青海大學萃取第三章第3節(jié)ppt課件

1、第三章第三章 液液- -液萃取液萃取一、單級萃取的流程與計算一、單級萃取的流程與計算 二、多級錯流接觸萃取的流程與計算二、多級錯流接觸萃取的流程與計算 三、多級逆流萃取的流程與計算三、多級逆流萃取的流程與計算 四、微分接觸逆流萃取的流程與計算四、微分接觸逆流萃取的流程與計算 第三節(jié)第三節(jié) 萃取過程的計算萃取過程的計算一、單級萃取的流程與計算一、單級萃取的流程與計算 1、單級萃取的流程 單級萃取流程表示圖萃取劑萃取劑(S)(S)混合槽混合槽沉降分別沉降分別脫除溶劑脫除溶劑萃取液萃取液E ES S萃取相萃取相萃余相萃余相-SE -SR E原料液原料液F F(A+B)(A+B)萃余液萃余液R RR實

2、際級ERABKSFM2、單級萃取的特點 (1)原料液與溶劑一次性接觸； (2)萃取相與萃余相到達平衡。3、萃取過程在三角形相圖上的表示 (1) 混合依S的用量mS及F的量mF和組成 xF確定和點M：FMmMSFSm原料液原料液F F (A+B) (A+B)萃取劑萃取劑(S)(S)混合槽混合槽(2) 分層 ABKSMFER利用輔助線采取圖解試差法確定E，R的組成。由杠桿定律確定E和R的量：EMMRmmERRMEmmmEyARxA萃余相萃余相萃取相萃取相M(3) 脫溶劑EFFRmmE RRFEmmmBKERSREMFA脫除溶劑量為：脫除溶劑量為：ESEEmmmRSRRmmm萃取液萃取液E E萃余液

3、萃余液R RS脫除溶劑脫除溶劑萃取相萃取相萃余相萃余相SE SRER4、單級萃取的計算 (1) 萃取劑與稀釋劑部分互溶的體系 原料液FFx萃取劑Ssy萃余相RRx萃取相EEyBKERSREMFAFSREMMFSFMSFREFRE FSREMFxSyRxEyMxMRERM xxEyxMRERM xxEyx RFEMREMRE(2) 萃取劑(S)與稀釋劑(B)不互溶的體系 11FSBXSYSYBX11()()SFS YYB XX11()FSBYXXYS1 ()SFBYXXS( )( )kg AYkg S萃取相中溶質(zhì)A的濃度( )( )kg AXkg B萃余相中溶質(zhì)A 的濃度當萃取劑為純?nèi)軇r，YS

4、=0 11()FBYXXS 單級萃取的操作線方程單級萃取的操作線方程 原料液BFX萃取劑SsY萃余相R1X萃取相E1Y直角坐標圖解法直角坐標圖解法 給給F、S量和組成，求量和組成，求E、R的濃度的濃度 給定F量、組成及分別要求X，求S用量11()FSBYXXYS1 ()SFBYXXS 原料量F及組成一定，增大S，M向S點接近。 G G點：最大溶劑用量，點：最大溶劑用量，SmaxSmaxD D點：最小溶劑用量，點：最小溶劑用量，SminSmin萃取操作萃取操作S S應(yīng)滿足以下條件：應(yīng)滿足以下條件：maxminSSSABSFS0RDMEG萃取劑極限用量萃取劑極限用量 ：5、單級萃取過程萃取劑量的選

5、擇- 部分互溶物系6 、萃取液的最大濃度 當S=Smin時，E的濃度yA最大，但yA普通不是最大。 過S點作溶解度曲線的切線得點E1， 求得R1，得M點，于是得：FSmMSMFm時，溶劑用量的確定：當maxAAyymaxyy可見，ABE2SFR2ME2Eymaxy2 圖解萃取液的最大組成E1R11.01.00萃取液的最大濃度確定萃取液的最大濃度確定:ABE2SFR2ME2Eymaxy2 圖解萃取液的最大組成E1R11.01.00 留意：留意： 假設(shè)假設(shè)M點在兩相區(qū)外相交，闡明超出萃取點在兩相區(qū)外相交，闡明超出萃取范圍，不能進展萃取操作，由范圍，不能進展萃取操作，由R1點確定的溶劑用量點確定的溶

6、劑用量為該操作條件下的最小溶劑用量為該操作條件下的最小溶劑用量m S,min。ABSE1FERR1MyA多級錯流萃取流程表示圖12nFFx1S1R1x1E1y2S2R2x2E2y1nR1nxnSnRnxnEny二、多級錯流接觸萃取的流程與計算二、多級錯流接觸萃取的流程與計算 1 1、多級錯流接觸萃取的流程、多級錯流接觸萃取的流程(1) 溶劑耗量較大，溶劑回收負荷添加;(2) 設(shè)備投資大。特點：2 2、多級錯流萃取過程、多級錯流萃取過程- - 計算義務(wù)計算義務(wù)給定實際級數(shù)及分別要求，求溶劑用量給定實際級數(shù)及分別要求，求溶劑用量S S 給定溶劑用量及分別要求，求實際級數(shù)給定溶劑用量及分別要求，求實

