热敏性溶液:其他-----精馏或萃取-----萃取-----萃取或特殊精馏-----萃取-----精馏思考:精馏和萃取都是用来分离液相均相混合物的,什么场合用

  精馏?什么场合用萃取?精馏----需汽化萃取----常温操作5第一节概述三、萃取剂的选择要求:

  三角形相图及其应用液液萃取过程涉及三元体系的相平衡,此时用直角坐标系就不方便了,因此要用到三角形相图。常用的三角形相图有如下几种,原理均相同。7一、

  三角形相图及其应用杠杆如何证明上述杠杆原理成立?物料衡算:----杠杆原理本质上就是物料衡算关系差点和点差点10二、

  萃取过程中的相平衡关系B多S少S多B少+A+A1、B与S部分互溶时相平衡关系包含:溶解度曲线共轭线MREM临界混溶点(褶点)plaitpoint辅助线B、S部分互溶时共轭线(联结线)

  Tieline通常由实验测定。下面,定性推出相平衡关系曲线的形状。假设在B、S溶液中加入溶质A,且加入A的量逐渐增大,则其过程可以表示如图。两相区均相区P111、B与S部分互溶时思考:1、加入溶质A后,B、S互溶度如何变化?2、B、S互溶度变大,则两相区范围如何变化?3、温度升高,对两相区范围有何影响?B、S互溶度变大B多S少S多B少+A+AMREM临界混溶点(褶点)plaitpointB、S部分互溶时两相区均相区P两相区范围变小互溶度增大,两相区范围变小121、B与S部分互溶时共轭线还有以下两种情形:B、S部分互溶时13二、

  萃取过程中的相平衡关系思考:若B与S完全不互溶,则在三角形相图中溶解度曲线、B、S完全不互溶B、S完全不互溶时二元溶液-----相平衡关系曲线一般用分配曲线二、

  kA越大越好,kB越小越好。对照:意义相同返回目录18第三节分级萃取计算本节要讨论的19第三节分级萃取计算计算前提------理论级假定

  离开的两相Ri、Ei呈相平衡关系20一、单级萃取的流程及计算根据已知条件确定点F、S(或S0)、点R或R,通过相平衡关系作联结线找到点E,再作图得到和点M。然后,利用杠杆原理求各量。(一)B、S部分互溶时EMERFS0R---图解法

  21一、单级萃取的流程及计算最小溶剂用量和最大萃取液浓度最小萃取剂用量SminMMM0yAmax最大萃取液浓度思考:最大萃取剂用量如何确定?22一、单级萃取的流程及计算(二)B、S完全不互溶时---解析法

  kA1=0【例1】单级萃取采用纯溶剂进行单级萃取。已知料液组成xF=0.3(质量分率,下同),选择性系数为6,在萃余相中xA

  xB=0.25,kA1,溶解度曲线)萃取液量与萃余液量的比值;(2)溶剂比S/F是最小溶剂比(S/F)min多少倍?(用线)萃取液量与萃余液量的比值找到点F、E、R

  ,然后应用杠杆原理求E、R的大小。ERkA1图解法:25习题课kA1(2)溶剂比S/F是最小溶剂比(S/F)min多少倍?(用线段表示)图解法:作业:26二、多级错流萃取1、流程及特点

  特点:①每一级均用新鲜萃取剂,故传质推动力较大;②萃取剂用量大,操作费用高。27二、多级错流萃取2、计算-----求级数N28二、多级错流萃取(1)当B、S部分互溶时FM1R1E1----图解法作图步骤:①连点F、S,由F、S大小和杠杆原理定和点M1;②过M1作共轭线、S大小和杠杆原理定和点M2;④过M2作共轭线及其大小;⑤如此反复,直至xNxR

  (指定)为止,共轭线二、多级错流萃取过点(Xi-1,0),(Xi,Yi)过点(XF,0),(X1,Y1)(2)当B、S完全不互溶时----图解法-----操作线】多级错流萃取三级错流萃取如图所示。已知xF,各级分配系数kA为

  1,各级的溶剂比:使用纯溶剂,溶解度曲线如图所示。试在相图中表示三级错流过程。作业:32三、多级逆流萃取特点:传质推动力较为均匀

  和点差点差点图解法求级数N的作图步骤:已知F、xF、xN、S、yS。352、计算级数图解法求级数N的作图步骤:

  E1RNFM①确定点F、S、RN;②由F、S量的大小确定和点M,连结RN、M,并延长得点E1;S③连点F、E1

  在左侧,这与y1与xF的大小有关。R1E2④过E1作共轭线,交溶解度曲线作共轭线,交溶解度曲线;如此反复,直至(指定)为止,共轭线的个数即为理论级数。R2---操作线、计算级数若操作线形式为

  和点差点差点372、计算级数对指定的分离要求xN,S/F大小直接影响到的位置。

  当在右侧时,S用量越小,越远离S;当在左侧时,S用量越小,越靠近S。382、计算级数溶剂比S/F对多级逆流萃取的影响:

  S用量越小,操作线斜率与联结线斜率越接近,每个理论级的分离程度越小。(与精馏、吸收相似)

  392、计算级数当在左侧时,延长所有的联结线......,取最远离S点的为min

  。作图法求402、计算级数解析法(逐级法)(2)当B、S完全不互溶时对第i级~N级作物料衡算:-----操作线方程过点(XN,YS)(XF,Y1)41解析法(逐级法)-----操作线方程当平衡线为时,纯溶剂萃取,可证明:------萃取因数对照:式(9-76),形式相同①②N42教材更正:

  P171正数第二行:式(9-75)改为:式(9-76)43(2)当B、S完全不互溶时44作图法求级数N:(2)当B、S完全不互溶时2、计算级数123445习题课【例3】在多级逆流接触式萃取器中,每小时用40kg纯溶剂S对某A、B两组分混合液进行萃取分离。在操作条件下,B与S完全不互溶,以质量比表示的分配系数为1.5。已知稀释剂B的流量为30kg/h,原料液中A的质量比组成XF=0.3kgA/kgB,要求最终萃余相质量比XN=0.05kgA/kgB。试求:完成分离任务所需的理论级数。46【解一】逐级计算【解二】47作业:返回目录48第四节萃取设备液液传质的特点:

  (2)液体表面张力较大,液滴易于合并而难于破裂;靠自身的重力来分散液滴往往不够,还常需外界提供能量以分散液滴,如加搅拌、振动脉冲等。

  (3)易于产生返混现象,而使传质推动力下降。液液传质设备:49第四节萃取设备50第四节萃取设备有外加能量的萃取设备:

  混合澄清器、转盘塔、脉冲塔、离心萃取机等思考:在萃取设备中,分散相的形成可借助哪些作用来达到?

  重力、离心力、搅动或脉冲的作用返回目录51小结1、三角形相图的结构、用途:顶点、边、相点的意义、杠杆原理、和点、差点3、多级萃取:流程、特点、求级数N4、萃取设备:特点、用途2、单级萃取:流程、计算当平衡线

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