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第三节 液液萃取操作
时间:2023-07-14 18:45 点击次数:178

  11单级萃取流程单级萃取流程原料液和溶剂加入原料液和溶剂加入混合气中混合气中,,搅拌下两相充搅拌下两相充分接触分接触,,通过萃取后通过萃取后萃取萃取相和萃余相平衡相和萃余相平衡,,这一这一平衡过程为一个平衡过程为一个平衡级平衡级((理论级理论级).).萃取相和萃余萃取相和萃余相离开分离器相离开分离器,,再分别引再分别引入溶剂回收装臵入溶剂回收装臵..单级萃取的计算单级萃取的计算一般已知条件般已知条件::预处理的原料量预处理的原料量FF及其组成及其组成xxff萃取剂的组成萃取剂的组成yyss体系的相平衡数据,体系的相平衡数据,萃余相的组成萃余相的组成xxRR;;需求:需求:萃取相和萃余相的量和萃取相的组成。方法:三角形相图图解法33计算过程计算过程::由体系的由体系的相平衡关系相平衡关系,在三角形相图中画出,在三角形相图中画出溶解溶解度曲线度曲线;;确定原料液和萃取剂的混合液点确定原料液和萃取剂的混合液点MM的大致位臵:由的大致位臵:由萃取剂萃取剂SS和原料液组成(和原料液组成(ABAB边边FF点点),得到),得到SFSF线。。根据根据萃余相组成萃余相组成在图上定出在图上定出RR点,根据点,根据RR点和辅助点和辅助线求出线求出EE点点,连接,连接ERER,,ERER和和SFSF线的交点为线。。根据根据杠杆定律杠杆定律求出求出SS的用量:的用量:线段长度由图量出。已知原料液MSFMMSFMMSFM萃取相萃取相EE和萃余相和萃余相RR由杠杆定律和物料衡算得出:由杠杆定律和物料衡算得出:萃取相组成由图得出。萃取相组成由图得出。讨论:讨论:根据相图中读出的液相组成,利用物料衡算根据相图中读出的液相组成,利用物料衡算求求S/E/REMMRMxEyRxSyA组分物料衡算二多级错流萃取二多级错流萃取多级错流萃取流程多级错流萃取流程目的:目的:进一步降低萃余相中溶质的浓度。进一步降低萃余相中溶质的浓度。单级萃取设备的串联使用。通过多级错流萃单级萃取设备的串联使用。通过多级错流萃取可获得较高的萃取率。取可获得较高的萃取率。22计算计算单级萃取器的串联,可根据图解法进行计算,单级萃取器的串联,可根据图解法进行计算,单级萃取的计算方法同样适用。单级萃取的计算方法同样适用。已知:已知:规定萃取剂用量和组成;规定萃取剂用量和组成;原料液量和组成原料液量和组成最终萃余相组成。最终萃余相组成。求:所需的理论级数所需的理论级数。。方法方法:根据物系的相平衡数据,反复利用单级萃取图:根据物系的相平衡数据,反复利用单级萃取图解法计算。解法计算。图解法过程图解法过程(1)根据已知平衡数据在直角三角形相图中绘制溶解度曲线)以含少量溶质A和原溶剂B和非纯净萃取剂进行萃取,其状态点为S的量由杠杆定律求出混合液的总量M为第一个理论级的萃取效果。(3)在第二级中用新鲜溶剂S线上。同上步骤,过M,得到的萃取相和萃余相即为第二个理论级的萃取效果。(4)重复上述过程,直到萃余相中溶质A的组成等于或者小于所要求的条件为止,由三角形相图中所画的结线数目得出多级错流过程的理论级数有2000kg含35%(质量分数)吡啶的水溶液,用等量的纯氯苯进行萃取。由第一级得到的萃余再用与之相等的氯苯进行萃取,如果连续进行错流萃取(S,…)若所用萃取剂均为新鲜氯苯,操作条件下的平衡数据如图所示。试求将最终萃余相中浓度降为2%,需要多少个理论级数;并计算萃取剂总用量。多级逆流萃取流程将原料液和萃取剂分别从流程的两端加入,萃取相和萃余相逆流流动进行接触传质。优点:萃取效果好,消耗萃取剂较少,在工业上应用最为广泛。2.计算计算原则是相平衡和物料衡算关系,采用逐级图解法。已知:原料量和组成,萃取剂组成,以及萃取剂用量。求:最终萃余相中溶质组成降至规定值时,所需的理论级数。萃取剂和稀释剂部分互溶的体系(1)在三角形坐标图上用图解法求理论级数对各级进行物料衡算,确定操作点和操作联结线第一级操作线方程点为各操作线方程的共同点,称为操作点。表示:离开每一级萃余相的流量和进入该级萃取相的流量之差为一常数(净流量)在三元相图上,任一级的萃取相组成点和上一级的萃余相组成点的连线必通过。可任意延长两操作线,交点即根据溶解度曲线和操作线,可在三角形坐标系中图解理论级数,主要步骤如下:,并延长与溶解度曲线相交于E点即为离开第一级萃取相的组成点。MSFM点并延长与溶解度曲线相交于E重复上述过程,直到萃余相组成小于或者等于规定值,所做平衡连接线)在直角坐标图上求理论级数根据已知平衡数据,在三角形坐标图上绘制溶解度曲线和辅助曲线,并借助辅助曲线确定若干组共轭相平衡组成。在直角坐标图上画出分配曲线;之间任意做若干条操作线,每条操作线均和溶解度曲线Em两点,其组成为xm-1。标绘于分配曲线图中可得一个操作点,相似方法可得逆流操作的操作线。在分配曲线和操作曲线间做梯级。分别在两曲线间做x和y轴平行线。所绘梯级数目为萃取过程所需的理论级数。不互溶体系的多级逆流操作在萃取过程中,萃取相中S和萃余相中B的量保持不变,只有A在两相中的浓度发生变化。SYBXSYBX图中操作线的斜率为B/S,萃取剂用量增加,斜率逐渐变小,操作线和分配曲线距离增大,两相间的传质推动力增加,相应理论级数减小。当操作线斜率增大到是操作线和分配曲线相交时,则需要无限多个理论级才能完成指定的分离任务,此时对应最少萃取剂用量。

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