大学课件-化工原理下册-萃取2.ppt

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8.3 部分互溶物系的萃取计算,8.3.1 单级萃取 一、流程,二、特点 原料液与溶剂一次性接触。 萃取相与萃余相达到平衡。 三、计算 已知原料液的处理量及组成(生产工艺给定),计算 1. 给定溶剂S的用量mS及组成,求萃取相E与萃余相R的量mE和mR及组成y、x。,方法 (1)依S的用量mS及F的量mF和组成xF确定和点M。,,,,A,B,S,,,F,,M,,.,2)确定E,R的量及组成。 采取图解试差法确定E,R的组成。 试差过程,,,,A,B,S,,,F,,M,E,,,R,,由杠杆定律确定E和R的量。,.,3 确定萃取液与萃余液的组成及量,,,,A,B,S,,,F,,M,E,,,R,,,E,,R,脱除溶剂量为,2、根据给定的原料液F及规定的分离要求,求溶剂S用量 一般规定萃余相R的x或萃余液R的x. 解法由R得到E,连接F、得交点;,,,,A,B,,,R,,R,,,,E,F,,M,S,溶剂用量,进而,得到萃取液、萃余液的量和组成。,3、最大溶剂用量及最小溶剂用量,,,,A,B,,,F,,S,M,E1,,,R1,,减小S,当达到R2时,混溶,故位于R2时的溶剂用量为 S min,R2,,,,E2,当SSmax时,,当SSmin时,,单级萃取的溶剂范围SminSSmax,4、萃取液的最大浓度,当SSmin时,E的浓度yA最大,但yA一般不是最大。,yA yAmax时溶剂用量的求法,,,,A,B,S,,,过S点作溶解度曲线的切线得点E,求得R,得M点,于是得,,yAmax,E,,,R,,F,,M,对比yA与yAmax,,,,,yA,可见 yAyAmax,如果M点在两相区外相交,说明超出萃取范围,不能进行萃取操作,由R1点确定的溶剂用量为该操作条件下的最小溶剂用量m S,min,8.3.2 多级错流萃取 一、流程,二、特点 萃取相溶质的回收率较高, 溶剂耗量较大,溶剂回收负荷增加, 设备投资大。 三、计算 ()设计型计算 已知qm、xF,在规定各级qm量后,求达到一定的分离要求所需的理论级数。 ()操作型问题 已知理论级数,估计其分离能力。 方法基本相同。,,,,A,B,S,,,F,,M1,,,,R1,E1,,M2,R2,,,E2,,,M3,R3,,,E3,,,R3,8.3.3多级逆流萃取 一流程,二特点 连续逆流操作,分离程度较高 三计算 设计型问题已知S的组成,qmF、xF, 规定 qmS/qmF (溶剂比)和分离要求,求N。 解法每级内平衡,即Ei和Ri平衡,若能确定Ri组成xi和Ei1组成yi1之间的关系,即可求得理论级数(逐级计算,1物料衡算,M点是F、S的和点,也是E1、RN的和点,,,,,A,B,S,,,F,,M,RN,RN,,,E1,利用杠杆定律,注意E1和RN不是共轭相,2各级的物料衡算 第一级,第二级,,第 N级,此式说明各级间的物流之差为一常数, 且D为各级物流的公共差点(极点)。,3逐级图解 (1)相图Ri 和Ei互成平衡 已知F、S可确定M,由M、RN可确定E1,,,,,A,,,F,,M,RN,RN,,,E1,,,D,B,S,,,,A,,,F,,M,RN,RN,,,E1,,,D,,,R1,,,E2,F S RN E1 D,F S M RN E1 差点 R1,E2,,,,(2)利用分配曲线 N较多,三角形相图内作图不准确。 画分配曲线; 画操作线 过D点画级联线,求得,画梯级得理论级数 示意图,四、溶剂比对操作的影响 1溶剂比和最小溶剂比 定义溶剂比qmS/qmF,,溶剂比的变化,引起差点D的变化,导致理论级数的变化。,示意图,p,2、最小溶剂比的求法,的位置,既和平衡关系有关,又和分离要求有关。,最小溶剂比的确定所有的联结线延长,与级联RNS相交,D点在右侧,则取离S最近的点;反之,D点在左侧,则取离S最远的点。,连接F、Dmin点,与溶解度曲线相交于E1点,,F,,E1,则RNE1与FS的交点为和点M。,,,M,最小溶剂比,实际溶剂比取最小实际溶剂比的倍数。,分离要求、溶剂一定时多级逆流萃取比多级错流萃取板数少。,板数一定时多级逆流萃取比多级错流萃取溶剂用量少。,作业P265 5、6,
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