大学课件-化工原理下册-萃取2.ppt

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1、8.3 部分互溶物系的萃取计算,8.3.1 单级萃取 一、流程,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： 已知原料液的处理量及组成（生产工艺给定）,计算： 1. 给定溶剂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。,方法： （1）依S的用量mS及F的量mF和组成xF确定和点M。,A,B,S,F,M,.,(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,A,B,S,F,M,E,R,由杠杆定律确定E和R的量。,.,(3) 确定萃取液与萃余液的组成及量,A,B,S,F,M,E,R,E,R,脱除溶剂量为：,2、根据给定的

2、原料液F及规定的分离要求，求溶剂S用量 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；,A,B,R,R,E,F,M,S,溶剂用量：,进而，得到萃取液、萃余液的量和组成。,3、最大溶剂用量及最小溶剂用量,A,B,F,S,M,E1,R1,减小S，当达到R2时，混溶，故位于R2时的溶剂用量为 S min,R2,E2,当S=Smax时：,当S=Smin时：,单级萃取的溶剂范围：SminSSmax,4、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：,A,B,S,过S点作溶解度曲线的切线得点E，求得R，得M点，于是

3、得：,yAmax,E,R,F,M,对比：yA与yAmax,yA,可见： yAyAmax,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,8.3.2 多级错流萃取 一、流程,二、特点 萃取相溶质的回收率较高， 溶剂耗量较大，溶剂回收负荷增加, 设备投资大。 三、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 已知理论级数，估计其分离能力。 方法基本相同。,A,B,S,F,M1,R1,E1,M2,R2,E2,M3,R3,E3,R3,8.3.3多级逆流萃取 一

4、流程：,二特点 连续逆流操作，分离程度较高 三计算 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,即Ei和Ri平衡，若能确定Ri组成xi和Ei+1组成yi+1之间的关系，即可求得理论级数（逐级计算),1物料衡算：,M点是F、S的和点，也是E1、RN的和点,A,B,S,F,M,RN,RN,E1,利用杠杆定律：,注意E1和RN不是共轭相,2各级的物料衡算 第一级,第二级,第 N级,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）。,3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

5、E1,A,F,M,RN,RN,E1,D,B,S,A,F,M,RN,RN,E1,D,R1,E2,F S RN E1 D,F S M RN E1 (差点 ) R1,E2,（2）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； 画操作线: 过D点画级联线，求得,画梯级得理论级数 示意图,四、溶剂比对操作的影响 1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。,示意图,p,2、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。,最小溶剂比的确定：所有的联结线延长，与级联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。,连接F、Dmin点，与溶解度曲线相交于E1点，,F,E1,则RNE1与FS的交点为和点M。,M,最小溶剂比：,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。,作业：P265 5、6,