化工原理萃取PPT讲稿.ppt

化工原理萃取第1页，共64页，编辑于2022年，星期五液液萃取（抽提）：在液体混合物中加入一种与其不溶或部分互溶的液体溶剂，经过充分混合，分相，利用混合液中各组分在溶剂中溶解度的差异而实现分离的一种单元操作。又称溶剂萃取目的:分离液-液混合物。依据:利用混合物中各组分在某一溶剂中的溶解度之间的差异。第2页，共64页，编辑于2022年，星期五第3页，共64页，编辑于2022年，星期五混合传质过程：充分接触，相界面传质；沉降分相过程：密度差分相E、R；脱除溶剂过程：精馏、蒸发、结晶等。第4页，共64页，编辑于2022年，星期五至少涉及混合液中A、B剂：三元体系；多元体系。几个概念萃取剂(溶剂)S：所用的溶剂；solvent原料液F：所处理的混合液；feed溶质A：原料液中易溶于溶剂的组分；原溶剂（稀释剂）B：难溶或不溶组分。第5页，共64页，编辑于2022年，星期五第6页，共64页，编辑于2022年，星期五如何在精馏与萃取间选择？1：如芳烃与脂肪烃；混合物蒸馏时形成恒沸物；欲回收的物质为热敏性物料；含有大量易挥发组分，精馏能耗大：如稀醋酸制备无水醋酸；稀有元素及环境治理：废水脱酚；分离极难分离的金属：核燃料等。第7页，共64页，编辑于2022年，星期五萃取过程的特点：外界加入萃取剂形成第二相，故萃取剂与混合液只能部分互溶或完全不溶；萃取剂选择性好：不能直接得到纯产品过渡操作；常温操作，适合热敏性组分且节能；三元或多元体系，相平衡关系复杂，通常需在三角形相图上表示；第8页，共64页，编辑于2022年，星期五1 三元体系的液液相平衡萃取过程仍以相际平衡为传质极限。一、组成在三角形相图中的表示方法组分浓度常用质量分率表示，有时也用体积分率或摩尔分率。第9页，共64页，编辑于2022年，星期五说明：各顶点表示纯组分（A、B、S）；任一边上的点表示相关二元混合物；三角形内的点代表三元混合物。组成的归一性：等腰直角三角形最方便，其次是正三角形，不等腰直角三角形可对相图进行放大、展开。第10页，共64页，编辑于2022年，星期五作对边水平线或垂线即可确定组成；归一性。第11页，共64页，编辑于2022年，星期五第12页，共64页，编辑于2022年，星期五二、平衡关系在三角形相图上的表示 A完全溶于完全溶于B及及S中，而中，而B、S不互溶；不互溶；A完全溶于完全溶于B及及S中，而中，而B、S部分互溶；部分互溶；A与与B互溶，互溶，B与与S和和A与与S部分互溶。部分互溶。按组分互溶度，将三元混合液分为：第类物系：少于一对部分互溶组分；第类物系：有两对部分互溶组分；第13页，共64页，编辑于2022年，星期五1.溶解度曲线和联结线前提:各组分无化学反应。B与S部分互溶 相平衡数据测定：加入的B、S适量，搅拌均匀，静止分层，得到互呈平衡的液-液两相(共轭相)，得到一组平衡数据。再加入一定量A(B、S的质量比不变)，搅拌均匀,静止分层,得到互呈平衡的液-液两相(共轭相)，得到另一组平衡数据.，直至不再分相混溶点（分层点）。第14页，共64页，编辑于2022年，星期五第15页，共64页，编辑于2022年，星期五第16页，共64页，编辑于2022年，星期五2.辅助曲线与临界混溶点确定共轭相 有限个共轭组成得到的联结线可按一定方法作出辅助曲线；临界混溶点：过该点的联结线无线短，处于分相的临界点。不一定是顶点（因为联结线有一定斜率）；临界混溶点需实测，一般不能外推。一定温度下，三元体系的溶解度曲线、联结线及P均可实验测定或查得。第17页，共64页，编辑于2022年，星期五第18页，共64页，编辑于2022年，星期五3.