化工原理(下)第4章液液萃取
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化工原理《液-液萃取》概念题一、单项选择题1、单级萃取中,若增加纯溶剂S得加入量,则萃取液得浓度yA将。
A、不变B、减小C、增大D、不确定2、单级萃取操作时,若降低操作温度,其她条件不变,则溶剂得选择性将。
A、变差B、变好C、不变D、不确定3、选用溶剂进行萃取操作时,其必要条件为。
A、分配系数kA <1 B、萃取相含量yA≤萃余相含量xAC、选择性系数β>1D、分配系数kB=14、单级萃取中,若升高操作温度,则萃取液中溶质得浓度yA将。
A、不变B、减小C、增大D、不确定5、对于萃取过程,若溶剂得选择性好,则溶剂得溶解度也将。
A、变大B、变小C、不变D、不确定6、当萃取过程溶剂比S/F减小时,萃取液中溶质A得浓度,所需理论级数。
A、不变,减小B、减小,减小C、增大,减小D、减小,增大7、萃取过程得能耗主要集中在。
A、萃取操作时溶剂得输送B、萃取操作时原溶液得输送C、萃取操作时溶剂得回收D、萃取操作时温度得升高8、以下说法错误得就是。
A、临界混溶点位于溶解度曲线最高点B、临界混溶点左方曲线表达式为:C、临界混溶点右方曲线表达式为:D、溶解度曲线内得平衡联结线两端得表达式为:9、一般情况下,稀释剂B组分得分配系数kB值。
A、大于1B、小于1C、等于1D、难以判断,都有可能10、单级(理论)萃取中,在维持进料组成与萃取相浓度不变得条件下,若用含有少量溶质得萃取剂代替纯溶剂所得萃余相浓度将。
A、增加B、减少C、不变D、不一定11、单级(理论)萃取操作中,在维持相同萃余相浓度下,用含有少量溶质得萃取剂代替纯溶剂,则萃取相量与萃余相量之比将。
A、增加B、不变C、降低D、不定12、单级(理论)萃取操作中,在维持相同萃余相浓度下,用含有少量溶质得萃取剂代替纯溶剂,萃取液得浓度(指溶质)将。
A、增加B、不变C、降低D、不定13、萃取剂加入量应使原料与萃取剂得与点M位于。
A、溶解度曲线之上方区B、溶解度曲线上C、溶解度曲线之下方区D、座标线上14、萃取就是利用各组分间得差异来分离液体混合物得。
化工原理实验液液萃取实验报告宁波工程学院实验名称:液液萃取实验实验目的:1.学习液液萃取的基本原理;2.了解液液萃取过程中的操作方法和注意事项;3.掌握使用液液萃取法分离混合物的技术。
实验仪器和试剂:1.仪器:滴加漏斗、离心机、量筒、烧杯、磁力搅拌器等;2.试剂:苯酚溶液、水溶性有机酸溶液、醚类溶剂。
实验原理:液液萃取是一种基于不同溶解度的物质在两种不相溶的溶剂中转移的方法。
符合沉渣形成不同化学特性物质间相互转移的规律,将目标物质从混合物中分离提取出来。
实验步骤:1.将混合物(苯酚溶液和水溶性有机酸溶液)放入烧杯中,加入醚类溶剂;2.在烧杯中使用磁力搅拌器搅拌混合物,加热至沸腾,并保持搅拌;3.等待混合物冷却,然后放置一段时间使两相分层;4.使用滴加漏斗将上层有机相慢慢放入离心管中;5.将离心管放入离心机中离心,使两相分离更加彻底;6.取出离心管,分离得到的上层有机相称为有机相A,下层水相称为水相B。
实验结果:经过液液萃取分离后,得到有机相A和水相B。
在本实验中,苯酚溶液和水溶性有机酸溶液在醚类溶剂中分成两相。
离心分离后,上层有机相A为苯酚的溶液,下层水相B为水溶性有机酸的溶液。
实验分析:液液萃取是一种常用的分离纯化技术,广泛应用于化工生产中。
本实验中,苯酚和水溶性有机酸的萃取分离是基于两者在醚类溶剂中具有不同的溶解度的原理。
根据物质的溶解度差异,可以利用液液萃取将目标物质分离出来。
