化工原理 第十二章 萃取
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实验报告:化工原理萃取实验
一、实验目的
本实验旨在使用化工原理的知识,学习萃取操作,掌握萃取技术,并分析混合溶液中有机
物的分离。
二、实验原理
萃取是指利用溶剂之间的不相溶特性,将混合物中的有机物从水相中分离出来的一种技术。
萃取技术的基本原理是,混合溶液中的有机物分子与溶剂分子之间存在一种相互作用,当
混合溶液中的溶剂按照一定比例添加时,有机物分子会优先溶于某一种溶剂,从而将其从
水相中分离出来。
三、实验材料
实验材料包括:萃取实验用烧杯、搅拌棒、蒸馏水、氢氧化钠溶液、乙醇、硫酸铵溶液。
四、实验步骤
1.将烧杯中加入10ml蒸馏水,然后添加4ml氢氧化钠溶液;
2.将烧杯中的溶液搅拌均匀,然后加入20ml乙醇,再搅拌均匀;
3.将烧杯中的溶液放入萃取仪中,缓慢加热,直至溶液沸腾;
4.将烧杯中的溶液搅拌均匀,然后加入10ml硫酸铵溶液,再搅拌均匀;
5.将搅拌后的溶液放入萃取仪中,缓慢加热,直至溶液沸腾;
6.等待溶液冷却,然后将上层液体萃取出来,放入容器中;
7.将下层液体也萃取出来,放入容器中,完成萃取实验。
五、实验结果
实验结果显示,萃取实验成功完成,混合溶液中的有机物得到了完全分离。
六、实验结论
本实验成功地使用了化工原理的知识,学习了萃取操作,掌握了萃取技术,并成功地分析了混合溶液中的有机物的分离。
11.2 萃取操作的原理11.2.1 萃取操作过程及术语对于液体混合物的分离,除可采用蒸馏的方法外,还可采用萃取的方法,即在液体混合物(原料液)中加入一个与其基本不相混溶的液体作为溶剂,造成第二相,利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度不同而使原料液混合物得以分离。
液-液萃取,亦称溶剂萃取,简称萃取或抽提。
选用的溶剂称为萃取剂,以S 表示;原料液中易溶于S 的组分,称为溶质,以A 表示;难溶于S 的组分称为原溶剂(或稀释剂),以B 表示。
如果萃取过程中,萃取剂与原料液中的有关组分不发生化学反应,则称之为物理萃取,反之则称之为化学萃取。
图11-11 萃取操作示意图萃取操作的基本过程如图11-11所示。
将一定量萃取剂加入原料液中,然后加以搅拌使原料液与萃取剂充分混合,溶质通过相界面由原料液向萃取剂中扩散,所以萃取操作与精馏、吸收等过程一样,也属于两相间的传质过程。
搅拌停止后,两液相因密度不同而分层:一层以溶剂S 为主,并溶有较多的溶质,称为萃取相,以E 表示;另一层以原溶剂(稀释剂)B 为主,且含有未被萃取完的溶质,称为萃余相,以R 表示。
若溶剂S 和B 为部分互溶,则萃取相中还含有少量的B ,萃余相中亦含有少量的S 。
由上可知,萃取操作并未有得到纯净的组分,而是新的混合液:萃取相E 和萃余相R 。
为了得到产品A ,并回收溶剂以供循环使用,尚需对这两相分别进行分离。
通常采用蒸馏或蒸发的方法,有时也可采用结晶等其它方法。
脱除溶剂后的萃取相和萃余相分别称为萃取液和萃余液,以E '和R '表示。
对于一种液体混合物,究竟是采用蒸馏还是萃取加以分离,主要取决于技术上的可行性和经济上的合理性。
一般地,在下列情况下采用萃取方法更为有利。
(1) 原料液中各组分间的沸点非常接近,也即组分间的相对挥发度接近于1,若采用蒸馏方法很不经济;(2) 料液在蒸馏时形成恒沸物,用普通蒸馏方法不能达到所需的纯度;(3) 原料液中需分离的组分含量很低且为难挥发组分,若采用蒸馏方法须将大量稀释剂汽化,能耗较大;(4) 原料液中需分离的组分是热敏性物质,蒸馏时易于分解、聚合或发生其它变化。
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。
第1篇一、前言萃取操作是化工生产中常见的一种分离方法,广泛应用于石油、化工、医药、食品等行业。
