化工原理(下)第四章 萃取426

1、1第四章第四章 萃萃 取取4.3 4.3 部分互溶物系的萃取计算部分互溶物系的萃取计算2回回 顾顾2、三角坐标表示方法：、三角坐标表示方法： 各顶点表示纯组分；各顶点表示纯组分； 每条边上的点为两组分混合物；每条边上的点为两组分混合物； 三角形内的各点代表不同组成的三角形内的各点代表不同组成的三元混合物。三元混合物。ABS0.80.60.40.20.80.60.40.20.20.40.60.833、 杠杆定律杠杆定律描述两个混合物描述两个混合物C和和D形成一个新的混合物形成一个新的混合物M时，或者一个时，或者一个混合物混合物M分离为分离为C和和D两个混合物时，其质量之间的关系。两个混合物时，其

2、质量之间的关系。 分量与合量的质量与直线上相应线段的长度成比例，即：分量与合量的质量与直线上相应线段的长度成比例，即： CMDMDC/CDDMMC/CDCMMD/ABSDCMABSDM4ABS0.80.60.40.20.80.60.40.20.20.40.60.8REM单相区两相区组成落在单相区的三元混合物形组成落在单相区的三元混合物形成一个均匀的液相；成一个均匀的液相；组成落在双相区的三元混合物所组成落在双相区的三元混合物所形成的两互成平衡的液相，被称为形成的两互成平衡的液相，被称为，其组成分别由，其组成分别由 R 和和 E 点表示；点表示；联结联结E、R两点的直线。两点的直线。对任何对任何

3、B、S的两相混合物，当加入的两相混合物，当加入A的量使混合液恰好变的量使混合液恰好变为均相的点称为为均相的点称为混溶点混溶点。两个共轭相组成相同时的混溶点被称为两个共轭相组成相同时的混溶点被称为临界混溶点临界混溶点 。 溶解度曲线溶解度曲线 联结线联结线 混溶点混溶点: 临界混溶点临界混溶点(褶点褶点) 萃取相和萃余相萃取相和萃余相:5ABSR1E1PR2E2E3E4R3R4ABSR1E1PR2E2E3E4R3R4已知共轭相中任一相的组成，可利用已知共轭相中任一相的组成，可利用辅助线得出另一相的组成。辅助线得出另一相的组成。66.6.温度对相平衡的影响温度对相平衡的影响 相图上两相区的大小，不

4、仅取决于物系本身的性质，而相图上两相区的大小，不仅取决于物系本身的性质，而且与操作温度有关。一般情况下，且与操作温度有关。一般情况下，温度上升，互溶度增加，温度上升，互溶度增加，两相区减小，不利于萃取操作两相区减小，不利于萃取操作。温度特别高时，两相区会完。温度特别高时，两相区会完全消失，致使萃取分离不能进行。全消失，致使萃取分离不能进行。取取A组分在萃取相中的浓度为组分在萃取相中的浓度为y，在萃余相中的浓度为，在萃余相中的浓度为x ，绘制曲线，即分配曲线，斜率等于分配系数。绘制曲线，即分配曲线，斜率等于分配系数。7、分配曲线：、分配曲线：7AAAxyk组分在萃余相中的浓度组分在萃取相中的浓度

5、BBBxyk 一般一般 kA 不为常数，而随温度、溶质不为常数，而随温度、溶质 A 的浓度变化。的浓度变化。在在 A 浓度变化不大和恒温条件下，浓度变化不大和恒温条件下，kA 可视为常数（平衡常可视为常数（平衡常数数 m），其值由实验测得。），其值由实验测得。一定温度下，一定温度下，A 组分在互成平衡的两液相中的浓度比组分在互成平衡的两液相中的浓度比 8两相平衡时，萃取相两相平衡时，萃取相 E 中中 A、B 组成之比与萃余相组成之比与萃余相 R 中中 A、B 组组成之比的比值。组组成之比的比值。 BABA/xxyyAAAxykBAkkBBBxyk B、S互溶度小，分层区面积大，可能得到的萃取液

