化工原理萃取知识

化工原理萃取知识第1页，共34页，2023年，2月20日，星期一2.液-液相平衡关系（1）三角形坐标

（2）杠杆定律求和点M：求差点R：第2页，共34页，2023年，2月20日，星期一（3）三角形相图▲溶解度曲线、平衡联结线、辅助曲线

▲温度、压力对相平衡的影响第3页，共34页，2023年，2月20日，星期一（4）分配曲线（5）分配系数原溶剂：溶质：第4页，共34页，2023年，2月20日，星期一（6）脱溶剂基分配曲线y’Ax’Ay’A=x’AABSK第5页，共34页，2023年，2月20日，星期一

8.3部分互溶物系的萃取计算8.3.1单级萃取一、流程第6页，共34页，2023年，2月20日，星期一二、特点：

原料液与溶剂一次性接触。

萃取相与萃余相达到平衡。三、计算：已知原料液的处理量及组成（生产工艺给定）,计算：

1.操作型：给定S的用量mS及组成，求萃取相E与萃余相R的量mE和mR及组成y、x。

2.设计型：根据给定的原料液F及规定的分离要求，求溶剂S用量第7页，共34页，2023年，2月20日，星期一1.操作型计算求解方法：（1）依S的用量mS及F的量mF和组成xF确定和点M

ABSFM第8页，共34页，2023年，2月20日，星期一

(2）确定E，R的量及组成。采取图解试差法确定E，R的组成。试差过程ABSFMER由杠杆定律确定E和R的量。第9页，共34页，2023年，2月20日，星期一

(3)

确定萃取液与萃余液的组成及量ABSFMERE’R’脱除溶剂量为：第10页，共34页，2023年，2月20日，星期一

2.设计型计算求解方法一般规定萃余相R的x或萃余液R’的x’.

解法：由R得到E，连接F、Ｓ得交点Ｍ；ABR’REFMS溶剂用量：进而，得到萃取液、萃余液的量和组成。第11页，共34页，2023年，2月20日，星期一动画过程第12页，共34页，2023年，2月20日，星期一

3.最大溶剂用量及最小溶剂用量ABFSME1R1减小S，当Ｍ达到R2时，混溶，故Ｍ位于R2时的溶剂用量为SminR2E2当S=Smax时：当S=Smin时：单级萃取的溶剂范围：Smin<S<Smax增加S，则Ｍ靠近S，当M点达到Ｅ1时混溶，故Ｍ位于Ｅ1时的溶剂用量为Smax动画示意动画示意第13页，共34页，2023年，2月20日，星期一4、萃取液的最大浓度当S=Smin时，E的浓度yA最大，但y’A一般不是最大。y’A=y’Amax时溶剂用量的求法：ABS过S点作溶解度曲线的切线得点E，求得R，得M点，于是得：y’AmaxERFM对比：y’A与y’AmaxyA’可见：y’A＜y’Amax第14页，共34页，2023年，2月20日，星期一注意：如果M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R1点确定的溶剂用量为该操作条件下的最小溶剂用量mS,min第15页，共34页，2023年，2月20日，星期一8.3.2多级错流萃取一、流程

第16页，共34页，2023年，2月20日，星期一二、特点△溶剂耗量较大，溶剂回收负荷增加,△设备投资大。三、计算（１）设计型计算已知qmＦ、xF，在规定各级qmＳ量后，求达到一定的分离要求所需的理论级数Ｎ。（２）操作型问题已知理论级数，估计其分离能力。解决方法基本相同。第17页，共34页，2023年，2月20日，星期一ABSFM1R1E1M2R2E2M3R3E3R’3动画示意第18页，共34页，2023年，2月20日，星期一8.3.3多级逆流萃取一．流程：第19页，共34页，2023年，2月20日，星期一二．特点连续逆流操作，分离程度较高三．计算设计型问题：已知S的组成，qmF、xF,

规定qmS/qmF

（溶剂比）和分离要求，求N解法：每级内平衡

iRi-1Ei+1RiEi即Ei和Ri平衡，若能确定Ri组成xi和Ei+1

组成yi+1之间的关系，即可求得理论级数（逐级计算)

第20页，共34页，2023年，2月20日，星期一1．总物料衡算：M点是F、S的和点，也是E1、RN的和点ABSFMRNR’NE1利用杠杆定律：注意:E1和RN不是共轭相确定依F，S确定M，依M和，确定第21页，共34页，2023年，2月20日，星期一2．各级的物料衡算第一级第二级……第N级于是：

此式说明各级间的物流之差为一常数，且D为各级物流的公共差点（极点）。第22页，共34页，2023年，2月20日，星期一3．逐级图解（1）相图：Ri和Ei互成平衡已知F、S可确定M，由M、RN可确定E1AFMRNR’NE1D第23页，共34页，2023年，2月20日，星期一AFMRNR’NE1DR1E2由E1通过平衡关系确定R1，R1和D连线确定E2,如此交替直至，则N为理论级数。第24页，共34页，2023年，2月20日，星期一动画示意第25页，共34页，2023年，2月20日，星期一（2）利用分配曲线

N较多,三角形相图内作图不准确。

画分配曲线；

画操作线:

过D点画级联线，求得画梯级得理论级数示意图第26页，共34页，2023年，2月20日，星期一四、溶剂比对操作的影响1．溶剂比和最小溶剂比

定义：溶剂比=qmS/qmF

溶剂比的变化，引起差点D的变化，导致理论级数的变化。第27页，共34页，2023年，2月20日，星期一

◆qmS/qmF

较大，M→S，E1为F和D的和点，D点在三角形相图右侧，净物流向左流动◆qmS/qmF减小，M→F，E1升高，D点远离S。D点移到无穷远时D=0，级联线互相平行。◆qmS/qmF

再减小，F为E1和D的和点，D点落在三角形相图左侧。净物流向右流动。动画示意第28页，共34页，2023年，2月20日，星期一p动画示意第29页，共34页，2023年，2月20日，星期一2、最小溶剂比的求法

的位置，既和平衡关系有关，又和分离要求有关夹紧点与Dmin的关系第30页，共34页，2023年，2月20日，星期一最小溶剂比的确定：操作范围内的联结线延长，与RNS相交，D点在右侧，则取离S最近的点；反之D点在左侧，则取离S最远的点RN动画示意第31页，共34页，2023年，2月20日，星期一RN连接F、Dmin点，与溶解度曲线相交于E1点，FE1则RNE1与FS的交点为和点M。M最小溶剂比：第32页，共34页，2023年，2月20日，星期一实际溶剂比取最小实际溶剂比的倍数。

分离要求、溶剂一定时：多级逆流萃取比多级错流萃取板数少。

板数一定时：多级逆流萃取