为了确保萃取操作的安全、高效和稳定,特制定本规程。
二、适用范围本规程适用于公司所有进行萃取操作的岗位,包括但不限于生产车间、实验室、技术部门等。
三、操作前的准备1. 确认设备状态操作前,应对萃取设备进行检查,确保设备运行正常,无泄漏、损坏等情况。
2. 准备原料根据工艺要求,准备好萃取原料和萃取剂。
确保原料和萃取剂的质量符合规定标准。
3. 检查安全设施确认安全设施(如防护眼镜、手套、防毒面具等)齐全、完好,并正确佩戴。
4. 熟悉操作流程操作人员应熟悉萃取操作流程,了解各个步骤的注意事项。
四、操作步骤1. 萃取剂准备将萃取剂倒入萃取器中,确保萃取剂体积符合工艺要求。
2. 原料加入将萃取原料倒入萃取器中,注意不要超过萃取器容积的70%。
3. 萃取器密封确保萃取器密封良好,避免泄漏。
4. 加热根据工艺要求,对萃取器进行加热,使原料和萃取剂达到一定温度。
5. 搅拌开启搅拌器,使原料和萃取剂充分混合,提高萃取效率。
6. 静置分层关闭搅拌器,待混合液静置分层,上层为萃取剂,下层为萃取物。
7. 分离打开萃取器下口旋塞,将萃取物排出,注意收集过程应避免污染。
8. 洗涤向萃取器中加入适量的洗涤剂,关闭旋塞,开启搅拌器,使洗涤剂与萃取物充分混合,然后静置分层,将洗涤剂排出。
9. 稀释根据工艺要求,对萃取物进行稀释,确保浓度符合规定标准。
10. 检查结果检查萃取物质量,确保符合规定标准。
五、操作注意事项1. 操作人员应严格遵守本规程,确保萃取操作安全、高效。
2. 操作过程中,注意观察设备运行状态,发现异常情况立即停机检查。
3. 萃取剂和原料应严格按照规定比例加入,避免影响萃取效果。
4. 操作过程中,注意避免交叉污染,确保产品质量。
5. 操作完毕后,关闭电源、水源,清理现场,保持工作环境整洁。
六、异常处理1. 设备故障设备故障时,应立即停机,切断电源,防止事故扩大。
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》设计说明书课题:比较各种萃取的优势作者:专业班级:指导教师:20xx年xx 月xx 日目录1 生产背景 (3)2 萃取原理 (3)3 萃取操作过程 (3)3.1单级萃取 (3)3.1.1单级萃取的操作过程 (3)3.1.2单级萃取的计算过程 (4)3.2多级错流萃取 (5)3.2.1多级错流萃取的操作过程 (5)3.2.2多级错流萃取的计算过程 (5)3.3多级逆流萃取 (7)3.1.1多级逆流萃取的操作过程 (7)3.1.2多级逆流萃取的计算过程 (7)4 比较单级萃取、多级错流萃取、多级逆流萃取的萃取效果 (8)5 总结 (8)6 思考题 (9)参考文献 (10)1生产背景在25℃下以水(S)为萃取剂从醋酸(A)与氯仿(B)的混合液中提取醋酸。
已知:原料液流量为1000kg/h,其中醋酸的质量分数为35%,其余为氯仿;用水量为800kg/h。
操作温度下,E相和R相以质量分数表示的平均数据列于下表。
表1E相和R相以质量分数表示的平均数据表2萃取原理萃取操作是向欲分离的液体混合物(原料液)中加入一种与其不互溶或部分互溶的液体溶剂(萃取剂),形成两相体系。
利用原料液中各组分在萃取剂中溶解度的差异,实现原料液中各组分一定程度的分离。
3萃取操作过程3.1单级萃取3.1.1单级萃取的操作过程将一定的溶剂(萃取剂)加到被分离的液体混合物(原料液)中,采取措施(搅拌)使原料液和萃取剂充分混合,萃取剂通过相界面由原料液向萃取剂中扩散。
萃取操作完成后使两液相进行沉降分层,其中含萃取剂S多的一相为萃取相,以E表示;含稀释剂B多的一相为萃余相,以R表示。
萃取相、萃余相经脱除溶剂后得到萃取液、萃余液,以E' 和R’表示。
混合(传质分离(沉降分相纯化(脱溶剂)图1 单级萃取操作基本过程示意图3.1.1单级萃取的计算过程图2生产背景下的单级萃取三角形相图经单级萃取后E相和R相的组成及流量如图9 根据醋酸在原料液中的质量分数为35%,在AB边上确定F点,连接点F,S。
