1、授課教師：萬惠萍授課教師：萬惠萍利用利用液體混合物液體混合物各組分在某溶劑中各組分在某溶劑中溶解度溶解度的差異的差異而實現(xiàn)的分離。而實現(xiàn)的分離。11.1 概述概述11.1.1 液液萃取過程液液萃取過程一、一、萃取原理萃取原理溶質(zhì)溶質(zhì)A稀釋劑稀釋劑B原料原料溶劑溶劑S萃取相萃取相E萃余相萃余相RS+A(B)B+A(S)（1）溶劑不能與被分離混合物完全互溶，只能部分互）溶劑不能與被分離混合物完全互溶，只能部分互溶。溶。BABAxxyy 溶劑溶劑S必須滿足兩個基本要求必須滿足兩個基本要求：（2）溶劑對）溶劑對A、B兩組分有不同的溶解能力，即具兩組分有不同的溶解能力，即具有選擇性。有選擇性。yA、yB

2、萃取相中萃取相中A、B兩組分的質(zhì)量分數(shù)兩組分的質(zhì)量分數(shù) xA、xB萃余相中萃余相中A、B兩組分的質(zhì)量分數(shù)兩組分的質(zhì)量分數(shù)吸收涉及氣吸收涉及氣液系統(tǒng)，萃取涉及液液系統(tǒng)。液系統(tǒng)，萃取涉及液液系統(tǒng)。萃取與吸收的比較萃取與吸收的比較：相同點：相同點： 添加組分；添加組分；對各組分的溶解度有差異對各組分的溶解度有差異不同點：不同點：吸收有惰性組分，而萃取大多數(shù)各組分都有一吸收有惰性組分，而萃取大多數(shù)各組分都有一定的溶解度；定的溶解度；二、工業(yè)萃取過程二、工業(yè)萃取過程混合液含熱敏性物質(zhì)混合液含熱敏性物質(zhì)（如藥物等），采用萃取方法（如藥物等），采用萃取方法精制可避免物料受熱破壞。精制可避免物料受熱破壞。三、

3、萃取過程的經(jīng)濟性三、萃取過程的經(jīng)濟性：溶劑回收的難易：溶劑回收的難易（1）取決于后繼的兩個分離過程是否較原溶液的直接）取決于后繼的兩個分離過程是否較原溶液的直接分離更易實現(xiàn)分離更易實現(xiàn)萃取過程適用場合萃取過程適用場合：混合液混合液小或形成恒沸物小或形成恒沸物，用一般精餾方法不能分，用一般精餾方法不能分離或很不經(jīng)濟。離或很不經(jīng)濟。溶質(zhì)在混合液中濃度很低且為難揮發(fā)組分溶質(zhì)在混合液中濃度很低且為難揮發(fā)組分 ，采用精，采用精餾方法須將大量稀釋劑餾方法須將大量稀釋劑B汽化汽化，能耗過大。，能耗過大。（2）取決于萃取劑的性質(zhì)）取決于萃取劑的性質(zhì)要求萃取劑：要求萃取劑：應(yīng)有較強的溶解能力：應(yīng)有較強的溶解能力

4、：S耗量少，后繼精餾能耗低。耗量少，后繼精餾能耗低。應(yīng)有較高的選擇性：獲高純產(chǎn)品。應(yīng)有較高的選擇性：獲高純產(chǎn)品。AS高：高：S為高沸點溶劑，后繼精餾為高沸點溶劑，后繼精餾R較低。較低。S在在AB中的溶解度?。簻p少中的溶解度?。簻p少R相中溶劑回收費用。相中溶劑回收費用。11.1.2 兩相的接觸方式兩相的接觸方式微分接觸：塔式設(shè)備微分接觸：塔式設(shè)備級式接觸：級式接觸：槽式設(shè)備槽式設(shè)備本節(jié)均指級式萃取過程的計算本節(jié)均指級式萃取過程的計算單級萃取單級萃取多級逆流多級逆流多級錯流多級錯流等邊三角形等邊三角形直角等腰三角形直角等腰三角形直角非等腰三角形直角非等腰三角形SABxxx 111.2 液液相平液液