6、的最互溶度小，分层区面积大，可能得到的萃取液的最高浓度高浓度ymax较高。较高。 B、S互溶度愈小，愈有利于萃取分离。互溶度愈小，愈有利于萃取分离。 94.3 部分互溶物系的萃取计算部分互溶物系的萃取计算4.3.14.3.1萃取在三角形坐标图上的表示法萃取在三角形坐标图上的表示法 1 1、混合、混合 在只含有组分在只含有组分 A A 与与 B B 的原料液的原料液 F F 中加入一定中加入一定量的萃取剂量的萃取剂 S S 后，得到新的混合液后，得到新的混合液 M M，由杠杆规则知，由杠杆规则知 F F、S S 和和 M M 之间的关系为之间的关系为ABSREMERFEmaxEmaxAEAFAR

7、xxxMSFMFS/102. 2. 分层分层 M M 静置分层得萃取相静置分层得萃取相 E E 和萃余相和萃余相 R R，其质量关系为，其质量关系为EMRMRE/3.脱溶剂 从萃取相 E 中除去萃取剂 S 后得萃取液 E；从萃余相 R 中除去萃取剂 S 后得萃余液 R； 单级萃取中，萃取相能达到的最大 A 组分含量为 Emax 点的组成， 对应的萃取液组成点为 Emax。 离开萃取器的萃取相与萃余相互成平衡。离开萃取器的萃取相与萃余相互成平衡。 对分级式萃取过程，可先求出所需理论级数，然后由基于对分级式萃取过程，可先求出所需理论级数，然后由基于质量传递速度的级效率确定所需的实际级数。质量传递速

8、度的级效率确定所需的实际级数。 由相际传质所产生的热效应较小，可视为等温过程。由相际传质所产生的热效应较小，可视为等温过程。11萃取相萃取相E, yE萃余相萃余相R, xR料液料液F, xF萃取剂萃取剂S, yS萃取液萃取液E, yE萃余液萃余液R, xR脱除脱除 S脱除脱除 S2、计算、计算操作型操作型：给定：给定S 的用量的用量mS 及及M组成，求萃取相组成，求萃取相E与萃余相与萃余相R的的量量mE 和和mR 及组成及组成 y、x。设计型设计型：根据给定的原料液：根据给定的原料液F及规定的分离要求，求溶剂及规定的分离要求，求溶剂S用量。用量。12计算方法有解析法和图解法。计算方法有解析法和

9、图解法。根据平衡数据作出溶解度根据平衡数据作出溶解度曲线及辅助线。曲线及辅助线。 已知已知 xF, 在在 AB 边上定出边上定出 F 点，由萃取剂组成确定点，由萃取剂组成确定 S 点。点。联结联结 FS，代表原料液与萃取剂，代表原料液与萃取剂的混合液的混合液 M 点必在点必在 FS线上。线上。 具体位置未定具体位置未定ABSFM单级萃取图解法Sa）依）依S的用量的用量 mS 及及 F 的量的量 mF 和组成和组成 xF 确定和点确定和点M：13试差法：先定出试差法：先定出 R 点，再由点，再由 R 点利用辅助曲线求出点利用辅助曲线求出 E 点，则点，则 RE 与与 F S 线的交点即为混合液的

10、组成点线的交点即为混合液的组成点 M。 如果不对，再次假设如果不对，再次假设R点。点。根据杠杆法则根据杠杆法则 溶剂比溶剂比 yE、xM、xR 、xR、yE可由相图读出。可由相图读出。 SMFMFSMERSFMERsFMxEyRxSyFxABSREERFM单级萃取图解法S0b）确定）确定E，R的量及组成的量及组成MEmERMRmEMRmmm若知若知 R 点，连点，连 SR 线与线与溶解度曲线的交点即为溶解度曲线的交点即为 R 点点1415SMMFyxxxFMSMFFS)(RERMxyxxMREMRME)(REMExyxyMR)(ERFERFyExRFxRERFxyxxFERFRFE)(REFE

