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萃取与分离技术 萃取基本概念及分离方法
时间:2023-06-18 02:21 点击次数:58

  重相由上部进入、下端排出,而轻相由下端进入,从顶部排出,实现轻、重两相的分离。

  ①萃取塔结构简单、造价低廉、操作方便;②适于所需理论级数较少、处理量较大,而且物系具有腐蚀性的场合;③传质效率较高;④大型工业上。

  从三角形相图中,做出原料液的点F,萃取液的操作点E‘,连接E‘点和S点交于溶解度曲线上的点E点;

  使两流体充分混合接触,同时发生两相间的传质过程,平衡后分层,利用重力或离心力的作用将萃取相和萃余相分开。

  ①处理量大,级效率高;②结构简单,容易放大和操作;③两相流量比范围大,运转稳定可靠,易于开、停工;对物系的适应性好,对含有少量悬浮固体的物料也能处理;④易实现多级连续操作,便于调节级数。不需高大的厂房和复杂的辅助设备。

  《化学工程手册》第1、14篇,各种《化工原理》教材,网上资源(百度搜索网等)

  “萃取”就是在液体混合物(原料液)中加入一个与其基本不相混溶的液体作为溶剂,造成第二相,利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度不同而使原料液混合物得以分离的单元操作。亦称溶剂萃取,简称萃取或抽提。

  萃取操作并未有得到纯净的组分,而是新的混合液:萃取相E和萃余相R。为了得到产品A,并回收溶剂以供循环使用,尚需对这两相分别进行分离。脱除溶剂后的萃取相和萃余相分别称为萃取液和萃余液,以E’和R’表示。

  从物料的分离要求来看,产物浓度为70%,利用单级萃取操作即可完成,选用混合澄清设备即可完成。

  东方化工集团有限分司,乙酸水溶液中回收乙酸,这一过程中使用萃取的方式进行,要求处理量为每批1t,其中乙酸含量为50%(质量百分率

  物理萃取:利用溶剂对欲分离的组份具有较大的溶解能力,溶质通过扩散作用转移到溶剂中,从而达到分离的目的的过程。

  化学萃取:由于化学作用,溶剂选择性地与溶质化合或络合,从而帮助溶质重新分配,达到分离目的的过程。

  (1)原料液中各组分间的相对挥发度接近于1或形成恒沸物。若采用蒸馏方法不能分离或很不经济;

  ,则 ,即: ,萃取相和萃余相脱溶剂后得到的萃取液 和萃余液 ,将具有同样的组成并与料液组成一样。可见不能采取萃取操作进行分离。

  ,即: ,萃取操作能够实现,组份A在萃取相中的浓度大于在萃余相中的浓度。 值越大,分离越易。

  (1)萃取剂的选择性:指萃取剂S对被萃取组份A与对其它组份的溶解能力之间的差异(S对A的溶解能力很大,S对B却很小)。可见,其差异越大,选择性越好。所需萃取剂的用量可以减少,产品的质量也较高。

  1.掌握萃取操作的基本知识、三角形相图、相平衡关系、单级萃取操作的工艺计算;掌握萃取操作的适用场合;掌握萃取操作、常见事故及其处理方法。

  3.了解各种萃取操作的基本流程,了解各种萃取设备的结构、特点及其选择方法。

  共轭液层(共轭相):二元混合物中加入适量的萃取剂,即形成了二个液层萃取相E和萃余相R,把达到平衡时的两个液层称为“共轭液层或共轭相”。

  辅助曲线:分别过共轭液层的两点作三角形任意两条边的平行线,其交点的连线。

  分配曲线:将三角形相图中各组相对应的平衡液层中溶质A的浓度转移到x-y直角坐标上,所到的曲线。

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  任务:东方化工集团有限分司,乙酸水溶液中回收乙酸,这一过程中使用萃取的方式进行,

  要求处理量为每批1t,其中乙酸含量为50%(质量百分率下同),要求最终乙酸的组成达70%以上。完成下列任务:(1)确定回收方法;(2)选用适宜的萃取剂;(3)计算萃取剂用量。

  (2)萃取剂与稀释剂的互溶度:萃取剂S与稀释剂B的互溶度愈小,愈有利于萃取。

  密度:无论是哪一种萃取设备进行萃取操作,萃取相与萃余相之间应有一定的密度差。以利于两个液层在充分接触后,能够较快在分层,从而提高设备的生产能力。

  界面张力:希望有适当的相界面张力,有利于分层,而过大的界面张力会使接触变差,有碍于传质,而过小的界面张力会产生乳化现象。

  三角形的三个顶点分别代表一个纯组分,三角形的任意一条边分别代表一个二元混合物,三角形内的任一点分别代表一个三元混合物。

  其它:为了便于操作、输送及贮存。萃取剂的粘度与凝固点应较低,应具有不易燃、毒性小等性质。

  (4)萃取剂的化学性质:应具有化学稳定性、热稳定性以及抗氧化稳定性,对设备的腐蚀性也较小。

  (5)萃取剂回收的难易:希望萃取剂易于回收,消耗热量少,通常情况下使用蒸馏或蒸发等方法加以加收。

  (6)经济指标:一般情况下,萃取剂是循环使用的,但是总有一定数量的消耗量,要求萃取剂价格低,来源充分。

  物理萃取:这种利用溶剂对欲分离的组份具有较大的溶解能力,溶质通过扩散作用转移到溶剂中,从而达到分离的目的的过程。

  化学萃取:由于化学作用,溶剂选择性地与溶质化合或络合,从而帮助溶质重新分配,达到分离目的的过程。

  (2)原料液中需分离的组分含量很低且为难挥发组分。若采用蒸馏方法须将大量稀释剂汽化,能耗较大;

  (3)原料液中需分离的组分是热敏性物质。这种物料蒸馏时易于分解、聚合或发生其它变化。

  (4)高沸点有机物的分离。用萃取方法代替技术很高的真空蒸馏、分子蒸馏,可降低能量消耗。

  一定量萃取剂加入原料液中,形成两液相,两液相因密度不同而分层:一层以溶剂S为主,并溶有较多的溶质,称为萃取相,以E表示;

  一定量萃取剂加入原料液中,形成两液相,两液相因密度不同而分层:另一层以原溶剂(稀释剂)B为主,且含有未被萃取完的溶质,称为萃余相,以R表示。

  能根据工艺要求选用分离方法;会选用适宜的萃取剂;会进行萃取过程的工艺计算。

  萃取:利用混合物中的各组份在溶剂中的溶解度的不同,而达到混合物分离的目的。

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