5、相平衡衡11.2.1 三角形相圖三角形相圖一、液液組成的表示方法一、液液組成的表示方法組成：組成：質(zhì)量分數(shù)質(zhì)量分數(shù)三組分：三組分：ABS一個方程一個方程：自由度自由度：2三組分溶液的組成用平面坐標(biāo)上的一點表示三組分溶液的組成用平面坐標(biāo)上的一點表示三角形相圖三角形相圖30%A直角等腰三角形相圖直角等腰三角形相圖頂點：頂點： 純組分純組分邊：邊： 雙組分雙組分圖中一點：圖中一點：三組分三組分如如M點：點：MABS00.20.40.60.81.00.20.40.60.8A%A%S%S%20%S50%B二、物料衡算與杠桿定律二、物料衡算與杠桿定律量（量（kg/h）kgA/kgkgB/kgkgS/kg混

6、合物混合物MzAzBzS萃取相萃取相EyAyByS萃余相萃余相RxAxBxS物料衡算物料衡算:REM AAARxEyMz SSSRxEyMz （11-2）SSSSAAAAzyxzzyxzRE 得得:杠桿定律：杠桿定律：EMRMRE 同理同理:ERRMME ABS00.20.40.60.81.00.20.40.60.8ERMAxSxSyAySzAz混合物的質(zhì)量混合物的質(zhì)量線段的長度線段的長度和點和點M=E+R差點差點E=M-RR=M-E杠桿規(guī)則表明：杠桿規(guī)則表明：（1）和點）和點M必在必在R、E的連線上的連線上（2）差點）差點R（或（或E）必在）必在EM（或（或RM）的延長線上）的延長線上SQ1

7、線任一點所代表的溶液線任一點所代表的溶液中中A、B兩組分含量的相對兩組分含量的相對比值均相同。比值均相同。ABSP1P2Q1Q2在在PA線任一點所代表的溶液中線任一點所代表的溶液中B、S兩組分兩組分的相對比值必相同。的相對比值必相同。P（B+S）+AP1（A+B+S）AP2（靠近靠近A點點）和點和點同理：同理：Q1S(部分部分)Q2S(全部全部)Q差點差點應(yīng)用：應(yīng)用：PQ類：類：A與與B完全互溶，完全互溶，A與與S、B與與S部分互溶部分互溶 兩對部分互溶兩對部分互溶第第類物系的相圖類物系的相圖11.2.2 部分互部分互溶物系的相平衡溶物系的相平衡萃取操作：萃取操作： B與與S部分互溶或完全不互

8、溶部分互溶或完全不互溶部分互溶物系：部分互溶物系： 類：類：A與與B、A與與S完全互溶，完全互溶，B與與S部分互溶部分互溶一對部分互溶一對部分互溶 實驗求取：實驗求?。阂弧⑷芙舛惹€（雙結(jié)點曲線）一、溶解度曲線（雙結(jié)點曲線）BSA條件：恒溫條件：恒溫類類溶解度曲線溶解度曲線：代表了代表了飽和溶液飽和溶液的組成的組成相圖中若干分層點的聯(lián)線；相圖中若干分層點的聯(lián)線；RHR1R2R3H1E二、平衡聯(lián)結(jié)線和臨界混溶點二、平衡聯(lián)結(jié)線和臨界混溶點實驗求?。汉愣囟葪l件下、實驗求?。汉愣囟葪l件下、 類類R1、E1； R2、E2； Rn、En為為互成平衡的兩互成平衡的兩相，稱為相，稱為共軛相共軛相。連接連接

