化工原理下41液液萃取精
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液液萃取塔的操作一、实验目的(1)了解液液萃取设备的结构和特点;(2)掌握液液萃取塔的操作;(3)掌握传质单元高度的测定方法,并分析外加能量对液液萃取塔传质单元高度和通量的影响。
二、基本原理1.液液萃取设备的特点液液相传质和气液相传质均属于相间传质过程。
因此这两类传质过程具有相似之处,但也有相当差别。
在液液系统中,两相间的重度差较小,界面张力也不大,所以从过程进行的流体力学条件看,在液液相的接触过程中,能用于强化过程的惯性力不大,同时已分散的两相,分层分离能力也不高。
因此,对于气液接触效率较高的设备,用于液液接触就显得效率不高。
为了提高液液相传质设备的效率,常常补给能量,如搅拌、脉动、振动等。
为使两相逆流和两相分离,需要分层段,以保证有足够的停留时间,让分散的液相凝聚,实现两相的分离。
2.液液萃取塔的操作(1)分散相的选择在萃取设备中,为了使两相密切接触,其中一相充满设备中的主要空间,并呈连续流动,称为连续相;另一相以液滴的形式,分散在连续相中,称为分散相。
哪一相作为分散相对设备的操作性能、传质效果有显著的影响。
分散相的选择可通过小试或中试确定,也可根据以下几方面综合考虑:1)为了增加相际接触面积,一般将流量大的一相作为分散相;但如果两相的流量相差很大,并且所选用的萃取设备具有较大的轴向混合现象,此时应将流量小的一相作为分散相,以减小轴向混合。
2)应充分考虑界面张力变化对传质面积的影响,对于dx d>0的系统,即系统的界面张力随溶质浓度增加而增加的系统;当溶质从液滴向连续相传递时,液滴的稳定性较差,容易破碎,而液膜的稳定性较好,液滴不易合并,所以形成的液滴平均直径较小,相际接触表面较大,当溶质从连续相向液滴传递时,情况刚好相反。
在设计液液传质设备时,根据系统性质正确选择作为分散相的液体,可在同样条件下获得较大的相际传质表面积,强化传质过程。
3)对于某些萃取设备,如填料塔和筛板塔等,连续相优先润湿填料或筛板是相当重要的。
液液萃取实验报告【篇一:液液转盘萃取实验】化工原理实验报告学院:专业:班级:【篇二:萃取实验报告】实验名称:萃取实验一、实验目的①了解转盘萃取塔的结构和特点;②掌握液—液萃取塔的操作;③掌握传质单元高度的测定方法,并分析外加能量对液液萃取塔传质单元高度和通量的影响。
二、实验器材萃取实验装置三、实验原理萃取是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。
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。
与精馏,吸收过程类似,由于过程的复杂性,萃取过程也被分解为理论级和级效率;或传质单元数和传质单元高度,对于转盘塔,振动塔这类微分接触的萃取塔,一般采用传质单元数和传质单元高度来处理。
传质单元数表示过程分离难易的程度。
对于稀溶液,传质单元数可近似用下式表示:nor?式中 nor------萃余相为基准的总传质单元数;x------萃余相中的溶质的浓度,以摩尔分率表示;x*------与相应萃取浓度成平衡的萃余相中溶质的浓度,以摩尔分率表示。
x1、x2------分别表示两相进塔和出塔的萃余相浓度传质单元高度表示设备传质性能的好坏,可由下式表示:hor?hnorlhor??x1dxx?x*x2kxa?式中 hor------以萃余相为基准的传质单元高度,m;h------ 萃取塔的有效接触高度,m;kxa------萃余相为基准的总传质系数,kg/(m3?h?△x); l------萃余相的质量流量,kg/h;?------塔的截面积,m2;已知塔高度h和传质单元数nor可由上式取得hor的数值。
hor反映萃取设备传质性能的好坏,hor越大,设备效率越低。
影响萃取设备传质性能hor的因素很多,主要有设备结构因素,两相物质性因素,操作因素以及外加能量的形式和大小。
图-1 转盘萃取塔流程1、萃取塔2、轻相料液罐3、轻相采出罐4、水相贮罐5、轻相泵 6、水泵1、流程说明:本实验以水为萃取剂,从煤油中萃取苯甲酸。