西安交通大学化工原理课件_第十一章_液液萃取和固液萃取

RE
FG
Sm
i
n
=
F
× GS
FH
Sm a x
=
F
× HS
大家好
Smin<S<Smax
32
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 的量不变 萃余相中不含 S ，B 的量不变
用质量比 计算方便
XF —原料液中组分A的质量比，kgA / kgB
YE —萃取相中组分A的质量比，kgA / kgS
BS
XF
YS
E
S
YE
R
BX R
34
YE
斜率 –B/S
YS
XR
XF
单级萃取图解计算
ESSEY S(1Y E) R B BRX B (1 X R )
大家好
35
【例10-1】一定温度下测得的A、B、S三元物系 的平衡数据如本题附表所示。
（1）绘出溶解度曲线和辅助曲线；
（2）查出临界混溶点的组成；
（3）求当萃余相中 xA=20%时的分配系数kA 和 选择性系数β ；
XR —萃余相中组分A的质量比，kgA / kgB YS —萃取剂中组分A的质量比，kgA / kgS
大家好
33
二、B 与 S不互溶物系
对溶质 A质量衡算
BF X+SSY=SE Y+BR X
YE－ YS =－ B S(XR－ XF)
操作线 方程
斜率 B
S
过点 (XF ,YS )
直角坐标图图解法
大家好
密度 表面张力 黏度 ❖ 萃取剂的稳定性、安全性、经济性
大家好
28
第十章 液－液萃取和液－固浸取

S
图10－2 三角形中的相组成
2018/11/13
3
一、相组成表示方法 三个组分得含量之和应符合
BE BG HS BS
w( A) w(S ) w( B) 100%
二、溶解度曲线
R4 xA RC R R2 3 R1 B K E4 E C E3 E2 E1 C4 C S 辅助曲线
kA A在E相中得浓度 y A ＝ A在R相中得浓度 y A
同样，对稀释剂B有
kB
B在E相中得浓度 yB ＝ B在R相中得浓度 yB

萃取剂的选择性，用选择性系数

表示
k A y A / x A y A / yB ( A / B) E kB yB / xB xA / xB ( A / B) R
2018/11/13
1
10.1.1液液萃取概述 萃取是分离液体（或固体）混合物的一种单元操作，其方法是 选择一种溶剂使混合物中于分离的组分溶解与其中，其余组分则不 溶或少溶而获得分离。 萃取的基本过程如图11—1所示。
萃取剂S 原料液 A+B 1 图 11－ 1 萃 取 过 程 示 意 图 1－ 混 合 器 ； 2－ 分 层 器 2 萃余相R
R ME E MR
R B
'
R
M
E S
R ME M RE
图 11－ 6 单 级 萃 取 的 图 解 计 算
4、连点S、E和点S、R并分别延长交AB于点E‘和R’,则点E’和R’分别 表示萃取液和萃余液得组成
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8
二、S和B完全不互溶时得图解计算
Y
当S和B完全不互溶时，则萃 取相含全部溶剂，萃余相含全 部稀释饥，萃取前厚的物料衡 算式为（萃取剂为纯溶剂）：

17
❖二、 萃取与精馏比较：
❖相同：都是分离液态混合物的
❖
单元操作
❖不同：精馏是利用组分挥发度
❖
的差异完成混合物分离,
❖
萃取是利用溶解度差异
❖
没完成混合物分离，
❖
只是将难分的转为易分的。 18
❖三、 萃取操作应用的场合： ❖1、稀溶液且溶质为难挥发组分： ❖ 此时用精馏耗能量大（∵大量溶剂
从塔顶蒸出），用萃取则降低能耗 （尽管萃取后还要分离）。 ❖如：稀醋酸水溶液加醋酸乙酯 ❖ 制无水醋酸。
萃余液
以R’表示 用精馏等 方法从萃 余相中脱 除萃取剂 后的液体
15
❖用溶剂从液体混合物中提取其中某 ❖种组分的操作称为液/液萃取。 ❖萃取是利用溶液中各组分在所选用 ❖的溶剂中溶解度的差异，使溶质进 ❖行液液传质，以达到分离均相液体 ❖混合物的操作。 ❖萃取操作全过程可包括：
16
❖1．原料液与萃取剂充分混合接触， ❖ 完成溶质传质过程； ❖2．萃取相和萃余相的分离过程； ❖3．从萃取相和萃余相中回收萃取剂 ❖ 的过程。通常用蒸馏方法回收。
4
❖固-液萃取:也叫浸取
❖如用水浸取甜菜中的糖类；用酒精 浸取黄豆中的豆油以提高油产量等 5
❖生活中洗衣服
6
❖ 只给一盆水怎样能使衣服洗的 ❖更干净？
7
8
单级萃取 多级萃取
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❖ 第一节、概述
❖一、定义： ❖液—液萃取是分离液体混合物的 ❖重要单元操作之一，又称溶剂萃取。 ❖该方法是利用原料液中组分在适当 ❖溶剂中溶解度的差异而实现分离的 ❖单元操作。
❖三角形的三个顶点分别代表纯组 分A、B、S（100%）；
❖三角形的三条边分别代表一个二 元物系，每边等分100份；