9、R1、E1； R2、E2； Rn、En的線稱為的線稱為平衡聯(lián)結(jié)線（或結(jié)線）平衡聯(lián)結(jié)線（或結(jié)線）。BSAM1R1E1M2ERRnR2EnE2MnM一定溫度下，同一物一定溫度下，同一物系平衡連接線的傾斜系平衡連接線的傾斜方向一般相同方向一般相同溶解度曲線將三角形相圖分成兩個區(qū)溶解度曲線將三角形相圖分成兩個區(qū) 分層區(qū)分層區(qū)(兩相區(qū)兩相區(qū))R1共軛相共軛相R、E的和點的和點M必在平衡聯(lián)結(jié)線上。必在平衡聯(lián)結(jié)線上。P臨界混溶點臨界混溶點，兩共軛相的，兩共軛相的組成無限趨近而變?yōu)橐幌?。組成無限趨近而變?yōu)橐幌?。（不一定為溶解曲線的最高點不一定為溶解曲線的最高點）溶解度曲線溶解度曲線以內(nèi)（以內(nèi)（或或下方）下方）

10、是萃取過程的可操作范圍。是萃取過程的可操作范圍。SE1ERnR2EnE2ABRP均相區(qū)均相區(qū)(單相區(qū)單相區(qū))均相區(qū)均相區(qū)兩相區(qū)兩相區(qū)M 由實驗測得的平衡數(shù)據(jù)作出部分聯(lián)結(jié)線和溶解度由實驗測得的平衡數(shù)據(jù)作出部分聯(lián)結(jié)線和溶解度曲線后，為求出此物系的任一對平衡數(shù)據(jù)，可利用輔曲線后，為求出此物系的任一對平衡數(shù)據(jù)，可利用輔助線。其作法如圖：助線。其作法如圖：平衡聯(lián)結(jié)線的內(nèi)插平衡聯(lián)結(jié)線的內(nèi)插輔助曲線輔助曲線SE2R3R2E3E1ABR1PER下面是輔助曲線的另一作法：下面是輔助曲線的另一作法：在一定溫度在一定溫度下，下，E和和R成平衡時，組分成平衡時，組分A在兩相在兩相中的平衡組成分別為中的平衡組成分別為y

11、A和和xA，則分配系數(shù)，則分配系數(shù)BBBxyk 三、相平衡關(guān)系的數(shù)學(xué)描述三、相平衡關(guān)系的數(shù)學(xué)描述1 1、分配系數(shù)與分配曲線、分配系數(shù)與分配曲線分配系數(shù)：分配系數(shù)：萃取相中萃取相中A的質(zhì)量分數(shù)的質(zhì)量分數(shù)AAAxyk 萃余相中萃余相中A的質(zhì)量分數(shù)的質(zhì)量分數(shù)kA一般一般不是常數(shù)，不是常數(shù)，其值隨其值隨物系種類、組成物系種類、組成和和溫度溫度而異而異同樣，對組分同樣，對組分B也可寫出類似的表達式：也可寫出類似的表達式：kA ，分離效果越好，分離效果越好kA=1，則，則y=x，聯(lián)結(jié)線與底邊平行，其斜率，聯(lián)結(jié)線與底邊平行，其斜率=0kA1，則，則yx，聯(lián)結(jié)線的斜率，聯(lián)結(jié)線的斜率0； kA1，則，則yx，聯(lián)

12、結(jié)線的斜率，聯(lián)結(jié)線的斜率1相當(dāng)于精餾中的相當(dāng)于精餾中的，其值與平衡聯(lián)結(jié)線的斜率有關(guān)。，其值與平衡聯(lián)結(jié)線的斜率有關(guān)。討論：討論：（1）一般來說，）一般來說，yAxA，故，故1（3）B不能溶解于不能溶解于S時，時，= （ yA=1，yB=0）已知某三組分混合液的兩條平衡聯(lián)結(jié)線如圖已知某三組分混合液的兩條平衡聯(lián)結(jié)線如圖中中ab、cd所所示，試比較兩者的選擇性系數(shù)。示，試比較兩者的選擇性系數(shù)。例例11-1 選擇性系數(shù)的比較選擇性系數(shù)的比較abcdSBA01Ay02Ay01Ax02Ax解：（解：（1）對平衡聯(lián)結(jié)線）對平衡聯(lián)結(jié)線ab和和cd ，可作直線可作直線Sa、Sb、Sc、Sd并并延長到延長到AB邊邊

