实验四液液萃取实验一、实验目的 1、了解振动筛板塔的结果特点; 2、观察萃取塔内两相流动现象; 3、测定两相流动时的液泛点; 4、掌握液液萃取时总传质单元数及传质单元高度的实验测定方法。二、实验原理萃取是分离液体混合物的一种常用操作。它的工作原理是在待分离的混合液中加入与之不互溶( 或部分互溶) 的萃取剂, 形成共存的两个液相。利用原溶剂与萃取剂对各组分的溶解度的差别,使原溶液得到分离。 1、液液传质的特点液液萃取与精馏、吸收均属于相际传质操作, 它们之间有不少相似之处, 但由于在液液系统中,两相的重度差和界面张力均较小,因而影响传质过程中两相充分混合,为了促进两相的传质, 在液液萃取过程常常要借助外力将一相强制分散于另一相中( 如利用外加脉冲的脉冲塔、利用塔盘旋转的转盘塔等等) 。然而两相一旦混合,要使它们充分分离也难,因此萃取塔通常在顶部与底部有扩大的相分离段。在萃取过程中,两相混合与分离好坏,直接影响到萃取设备的效率。影响混合、分离的因素很多, 除与液体的物性有关, 还有设备结构, 外加能量, 两相流体的流量等等有关, 很难用数学方程直接求得, 因而表示传质好坏的级效率或传质系数的值多用实验直接测定。研究萃取塔性能和萃取效率时, 观察操作现象十分重要, 实验时应注意了解以下几点: 1、液液分散与聚结现象; 2、塔顶、塔底分离效果; 3、萃取塔液泛现象; 4、外加能量大小(改变振幅、频率)对操作的影响。 2、液液萃取段高度计算萃取过程与气液传质过程的机理类似, 如求萃取段高度目前均用理论级数、级效率或者传质单元数、传质单元高度法。对于本实验所用的振动筛板塔这种微分接触装置, 一般采用传质单元数、传质单元高度法计算。当溶液为稀溶液, 且溶剂与稀释剂全不互溶时, 萃取过程与填料吸收过程类似, 可以仿照吸收操作处理。萃取塔的有效高度可用下式表示: OE OE OR OR H H N H N ? ?式中: H ---- 萃取段高度, m;, OE OR H H ---- 分别为萃取相与萃余相计算的总传质单元高度, m; , E R OE OR Ya Xa V V H H K K ? ?? ?, OE OR N N ---- 分别为以连续相和分散相计算的总传质单元数 12* X OR XdX N X X ???式中: YaK ---- 为萃取相总体积传质系数, 3 / ( ) kg m s ?; XaK ---- 为萃余相总体积传质系数, 3 / ( ) kg m s ?; , E R V V ---- 分别为连续相中和分散相中稀释剂的质量流量, / kg s ; ?---- 塔的截面积, 3m ; 1 2 , X X ---- 分别表示分散相出、进塔时溶质的质量比浓度, / kg kg 。当溶液浓度很低时, X x ?,, OE OR N N 可用对数平均推动力法求出。 1 2 1 2 OR m m X X x x N X x ? ?? ?? ?两液相的平衡关系可用体系的分配曲线求得, y