E1
S
11/23
三、多级逆流萃取
（2）当B、S完全不互溶时
B，XF
X1
X2
Xi-1
1
2
i
S，Y1
Y2
Y3
解析法求级数N：
Yi
Y
对第 i 级~N 级作物料衡算：
Y1
B X i1 X N SYi YS
B，XN N
S ，YS
B
Yi S X i1 X N YS
YS
XN
-----操作线方程，过点（XN，YS）（XF，Y1）
第十一章 液液萃取和固液萃取
S 8/23
三、多级逆流萃取
溶剂比对多级逆流萃取的影响： S -----------溶剂比
a． 对指定的分离要求 xN，FS
F
大小直接影响到的位置。
A 当在右侧时，S 用量越小，越远离 S， 当在左侧时，S 用量越小，越靠近 S。
F M
RN
浙江大学本科生课程
化工原理 B
试求：完成分离任务所需的理论级数。S，Y1
解一：
逐级计算
BXF + SYS = SY1 + BXN
X1 1
X2 2
B，XN N
Y2
Y3
S，YS
30 Y1 = 40 (0.3-0.05)+0 = 0.1875
： 相交，得 1 、 2 、 3 ......，取最靠近 S 点
F min
的 为 min 。
当在左侧时，延长所有的联结线与 RNS
A
相交，得 1 、 2 、 3 ......，取最远离 S 点
的 为 min 。
A
F R1
RN B 浙江大学本科生课程

萃取相
中
溶质分
数
kA
yA xA
分
配
系
数
kB
yB xB
萃余相 中 溶质分 数
二、以质量比表示的平衡方程
若 S与 B完全不互溶 萃取相中不含 B，S 的量不变 萃余相中不含 S ，B 的量不变
液液平衡方程 YA K A X A
用质量比 计算方便
萃取相中溶
分
质的质量比
配
系
数
萃余相中溶 质的质量比
三、分配曲线
释担而立 但微颔之
取置覆酌沥 谦虚
道理: 熟能生巧,即使有什么长处也不必骄傲自满。
课外延伸
1、联系生活、学习，说说熟能生巧 的事例。
2、你认为一个人应该如何看待自己 的长处？又如何看待他人的长处？
三人行，必有我师焉。 择其善者而从之，其不善者而改之。
人外有人，天外有天。 取人之长，补己之短。 自满人十事九空，虚心人万事可成。 谦受益，满招损。
2. 温度对溶解度曲线的影响
～ ～ 温度 T
溶解度
两相区
不利于萃 取操作
第十章 液－液萃取和液－固浸取
10.1 液－液萃取概述 10.2 液－液相平衡关系 10.2.1 液－液平衡相图 10.2.2 液－液平衡方程与分配曲线
一、以质量分数表示的平衡方程
气液平衡方程 y A k A x A
液液平衡方程 y A k A x A
一、萃取剂的选择性与选择性系数
萃取剂的选择性是指萃取剂 S对原料液中两个 组分溶解能力的差异。 选择性系数
萃取相中A的质量分数 萃余相中A的质量分数
萃取相中B的质量分数 萃余相中B的质量分数
yA xA yA yB yB xB xA xB