萃取技術(shù)及注意事項課件

萃取技術(shù)班級：####姓名:####學號：#####1.1萃取的定義

1.2操作流程

1.3萃取的特點

1.4萃取劑的回收

1.5萃取的應用第一節(jié)概述液-液萃取，也稱抽提，是指利用液相混合物中各組分在溶劑中的溶解度不同加以分離的單元過程。

術(shù)語：A

——溶質(zhì)（能大量溶于溶劑）

B

——稀釋劑或惰性組分（不溶或溶解度很小）

S

——溶劑（選擇性、溶解度、物性、經(jīng)濟性）

E

——萃取相（S＋A＋部分互溶B）

R

——萃余相（B＋A＋部分互溶S）

E’

——萃取液（萃取相脫除溶劑：A＋B）

R’

——萃余液（萃余相脫除溶劑：B＋A）

1.1萃取的定義（SolventExtraction）1.2

操作流程1.3

萃取的特點①

萃取的分離依據(jù)是各組分在溶劑中的溶解度不同，S對A有顯著的溶解能力，對其他組分完全不溶或僅部分互溶。

萃取與吸收過程類似，都是利用均相混合物中各組分在溶劑中的溶解度差異分離，不同之處是吸收分離的是氣相混合物，萃取分離的是液相混合物。

②

萃取完成后，形成兩個液相（超臨界抽提中處于超臨界狀態(tài)），這兩個液相應具有一定的密度差以便進行分離。

③

在萃取過程中，溶質(zhì)由原料通過相界面向萃取劑中轉(zhuǎn)移，也和其他傳質(zhì)過程一樣，相平衡為過程的極限。

④

萃取過程中使用大量的溶劑，為了獲得溶質(zhì)和回收溶劑并循環(huán)使用，所用溶劑應當容易回收且費用較低。

⑤

萃取與蒸餾過程都是分離液相混合物的方法，但是萃取不能直接完成分離任務，為了得到最終產(chǎn)品和回收溶劑循環(huán)使用，還要對萃取相和萃余相進一步分離。（應用）

1.3

萃取的特點1.4溶劑的回收如果S與B不互溶，則E：S+A，R：B+A；如果S與B部分互溶，則E：S+A+B，R：B+A+S；

經(jīng)過一級萃取過程，E相中A濃度提高，R相中A濃度降低，因此A與B均相混合物得到一定程度的分離。這種分離過程可能達不到要求，需要采取多極萃取。與吸收類似，萃取過程加上溶劑回收過程才是一個完整的工藝過程。

常用回收溶劑方法：蒸餾。如果溶質(zhì)難揮發(fā)，也可用蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾的方法（例如粗鹽的精制）。

例II：潤滑油生產(chǎn)中的糠醛精制，油品中多環(huán)短側(cè)鏈的芳烴和膠質(zhì)對油品粘溫性質(zhì)和氧化安定性有影響，而芳香烴和膠質(zhì)與飽和組分可形成恒沸物，可用萃取除去。

萃取物：芳香烴和膠質(zhì)；

萃余物：飽和組分。

因為石油餾份是相當復雜的混合物，不能以某個組分的含量表示，所以一般以某一類烴表示（組組成、結(jié)構(gòu)族組成），所以相圖中也以芳香分、膠質(zhì)的某一個物性指標表示（如密度、粘度指數(shù)、遮光率等）。

此外，潤滑油生產(chǎn)中的應用還有酮苯脫臘、丙烷脫瀝青等。1.5萃取的應用第十一章液-液萃取第一節(jié)概述

第二節(jié)萃取的基本原理

第三節(jié)萃取過程計算

第四節(jié)萃取設備

2.1液－液相平衡相率：f=C-Ф+2=3-2+2=3

C為組分數(shù)，Ф為相數(shù)，獨立變量為3個。即當T、P確定后，兩平衡液相的組成中只有一個為獨立變量，如yA確定，yB、yS、xA、xB、xS均確定。

相平衡關系：（1）三角形相圖法（重點）；

（2）分配曲線法；

（3）分配系數(shù)法

232.1.1三角形相圖法1.三角形相圖中組成的表示方法

最常用可放大最直觀2.1.1三角形相圖法1.三角形相圖中組成的表示方法

頂點三個邊內(nèi)部任一點xA,xB,xC如何定?規(guī)定：順時針，

xA+xB+xC=1?B:0.3A:0.4S:0.3ABSUVMyAzAxAyszsxs混合yAyBySxAxBxSzAzBzs杠桿定律總物平：A物平：2.