分配系数与分配曲线 分配系数：平衡的两相中即：第19页，共64页，编辑于2022年，星期五 分配曲线：yAxA图第20页，共64页，编辑于2022年，星期五第21页，共64页，编辑于2022年，星期五4.温度对相平衡的影响 TB及S中A溶解，分相区缩小；T影响曲线形状、联结线斜率及两相区的面积，从而影响分配曲线形状；温度，类物系类物系。第22页，共64页，编辑于2022年，星期五第23页，共64页，编辑于2022年，星期五5.杠杆规则 杠杆规则：E、R与混合总组成点M共线；各物相的量符合杠杆规则：第24页，共64页，编辑于2022年，星期五 萃取率与萃余率：第25页，共64页，编辑于2022年，星期五三、萃取过程在三角形相图上的表示单级萃取过程：通过相图确定组成点及相应物料量；组成点的确定：如纯溶剂与非纯溶剂。溶剂量SR或SE时，MR或ME在平衡线上，不分相，相组成达极值。则SRS y B；萃余相：x A 1。若kA1，则一定有1；若kA1，则可能大于1或接近1；效果S用量能耗产品纯度（yA)；第29页，共64页，编辑于2022年，星期五第30页，共64页，编辑于2022年，星期五2.萃取剂S与稀释剂B的互溶度组分B与S的互溶度影响溶解度曲线的形状和分层面积。互溶度分层面积ymax。B、S互溶度愈小，愈有利于萃取分离。第31页，共64页，编辑于2022年，星期五第32页，共64页，编辑于2022年，星期五3.萃取剂回收的难易与经济性 回收费用在萃取中比重大；常用蒸馏分离：大且无共沸，组成小的易挥发，若溶剂作易挥发则汽化热要小节能；若接近1，可用反萃或结晶分离等方法。萃取能力大，减少S用量；S在B中溶解度小，减少浪费。第33页，共64页，编辑于2022年，星期五4.萃取剂的其它物性 密度：密度差大，容易分相处理能力（特别是无外加能量的设备）；表面张力：大易聚结易分相难分散；反之，难分层，易乳化；黏度：对萃取有利。一般工业要求：化学及热稳定性，腐蚀性，无毒，来源，价格等。综合考虑，权衡选择。第34页，共64页，编辑于2022年，星期五第35页，共64页，编辑于2022年，星期五第36页，共64页，编辑于2022年，星期五第37页，共64页，编辑于2022年，星期五第38页，共64页，编辑于2022年，星期五第39页，共64页，编辑于2022年，星期五第40页，共64页，编辑于2022年，星期五第41页，共64页，编辑于2022年，星期五第42页，共64页，编辑于2022年，星期五第43页，共64页，编辑于2022年，星期五第44页，共64页，编辑于2022年，星期五第45页，共64页，编辑于2022年，星期五第46页，共64页，编辑于2022年，星期五第47页，共64页，编辑于2022年，星期五第48页，共64页，编辑于2022年，星期五第49页，共64页，编辑于2022年，星期五第50页，共64页，编辑于2022年，星期五第51页，共64页，编辑于2022年，星期五第52页，共64页，编辑于2022年，星期五第53页，共64页，编辑于2022年，星期五第54页，共64页，编辑于2022年，星期五第55页，共64页，编辑于2022年，星期五第56页，共64页，编辑于2022年，星期五第57页，共64页，编辑于2022年，星期五第58页，共64页，编辑于2022年，星期五第59页，共64页，编辑于2022年，星期五第60页，共64页，编辑于2022年，星期五第61页，共64页，编辑于2022年，星期五精品课件精品课件！第62页，共64页，编辑于2022年，星期五精品课件精品课件！第63页，共64页，编辑于2022年，星期五第64页，共64页，编辑于2022年，星期五