萃取设备的操作与控制概要课件

项目七 萃取及设备操作任务三、萃取设备的操作与控制天津职业大学职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库《化工单元操作》课程1吸收解吸及设备操作能力目标：能够进行萃取设备的选择；能够进行萃取设备的开停车操作；能够进行萃取设备的操控和调节；能够进行简单的常规维护和检修；能够初步处理常规事故。知识目标：掌握典型萃取设备的结构和工作原理熟悉萃取设备的传质特性熟悉萃取设备的基本要求和分类掌握萃取设备的主要类型掌握萃取设备的选择方法。学习目标2任务描述：接到车间主任指令：根据给定的萃取任务，完成萃取设备的冷态开车、工艺参数调节和正常停车。组长接受任务后组织学员通过资讯、计划、决策、实施和检查、评估等过程完成学习任务。3吸收解吸及设备操作背景知识4一、萃取51.概念：利用原料液中各组分在适当溶剂中溶解度的差异而实现混合液中各组分分离的过程称为液－液萃取又称溶剂萃取。溶质－易溶组分以A表示；稀释剂或原溶剂－部分溶解或完全不溶解即：难溶组分以B表示；萃取剂－所采用的溶剂，以S表示。设备识别，萃取流程巡检2.原理：萃取是向液体混合物中加入适当溶剂利用组分溶解度的差异使溶质A由原溶液转移到萃取剂S中的过程。萃取相－含萃取剂S多的一相，以E表示；萃余项－含稀释剂B多的一相，以R表示。6萃取操作知识准备组成在三角形相图上的表示方法一、三元体系的液液相平衡1.组成在三角形相图上的表示方法v三个顶点：A点：纯溶质B点：纯稀释剂

S点：纯萃取剂v边上的点：二元混合物v三角形内的点：三元混合物7例：M点的组成过M作对边和平行线ED、HG、KF，由点E、G、K读出组成。xA=0.4xB=0.3xS=0.382.相平衡关系在三角形相图中的表示方法9Ⅰ类物系：溶质A完全溶于稀释剂B及萃取剂S中，但B与S不互溶；溶质A可完全溶解于稀释剂B及萃取剂S中，但B与S为一对部分互溶组分；Ⅱ类物系：组分A、B可完全互溶，但B、S及A、S为两对部分互溶组分。（1）溶解度曲线和联接线①当B、S完全不互溶时，点C与D分别与三角形的顶点B及S重合；②两相区的混合液分为两个液相共轭相，因此萃取

操作只能在两项区内进行。③一定温度下，同一物质的联接线倾斜方向时一致

的，但各联接线互不平行。溶解度曲线和联接线10（2）辅助曲线和临界混溶点（褶点）辅助曲线和临界混熔点①利用辅助线可方便的从已知某相R（或E）的组成确定与之平衡的另一相R（或E）的组成；②辅助线与溶解度曲线的交点P，表明通过改点的联接线为无限短，相

当于这一系统的临界状态。P

点为临界混合点。11（3）分配系数与分配曲线分配系数：其中：yA—萃取相E中组分A的质量分数；xA—萃取相R中组分A的质量分数；12kA愈大，萃取分离的效果愈好。分配曲线133.杠杆规则杠杆规则的应用M点：和点R点、E点：差点图中点R及点E代表相应液相组成的坐标，而上式中的E和R代表相应液相层的质量或质量流量。144.萃取剂的选择1）萃取剂的选择性及选择性系数15β直接与kA值有关，β值愈大，kA值也愈大。B

、S

互溶度小，分层区面积大，可能得到的萃取液的最高浓度ymax’较高。B、S互溶度愈小，愈有利于萃取分离。162)萃取剂S与稀释剂B的互溶度3）萃取剂回收的难易与经济性17萃取剂S与原料液中组分的相对挥发度要大，并且最好是含量低的组分为易挥发组分。4）萃取剂的其他物理化学性质v密度差

v界面张力v粘度、凝固点及其他

v化学性质二、单级萃取的计算单级萃取在三角形相图上的表达1.组分B、S部分互溶物系（1）单级萃取过程混合

沉降分层脱除溶剂18（2）单级萃取过程的计算19(3)温度对萃取分离的影响温度升高一般使两

相区面积缩小；温度过

低将会使液体粘度增大，扩散系数变小，界面张

力增加。温度对萃取操作的影响202.组分B、S不互溶物系XFX1DY1YS21萃取操作及事故处理22一、萃取操作v准备工作：（1）设备检查与调试萃取装置及其辅助装置的运转调试主要观察设备性能是否符合设计要求，辅助设施是否连接合理。关键是考察萃取装置两相流通情况，相的混合和分散能力能否满足工艺要求。（2）管线试压与试漏检查试压的目的是及时发现并处理设备隐患，检查施工质量，扫除管线、塔及容器内的脏物。气密性试验（试漏）主要检验容器和管道系统各连接部位的密封性能，以保证容器和管道系统在使用压力下保持严密不漏。分析原因气密性试验应在水压试验后进行。（3）电器及仪表确认23v开车操作：24萃取塔开车时，应将连续相注满塔中，再开启分散相进口阀门。当重相为连续相时，液面应在重相入口高度处，关闭重相进口阀，开启分散相，使分散相不断在塔顶分层段内凝聚，当两相界面维持在重相入口与轻相出口之间时，再开启分散相出口阀和连续相出口阀。当重相为分散相时，则分散相在塔底的分散段内不断凝聚，两相界面将维持在塔底分层段内的某一位置上。同理，在两相界面维持一定高度后，才能开启分散相出口阀。v停车操作：25对重相为连续相的，首先关闭重相的进出口阀门，再关闭轻相进出口阀，使两相在塔内静止分层后，慢慢打开重相的进出口阀，让轻相流出，当两相界面上升至轻相全部从塔顶排出时，关闭重相进口阀，使重相全部从塔底排出。对轻相为连续相的，停车时先关闭重相的进出口阀，再关闭轻相的进出口阀，两相在塔内静止分层后，打开塔顶旁路阀，接通大气，然后慢慢打开重相出口阀，让重相流出。当相界面下移至塔底旁路阀高处时，关闭重相出口阀，打开旁路阀，让轻相流出。二、萃取塔的故障及其处理液泛通常是指萃取器内混合的两相还未来得及分离，即液流从相反的方向带出的反常操作。相界面波动太大界面上、下波动幅度增大，说明萃取器内正常的水力学平衡遭受破坏，严重时可能导致萃取作业无法进行，即产生相的倒流，造成料液溢流进反萃段或反萃剂灌入萃取段的事故。26冒槽冒槽是液体液面水平超过箱体高度而漫出。有时候像液泛那样两相未及分离就外溢；有时候即使分相很好，由于相界面上升，将轻相顶出箱外。非正常乳化层的增厚当出现乳化层的增长速度过快，甚至很快充斥整个萃取箱而无法分相的情况时，就成为一种严重事故，应立即停车处理。27萃取塔的日常维护和检修塔、槽日常检查的内容与方法检查内容检查方法内部腐蚀①用超声波厚度测定器检查可以测定的最高温度为400

~

600℃；②使用铱192射线检查；③腐蚀测定器；④液体组成分析和pH值测定外部腐蚀①肉眼检查；②工具检查；③使用铱192射线检查有无裂痕①肉眼检查；②