13、解：（解：（1）對平衡聯(lián)結(jié)線）對平衡聯(lián)結(jié)線ab，讀得，讀得y1A =0.77， x1A =0.24。于是，該線的選擇性系數(shù)為于是，該線的選擇性系數(shù)為)1/()1/(/11111AAAABABAxxyyxxyy 1 .12)11. 01/(11. 0)6 . 01/(6 . 0)1/()1/(22222 AAAAxxyy （2）對平衡聯(lián)結(jié)線）對平衡聯(lián)結(jié)線cd，按同法可得選擇性系數(shù)為按同法可得選擇性系數(shù)為可見可見216 .10)24. 01/(24. 0)77. 01/(77. 0 abcd01Ay02Ay01Ax02Ax互溶度越小，萃取的操作范圍互溶度越小，萃取的操作范圍越大越大，yA,max三

14、、互溶度的影響（三、互溶度的影響（S S與與B B）互溶度越小，互溶度越小，分離效果分離效果好好。 t ，互溶度，互溶度 ，兩相區(qū)，兩相區(qū) ，操作范圍，操作范圍 ，yA,max 。 但但t過多，原來過多，原來SA完全互溶完全互溶 部分互部分互溶，故溶，故t要適當(dāng)要適當(dāng)溫度對互溶度的影響：溫度對互溶度的影響：試求試求：（：（1）溶解度曲線和輔助曲線；）溶解度曲線和輔助曲線；例：例：在一定溫度下測得在一定溫度下測得A、B、S三三元物系兩平衡液相元物系兩平衡液相的平衡數(shù)據(jù)如附表所示：的平衡數(shù)據(jù)如附表所示：表中的數(shù)據(jù)為質(zhì)量百分率。表中的數(shù)據(jù)為質(zhì)量百分率。（5）對）對上一問的原料液，欲得到含上一問的原料

15、液，欲得到含36%A的萃取相的萃取相E，試確定萃余相的組成及混合液的總組成。試確定萃余相的組成及混合液的總組成。 （2）臨界混溶）臨界混溶點的組成；點的組成； （3）當(dāng)萃余相中）當(dāng)萃余相中xA=20%時的分配系數(shù)時的分配系數(shù)kA和選擇性系數(shù)和選擇性系數(shù)； （4）在）在100kg含含30%A的原料的原料液中加入多少液中加入多少kgS才能使混合液開始分層？才能使混合液開始分層？解解：（1）依題給數(shù)據(jù)，作出溶解度曲線）依題給數(shù)據(jù)，作出溶解度曲線LPJ，并根據(jù)，并根據(jù)聯(lián)結(jié)線數(shù)據(jù)作出輔助曲線聯(lián)結(jié)線數(shù)據(jù)作出輔助曲線JCP。1.000.20.40.6ABS0.80.20.40.60.8PLJC溶解度曲線溶解

16、度曲線輔助曲線輔助曲線（2）輔助曲線和溶解）輔助曲線和溶解度曲線的交點度曲線的交點P即為即為臨界混溶點，由圖讀臨界混溶點，由圖讀出該點處的組成：出該點處的組成：xB=1-0.415-0.15=43.5 %xA=41.5% xS=15 % 根據(jù)萃余相中根據(jù)萃余相中xA=20%，在圖中定出在圖中定出R1點，點，利用輔利用輔助曲線求出與之平衡的萃助曲線求出與之平衡的萃取相取相E1點點，從圖讀得兩相，從圖讀得兩相的組成為：的組成為：A1.00.200.40.6BS0.80.20.40.60.8LPJC萃余相：萃余相： xA=20 % xS=6.6 %（3）分配系數(shù)和選擇性系數(shù)：）分配系數(shù)和選擇性系數(shù)：