实验结论:通过本次实验,我们学习了液液萃取的基本原理和操作方法,并成功地利用液液萃取法将混合物中的苯酚和水溶性有机酸分离开来。
这次实验使我们更加熟悉了液液萃取的实验操作和注意事项,为日后的实验工作打下了基础。
实验15 液—液萃取实验一.实验目的1.了解液-液萃取原理和实验方法。
2.熟悉转盘萃取塔的结构、操作条件和控制参数。
3.掌握评价传质性能(传质单元数、传质单元高度)的测定和计算方法。
二.实验原理液-液萃取是分离液体混合物和提纯物质的重要单元操作之一。
在欲分离的液态混合物(本实验暂定为:煤油和苯甲酸的混合溶液)中加入一种与其互不相溶的溶剂(本实验暂定为:水),利用混合液中各组分在两相中分配性质的差异,易溶组分较多地进入溶剂相从而实现混合液的分离。
萃取过程中所用的溶剂称为萃取剂(水),混合液中欲分离的组分称为溶质(苯甲酸),萃取剂提取混合液中的溶质称为萃取相,剩余的混合液称为萃余相。
图2-15-1是一种单级萃取过程示意图。
将萃取剂加到混合液中,搅拌混合均匀,因溶质在萃取相的平衡浓度高于在混合液中的浓度,溶质从混合液向萃取剂中扩散,从而使溶质与混合液中的其他组分分离。
图2-15-1单级萃取过程示意图由于在液-液系统中,两相间的密度差较小,界面张力也不大,所以从过程进行的流体力学条件看,在液-液的接触过程中,能用于强化过程的惯性力不大。
为了提高液-液相传质设备的效率,常常从外界向体系加能量,如搅拌、脉动、振动等。
本实验采用的转盘萃取塔属于搅拌一类。
与精馏和吸收过程类似,由于过程的复杂性,传质性能可用理论级和级效率表示,或者用传质单元数和传质单元高度表示,对于转盘萃取塔、振动萃取塔这类微分接触萃取塔的传质过程,一般采用传质单元数和传质单元高度来表征塔的传质特性。
萃取相传质单元数N OE 表示分离过程的难易程度。
对于稀溶液,近似用下式表示:**ln *2112x x x x x x dxN x x OE --=-=⎰(2-15-1) 式中:N OE ——萃取相传质单元数x ——萃取相的溶质浓度(摩尔分率,下同) x * ——溶质平衡浓度x l 、x 2 ——分别表示萃取相进塔和出塔的溶质浓度。
萃取相的传质单元高度用H OE 表示:OE OE H/N H = (2-15-2)式中:H 为塔的有效高度(m )。
液-液萃取第一节 概述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组分分离的过程称为液-液萃取,又称溶剂萃取。
液-液萃取, 它是30年代用于工业生产的新的液体混合物分离技术。
随着萃取应用领域的扩展,回流萃取,双溶剂萃取,反应萃取,超临界萃取及液膜分离技术相继问世, 使得萃取成为分离液体混合物很有生命力的操作单元之一。
一.萃取操作原理萃取是向液体混合物中加入某种适当溶剂,利用组分溶解度的差异使溶质A 由原溶液转移到萃取剂的过程。
在萃取过程中, 所用的溶剂称为萃取剂。
混合液中欲分离的组分称为溶质。
混合液中的溶剂称稀释剂,萃取剂应对溶质具有较大的溶解能力,与稀释剂应不互溶或部分互溶。
右图是萃取操作的基本流程图。
将一定的溶剂加到被分离的混合物中, 采取措施(如搅拌)使原 料液和萃取剂充分混合混合,因溶质在两相间不呈平衡,溶质在萃取相中的平衡浓度高于实际浓度, 溶质乃从混合液相萃取集中扩散,使溶质与混合中的其它组分分离,所以萃取是液、液相间的传质过程。
通常 ,萃取过程在高温下进行,萃取的结果是萃剂 提取了溶质成为萃取相,分离出溶质的混合液成为萃余相。
萃取相时混合物,需要用精馏或取等方法进行分离,得到溶质产品和溶剂,萃取剂供循环使用。