物料衡算與杠桿定律2.1.1三角形相圖法M稱為F與S的和點，F(xiàn)稱為M與S的差點，S稱為M與F的差點。S↑M點沿著FS向S靠近，A、B質(zhì)量比不變。

2.

物料衡算與杠桿定律2.1.1三角形相圖法溶解度曲線

混溶點

兩相區(qū)和單相區(qū)平衡聯(lián)結(jié)線

共軛相臨界混溶點：輔助線：（兩種方法）3.三角相圖中的相平衡關系2.1.1三角形相圖法溶解度曲線混溶點兩相區(qū)和單相區(qū)3.三角相圖中的相平衡關系2.1.1三角形相圖法糠醛精制3.三角相圖中的相平衡關系2.1.1三角形相圖法臨界混溶點：不一定在溶解度曲線的最高點

輔助線：（兩種方法）3.三角相圖中的相平衡關系2.1.1三角形相圖法2.1.3分配系數(shù)法式中：yA

——溶質(zhì)在萃取相中的組成（質(zhì)量分率）；xA

——溶質(zhì)在萃余相中的組成（質(zhì)量分率）。當溶質(zhì)組成很低或組成范圍變化不大時，kA在恒溫下可視為常數(shù)。分配系數(shù)KAABSEFME’R’123原料液萃取劑萃取相萃余相萃取液萃余液回收溶劑2.2萃取過程在三角相圖上的圖示R2.2萃取過程在三角相圖上的圖示例題：11-12.3萃取劑的選擇2、萃取劑與稀釋劑的互溶度

互溶度越小，萃取操作范圍越大，萃取液最大組成越高，并且互溶度小的系統(tǒng)β越大，分離效果越好。3、萃取劑的其他物性

溶解度大，所用萃取劑量少；要有較大的密度差，便于相分離；

界面張力要適中（相分散和相分離）；溶劑比熱小便于回收；

粘度小便于相分散；化學穩(wěn)定性好，無腐蝕，無毒，不易燃、易爆，價廉易得。2.3萃取劑的選擇混合液A+B攪拌萃取劑(溶劑S)萃取相(S+A+B)萃余相(B+A+S)4.天生的一對矛盾:混合與澄清（相分散與相分離）2.3萃取劑的選擇2.4溫度對萃取過程的影響T↓，S與B互溶度↓，兩相區(qū)面積↑，對萃取有利；但是T↓，液體μ↑，D↓，不利傳質(zhì)，所以應綜合考慮。第十一章液-液萃取第一節(jié)概述

第二節(jié)萃取的基本原理

第三節(jié)萃取過程計算

第四節(jié)萃取設備

第三節(jié)萃取過程的理論計算3.1單級萃取3.2多級錯流萃取3.3多級逆流萃取3.4連續(xù)逆流萃取2343.1單級萃取過程

S在Ec和Rc之間才處于兩相區(qū)；Ec:Smax；與Ec點呈平衡的萃余相組成為Rmin，為該操作條件下單級萃取可能達到的最低值xmin；脫除萃取劑后的萃余液的組成也最低，即為x’min；此時的萃余相和萃余液的流量為零；