17、R1E1萃取相：萃取相： yA=39 % yS=41.4 %yB=19.6 %分配系數(shù)分配系數(shù)kA：95. 120. 039. 0 AAAxyk選擇性系數(shù)選擇性系數(shù):303. 7196. 0734. 095. 1/ BBABABAyxkxxyy 1.00.200.40.6BS0.80.20.40.60.8LPJCxB=73.4 %1.00.200.40.6BS0.80.20.40.60.8LPJC在在AB邊上確定點邊上確定點F，連點連點F、S?；旌弦貉刂??；旌弦貉刂本€線FS變化。當(dāng)變化。當(dāng)S的加入的加入量恰好到使混合液組成量恰好到使混合液組成落在溶解度曲線的落在溶解度曲線的H點點時，混合液便開

18、始分層。時，混合液便開始分層。分層時溶劑的用量用杠分層時溶劑的用量用杠桿規(guī)則求得桿規(guī)則求得（4）使混合液開始分層的溶劑用量：）使混合液開始分層的溶劑用量：0833. 0968 HSHFFS所以所以 S=0.0833F=0.0833100=8.33kg1.000.20.40.6ABS0.80.20.40.60.8LPJCFHzA=23.5%，zS=22.5%，（5）萃余相的組成和混合液的總組成：）萃余相的組成和混合液的總組成：根據(jù)根據(jù)yA=36%在溶解度曲線上確定在溶解度曲線上確定E2點，借助點，借助輔助曲線作聯(lián)結(jié)線獲得與輔助曲線作聯(lián)結(jié)線獲得與E2平衡的點平衡的點R2。由圖讀得由圖讀得:xA=1

19、7%，xS=6%，xB=77%R2E2線與線與FS線的交點線的交點M為混合液的總組成為混合液的總組成點：點：由圖讀得由圖讀得:zB=54%.1.000.20.40.6ABS0.80.20.40.60.8LPJCE2R2MF溶劑溶劑S衡算式衡算式mmmmERER 11AmmAmmAmmAmmyExRyExR, 11, 11 SmmSmmSmmSmmyExRyExR, 11, 11 一、單一萃取級的物料衡算一、單一萃取級的物料衡算第第m級級m、SmAmmxxR111 、，SmAmmyyE、，、，SmAmmxxR、，、SmAmmyyE111 、，總物料衡算式總物料衡算式溶質(zhì)溶質(zhì)A衡算式衡算式11.3

20、 萃取過程計算萃取過程計算11.3.1 萃取級內(nèi)過程的數(shù)學(xué)描述萃取級內(nèi)過程的數(shù)學(xué)描述二、萃取級內(nèi)傳質(zhì)過程的簡化二、萃取級內(nèi)傳質(zhì)過程的簡化理論級與級效率理論級與級效率溶解度曲線溶解度曲線理論級理論級進入一個理論級的兩股物流進入一個理論級的兩股物流Rm-1和和Em+1，無論其組成如何，經(jīng)過傳質(zhì)之后離開該級無論其組成如何，經(jīng)過傳質(zhì)之后離開該級的兩股物流的兩股物流Rm和和Em達成平衡。達成平衡。特征方程簡化為：特征方程簡化為：)(,AmAmxfy 分配曲線分配曲線實際萃取級實際萃取級= 100%級效率級效率理論級理論級)(,AmSmxx )(,AmSmyy NA= （物性，操作條件，設(shè)備結(jié)構(gòu)等）物性，

21、操作條件，設(shè)備結(jié)構(gòu)等）f11.3.2 單單級萃取級萃取0, FSFAxxFBSAx,x,x,RBSAx,y,y,ESAzzS,一、解析計算一、解析計算物料衡算：物料衡算：F+S=R+EFxFA+SzA=RxA+EyAF0+SzS=RxS+EyS設(shè)為理論級，特征方程：設(shè)為理論級，特征方程：)(ASyy )(ASxx )(AAxfy R=MESMFMFS REMRME 二、圖解計算（方便）二、圖解計算（方便）xAR 聯(lián)結(jié)線聯(lián)結(jié)線RE E確定原料確定原料F與溶劑與溶劑S兩兩點點總物料的組成點總物料的組成點MFS和和RE兩聯(lián)線之交點。兩聯(lián)線之交點。溶劑比：溶劑比：萃取器內(nèi)總流量：萃取器內(nèi)總流量： M=