11、xyxyFR)( c) 确定萃取液与萃余液的组成及量确定萃取液与萃余液的组成及量ABSREERFM单级萃取图解法S1617D点：最小溶剂用量，点：最小溶剂用量，SminG点：最大溶剂用量，点：最大溶剂用量，Smaxmax0minSSS0maxGSGFFS0minDSFDFS萃取只能在分层区内进行。萃取只能在分层区内进行。对单级萃取，原料量对单级萃取，原料量 F 及组成一定：及组成一定：萃取操作萃取操作S应满足下列条件：应满足下列条件： ABSREFM单级萃取图解法S0DGB、最小溶剂用量和最大溶剂用量、最小溶剂用量和最大溶剂用量181920C、萃取液的最大浓度、萃取液的最大浓度 当当S=Smi

12、n时，时，E的浓度的浓度yA最大，但最大，但yA一般不是最大。一般不是最大。过过S点作溶解度曲线的切线得点点作溶解度曲线的切线得点E， 求得求得R，得，得M点，于是得：点，于是得：FSmMSMFm时，溶剂用量的确定：当maxAAyymaxAAyy可见，ABE2SFR2ME2Eymaxy2 图解萃取液的最大组成图解萃取液的最大组成E1R11.01.0021 注意：如果注意：如果M点在两相区外相交，说明超出萃取范围，不点在两相区外相交，说明超出萃取范围，不能进行萃取操作，由能进行萃取操作，由R1点确定的溶剂用量为该操作条件下的最点确定的溶剂用量为该操作条件下的最小溶剂用量小溶剂用量m S,min。

13、ABSE1FERR1MyA22计算与吸收相似。计算与吸收相似。质量比质量比Y (kgA/kgS) 和和 X (kgA/kgB)表示的平衡关系为：表示的平衡关系为：)(XfY )()(FXXBYYSSSYXSBXSBYF单级系统的物料衡算：单级系统的物料衡算：适用于萃取剂与稀释剂互溶度很小，且在操作范围内溶适用于萃取剂与稀释剂互溶度很小，且在操作范围内溶质组分对质组分对 B、S 的互溶度又无明显影响的体系。的互溶度又无明显影响的体系。 单级萃取操作的操作线方程单级萃取操作的操作线方程 Y10分配曲线分配曲线YSX1XF-B/S23例例4-2：在：在25下，以水（下，以水（S S）为萃取剂从醋酸（

14、）为萃取剂从醋酸（A A）与氯）与氯仿（仿（B B）的混合液中提取醋酸，已知原料液流量为）的混合液中提取醋酸，已知原料液流量为1000kg/h1000kg/h，其中醋酸的质量百分率为其中醋酸的质量百分率为3535，其余为氯仿。用水量为，其余为氯仿。用水量为800kg/h800kg/h。操作温度下，。操作温度下，E E相和相和R R相以质量百分数表示的平衡数相以质量百分数表示的平衡数据如附表所示：据如附表所示：试求试求（1 1）经单级萃取后）经单级萃取后E E相与相与R R相的组成及流量；（相的组成及流量；（2 2）若）若将将E E相和相和R R相中的溶剂完全脱除，再求萃取液及萃余液的组成和相中

15、的溶剂完全脱除，再求萃取液及萃余液的组成和流量；（流量；（3 3）操作条件下的选择行系数）操作条件下的选择行系数。24解：根据题目数据，在等腰直角三角形中做溶解度曲线和辅解：根据题目数据，在等腰直角三角形中做溶解度曲线和辅助曲线，如图所示助曲线，如图所示25（1）两相的组成和流量）两相的组成和流量 根据醋酸在原料液中的质量百分率为根据醋酸在原料液中的质量百分率为35，在，在AB边上确定边上确定F点，点，联结点联结点F,S，按，按F、S的流量用杠杆定律在的流量用杠杆定律在FS线上确定和点线上确定和点M。因为因为E和和R相的组成均未知，需要借助辅助线用试差法确定相的组成均未知，需要借助辅助线用试差