Rc:Smin。過S點作溶解度曲線的切線，與AB邊交于E’max，其組成為最高。ABSE’maxFEmaxRRminRCECR’min3.1單級萃取過程M3.1單級萃取過程分配曲線：Y=KXK――分配系數(shù)操作線：物料衡算斜率為－B/S，過H點（XF，Y0）和P點（X，Y）的直線，P點為經(jīng)過一個理論級后的萃取相和萃余相的組成。將萃取劑分為若干份(量為Si),分別對原料和萃余相進行多次萃取，即前一級的萃余相作為下一級的原料.3.2多級錯流萃取圖解法3.2多級錯流萃取圖解法步驟(1)根據(jù)已知進料組成在相圖上標出F點，連接FS；(2)根據(jù)杠桿定律，由F和S1的量得到M1點；(3)借助輔助線，在相平衡線上畫出共軛相E1和R1；(4)連接R1E1，根據(jù)杠桿定律求出R1和E1的量；(5)連接R1和S，再求合點M2；(6)后面步驟同上，直到RN小于規(guī)定值，則N為完成分離任務所需的理論板數(shù)。流程12iNF,xFE1,y1E2,y2R1,x1Ei,yiRi,xiEi+1,yi+1RN-1,xN-1RN,xNEn,ynS,y0E’，y’SESRR’,xN’3.3

多級逆流萃取R2,x2Ri-1,xi-1E3,y33.3

多級逆流萃取物料衡算

總：F+S=E1+RN=MF-E1=RN-S

=Δ

單級：F+E2=R1+E1

操作線

F+Ei+1=Ri+E1F-E1=Ri-Ei+1=RN-1-EN=RN－S=Δ

操作點:,其組成是虛擬的，

物理意義：級間凈流量為常數(shù)3.3

多級逆流萃取ABSFRNME1F,SMRN,ME1E1,F&S,RN

3.3

多級逆流萃取3.3

多級逆流萃取3.3

多級逆流萃取3.3

多級逆流萃取S的量減小到一定程度時，在操作范圍內(nèi)會有一條操作線與連結(jié)線重合,表明傳質(zhì)推動力為零，完成分離任務所需理論級為無窮多，此時的萃取劑比為最小萃取劑比（S/F）min.圖解時，在操作范圍內(nèi)將若干條平衡聯(lián)結(jié)線延長，分別與RNS的延長線相交于若干點1、2……，其中最左邊的交點即為對應于最小萃取劑比的操作點min。一般，將通過進料點F的那條平衡聯(lián)結(jié)線延長，與RNS的延長線的交點作為min。3.3

多級逆流萃取萃余率a.單級萃取：b.多級錯流萃?。?/p>

c.多級逆流萃取：

填料層高度=理論級數(shù)等板高度微分法太過復雜除A外,B和S也在兩相間傳遞kA,kB,kS都要知道3.4

連續(xù)逆流萃取第十一章液-液萃取第一節(jié)概述

第二節(jié)萃取的基本原理

第三節(jié)萃取過程計算

第四節(jié)萃取設備

第四節(jié)萃取設備4.1設計思路分散:連續(xù)相和分散相的界面是傳質(zhì)面積聚合:重新分成兩相以實現(xiàn)分離液滴的產(chǎn)生辦法攪拌、噴頭、流動、是否自發(fā)?聚合過程的實現(xiàn)

是否自發(fā)?如何促進?密度差產(chǎn)生兩相的相對運動、密度差的放大混合澄清槽塔設備（重點）離心設備膜設備4.2常用設備一覽混合器機械攪拌流動混合(內(nèi)構(gòu)件)澄清器自然分層混合澄清槽混合澄清槽塔式設備:塔體+擴大段+分散裝置板式塔普通篩板塔:篩孔板;降液管;升液管脈沖篩板塔:篩板塔+脈沖(為什么?)振動篩板塔:篩板塔+振動(為什么?)轉(zhuǎn)盤塔:定環(huán)+動環(huán)填料塔原料從中部進入，因密度較小，自下而上經(jīng)升液管流動。

溶劑自頂部進入，因密度較大，由上而下流動。

塔內(nèi)充滿液體溶劑經(jīng)篩孔分散成液滴，在板下分散于上升的油中，經(jīng)擴散傳質(zhì)，油中的芳烴部分溶于溶劑。溶解了芳烴的溶劑在下一塊板上聚集后通過篩板又重新分散成液滴。

回流提高萃取相的芳烴含量篩板塔潤滑油