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)算部分互溶物系的萃取計(jì)算8.3.1 單級(jí)萃取單級(jí)萃取一一、流程流程 二、特點(diǎn)：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：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. 給定給定溶劑s的用量的用量ms及組成，求萃取相及組成，求萃取相e與與萃余相萃余相r的量的量me和和mr及組成及組成y、x。方法：方法：（1）依s的用量ms及f的量mf和組成xf確定和點(diǎn)m。 fsmmmsmfabsfm. (2）確定e，r的量及組成。 采取圖解試差法確定e，r的組成。 試差過程試差過程absfmer由杠桿定律確定e和r的量。memermrm

2、emrmmm. (3) 確定萃取液與萃余液的組成及量absfmererfemrefrmefrmmm脫除溶劑量為：eesmmmerrsmmmr 2、根據(jù)給定的原料液根據(jù)給定的原料液f及規(guī)定的分離要求，求溶劑及規(guī)定的分離要求，求溶劑s用量用量 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)；abrrefms溶劑用量：fsmmsmfm 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最大溶劑用量及最小溶劑用量增加s，則靠近 s，當(dāng)m點(diǎn)達(dá)到1時(shí)混溶，故位于1時(shí)的溶劑用量為 s maxabfsme1r1 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

3、minr2e2當(dāng)s=smax時(shí)：minminxxyy當(dāng)s=smin時(shí)：maxmaxxxyy單級(jí)萃取的溶劑范圍：單級(jí)萃取的溶劑范圍：sminssmax4、萃取液的最大濃度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：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：yamaxerfmfsmmsmfm對(duì)比：ya與yamaxya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(jí)錯(cuò)流萃取多級(jí)錯(cuò)流萃取 一、一、流程

4、流程 二、特點(diǎn)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)算計(jì)算（）設(shè)計(jì)型計(jì)算（）設(shè)計(jì)型計(jì)算已知已知qm、xf，在規(guī)定各級(jí)qm量后，求達(dá)到一定的分離要求所需的理論級(jí)數(shù)。（）操作型問題（）操作型問題 已知理論級(jí)數(shù)，估計(jì)其分離能力。方法基本相同。absfm1r1e1m2r2e2m3r3e3r38.3.3多級(jí)逆流萃取多級(jí)逆流萃取一流程流程：二特點(diǎn)二特點(diǎn) 連續(xù)逆流操作，分離程度較高三計(jì)算三計(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(jí)內(nèi)平衡 ir i-1e i+1riei即ei和ri平衡，若能確定r

5、i組成xi和ei+1組成yi+1之間的關(guān)系，即可求得理論級(jí)數(shù)（逐級(jí)計(jì)算) 1物料衡算：物料衡算：mmmrmemsmfqqqqqn1m點(diǎn)是f、s的和點(diǎn)，也是e1、rn的和點(diǎn)absfmrnrne1利用杠桿定律：mmnnmeqremrq111memmmrqqqnmdmrmsmfmeqqqqqn1注意注意e1和和rn不是共軛相不是共軛相2各級(jí)的物料衡算各級(jí)的物料衡算 第一級(jí) 121112mrmemfmememrmemfqqqqqqqq第二級(jí)2312mrmemrmeqqqq第 n級(jí)nnnmrmsmrmeqqqq1mdmrmsmrmemrmemfmeqqqqqqqqqnnn1121此式說明各級(jí)間的物流之差

6、為一常數(shù)， 且d為各級(jí)物流的公共差點(diǎn)（極點(diǎn)）。3逐級(jí)圖解逐級(jí)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e1由 mdmrmsmfmeqqqqqn1 可確定d點(diǎn)。 afmrnrne1dbs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nixx ，則 n 為理論級(jí)數(shù)。afmrnrne1dr1e2f s rn e1 df s m rn e1 (差點(diǎn)差點(diǎn) ) r1 e2（2）利用分配曲線）利用分配曲線 n較多,三角形相圖內(nèi)作圖不準(zhǔn)確。 畫分配曲線畫分配曲線； 畫操作線畫操作線: 過d點(diǎn)畫級(jí)聯(lián)線，求得1fyx 21yx 32yx 厖 1iiyx

7、畫梯級(jí)得理論級(jí)數(shù) 示意圖示意圖圖8-31 在直角坐標(biāo)中圖解下場論基數(shù)nabfrnrne1yi+1xim12ids(a)xfxiyi+1y1xn操作線y分配曲線123456ici(b)0四、溶劑比對(duì)操作的影響溶劑比對(duì)操作的影響1溶劑比和最小溶劑比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(jí)數(shù)的變化。示意圖示意圖p2、最小溶劑比的求法最小溶劑比的求法 mind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(jí)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)。rnrn連接f、dmin點(diǎn)，與溶解度曲線相交于e1點(diǎn)，fe1則rne1與fs的