7、際級數(shù)NT NT 給定實際級數(shù)及溶劑用量，求給定實際級數(shù)及溶劑用量，求EE及及RR組成組成ABSFR3R2R1E1E2E3M1M2M33 3、多級錯流萃取計算、多級錯流萃取計算- - 部分互溶物系部分互溶物系圖解法圖解法 以以為例：為例： 知知 xF xF、F F、 S S， NT , NT ,求求x x 作溶解度曲線輔助線！作溶解度曲線輔助線！ 確定確定F F、S S點點由杠桿定律確定由杠桿定律確定M1M1由由M1M1及輔助線定及輔助線定R1R1、E1E1由由R1R1、S S定定M2M2由xn0,流動方向與R一樣；0，流動方向與E一樣。2、多級逆流接觸萃取的計算、多級逆流接觸萃取的計算1)

8、萃取劑與稀釋劑部分互溶的體系MERSFn1xFMxnnRF1E1R2E2R3E3R4Ex n計算 x n規(guī)定 n=4SREREREREFnnnii11211. 多級逆流萃取操作中，原料液的流量F和組成xF、最終萃余相中溶質(zhì)組成xn均由工藝條件規(guī)定，萃取劑的用量S和組成yS根據(jù)經(jīng)濟要素而選定，要求計算萃取所需的實際級數(shù)。溶劑比的影響S / F 較小FMnR1E在左側(cè)溶劑比的影響S / F 較大FMnR1E 在右側(cè)溶劑比的影響S / F 為某數(shù)值FMnR1E 在無窮遠處NNNiiRSREREREREFE1123121.c) 畫梯級得實際級數(shù)。畫梯級得實際級數(shù)。1Fyx21yx32yx 1iiyx

9、N較多時，三角形相圖內(nèi)作圖不準確,利用分配曲線與操作線，采用階梯法。步驟：a) 畫分配曲線；畫分配曲線；b) 畫操作線；畫操作線；過D點畫級聯(lián)線，求得還可以利用解析方法，詳見教材。2) 萃取劑與稀釋劑完全不互溶的體系(1) 在X-Y直角坐標圖中的圖解法步驟：c) 畫梯級得實際級數(shù)。畫梯級得實際級數(shù)。a) 由平衡數(shù)據(jù)在由平衡數(shù)據(jù)在X-Y直角坐標畫分配曲線；直角坐標畫分配曲線；b) 在在X-Y直角坐標中畫操作線；直角坐標中畫操作線；11iiFBBYXYXSS(2) 解析法1)11ln(ln1mSnSFmmAKYXKYXAAn3) 溶劑比和萃取劑的最小用量(1) 溶劑比和最小溶劑比 定義：溶劑比=(

10、S/F) 溶劑比的變化，導致實際級數(shù)的變化，從而表達溶劑用量對設(shè)備費和操作溶劑比的變化，導致實際級數(shù)的變化，從而表達溶劑用量對設(shè)備費和操作費的影響。費的影響。SFSF，所需理論級數(shù)設(shè)備費，回收溶劑所消耗能量操作費；，所需理論級數(shù)設(shè)備費，回收溶劑所消耗能量操作費。xnmin1iiSFSSPEEN ，操作線斜率聯(lián)結(jié)線的斜率當時， 點（夾緊點）對應(yīng)的操作線和聯(lián)結(jié)線重合此時，夾緊點附近各級無分離能力，溶劑比=SF (S/F) 較大， MS，E1為F和D的和點，D點在三角形相圖右側(cè)，凈物流向左流動。 (S/F) 減小，MF ， E1升高，D點遠離S。D點移到無窮遠時D=0，級聯(lián)線相互平行。 (S/F) 再減小，F(xiàn)為E1和D的和點，D點落在三角形相圖左側(cè)，凈物流向右流動。XF最小溶劑用量XnYSY11Y SB/)/(SB1YmaxminmaxSBmaxminBSnFSXXYY*1max(2) 最小溶劑比的計算四、微分接觸逆流接觸萃取的流程與計算四、微分接觸逆流接觸萃取的流程與計算 1、微分接觸逆流接觸萃取的流程、微分接觸逆流接觸萃取的流程萃取相和萃余相逆流微分接觸，使兩相中的溶質(zhì)濃度沿流動方向發(fā)生延續(xù)的變化。2、微分接觸逆流接觸萃取的計算、微分接觸逆流接觸萃取的計算1) 實際級當量高度法)(HETSnh 2) 傳質(zhì)單元法FnXXXXXdXaKBhORORNHh 當分配曲線為直線時