22、F+S萃取相流量：萃取相流量：萃余相流量：萃余相流量：ERM1.000.20.40.6ABS0.80.20.40.60.8xAF例：以水為溶劑，對例：以水為溶劑，對xF=30%的丙酮的丙酮醋酸乙酯溶液進醋酸乙酯溶液進行單級（一個理論級）間歇萃取，為使萃余液的溶行單級（一個理論級）間歇萃取，為使萃余液的溶質(zhì)濃度質(zhì)濃度x0降至降至15%，每，每kg原料液需加多少水？能得原料液需加多少水？能得到多少萃取液？其濃度為多大？若需使到多少萃取液？其濃度為多大？若需使x0降至降至5%，結(jié)果又如何？結(jié)果又如何？附：丙酮附：丙酮(A)醋酸乙酯醋酸乙酯(B)水水(S)在在30下的相平衡下的相平衡數(shù)據(jù)（質(zhì)量百分率）

23、數(shù)據(jù)（質(zhì)量百分率）解：根據(jù)平衡數(shù)據(jù)，標(biāo)繪出溶解度曲線和聯(lián)結(jié)線（略）解：根據(jù)平衡數(shù)據(jù)，標(biāo)繪出溶解度曲線和聯(lián)結(jié)線（略）MSMFFS 1.000.20.40.6ABS0.80.20.40.60.8水量水量S：式式中中40及及60是按底邊上標(biāo)尺是按底邊上標(biāo)尺（與（與MS及及MF成比例成比例）讀出）讀出FR0REM料液料液水水kgkg/5 . 14060 在邊在邊BA上標(biāo)明點上標(biāo)明點F及及R0 。 點點R0與點與點S相連的直線交溶解度曲線的左支于點相連的直線交溶解度曲線的左支于點R，作通過點作通過點R的聯(lián)結(jié)線的聯(lián)結(jié)線RE，RE與與FS的交點的交點M代表原料液加入水后達到的總組成。代表原料液加入水后達到的

24、總組成。萃取液的濃度：萃取液的濃度：0003EREF 連線連線SE的延長線交邊的延長線交邊BA于于E0，得知，得知萃取液的量萃取液的量E0：y0=60%。0000FEFRRE 213060153000 FFxyxxkgkgFRkgkgFE/32/3100 EFR01.000.20.40.6ABS0.80.20.40.60.8RME0用同樣的方法，在用同樣的方法，在邊邊BA上定出萃余液濃度上定出萃余液濃度x0 =5%的點的點R0 ，1.000.20.40.6ABS0.80.20.40.60.8FR0 則所作聯(lián)結(jié)線與則所作聯(lián)結(jié)線與FS的交點已的交點已落在兩相區(qū)之外（即在均相區(qū)），說明單級萃取落在兩

25、相區(qū)之外（即在均相區(qū)），說明單級萃取不能使萃余液中不能使萃余液中A的濃度降到的濃度降到5%，對此，需用多，對此，需用多級萃取。級萃取。RER0三、溶劑比的選擇與分離范圍三、溶劑比的選擇與分離范圍（1）FS，M靠近靠近F，混合物的點落在溶解度混合物的點落在溶解度曲線上曲線上M1點點minSF（2）最小溶劑比）最小溶劑比 時，時，SBAFAFx,M1FS， M靠近靠近S， 此時物系處于分層的臨界點，萃余相此時物系處于分層的臨界點，萃余相R與與M1重合，重合，萃取相量萃取相量0；混合物只有一個相，；混合物只有一個相，無分離作用無分離作用。 萃余液濃度萃余液濃度xA0=xF,A R混合物的點落在溶解度

