化工原理液液萃取和液固浸取下册学时市公开课金奖市赛课一等奖课件

10.1萃取过程概述

第十章

液－液萃取和液－固浸取10.2液－液相平衡关系10.3液－液萃取过程计算10.3.1单级萃取计算第1页10.3.1单级萃取计算液－液萃取操作设备可分为分级接触式和连续接触式两类。在分级接触式萃取过程计算中，不论单级操作还是多级操作，均假设各级为理论级，即离开每一级萃取相和萃余相互成平衡。萃取操作理论级概念类似于蒸馏中理论板，是设备操作效率比较基准。实际需要级数等于理论级数除以级效率η。第2页10.3.1单级萃取计算单级萃取是指原料液F和溶剂S只进行一次混合、传质，含有一个理论级萃取分离过程。它是液－液萃取中最简单、最基本操作方式，操作能够间歇也可连续。在单级萃取过程设计型计算中，普通已知条件是：操作条件下相平衡数据，所需处理原料液量F及组成xF，溶剂组成yS和萃余相组成xR。要求计算溶剂用量，萃取相E及萃余相R量和萃取相组成。第3页一、B与S部分互溶物系已知：原料量F、原料组成

xF、溶剂组成yS要求：萃余相组成

xR计算：萃取剂量

S

萃取相量E

、组成

yE

萃余相量R

萃取液量、组成

萃余液量、组成

这类物系平衡关系难以用简单函数表示，故极难用解析法或数值法对其计算，普通采取基于杠杆规则图解法。第4页单级萃取图解xF纯溶剂FxRREMyE计算：萃取剂量S

萃取相量E组成yE

萃余相量R萃取液量E`

组成y`E萃余液量R`

组成x`R第5页一、B与S部分互溶物系第6页二、B与S不互溶物系若B与S完全不互溶萃取相中不含B，S量不变萃余相中不含S

，B量不变用质量比计算方便XFYEXRYS—原料液中组分A质量比，kgA/kgB—萃取相中组分A质量比，kgA/kgS—萃余相中组分A质量比，kgA/kgB—萃取剂中组分A质量比，kgA/kgS第7页对溶质A质量衡算操作线方程斜率过点直角坐标图图解法二、B与S不互溶物系第8页单级萃取图解计算斜率–B/S第9页第十章

液－液萃取和液－固浸取10.3液－液萃取过程计算10.3.1单级萃取计算10.3.2多级错流萃取计算第10页一、多级错流萃取流程多级错流萃取操作特点

每一级均加入新鲜萃取剂

前一级萃余相为后一级原料液

原料液从第1

级加入

每级为新萃取剂，传质推进力大，溶剂用量大

普通为间歇操作，生产能力小第11页多级错流萃取流程示意图

多级错流萃取总溶剂用量为各级溶剂用量之和，当各级溶剂用量相等时，到达一定分离程度所需总溶剂用量最少。第12页1.

B与S部分互溶物系已知：三角形相图图解法原料量F原料组成

xF各级萃取剂用量Si要求：最终萃余相组成xn计算：萃取级数n

二、多级错流萃取计算第13页多级错流萃取三角形相图图解计算xFFS1M1R1E1M2R2E2M3R3E3n=3S2S3x

n计算≤x

n要求

第14页2.

B与S不互溶物系(1)

直角坐标图解法设第

1

级作溶质A质量衡算整理得二、多级错流萃取计算第15页第n级作溶质A质量衡算操作线方程斜率过点直角坐标图图解法二、多级错流萃取计算第16页XFYS斜率–B/SML多级错流萃取直角坐标图图解计算Y1X1Y2X2Y3X3x

n计算≤x

n要求

n=3N第17页(2)

解析法设平衡关系为第一级相平衡关系为

由操作线方程

联立得

二、多级错流萃取计算第18页令对第二级对第n

级…

萃取因子二、多级错流萃取计算第19页整理得计算内容由Xn级数n由n组成Xn由n、Xn溶剂用量S二、多级错流萃取计算多级错流萃取级数第20页多级错流萃取算图第21页第十章

液－液萃取和液－固浸取10.3液－液萃取过程计算10.3.1单级萃取计算10.3.2多级错流萃取计算10.3.3多级逆流萃取计算第22页一、多级逆流萃取流程多级逆流萃取操作特点

萃取剂从第n级加入

前一级萃余相为后一级原料液

原料液从第1

级加入

后一级萃取相为前一级萃取剂

萃取剂循环使用，传质推进力大，溶剂用量小

连续操作，生产能力大第23页多级逆流萃取流程示意图第24页1.

B与S部分互溶物系三角形相图图解法已知：原料量F原料组成

xF萃取剂用量S要求：最终萃余相组成xn计算：萃取级数n

萃取剂组成ys二、多级逆流萃取计算第25页物料衡算关系二、多级逆流萃取计算净流量差操作点第26页多级逆流萃取三角形相图图解计算xFxnx

n计算≤x

n要求

n=4第27页溶剂比影响S/F较小△在左侧第28页溶剂比影响S/F较大△在右侧第29页溶剂比影响S/F为某数值△在无穷远处第30页二、多级逆流萃取计算在第1级至第i级之间进行质量衡算

2.

B与S不互溶物系计算(1)直角坐标图图解法第31页整理得

操作