16、法确定M点的点的联结线联结线ER。由图读得两相的组成为：。由图读得两相的组成为：E相相 yA27 yB1.5 yS71.5 R相相 xA7.2 yB91.4 yS1.4 根据物料守恒得到计算得到：根据物料守恒得到计算得到：M=F+S=1000+800=1800kg/h由图量得由图量得RM=45.5mm，及，及RE=73.5mm，用式，用式4.8求求E相的量相的量45.518001114/73.5RMEMkg hRE1800 1114686/RMEkg h26（2）萃取液、萃余液的组成和流量）萃取液、萃余液的组成和流量 联结联结S,E，并延长到，并延长到AB交与交与E，由图得到，由图得到yE=9

17、2%。连接点连接点S，R，并延长，并延长SR与与AB边交于边交于R，由图得到，由图得到xR7.3。萃取液和萃余液的流量可由式。萃取液和萃余液的流量可由式4-12及及4-13求得：求得：357.31000327/927.3FRERxxEFkg hyx（3）选择行系数）选择行系数 用式用式4-44-4求，即求，即271.5228.57.291.4ABAByyxx由于该物系的氯仿，水的互溶度很由于该物系的氯仿，水的互溶度很小，所以小，所以较高，得到的萃取液浓度很高。较高，得到的萃取液浓度很高。27单级萃取分离程度有限，可采用多级萃取进一步降低萃单级萃取分离程度有限，可采用多级萃取进一步降低萃余相中溶

18、质的浓度。多级错流的计算只是单级的多次重复。余相中溶质的浓度。多级错流的计算只是单级的多次重复。第一级：第一级：F+S0 M1，M1 E1+R1（平衡相）（平衡相）第二级：第二级：R1+S0 M2，M2 E2+R2（平衡相）（平衡相）第三级：第三级：R2+S0 M3，M3 E3+R3（平衡相）（平衡相）依次计算，直到萃余相中溶质的浓度等于或小于所要求依次计算，直到萃余相中溶质的浓度等于或小于所要求的浓度为止，标绘的联结线数目即为理论级数。的浓度为止，标绘的联结线数目即为理论级数。 萃取剂萃取剂S, yS料液料液F, xF萃取相萃取相ExtractExtract萃余相萃余相RaffinateRa

19、ffinateM1M2M3MnE1R1E2E3EnR2R3Rn-1Rn设各级萃取剂用量均为设各级萃取剂用量均为S028（2）特点）特点 溶剂耗量较大，溶剂回收负荷增加溶剂耗量较大，溶剂回收负荷增加, 设备投资大。设备投资大。（3）计算）计算 设计型计算设计型计算 已知：已知： 、xF， 规定各级量，规定各级量， 求：达到一定的分离要求所需的理论级数。求：达到一定的分离要求所需的理论级数。 操作型问题操作型问题 已知：理论级数已知：理论级数 估计：分离能力。估计：分离能力。 说明：解决方法基本相同。说明：解决方法基本相同。29M1( F S上上)M2(R1S上上)M3(R2S上上)ABSR1E1

20、FM1多级错流萃取图解法多级错流萃取图解法E2R2M3M2E3R3FSSMMF/11SRSMMR1221/SRSMMR2332/3031例例2525丙酮丙酮(A)-(A)-水水(B)-(B)-三氯乙烷三氯乙烷(S)(S)系统以质量分数表示的溶系统以质量分数表示的溶解度和联结线数据如本题附图所示。用三氯乙烷为萃取剂在三解度和联结线数据如本题附图所示。用三氯乙烷为萃取剂在三级错流萃取装置中萃取丙酮水溶液中的丙酮。原料液的处理量级错流萃取装置中萃取丙酮水溶液中的丙酮。原料液的处理量为为500kg/h500kg/h，其中丙酮的质量分数为，其中丙酮的质量分数为40% 40% ，第一级溶剂用量与原，第一级

21、溶剂用量与原料液流量之比为料液流量之比为0.50.5，各级溶剂用量相等，各级溶剂用量相等 。试求丙酮的回收率。试求丙酮的回收率33A:FFFxR xFx解 丙酮的回收率根据所给数据作出溶解度曲线和辅助线。111111111S0.5F250kg/hFSME R750 33/67369.4/E MRMkg hE R每级加入的溶剂量：由 和 的比例确定出第一个混合点，用试差作出联结线根据杠杆规则求算322122222233333A:619.4/321/321250571/ ;571 48/92298/3.5%;94.8%FFMRSkg hE MRMkh hE RMkg hRkg hxFxR xFx对

