大學(xué)課件-化工原理下冊-萃取2

1、8.3 部分互溶物系的萃取計(jì)算,8.3.1 單級萃取 一、流程,二、特點(diǎn)： 原料液與溶劑一次性接觸。 萃取相與萃余相達(dá)到平衡。 三、計(jì)算： 已知原料液的處理量及組成（生產(chǎn)工藝給定）,計(jì)算： 1. 給定溶劑S的用量mS及組成，求萃取相E與萃余相R的量mE和mR及組成y、x。,方法： （1）依S的用量mS及F的量mF和組成xF確定和點(diǎn)M。,A,B,S,F,M,.,(2）確定E，R的量及組成。 采取圖解試差法確定E，R的組成。 試差過程,A,B,S,F,M,E,R,由杠桿定律確定E和R的量。,.,(3) 確定萃取液與萃余液的組成及量,A,B,S,F,M,E,R,E,R,脫除溶劑量為：,2、根據(jù)給定的

2、原料液F及規(guī)定的分離要求，求溶劑S用量 一般規(guī)定萃余相R的x或萃余液R的x. 解法：由R得到E，連接F、得交點(diǎn)；,A,B,R,R,E,F,M,S,溶劑用量：,進(jìn)而，得到萃取液、萃余液的量和組成。,3、最大溶劑用量及最小溶劑用量,A,B,F,S,M,E1,R1,減小S，當(dāng)達(dá)到R2時(shí)，混溶，故位于R2時(shí)的溶劑用量為 S min,R2,E2,當(dāng)S=Smax時(shí)：,當(dāng)S=Smin時(shí)：,單級萃取的溶劑范圍：SminSSmax,4、萃取液的最大濃度,當(dāng)S=Smin時(shí)，E的濃度yA最大，但yA一般不是最大。,yA= yAmax時(shí)溶劑用量的求法：,A,B,S,過S點(diǎn)作溶解度曲線的切線得點(diǎn)E，求得R，得M點(diǎn)，于是

3、得：,yAmax,E,R,F,M,對比：yA與yAmax,yA,可見： yAyAmax,如果M點(diǎn)在兩相區(qū)外相交，說明超出萃取范圍，不能進(jìn)行萃取操作，由R1點(diǎn)確定的溶劑用量為該操作條件下的最小溶劑用量m S,min,8.3.2 多級錯(cuò)流萃取 一、流程,二、特點(diǎn) 萃取相溶質(zhì)的回收率較高， 溶劑耗量較大，溶劑回收負(fù)荷增加, 設(shè)備投資大。 三、計(jì)算 （）設(shè)計(jì)型計(jì)算 已知qm、xF，在規(guī)定各級qm量后，求達(dá)到一定的分離要求所需的理論級數(shù)。 （）操作型問題 已知理論級數(shù)，估計(jì)其分離能力。 方法基本相同。,A,B,S,F,M1,R1,E1,M2,R2,E2,M3,R3,E3,R3,8.3.3多級逆流萃取 一

4、流程：,二特點(diǎn) 連續(xù)逆流操作，分離程度較高 三計(jì)算 設(shè)計(jì)型問題：已知S的組成，qmF、xF, 規(guī)定 qmS/qmF （溶劑比）和分離要求，求N。 解法：每級內(nèi)平衡,即Ei和Ri平衡，若能確定Ri組成xi和Ei+1組成yi+1之間的關(guān)系，即可求得理論級數(shù)（逐級計(jì)算),1物料衡算：,M點(diǎn)是F、S的和點(diǎn)，也是E1、RN的和點(diǎn),A,B,S,F,M,RN,RN,E1,利用杠桿定律：,注意E1和RN不是共軛相,2各級的物料衡算 第一級,第二級,第 N級,此式說明各級間的物流之差為一常數(shù)， 且D為各級物流的公共差點(diǎn)（極點(diǎn)）。,3逐級圖解 （1）相圖：Ri 和Ei互成平衡 已知F、S可確定M，由M、RN可確定

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 (差點(diǎn) ) R1,E2,（2）利用分配曲線 N較多,三角形相圖內(nèi)作圖不準(zhǔn)確。 畫分配曲線； 畫操作線: 過D點(diǎn)畫級聯(lián)線，求得,畫梯級得理論級數(shù) 示意圖,四、溶劑比對操作的影響 1溶劑比和最小溶劑比 定義：溶劑比=qmS/qmF,溶劑比的變化，引起差點(diǎn)D的變化，導(dǎo)致理論級數(shù)的變化。,示意圖,p,2、最小溶劑比的求法,的位置，既和平衡關(guān)系有關(guān)，又和分離要求有關(guān)。,最小溶劑比的確定：所有的聯(lián)結(jié)線延長，與級聯(lián)RNS相交，D點(diǎn)在右側(cè)，則取離S最近的點(diǎn)；反之，D點(diǎn)在左側(cè)，則取離S最遠(yuǎn)的點(diǎn)。,連接F、Dmin點(diǎn)，與溶解度曲線相交于E1點(diǎn)，,F,E1,則RNE1與FS的交點(diǎn)為和點(diǎn)M。,M,最小溶劑比：,實(shí)際溶