目录 第十二章 液液萃取 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、?三角形相图及其应用 二、? 萃取过程中的相平衡关系 目录 第十二章 液液萃取 第十二章 液液萃取 第一节 概述 第一节 概述 第二节 液液相平衡关系及相图 一、?三角形相图及其应用 一、?三角形相图及其应用 一、?三角形相图及其应用 二、? 萃取过程中的相平衡关系 1、B与S部分互溶时 1、B与S部分互溶时 二、? 萃取过程中的相平衡关系 二、? 萃取过程中的相平衡关系 二、? 萃取过程中的相平衡关系 二、? 萃取过程中的相平衡关系 二、? 萃取过程中的相平衡关系 第三节 分级萃取计算 第三节 分级萃取计算 一、单级萃取的流程及计算 一、单级萃取的流程及计算 一、单级萃取的流程及计算 习题课 习题课 习题课 二、多级错流萃取 二、多级错流萃取 二、多级错流萃取 二、多级错流萃取 习题课 三、多级逆流萃取 三、多级逆流萃取 2、计算级数 2、计算级数 2、计算级数 2、计算级数 2、计算级数 2、计算级数 2、计算级数 教材更正： P171 正数第二行：式（9-75） 改为：式（9-76） （2）当B、S完全不互溶时 2、计算级数 习题课 第四节 萃取设备 第四节 萃取设备 第四节 萃取设备 小结 小结 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： 特点：传质推动力较为均匀 1．? 流程及特点 总物料衡算： 2、计算级数 （1）当B、S部分互溶时 第1级： 第2级： 第N级： xN ----净流量 （1）当B、S部分互溶时 S ? E2 E3 R2 R1 E1 F RN 操作线 xN ---操作线方程 --净流量 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。 图解法求级数N的作图步骤： E1 RN F M ①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； S ③连点F、E1 ，RN、S，并延长得点?；注意，?可能在图的右侧，也可能 在左侧，这与y1与xF的大小有关。 R1 E2 ④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 ---操作线方程 若操作线形式为 和点 差点 差点 对指定的分离要求xN，S/F大小直接影响到?的位置。 溶剂比S/F对多级逆流萃取的影响： 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。 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） 当?在左侧时，延长所有的联结线......，取最远离S点的?为?min 。 当?在右侧时，延长所有的联结线......，取最靠近S点的?为?min 。 作图法求 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） 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 ① ② N 作图法求级数N： （2）当B、S完全不互溶时 1 2 3 4 【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=0.05 kgA/kgB。试求：完成分离任务所需的理论级数。 【解一】逐级计算 【解二】 作业： 返回目录 液液传质的特点： (1)液液两相密度差异小； (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： 《化工原理》电子教案/第十二章 《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 第十二章 小结 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 (extract phase) (raffinate phase) 与吸收相似 第一节 概述 二、萃取流程 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 三、萃取剂的选择 要求： 1、对溶质溶解性大 2、选择性好 3、B与S互溶度越小越好 4、萃取剂易于回收 5、萃取相与萃余相密度差异大 返回目录 一、?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。 溶质 原溶剂 萃取剂 ②每条边代表二元溶液 ①顶点代表纯组分 ③相图中的点代表三元溶液 杠杆 三角形相图的应用： R? E? R E F M 杠杆原理： M 表示混合、分离等过程； 查取浓度； 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 B多S少 S多B少 +A +A 1、B与S部分互溶时 相平衡关系包含： 溶解度曲线 共轭线 M R E M 临界混溶点(褶点)plait point 辅助线 B、S部分互溶时 共轭线（联结线） Tie line 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 P 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 +A M R E M 临界混溶点(褶点)plait point B、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 共轭线还有以下两种情形： B、S部分互溶时 分配曲线 相平衡关系曲线-----分配曲线 B、S部分互溶时 对角线、B、S部分互溶 A、S部分互溶时 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、分配系数ki、选择性系数? ------分配系数 distribution coefficient ------选择性系数 relative selectivity 相平衡关系除用图形表示外，还可以用下式计算： 萃取要求： ??1， kA越大越好，kB越小越好。 对照： 意义相同 返回目录 本节要讨论的 计算前提------理论级假定 离开的两相Ri、Ei呈相平衡关系 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 E? M E R? F S0 R ---图解法 最小溶剂用量和最大萃取液浓度 最小萃取剂用量Smin M M? M0 y?Amax 最大萃取液浓度 思考：最大萃取剂用量如何确定？ （二）B、S完全不互溶时 ---解析法 物料衡算： 相平衡关系： 解两个未知数 浓度用质量比更方便 kA 1 =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 ，kA 1 ，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？（用线段表 示） 【解】（1）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。 E? R? kA 1 图解法： kA 1 （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： 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。 2、 计算 -----求级数N （1）当B、S部分互溶时 F M1 R1 E1 ----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 ③连点R1、S，由R1、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xN? xR （指定）为止，共轭线的个数即为理论级数。

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