22、于第二级则有同理求得：查图得出所以回收率33操作线方程 平衡关系：)(XfY )()(1nnSnnXXBYYS），；过（SnSnnnnnYXYXSBXSBY11任一级系统的物料衡算：)()(11XXBYYSFS第一级进行衡算：由平衡数据绘出 XY 平衡曲线，由每一级物料衡算得出操作线，直到第 n 级萃余相中的浓度 XR 满足要求为止。Y10Y*= f (X)Y0X1XF-B/S1X2Y2X3Y3-B/S2-B/S3)(11SFYXSBXSBY注意：若要求注意：若要求S用量，已知用量，已知N时，需试差。时，需试差。34YKX分配曲线：设：BKSAm萃取因子萃取因子1ln()ln(1)sFSmnY

23、XKNYAXK1FSSXYBXKSB11()()SFS YYB XX第一级进行衡算：如果各级加入等量溶剂，由物料衡算推导得：如果各级加入等量溶剂，由物料衡算推导得：35多级错流萃取多级错流萃取NXN的关系曲线的关系曲线104103102101100091243567810NFSNSXYkXYkAm=0.10.20.40.60.81.01.22.01.53.06.0Am=2036例：丙酮（例：丙酮（A）-水（水（B）-三氯乙烷（三氯乙烷（S）体系中，水和三）体系中，水和三氯乙烷可视为完全不互溶。在操作条件下，丙酮的分配系数可氯乙烷可视为完全不互溶。在操作条件下，丙酮的分配系数可视为视为 常熟，即

24、常熟，即K =1.71。原料液中丙酮的质量分数为。原料液中丙酮的质量分数为25% ，其，其余为水，处理量为余为水，处理量为1200kg/h。萃取剂中丙酮的质量分数为。萃取剂中丙酮的质量分数为 1%，其余为三氯乙烷。采用五级错流萃取，每级中加入的萃取剂其余为三氯乙烷。采用五级错流萃取，每级中加入的萃取剂 量量都形态，要求最终萃余相中丙酮的质量分数不大于都形态，要求最终萃余相中丙酮的质量分数不大于 1%。试求。试求萃取剂萃取剂 的用量及萃取相中丙酮的平均组成的用量及萃取相中丙酮的平均组成BS2510.3333;0.0101;759910.0101;11200 1 0.25900/99FnSFXXY

25、BFxkg h解：由题意知， 、 完全不互溶37104103102101100091243567810NFSNSXYkXYkAm=0.10.20.40.60.81.01.22.01.53.06.0Am=20mA BS1.391 900/1.71732.1kg / hK5SS3697kg / h1 0.01YYY0.089560.082201FSnFnSBXSYBXSB XXYSYyY每级中纯溶剂的用量为萃取剂的总用量为设萃取相中的平均组成为 ，总物料衡算：所以m0.33330.0101/1.7178.10.0101 0.0101/1.71A1.391SFSnYXKYXK查多级错流萃取图，其中N

26、=5, 得到38萃取剂萃取剂S, yS料液料液F, xF萃取相萃取相萃余相萃余相M1M2M3MnE1R1E2E3EnR2R3Rn-1RnE4（2）特点）特点 连续逆流操作，分离程度较高。连续逆流操作，分离程度较高。（3）计算）计算 设计型问题：已知设计型问题：已知S的组成，的组成，F、xF, 规定规定 S/F （溶剂比）和分离要求，求（溶剂比）和分离要求，求 N 。 解决方法：每级内平衡。解决方法：每级内平衡。 39 即即Ei和和Ri平衡，若能确定平衡，若能确定Ri 组成组成 xi 和和 E i+1 组成组成 yi+1之间的之间的关系，即可求得理论级数（逐级计算关系，即可求得理论级数（逐级计算