26、曲線上混合物的點落在溶解度曲線上M2點點maxSF（3）最大溶劑比）最大溶劑比 時，時，SBAFAFx,M2 此時萃取相此時萃取相E與與M2重合，萃余相量重合，萃余相量0；混合物只；混合物只有一個相，有一個相，無分離作用無分離作用。 萃取液濃度萃取液濃度yA0=xF,A E（4）適宜的萃取劑用量）適宜的萃取劑用量進行萃取操作時應(yīng)滿足：進行萃取操作時應(yīng)滿足：minmaxSSSFFF適適宜宜萃取劑用量用杠桿規(guī)則可算出萃取劑用量用杠桿規(guī)則可算出SAxxR111,FSFAxxF,SAyyE111,SAyyE222,111.3.4 多級逆流萃取多級逆流萃取2SAyyE333,SAxxR222,NNSNA

27、NxxR,SAzzS, 當(dāng)料液中兩個組分均為過程的產(chǎn)物而需要較完全當(dāng)料液中兩個組分均為過程的產(chǎn)物而需要較完全地加以分離時，一般均用多級逆流萃取。地加以分離時，一般均用多級逆流萃取。 多級逆流萃取可將萃余相中溶質(zhì)含量降至很低，多級逆流萃取可將萃余相中溶質(zhì)含量降至很低，萃取相中溶質(zhì)含量較高。萃取相中溶質(zhì)含量較高。操作可在溶劑用量較少的情況下獲得較大的分離程度。操作可在溶劑用量較少的情況下獲得較大的分離程度。 逐級接觸式逐級接觸式11.4 萃取設(shè)備萃取設(shè)備11.4.1 11.4.1 萃取設(shè)備的主要類型萃取設(shè)備的主要類型無外加能量：篩板塔無外加能量：篩板塔有外加能量：混合有外加能量：混合澄清槽等澄清槽

28、等微分接觸式微分接觸式無外加能量：噴灑塔及填料萃取塔無外加能量：噴灑塔及填料萃取塔有外加能量：轉(zhuǎn)盤塔等有外加能量：轉(zhuǎn)盤塔等（1 1）多級混合多級混合澄清槽澄清槽 11.4.1.1 逐級接觸式萃取設(shè)備逐級接觸式萃取設(shè)備.輕相為分散相輕相為分散相（2 2）篩板塔篩板塔重相為分散相重相為分散相11.4.1.2 微分微分接觸式液液傳質(zhì)設(shè)備接觸式液液傳質(zhì)設(shè)備（1 1）噴灑塔）噴灑塔（2 2）填料塔填料塔（3 3）脈沖填料塔和脈沖填料塔和脈沖篩板塔脈沖篩板塔（4 4）振動篩板塔振動篩板塔（5 5）轉(zhuǎn)盤塔轉(zhuǎn)盤塔課堂練習(xí)課堂練習(xí) 1、單級萃取中，在維持進料組成和萃取相組成不變的、單級萃取中，在維持進料組成和萃

29、取相組成不變的條件下，若用含有少量溶質(zhì)的萃取劑條件下，若用含有少量溶質(zhì)的萃取劑S代替純?nèi)軇┐婕內(nèi)軇㏒，則所獲得的萃余相質(zhì)量與萃取相質(zhì)量之比將（則所獲得的萃余相質(zhì)量與萃取相質(zhì)量之比將（ ）。）。 3、選擇萃取劑時，希望（、選擇萃取劑時，希望（ ）。）。 A 只能與溶質(zhì)部分互溶；只能與溶質(zhì)部分互溶； B 只能與稀釋劑部分互溶；只能與稀釋劑部分互溶； C 可與溶質(zhì)完全互溶；可與溶質(zhì)完全互溶； D 可與稀釋劑完全互溶?？膳c稀釋劑完全互溶。2、如右圖，在單級萃取中，保、如右圖，在單級萃取中，保持進料量持進料量F及組成不變，純?nèi)軇┘敖M成不變，純?nèi)軇┹腿?，若加大萃取劑用量萃取，若加大萃取劑用?，則，則萃