实验九液-液萃取实验一、实验内容通过以水为萃取剂,萃取煤油中的苯甲酸,掌握传质单元高度的测定原理和方法。
二、实验目的⒈了解液-液萃取设备的一般结构和特点。
⒉熟悉液-液萃取操作的工艺流程,掌握液-液萃取装置的操作方法。
⒊学习和掌握液-液萃取塔传质单元数,传质单元高度及体积总传质系数的测定方法,分析外加能量对液-液萃取塔传质单元高度和通量的影响。
三、实验基本原理液液萃取(简称萃取)是以液体混合物分离为目的的常用化工单元操作,在石油炼制、化学工业和环境保护等部门有着广泛的应用,是除蒸馏以外最为常用的分离液体混合物用的单元操。
它是利用液体各组分在溶剂中溶解度的不同而进行液体混合物的分离,其基本过程如图9-1所示。
原料液中含有溶质A和溶剂B,为使A与B尽可能地分离,需选择一种溶剂,称为萃取剂S,要求它对A的溶解能力要大,而与原溶剂(稀释剂)B的相互溶解度愈小愈好。
萃取的第一步是使原料液与萃取剂在混合器中保持密切接触,溶质A将通过两液相间的界面由原料液向萃取剂中传递;在充分接触、传质之后,第二步是使两液相在分层器中因密度的差异而分为两层。
一层以萃取剂S为主,并溶有较多的溶质,称为萃取相;另一层以原溶剂B为主,还含有未被萃取完的部分溶质,称为萃余相。
若溶剂S和B为部分互溶,则萃取相中还含有B,萃余相中亦含有S。
当萃取相和萃余相达到相平衡时,则称上图中的设备为一个理论级。
萃取相和萃余相都是均相混合液,为了得到产品A,并回收溶剂S供循环使用,还需对它们作进一步的分离,通常是应用蒸馏;当溶质很难挥发时,也可采用蒸发。
由上可知,为了分离液体混合物,萃取的过程比蒸馏要复杂,但在遇到以下情况时,直接用蒸馏却不一定经济合理。
①当溶质A 的浓度很稀,特别是溶剂B 为易挥发组分时,以蒸馏法回收A 的单位热耗甚大。
这时可用萃取先将A 富集在萃取相,然后对萃取相进行蒸馏,因而使耗热量显著降低。
②当溶液是恒沸混合物或所需分离的组分沸点相近时,一般的蒸馏方法不适用。
化工原理萃取首先,我们来谈谈萃取的基本原理。
萃取是利用两种或多种互不相溶的溶剂对混合物进行分离的方法。
在化工生产中,通常会选择一种有机溶剂和水作为两相,通过它们之间的分配系数差异,实现混合物中组分的分离。
这种分离方法在化工生产中具有广泛的应用,可以用于提取、分离、净化各种化合物。
其次,萃取的操作过程需要注意的一些关键因素。
首先是溶剂的选择,溶剂的选择直接影响到萃取的效果。
其次是溶剂的用量,合理的溶剂用量可以提高萃取效率,降低成本。
另外,萃取的操作条件也需要严格控制,包括温度、压力、搅拌速度等参数的选择。
在进行萃取操作时,需要根据具体的混合物成分和要求,选择合适的操作条件,以达到最佳的分离效果。
在化工原理萃取的应用中,有一些常见的萃取设备。
例如,萃取塔是一种常见的萃取设备,它通常由填料层和萃取剂层组成,通过填料的大表面积接触,实现混合物中组分的分离。
此外,还有萃取离心机、萃取萃取器等设备,它们都在化工生产中发挥着重要的作用。
最后,化工原理萃取在工业生产中具有广泛的应用。
它可以用于石油化工、化学工业、生物工程等领域,实现各种物质的提取、分离和净化。
在石油化工中,萃取可以用于提取石油中的杂质和有用成分;在化学工业中,可以用于有机合成反应中的产物提取和分离;在生物工程中,可以用于生物制品的提取和纯化。
可以说,化工原理萃取在化工生产中发挥着不可替代的作用。
综上所述,化工原理萃取是一种重要的分离技术,它通过溶剂在两种或多种相之间的传质作用,实现混合物中组分的分离。
在化工生产中,萃取具有广泛的应用,需要化工工程师们熟练掌握其基本原理、操作过程和常见设备。
只有深入理解化工原理萃取,才能更好地应用于工业生产中,实现物质的提取、分离和净化,为化工生产的高效运行提供有力支持。