化工原理 第11章-2-

物料衡 算
Ym 1
B S
Xm XN
Z
全塔物 料衡算
溶剂比
S B
XF Y1
XN Z
XF
X
11.4 萃取设备
11.4.1 萃取设备的主要类型 11.4.1.1 混合澄清槽
11.4.1.2 筛板塔
11.4.1.3 振动筛板塔
11.4.1.4 转盘塔
分率，下同)，选择性系数为6，在萃余相中x A xB 0.25 ， kA < 1 ，溶解度曲线如图所示。试求：
（1） 萃取液量与萃余液量的比值；
A
F，xF S，yS
S R，xR
E，yE S
R，xR E，yE
B
S
单级萃取计算举例
纯溶剂，xF=0.3 ，选择性系数为6，
kA < 1
x A xB 0.25
B、S完全不互溶时
原料液
萃取剂 S
S
A+B
A
物料衡算：
萃取相 E
BX F SZ BX SY
S+A 萃余相 R B+A
Y
B S
X
XF
Z
相平衡关系：Y f X
------------操作线 过点（XF，Z）， （X，Y）
Y
R
B，XF
B，X
Y
S，Z
S，Y E
A
Z
S
0
斜率
B S
(XF,Z)
X XF
11.3.5 完全不互溶物系萃取过程的计算 11.3.5.1 组成与相平衡的表示方法
以惰性组分为基准表示溶液的浓度。
X — R相组成， kgA / kgB
Y — E 相组成， kgA / kgS
相平衡方程：Y = KX K 随浓度不同而异
A+B A+S
R(B 层) E(S 层)
11.3.5.2 单级萃取
xA
xB
0.25，yA0
0.6，x
0 A
0.2
图解求溶剂比S/F是最小溶剂比（S/F）min多少
倍？（用线段表示）
A
解：
SF
S F min
MF M F
MS M S
MF M F
M S MS
E0
F
R0
M
R
B
M
E
S
11.3.3 多级错流萃取 多级错流萃取的计算是单级萃取的多次重复。
多级错流萃取
S=100kg一级萃取与S=50kg二级错流比较，哪个效果更好？
X
11.3.5.3 多级逆流萃取
控制体物料衡算
平衡线: Y = KX ; 物料衡算：X F B SYm1 SY1 BX m
操作线:
Ym1
B S
Xm
(Y1
B S
XF
)
完全不互溶物系的多级逆流萃取
最小溶剂比
S B
min
：
S B
min
XF XN Y1 Z
Y
Y1*
Y1
Z XN
下半段
解：萃取液量与萃余液量的比值
图解法：找到点F、E、R ，然后应
用杠杆原理求E、R的大小。
xA xB
x
0 A
1
x
0 A
0.25
x
0 A
0.2
y
0 A
1
(
x
0 A
1)
x A0
0.6
E0 R0
RF FE
xF y0A
x0A xF
0.30.2 0.60.3
1 3
F，xF S，yS
A
E
F
R
B
S R，xR
M M
B
F
S
B
M M’ S
x
0 A
,min
与
y
0 A
,max
并非一一对应关系
最小萃余液浓度
x0 A,min
最大萃取液浓度
y0 A,max
A
A
s max
F
FM SM
' '
yAmax
S F （ FSMM ）
F
x0 A,min
R0
B
F
P
M
M
SB
S
单级萃取计算举例
纯溶剂，xF=0.3 ，选择性系数为6， kA < 1
S F
FM MS
R E
ME RM
R E F S
E F
R E
FE RF
R E F
R R
S R，xR
R，xR E，yE E，yE S
E
M
S0
11.3.2.3 单级萃取的操作范围
最小萃取剂用量Smin
A
smin
F
FM 0 SM 0
最大萃取剂用量 SMAX
A
s max
F
FM SM
' '
F
M0 E
R，xR E，yE E，yE S
S
补充： 平衡联结线的内插
辅助曲线的作法
11.3.2.2 单级萃取的图解计算
B、S部分互溶时（溶剂非纯溶剂）
已知：F、xF、yS、xR（或
x
0 R
、yE、y
0 E
）、
相平衡关系。
F，xF
求：S、R、E、另一相浓度
图解法:
S，yS
确定点F、S（或S0）、点R或R，点E， 作联结线，找到点M，利用杠杆原理求各量。
x0A
E0
y
0 A
FxF
S，yS
E，yE E，yE
S
xA xB
x0 A
xB0
x
0 A
1
x
0 A
0.25
x
0 A
0.2
y
0 A
x
ห้องสมุดไป่ตู้
0 A
1
(
1
)
x
0 A
0.6
（ 6）
E0 R0
xF y0A
x0A xF
0.3 0.2 0.6 0.3
1 3
单级萃取计算举例
例 单级萃取 采用纯溶剂进行单级萃取。已知料液组成xF=0.3 (质量
复习
原料液 A+B
xF
萃取剂 S
yA
萃取相 E S+A+B 萃余相 R
x B+A+S A
S
y0
萃取液 E A
A(大量),B(少量) S
x0
萃余液 R A B(大量),A(少量)
A
y0max
E0、yA0
P
R0、x0Axf R、xA
M
B
E、 yA
S
单级萃取计算举例
例 单级萃取 采用纯溶剂进行单级萃取。已知料液组成xF=0.3 (质量
分率，下同)，选择性系数为6，在萃余相中 x A xB 0.25 ， kA < 1 ，溶解度曲线如图所示。试求：
萃取液量与萃余液量的比值；
A
F，xF S，yS
S R，xR
E，yE S
R，xR E，yE
B
S
单级萃取计算举例
S
解：萃取液量与萃余液量的比值 F，xF
R，xR
解析法：
R，xR
R0 R0
E0 F