27、) ) 。iR i-1E i+1RiEii = 1 F + E2 = R1 + E1 或或 F - E1 = R1 - E2i = 2 F + E3 = R2 + E1 或或 F - E1 = R2 - E3i = n F + S = Rn + E1 或或 F - E1 = Rn - SF - E1 = R1 - E2 = R2 - E3 = = Rn-1 - En = Rn - S = 离开每级的离开每级的 R 与进入该级的与进入该级的 E 流量之差为一常数流量之差为一常数 。 0 ，流动方向与，流动方向与 R 相同，相同， 0 ，流动方向与，流动方向与 E 相同。相同。 每一级的“净流量”

28、萃取剂萃取剂S, yS料液料液F, xF萃取相萃取相萃余相萃余相M1M2M3MnE1R1E2E3EnR2R3Rn-1RnE440F - E1 = R1 - E2 = R2 - E3 = R3 - E4 = Rn-1 - En = Rn- S = F + S = M = E1 + Rn 由给定的由给定的 F、S 和和 Rn 可得出可得出 E1ABS多级逆流萃取图解法多级逆流萃取图解法S0E2 E3E4R1R4R2RnR3FME141421、M点是点是F、S的和点，也是的和点，也是E1、RN的和点的和点2、E1和和 RN 不是共轭相不是共轭相3、各级间的物流之差为一常数，且、各级间的物流之差为一常

29、数，且为各级物流的公共差点为各级物流的公共差点（极点）。（极点）。4、极点、极点的位置与联接线斜率，的位置与联接线斜率，F，xF，S，yS等因素有关，等因素有关，极极点点可以在三角形左侧也可以在右侧。当其他条件一定时，可以在三角形左侧也可以在右侧。当其他条件一定时，只与溶剂比（只与溶剂比（S/F）决定。）决定。 S/F小，小，极点极点在三角形左侧，在三角形左侧，R点为和点；点为和点； S/F大，大，极点极点在三角形右侧，在三角形右侧，E点为和点。点为和点。说明：说明：43ABSE1FM1多级逆流萃取图解法S01Rn2M2E1溶剂比（溶剂比（S/F）对极点的影响）对极点的影响44例例4-54-5

30、 在多级逆流萃取中，用纯溶剂在多级逆流萃取中，用纯溶剂S S处理处理 含含A A、B B两组分的原两组分的原料液。原料液流量料液。原料液流量F F为为1000kg/h1000kg/h，其中溶质，其中溶质A A的质量分数为的质量分数为30%30%，要求萃取余相重溶质质量分数不超过要求萃取余相重溶质质量分数不超过7%7%。溶剂用量。溶剂用量S=350kg/hS=350kg/h。试求试求1.1.所需的理论级数所需的理论级数2.2.若将最终萃取相重的溶剂全部脱除，若将最终萃取相重的溶剂全部脱除，最终萃取也的流量最终萃取也的流量EE和和yy。操作条件下的溶解度曲线和辅助曲线如本题附图所示操作条件下的溶解

31、度曲线和辅助曲线如本题附图所示ABSE1FM多级逆流萃取图解法S0E2E3E4R1R4R2RnR345 操作线方程操作线方程S0, ySmnEm , ymEnRm-1 , xm-1RmRn-1Rn , xnEm-1nnmmmmSxRyExRyS110nmnSmmmmmxERyESxERy011对对A组分作物料衡算：组分作物料衡算：N较多时，三角形相图内作图不准确。较多时，三角形相图内作图不准确。46ABSE1FM多级逆流萃取图解法多级逆流萃取图解法S0 EmRm-1(1) 确定确定 Rn 及及 E1 点，由点，由 E1F 线与线与 S0Rn 线确定点线确定点 。 Rn(2) 在在 FE1 及及

32、 RnS0 两线间，过两线间，过 点作任意操作线与溶解点作任意操作线与溶解度曲线相交于度曲线相交于 Rm-1 与与 Em，得操作线上一点（，得操作线上一点（xm-1、ym），），重复上述步骤可得操作线。重复上述步骤可得操作线。47(3) 在分配曲线与操作线之间，在分配曲线与操作线之间，从点从点 N (xF，y1)开始画梯级，开始画梯级，直至某一梯级所指萃余相直至某一梯级所指萃余相组成组成 x xn 为止，所绘的梯为止，所绘的梯级数即为萃取所需的理论级数即为萃取所需的理论级数。级数。(1) 由平衡数据绘出分配曲线；由平衡数据绘出分配曲线；xy0分配曲线分配曲线PNy1xFxnySxm-1ym操作

