化工原理萃取

3.4多級逆流萃取11/19/2022111/19/20222三角形相圖上的逐級圖解法11/19/2022311/19/2022411/19/20225最小溶劑比的確定11/19/202263.5完全不互溶物系萃取過程的計(jì)算11/19/202273.5.2單級萃取11/19/202283.5.3多級錯(cuò)流萃取11/19/20229對任意m級作溶質(zhì)A的物料衡算得BXm-1+SmYS=BXm+SmYm

上式整理后為即是多級錯(cuò)流萃取的操作線方程，表示了什么關(guān)系?在X-Y直角坐標(biāo)系中，操作線是:一組直線，每一級都對應(yīng)一條直線，直線斜率為-B/Sm，過點(diǎn)（Xm-1，YS）。由理論級的假設(shè)，點(diǎn)（Xm，Ym）同時(shí)符合平衡關(guān)系，位于分配曲線上，即操作線與分配曲線的交點(diǎn)。于是，可在X-Y直角坐標(biāo)系中圖解理論級數(shù).步驟11/19/20221011/19/20221111/19/202212例乙醚與甲苯混合液的流量為500kg/h，其中乙醚的組成為（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）。用純水為萃取劑，經(jīng)多級錯(cuò)流萃取后，最終萃余相中乙醚的組成為。水與甲苯可視為完全不互溶體系，操作條件下的平衡關(guān)系為。每級均加入300kg/h萃取劑，試求所需理論級數(shù)及萃取劑的總用量。解：對完全不互溶體系，由已知條件，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量比11/19/202213例又S=300kg/h；YS=0且B=F(1-xF)=500×(1-0.25)=375kg/h所需理論級數(shù)為N=4溶劑總用量S總=NS=4×300=1200kg/h11/19/2022143.5.4多級逆流萃取11/19/202215操作線的斜率為B／S，當(dāng)逐步增加萃取劑用量時(shí)，斜率逐漸變小，操作線與分配曲線距離變大，兩相間的傳質(zhì)推動力增加，相應(yīng)地理論級數(shù)減少。反之，減少萃取劑用量，斜率逐漸變大，操作線向分配曲線靠近，兩相間的傳質(zhì)推動力減小，所需理論級數(shù)增加。當(dāng)操作線斜率增大到使操作線與分配曲線相交時(shí)，則需要無限多個(gè)理論級才能完成指定的分離任務(wù)，此時(shí)對應(yīng)最少萃取劑用量。11/19/20221611/19/202217例以純?nèi)纫彝闉檩腿?，從丙酮水溶液中多級連續(xù)逆流萃取丙酮，原料液處理量為1500kg/h，其中丙酮的質(zhì)量分率數(shù)，要求最終萃余相及萃取相中丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為及。水和三氯乙烷可視為完全不互溶體系，操作條件下的平衡關(guān)系為，試求萃取劑用量及所需理論級數(shù)。 解：依題意YS=0;對完全不互溶體系，由已知條件，得11/19/202218例B=F(1-xF)=1500×(1-0.35)=975kg/h對丙酮做全塔物料衡算得B（XF-XN）=S(Y1-YS)即萃取劑用量為所需理論級數(shù)為則

11/19/2022193.6回流萃取11/19/2022203.6.2脫溶劑為基的相平衡11/19/202221物料衡算11/19/20222211/19/2022233.6.4理論級的圖解計(jì)算11/19/20222411/19/20222511/19/2022264萃取設(shè)備11/19/202227篩板塔11/19/20222811/19/20222911/19/2022304.1.3脈沖篩板塔11/19/202231振動篩板塔11/19/202232轉(zhuǎn)盤塔11/19/2022334.1.6翻斗式萃取器11/19/202234靜態(tài)混合器11/19/2022354.2液泛現(xiàn)象11/19/202236界面現(xiàn)象11/19/2022375超臨界流體萃取

超臨界流體萃取利用超臨界流體，即溫度和壓力略超過或靠近臨界溫度和臨界壓力、介于氣體和液體之間的流體，對固體和液體的萃取能力和選擇性，在超臨界狀態(tài)下較之在常溫常壓條件下可獲得極大的提高，而能從固體或液體中萃取出某種高沸點(diǎn)或熱敏性成分，以達(dá)到分離和純化的目的。例如二氧化碳，它具有無毒、無臭、不燃和價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，臨界溫度31．04℃，臨界壓力7．38MPa，只需改變壓力，就能在近常溫的條件下分離萃取物和溶劑二氧化碳。11/19/2022385.1超臨界流體萃取原理任何一種物質(zhì)都存在三種相態(tài)，即氣相、液相和固相，在不同的溫度和壓力條件下，物質(zhì)呈現(xiàn)不同的相態(tài)。11/19/2022395.1超臨界流體萃取原理任何一種物質(zhì)都存在三種相態(tài).相態(tài)與溫度和壓力關(guān)系.當(dāng)物質(zhì)的溫度和壓力分別高于臨界點(diǎn)時(shí)，為超臨界流體。超臨界流體性質(zhì):介于液體和氣體之間,具有接近液體的密度，即具有類似液體的溶解能力，而粘度和擴(kuò)散系數(shù)接近氣體。這就意味著萃取過程將有很高的傳質(zhì)速率和很快達(dá)到平衡的能力。原理:利用超臨界流體對物料有較好的滲透性和較強(qiáng)的溶解能力-萃取。其密度對溫度和壓力變化十分敏感，且與溶解能力在一定壓力范圍內(nèi)成比例-分離。11/19/2022405.2超臨界流體萃取的典型流程11/19/2022415.3超臨界流體萃取的特點(diǎn)（1）溶劑回收簡便，并能大大節(jié)省能源?？赏ㄟ^等溫減壓或等壓升溫的方法分離萃取劑和溶質(zhì)。過程進(jìn)行中較高沸點(diǎn)的溶質(zhì)組分不發(fā)生相變。（2）由于超臨界流體具有與液體相近的溶解能力。同時(shí)它又保持氣體所具有的傳遞特性，即比液體溶劑滲透得快，滲透得深，能更快地達(dá)到平衡。（3）超臨界流體的萃取能力取決于流體的密度，而密度很容易通過調(diào)節(jié)溫度和壓力來加以控制。在接近臨界點(diǎn)處，溫度和壓力微小的變化，就導(dǎo)致其密度和溶解能力顯著的變化.（4）萃取溫度低。尤其是CO2的臨界溫度為31.2℃，可在接近常溫的條件下