化工原理萃取知识PPT讲稿.ppt
化工原理萃取知识第1页，共34页，编辑于2022年，星期五2.液液-液相平衡关系液相平衡关系（1）三角形坐标三角形坐标 （2）杠杆定律杠杆定律求和点M：求差点R：第2页，共34页，编辑于2022年，星期五 （3）三角形相图三角形相图 溶解度曲线、平衡联结线、辅助曲线 温度、压力对相平衡的影响第3页，共34页，编辑于2022年，星期五（4）分配曲线分配曲线（5）分配系数）分配系数原溶剂：溶质：第4页，共34页，编辑于2022年，星期五（6）脱溶剂基分配曲线脱溶剂基分配曲线yAxAyA=xAABSK第5页，共34页，编辑于2022年，星期五 8.3 部分互溶物系的萃取计算部分互溶物系的萃取计算8.3.1 单级萃取单级萃取一一、流程流程 第6页，共34页，编辑于2022年，星期五二、特点：二、特点：原料液与溶剂一次性接触。萃取相与萃余相达到平衡。三、计算：计算：已知原料液的处理量及组成（生产工艺给定）,计算：1.操操作作型型：给定S 的用量mS 及组成，求萃取相E与萃余相R的量mE 和mR 及组成 y、x。2.设计型：设计型：根据给定的原料液F及规定的分离要求，求溶剂S用量第7页，共34页，编辑于2022年，星期五1.操作型计算求解方法：操作型计算求解方法：（1）依S的用量mS及F的量mF和组成xF确定和点M ABSFM第8页，共34页，编辑于2022年，星期五 (2）确定E，R的量及组成。采取图解试差法确定E，R的组成。试差过程试差过程ABSFMER由杠杆定律确定E和R的量。第9页，共34页，编辑于2022年，星期五 (3)确定萃取液与萃余液的组成及量ABSFMERER脱除溶剂量为：第10页，共34页，编辑于2022年，星期五 2.设计型计算求解方法设计型计算求解方法 一般规定萃余相R的x或萃余液R的x.解法：由R得到E，连接F、得交点；ABRREFMS溶剂用量：进而，得到萃取液、萃余液的量和组成。第11页，共34页，编辑于2022年，星期五动画过程第12页，共34页，编辑于2022年，星期五 3.最大溶剂用量及最小溶剂用量最大溶剂用量及最小溶剂用量ABFSME1R1 减小S，当达到R2时，混溶，故位于R2时的溶剂用量为 S minR2E2当S=Smax时：当S=Smin时：单级萃取的溶剂范围：单级萃取的溶剂范围：SminSSmax增加S，则靠近 S，当M点达到1时混溶，故位于1时的溶剂用量为 S max动画示意动画示意第13页，共34页，编辑于2022年，星期五4、萃取液的最大浓度萃取液的最大浓度当S=Smin时，E的浓度yA最大，但yA一般不是最大。yA=yAmax时溶剂用量的求法：ABS 过S点作溶解度曲线的切线得点E，求得R，得M点，于是得：yAmaxERFM对比：yA与yAmaxyA可见：yAyAmax第14页，共34页，编辑于2022年，星期五 注意：注意：如果M点在两相区外相交，说明超出萃取范围，不能进行萃取操作，由R1点确定的溶剂用量为该操作条件下的最小溶剂用量m S,min第15页，共34页，编辑于2022年，星期五 8.3.2 多级错流萃取多级错流萃取 一、流程一、流程 第16页，共34页，编辑于2022年，星期五二、特点二、特点溶剂耗量较大，溶剂回收负荷增加,设备投资大。三、计算计算（）设计型计算（）设计型计算已知qm、xF，在规定各级qm量后，求达到一定的分离要求所需的理论级数。（）操作型问题（）操作型问题 已知理论级数，估计其分离能力。解决方法基本相同。第17页，共34页，编辑于2022年，星期五ABSFM1R1E1M2R2E2M3R3E3R3动画示意第18页，共34页，编辑于2022年，星期五8.3.3 多级逆流萃取多级逆流萃取一流程流程：第19页，共34页，编辑于2022年，星期五二特点二特点 连续逆流操作，分离程度较高三计算三计算 设计型问题设计型问题：已知S的组成，qmF、xF,规定 qmS/qmF（溶剂比）和分离要求，求 N解法：每级内平衡 iR i-1E i+1RiEi 即Ei和Ri平衡，若能确定Ri组成xi和E i+1 组成yi+1之间的关系，即可求得理论级数（逐级计算)第20页，共34页，编辑于2022年，星期五1总物料衡算：总物料衡算：M点是F、S的和点，也是E1、RN的和点ABSFMRNRNE1利用杠杆定律：注意注意:E1和 RN 不是共轭相确定确定依F，S确定M，依M和，确定第21页，共34页，编辑于2022年，星期五2各级的物料衡算各级的物料衡算 第一级 第二级第 N级于是：此式说明各级间的物流之差为一常数，且D为各级物流的公共差点（极点）。第22页，共34页，编辑于2022年，星期五3逐级图解逐级图解（1）相图：Ri 和Ei互成平衡 已知F、S可确定M，由M、RN可确定E1AFMRNRNE1D第23页，共34页，编辑于2022年，星期五AFMRNRNE1DR1E2由E1通过平衡关系确定R1，R1和D连线确定E2,如此交替直至，则N为理论级数。第24页，共34页，编辑于2022年，星期五动画示意第25页，共34页，编辑于2022年，星期五（2）利用分配曲线）利用分配曲线 N较多,三角形相图内作图不准确。画分配曲线画分配曲线；画操作线画操作线:过D点画级联线，求得画梯级得理论级数 示意图示意图第26页，共34页，编辑于2022年，星期五四、溶剂比对操作的影响溶剂比对操作的影响1溶剂比和最小溶剂比溶剂比和最小溶剂比 定义：溶剂比=qmS/qmF 溶剂比的变化，引起差点D的变化，导致理论级数的变化。第27页，共34页，编辑于2022年，星期五 qmS/qmF 较大，MS，E1为F和D的和点，D点在三角形相图右侧，净物流向左流动 qmS/qmF减小，MF，E1升高，D点远离S。D点移到无穷远时D=0，级联线互相平行。qmS/qmF 再减小，F为E1和D的和点，D点落在三角形相图左侧。净物流向右流动。动画示意第28页，共34页，编辑于2022年，星期五p动画示意第29页，共34页，编辑于2022年，星期五2、最小溶剂比的求法最小溶剂比的求法 的位置，既和平衡关系有关，又和分离要求有关夹紧点与Dmin的关系第30页，共34页，编辑于2022年，星期五最小溶剂比的确定：操作范围内的联结线延长，与RNS相交，D点在右侧，则取离S最近的点；反之D点在左侧，则取离S最远的点RN动画示意第31页，共34页，编辑于2022年，星期五RN连接F、Dmin点，与溶解度曲线相交于E1点，FE1则RNE1与FS的交点为和点M。M最小溶剂比：第32页，共34页，编辑于2022年，星期五实际溶剂比取最小实际溶剂比的倍数。分离要求、溶剂一定时：多级逆流萃取比多级错流萃取板数少。板数一定时：多级逆流萃取比多级错流萃取溶剂用量少。生产上多采用逆流萃取操作。第33页，共34页，编辑于2022年，星期五作业：P265 4、5、6第34页，共34页，编辑于2022年，星期五
