化工原理天大柴誠(chéng)敬35-36學(xué)時(shí)

1、第十章 液液萃取和液固浸取 通過本章學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握液液相平衡在三角形相圖上的表示方法，能用三角形相圖對(duì)單級(jí)萃取過程進(jìn)行分析和計(jì)算。了解多級(jí)萃取過程的流程與計(jì)算方法；萃取設(shè)備的類型及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。學(xué)習(xí)目的與要求10.1液液萃取概述 10.1.1 萃取的原理與流程第十章 液液萃取和液固浸取一、萃取過程的原理形成兩相體系的方法引入一液相（萃取劑）分離物系液體混合物萃取原理液體混合物 (A + B)引入另一液相（萃取劑S）各組分在萃取劑中溶解度不同液相E(萃取相)(S + A+微量B) 液相R(萃余相) (B + 微量A、S)示例用苯萃取分離醋酸和水混合物二、萃取操作流程萃取操作示意圖10.1.1 萃取的原

2、理與流程第十章 液液萃取和液固浸取10.1.2 萃取的分類與應(yīng)用10.1液液萃取概述 一、萃取過程的分類按有無化學(xué)反應(yīng)分類萃取化學(xué)萃取物理萃取 按萃取級(jí)數(shù)分類多級(jí)逆流萃取 萃取多級(jí)萃取單級(jí)萃取 多級(jí)并流萃取 按萃取技術(shù)分類雙溶劑萃取單溶劑萃取 膜萃取凝膠萃取超臨界萃取一、萃取過程的分類萃取反向膠團(tuán)萃取按萃取組分?jǐn)?shù)目分類萃取多組分萃取單組分萃取 二、萃取操作的應(yīng)用萃取操作應(yīng)用場(chǎng)合v 溶質(zhì)濃度很低 ,且為難揮發(fā)組分物系的分離v 熱敏性物系的分離v 相對(duì)揮發(fā)度 物系的分離1第十章 液液萃取和液固浸取10.2 液液相平衡關(guān)系10.2.1液液平衡相圖10.1液液萃取概述 一、組成在三角形相圖上的表示方法

3、萃取為三元物系的分離過程溶質(zhì) A原溶劑 B萃取劑 S三角形坐標(biāo)圖等邊三角形坐標(biāo)圖等腰三角形坐標(biāo)圖非等腰三角形坐標(biāo)圖組成在三角形坐標(biāo)圖上的表示方法 M 點(diǎn)40. 0Ax30. 0Bx30. 0Sx D 點(diǎn)40. 0Ax60. 0SxABSDM二、各組分量之間的關(guān)系杠桿規(guī)則杠桿規(guī)則M =BAMMMMAMMBO和點(diǎn)A差點(diǎn)B差點(diǎn)MAMBMMA + MBOAOBABOBABOA杠桿規(guī)則的應(yīng)用 ABSMREAxSxBxAyBySyAzSzBz液相 R r kgxA、xS、xB 液相 E e kgyA、yS、yB液相 M m kgzA、zS、zBermEMRMreAAAAyzzxERRMmeAAAAyxzx

4、三、液液平衡相圖(溶解度曲線) 根據(jù)萃取操作中各組分的互溶性，三元物系分為以下情況，即類物系 類物系 1. 溶解度曲線的兩種形式 A完全溶于B及S，B與S不互溶 A完全溶于B及S，B與S部分互溶 A完全溶于B，A與S部分互溶 B與S部分互溶溶解度曲線 (1)已知聯(lián)結(jié)線共軛相均相區(qū)兩相區(qū)溶解度曲線臨界混溶點(diǎn)聯(lián)結(jié)線溶解度曲線 (2)已知輔助曲線輔助曲線溶解度曲線兩種溶解度曲線的互換由聯(lián)結(jié)線求輔助曲線兩種溶解度曲線的互換1E2E1R2R由輔助曲線求聯(lián)結(jié)線2. 溫度對(duì)溶解度曲線的影響溫度 T溶解度兩相區(qū)不利于萃取操作三、液液平衡相圖(溶解度曲線)第十章 液液萃取和液固浸取10.2 液液相平衡關(guān)系10.

5、2.1液液平衡相圖10.1液液萃取概述 10.2.2 液液平衡方程與分配曲線一、以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示的平衡方程氣液平衡方程AAAxky 液液平衡方程AAAxky萃取相中溶質(zhì)分?jǐn)?shù)萃余相中溶質(zhì)分?jǐn)?shù)分配系數(shù)AAAxykBBBxyk若 S與 B完全不互溶萃取相中不含 B，S 的量不變萃余相中不含 S ，B 的量不變用質(zhì)量比計(jì)算方便液液平衡方程AAAXKY 二、以質(zhì)量比表示的平衡方程萃取相中溶質(zhì)的質(zhì)量比分配系數(shù)萃余相中溶質(zhì)的質(zhì)量比三、分配曲線 以xA為橫坐標(biāo)，yA為縱坐標(biāo)，在直角坐標(biāo)圖上，每一對(duì)共軛相可得一個(gè)點(diǎn)，將這些點(diǎn)聯(lián)結(jié)起來，得到曲線稱為分配曲線。溶解度曲線分配曲線分配曲線的作法PPxy xy第十章 液液

6、萃取和液固浸取10.2 液液相平衡關(guān)系10.2.1液液平衡相圖10.1液液萃取概述 10.2.2 液液平衡方程與分配曲線10.2.3 萃取劑的選擇一、萃取劑的選擇性與選擇性系數(shù) 萃取劑的選擇性是指萃取劑 S對(duì)原料液中兩個(gè)組分溶解能力的差異。 選擇性系數(shù)萃余相中B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)萃余相中A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)萃取相中B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)萃取相中A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)BBAABABAxyxyxxyyAAAxky因?yàn)樗訠BAyxkBAkk萃取效果 萃取操作1BByx1 1 不能實(shí)現(xiàn)萃取分離一、萃取劑的選擇性與選擇性系數(shù)二、萃取劑的選擇萃取劑選擇考慮的主要因素v 選擇性系數(shù)v 原溶劑 B與萃取劑 S的互溶度 v 萃取劑回收的難易v 萃取劑的其他物性 密度 表面張力 黏度v 萃取劑的穩(wěn)定性、安全性、經(jīng)濟(jì)性10.1 萃取過程概述 第十章 液液萃取和液固浸取10.2 液液相平衡關(guān)系10.3 液液萃取過程的計(jì)算10.3.1 單級(jí)萃取的計(jì)算一、B 與 S 部分互溶物系已知：原料量 F 、原料組成 xF 溶劑組成 yS規(guī)定：萃余相組成 xR計(jì)算：萃取劑量 S 萃取相量 E 、組成 yE 萃余相量 R 萃取液量 、組成 萃余液量 、組成 EEyRxR單級(jí)萃取圖解xF純?nèi)軇〧xRREMyEEyRxERERSFMMSMFFS=RERMMEEMRERFRFEEFRGSFGFSmin=HSFHFSmax=maxminSSS一、B