化工原理萃取知識

化工原理萃取知識第一頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日2.液-液相平衡關(guān)系（1）三角形坐標(biāo)

（2）杠桿定律求和點(diǎn)M：求差點(diǎn)R：第二頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日（3）三角形相圖▲溶解度曲線、平衡聯(lián)結(jié)線、輔助曲線

▲溫度、壓力對相平衡的影響第三頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日（4）分配曲線（5）分配系數(shù)原溶劑：溶質(zhì)：第四頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日（6）脫溶劑基分配曲線y’Ax’Ay’A=x’AABSK第五頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日

8.3部分互溶物系的萃取計(jì)算8.3.1單級萃取一、流程第六頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日二、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.操作型：給定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。

2.設(shè)計(jì)型：根據(jù)給定的原料液F及規(guī)定的分離要求，求溶劑S用量第七頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日1.操作型計(jì)算求解方法：（1）依S的用量mS及F的量mF和組成xF確定和點(diǎn)M

ABSFM第八頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日

(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ABSFMER由杠桿定律確定E和R的量。第九頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日

(3)

確定萃取液與萃余液的組成及量ABSFMERE’R’脫除溶劑量為：第十頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日

2.設(shè)計(jì)型計(jì)算求解方法一般規(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、Ｓ得交點(diǎn)Ｍ；ABR’REFMS溶劑用量：進(jìn)而，得到萃取液、萃余液的量和組成。第十一頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日動畫過程第十二頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日

3.最大溶劑用量及最小溶劑用量ABFSME1R1減小S，當(dāng)Ｍ達(dá)到R2時，混溶，故Ｍ位于R2時的溶劑用量為SminR2E2當(dāng)S=Smax時：當(dāng)S=Smin時：單級萃取的溶劑范圍：Smin<S<Smax增加S，則Ｍ靠近S，當(dāng)M點(diǎn)達(dá)到Ｅ1時混溶，故Ｍ位于Ｅ1時的溶劑用量為Smax動畫示意動畫示意第十三頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日4、萃取液的最大濃度當(dāng)S=Smin時，E的濃度yA最大，但y’A一般不是最大。y’A=y’Amax時溶劑用量的求法：ABS過S點(diǎn)作溶解度曲線的切線得點(diǎn)E，求得R，得M點(diǎn)，于是得：y’AmaxERFM對比：y’A與y’AmaxyA’可見：y’A＜y’Amax第十四頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日注意：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mS,min第十五頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日8.3.2多級錯流萃取一、流程

第十六頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日二、特點(diǎn)△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（１）設(shè)計(jì)型計(jì)算已知qmＦ、xF，在規(guī)定各級qmＳ量后，求達(dá)到一定的分離要求所需的理論級數(shù)Ｎ。（２）操作型問題已知理論級數(shù)，估計(jì)其分離能力。解決方法基本相同。第十七頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日ABSFM1R1E1M2R2E2M3R3E3R’3動畫示意第十八頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日8.3.3多級逆流萃取一．流程：第十九頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日二．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

iRi-1Ei+1RiEi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)

第二十頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日1．總物料衡算：M點(diǎn)是F、S的和點(diǎn)，也是E1、RN的和點(diǎn)ABSFMRNR’NE1利用杠桿定律：注意:E1和RN不是共軛相確定依F，S確定M，依M和，確定第二十一頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日2．各級的物料衡算第一級第二級……第N級于是：

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)）。第二十二頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日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E1AFMRNR’NE1D第二十三頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日AFMRNR’NE1DR1E2由E1通過平衡關(guān)系確定R1，R1和D連線確定E2,如此交替直至，則N為理論級數(shù)。第二十四頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日動畫示意第二十五頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日（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)示意圖第二十六頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日四、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。第二十七頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日

◆qmS/qmF

較大，M→S，E1為F和D的和點(diǎn)，D點(diǎn)在三角形相圖右側(cè)，凈物流向左流動◆qmS/qmF減小，M→F，E1升高，D點(diǎn)遠(yuǎn)離S。D點(diǎn)移到無窮遠(yuǎn)時D=0，級聯(lián)線互相平行。◆qmS/qmF

再減小，F(xiàn)為E1和D的和點(diǎn)，D點(diǎn)落在三角形相圖左側(cè)。凈物流向右流動。動畫示意第二十八頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日p動畫示意第二十九頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日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)夾緊點(diǎn)與Dmin的關(guān)系第三十頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日最小溶劑比的確定：操作范圍內(nèi)的聯(lián)結(jié)線延長，與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)RN動畫示意第三十一頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日RN連接F、Dmin點(diǎn)，與溶解度曲線相交于E1點(diǎn)，F(xiàn)E1則RNE1與FS的交點(diǎn)為和點(diǎn)M。M最小溶劑比：第三十二頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日實(shí)際溶劑比取最小實(shí)際溶劑比的倍數(shù)。

分離要求、溶劑一定時：多級逆流萃取比多級錯流萃取板數(shù)少。

板數(shù)一定時：多級逆流萃取