萃取相通常含有少量萃取剂,也需应用适当的分离方法回收其中的萃取剂,然后排放。
用萃取法分离液体混合物时,混合液中的溶质既可以是挥发性物质,也可以是非挥发性物质,(如无机盐类)。
当用于分离挥发性混合物时,与精馏比较,整个萃取过程比较复杂,譬如萃取相中萃取剂的回收往往还要应用精馏操作。
但萃取过程本身具有常温操作,无相变以及选择适当溶剂可以获得较高分离系数等优点,在很多的情况下,仍显示出技术经济上的优势。
一般来说,在以下几种情况下采取萃取过程较为有利:⑴ 溶液中各组分的沸点非常接近,或者说组分之间的相对挥发度接近于一。
⑵ 混合液中的组成能形成恒沸物酸, 用一般的精馏不能得到所需的纯度。
化工原理萃取
化工原理中的一种常用技术是萃取。
萃取是一种通过在两个不相溶的相中转移物质的过程。
该过程常用于分离和提取化合物,以及从溶液或混合物中去除杂质。
在萃取中,通常会使用两种相,即有机相和水相。
有机相通常是有机溶剂,可以与待提取物质发生相互作用。
而水相则是用于分离提取物质的溶剂,通常是水或酸碱溶液。
萃取过程的关键是选择合适的有机相和水相,以及调节温度、酸碱度等条件,使得待提取物质能够在两相间分配达到最大程度。
常用的有机相包括醚类、醇类、酮类等,而常用的水相则是酸碱溶液或水。
萃取操作一般分为简单萃取和多级萃取两种方式。
简单萃取是指一次性使用一种有机溶剂进行提取,适用于提取量较少的情况。
而多级萃取则是指使用多种有机相进行多次提取,以提高提取效率和纯度。
在萃取过程中,要注意控制各种条件,如溶剂的选择、溶解度、温度、pH值等。
此外,还需要注意操作的安全性,如通风、
避免火源等。
萃取操作还需要进行后续的分离、过滤、干燥等步骤,以获得纯净的提取物质。
综上所述,萃取是一种常用的化工原理技术,通过在两个不相溶的相中转移物质,实现分离和提取化合物的目的。
在进行萃
取操作时,需要注意选择合适的溶剂、控制条件,并进行后续的分离和处理步骤。
化工原理萃取的原理和过程
化工原理中的萃取是一种分离技术,通过两种或更多互不溶解的液体相中的溶质分子在物理或化学作用下从一个相转移到另一个相,以实现溶质的分离和纯化。
萃取的基本原理是根据溶质在两相之间的相对溶解度不同,利用两相的不溶性将溶质从原始混合物中分离出来。
萃取过程可以分为以下几个步骤:
1. 选择合适的溶剂:根据待分离的目标溶质的性质,考虑到它在溶剂中的溶解度和选择性,选择的溶剂应与混合物的其他组分无相容性。
2. 混合物与溶剂接触:将混合物与溶剂加入一起,并充分搅拌或搅拌以实现溶质的均匀分配。
3. 平衡:让混合物与溶剂在一定的时间内保持接触,使得溶质在两相之间达到平衡分配。
4. 相分离:通过物理或化学手段,使得混合物与溶剂分成两个不溶的相。
根据溶质的亲疏水性,可以利用重力、离心、过滤或蒸发等方法分离两相。
5. 萃取:溶质会根据其相对溶解度的差异,从一个相转移到另一个相。
适当调
整操作条件,如温度、压力、pH值等,以促进溶质在两相之间的传递。
6. 分离和回收:在萃取过程中,根据溶质在两相之间的分配系数和两相的溶解度,可以通过进一步处理两相来分离和回收溶质。
综上所述,化工原理中的萃取利用两相的不溶性和溶质在两相之间的相对溶解度差异,将溶质从混合物中分离出来。
通过选择合适的溶剂、混合物与溶剂接触、平衡、相分离、调整操作条件、分离和回收等步骤,完成溶质的萃取过程。
化工原理下萃取过程的流程与计算化工原理中的萃取过程是指利用溶剂将目标物质从混合物中分离出来的操作过程。
该过程适用于从可溶液中获得目标物质,或者将两相液体或气体中的目标物质转移至另一相中。
萃取过程的流程一般包括以下几个步骤:1.选择合适的溶剂:根据目标物质的物化性质,选择适合的溶剂。