33、线操作线(2)由操作线数据画操作线。由操作线数据画操作线。4849C. C. 组分组分B B、S S部分互溶时的解析计算部分互溶时的解析计算1,0,11,S0,S11,1,1,1,1,1,1,1. FSEA:S:,nF AAAnn AFSnn Sn Sn ASAn Sn ASAAARFxSyE yR xFxSyE yR xxxyyxxyyyF x根据质量守恒总衡算：组分组分式中的分别满足溶解度曲线关系是 即50即所求的理论级数。或低于规定值为之，值等于理论级逐级计算，直到计算过程从加入的第一即解度曲线关系是式中的组成分别满足溶组分组分总衡算：以列出对应的平衡关系对于每一个理论级都可n,:S:A

34、EER 2., 11, 11, 11, 11i1i1 - iAnAiAiAiSiAiSiSiiSiiSiiSiiAiiAiiAiiAiiixxFyyyxxxRyEyExRxRyEyExRR参考：例参考：例4-651 操作线方程操作线方程11SYBXSYBXiiFFiiXSBYXSBY11S, Yi+11mS , Y1SB , XFBBB , XiS式中：式中：XF 料液中溶质料液中溶质 A 的浓度，的浓度，kgA/kgB； Y1 最终萃取相最终萃取相 E1 中溶质中溶质 A 的浓度，的浓度，kgA/kgS； Xi 离开离开 m 级萃取相中溶质级萃取相中溶质 A 的浓度，的浓度，kgA/kgB;

35、 Yi+1 进入进入 m 级萃取相中溶质级萃取相中溶质 A 的浓度，的浓度，kgA/kgS; B 原料液中纯稀释剂的流量，原料液中纯稀释剂的流量，kg/h; S 原始萃取剂组分纯原始萃取剂组分纯 S 的流量，的流量，kg/h。52在在YX坐标图上作出分坐标图上作出分配曲线及操作线，然后配曲线及操作线，然后在此两线间作梯级便可在此两线间作梯级便可得到所需的理论级数。得到所需的理论级数。 XY0分配曲线分配曲线NY1XFXnYSX2Y2操作线操作线53解析法解析法当分配曲线为通过当分配曲线为通过 原点的直线时，由于操作线为直线，原点的直线时，由于操作线为直线，萃取因子萃取因子Am是常数，可以仿照脱

36、吸计算是常数，可以仿照脱吸计算1)11ln(ln1mSnSFmmAKYXKYXAAn设：BKSAm54作作 业业P239455 A A、 溶剂比溶剂比 定义：溶剂比定义：溶剂比=S/F=S/F说明：溶剂比的变化，引起差点说明：溶剂比的变化，引起差点的变化，导致理论级数的变化的变化，导致理论级数的变化56 S/F S/F 较大，较大， MSMS， E E1 1为为F F和和的和点，的和点， 点在三角形相点在三角形相图右侧，净物流向左流动。图右侧，净物流向左流动。 S/F S/F 减小，减小，MF MF ，E E1 1升高，升高， 点远离点远离S S。 点移到无穷远点移到无穷远时时 =0=0，级联

37、线互相平行。，级联线互相平行。 S/F S/F 再减小，再减小，F F为为E E1 1和和的和点，的和点， 点落在三角形相图左侧点落在三角形相图左侧，净物流向右流动。，净物流向右流动。可见：可见：57min1iiSSPFFEEN 当时， 点（夹紧点）对应的联结线和操作线重合此时，夹紧点附近各级无分离能力，分配曲线分配曲线操作线操作线132PxFy溶剂比对操作线的影响溶剂比对操作线的影响B、最小溶剂比、最小溶剂比SF当变化，操作线斜率联结线的斜率分配曲线分配曲线操作线操作线132PxFy溶剂比对操作线的影响溶剂比对操作线的影响58最小溶剂比的求法最小溶剂比的求法 min的位置，既和平衡关系有关，又和分离