该溶剂应与混合物中其他成分相互不溶或溶度低。
同时,溶剂的选择还要考虑到需求的目标物质浓度、产率和分离度等因素。
2.混合物预处理:将待萃取的混合物进行预处理,以提高目标物质的相对浓度。
预处理手段可以包括调整溶剂酸碱性、溶剂萃取剂的加入以及混合物的预处理等。
3.萃取过程:在一定温度条件下,将混合物与溶剂充分接触并反应。
在这个过程中,目标物质会从混合物中转移到溶剂中,得到所需的提取液。
4.分离过程:对提取液进行分离,获得目标物质。
分离过程可以采用各类分离工艺,如蒸馏、结晶、过滤等。
萃取过程的计算主要涉及到平衡和热力学方面的内容。
其中,平衡计算主要包括挥发分离计算、浸出平衡计算和溶剂选择计算等。
而热力学计算主要包括传热和传质方面的内容,例如浸出塔传质速率的估算、提取液的热力学性质计算等。
以浸出平衡计算为例,其步骤如下:1.确定混合物的成分:通过实验或其他手段,获得混合物的成分组分,包括所需的目标物质。
2.根据热力学平衡关系,建立分离物质在混合物与溶剂中的分配系数。
该系数表示分离物质在两相中的相对分配情况。
3.在给定温度和溶剂比例下,根据分配系数计算提取液中目标物质浓度。
4.根据计算结果,可以调整溶剂比例、反应温度或溶剂浓度等参数,以提高目标物质的回收率和分离度。
需要注意的是,萃取过程的最终计算结果可能受到外部因素的影响,如反应速率、传质速率、传质过程中的温度变化和浓差极化等。
因此,在进行计算时,需要综合考虑多个因素,进行系统的分析和优化。
综上所述,化工原理中的萃取过程是一种分离技术,其流程包括溶剂选择、混合物预处理、萃取过程和分离过程。
化工原理实验—萃取萃取是化工工程中常见的分离纯化技术,其基本原理是将混合物中的目标化合物转移至另一种不相混溶的可溶剂中,从而实现分离纯化。
萃取广泛应用于化工、生物工程、食品行业等领域,具有操作简便、分离效率高、纯度可控等优点。
本实验旨在通过萃取实验,加深学生对萃取原理及操作技巧的理解,提高学生解决工程问题的能力和综合实验操作技能。
实验一:两相萃取分离苯和甲苯实验原理:苯和甲苯是两种不同的有机物,可以用两相萃取法进行分离。
两相萃取法是指两种可相互溶解的液体用分液漏斗分离,其中一种液体通常为水,称为水相,另一种液体为无水溶液,称为有机相。
以苯和甲苯为例,实验原理如下:苯和甲苯对水不溶,可以用水作为萃取剂,使其溶于水相中,从而完成两相分离。
实验步骤:1. 将5 mL苯和5 mL甲苯混合在干净干燥的锥形瓶中,摇匀后记录混合物体积。
2. 将混合液倒入分液漏斗中,加入等体积的水。
3. 将分液漏斗盖住并轻轻摇动,使两相充分混合。
4. 等两相分离后,打开分液漏斗的滴嘴,放出有机相,记录体积。
5. 重复取两组数据。
6. 根据实验数据计算苯和甲苯在水中的分配系数。
实验结果:实验数据如下表所示:混合物体积/mL 有机相体积/mL10 5.5计算分配系数:由于苯和甲苯对水不溶,可以假设二者在水相中的浓度非常接近于0,因此可以利用分配定律(分配系数=有机相中溶质的摩尔浓度/水相中溶质的摩尔浓度)计算分配系数。
在实验中,混合物体积相同,有机相中苯和甲苯的摩尔浓度分别为:由于苯和甲苯的分子量相似,可将它们的平均摩尔浓度作为计算结果(C=(0.043+0.043)/2=0.043 mol/L)。
水相中溶质的摩尔浓度非常接近于0,可认为不对分配系数产生影响。
Kd = (5.5 mL/10 mL)/(4.5 mL/10 mL) ≈ 1.22实验二:萃取纯化对乙酰氨基酚实验原理:对乙酰氨基酚是一种亲水性较强的化合物,可以通过萃取纯化的方法提高其纯度。