30、取液組成萃取液組成yA0（ ），），萃余相組成萃余相組成xA （ ）。）。ABS減小減小先先后后減小減小C（7）用什么辦法在不影響萃取液）用什么辦法在不影響萃取液中中A的含量的條件下，減少萃余液的含量的條件下，減少萃余液中中A的含量？的含量？一一、某混合物含溶質(zhì)、某混合物含溶質(zhì)A20%，稀釋劑，稀釋劑B80%，擬用純?nèi)?，擬用純?nèi)軇﹦㏒進行單級萃取，要求萃余液中進行單級萃取，要求萃余液中A的含量為的含量為10%，溶，溶解度曲線如圖示。在操作范圍內(nèi)溶質(zhì)解度曲線如圖示。在操作范圍內(nèi)溶質(zhì)A的分配系數(shù)的分配系數(shù)kA=1，試求：，試求：（1）當(dāng)處理）當(dāng)處理100kg原混合液時，需溶劑用量多少原混合液時，需

31、溶劑用量多少kg？（2）所得萃取相、萃余相的質(zhì)量和組成。）所得萃取相、萃余相的質(zhì)量和組成。（3）所得萃取液中）所得萃取液中A的濃度為多少？的濃度為多少？（4）萃取相中）萃取相中A、B組分的濃度比。組分的濃度比。（5）過程的選擇性系數(shù)為多少？）過程的選擇性系數(shù)為多少？（6）采用單級萃取，萃取液可能）采用單級萃取，萃取液可能達到的最大濃度。達到的最大濃度。在在相圖上由相圖上由xA=10%找到找到R點，聯(lián)結(jié)點，聯(lián)結(jié)RS，交，交平衡線左支于平衡線左支于R點，讀得點，讀得xA=9%。%9 AAAAAAxkyxykkgMSFMFS1258 .185 .23100 在圖中找到在圖中找到E點。點。FR0REM

32、解：（解：（1）由）由xF=20%找到找到F點，聯(lián)結(jié)點，聯(lián)結(jié)FS。聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)RE與與FS交于交于M點，則點，則MSFMFS （2）總）總物料流量：物料流量：M=F+S=100+125=225kg%13%9 SAxxREM萃余相：萃余相：萃取相：萃取相：1822516624.4RMEMkgRE %70%9 SAyykgEMR59166225 %21%70%91yB %78%13%91 Bx（4）萃取相中萃取相中A、B組分的濃度比：組分的濃度比：733 . 013 . 01 AABABAyyyyyy857. 39 . 0/1 . 07 . 0/3 . 0)1/()1/(/ AAAABABABABAx

33、xyyxxyyxxyy REM（3）萃取液中）萃取液中A的濃度：的濃度：聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)SE并延長交并延長交AB邊于點邊于點E，（5）過程的選擇性系數(shù)：）過程的選擇性系數(shù)：E0讀得讀得yA=30%.聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)S與溶解度曲線的切點與溶解度曲線的切點e，并延長交，并延長交AB邊于邊于E 點點，讀得讀得yA,max=62%。（7）若要在不影響萃取液中）若要在不影響萃取液中A的含量的條件下，減少的含量的條件下，減少萃余液中萃余液中A的含量，可用的含量，可用多級逆流萃取多級逆流萃取。e（6）單級萃取，萃取液可能達到的最大濃度：）單級萃取，萃取液可能達到的最大濃度：E 二二、含、含40%丙酮的水溶液，用甲基異丁基酮

34、進行單級丙酮的水溶液，用甲基異丁基酮進行單級萃取。欲使萃余相中丙酮的含量不超過萃取。欲使萃余相中丙酮的含量不超過10%，求：，求：（1）處理每噸料液所需的溶劑量；）處理每噸料液所需的溶劑量；（2）此時萃余相質(zhì)量與萃取相質(zhì)量之比是多少？此時萃余相質(zhì)量與萃取相質(zhì)量之比是多少？（3）萃取液的量。）萃取液的量。解得：解得：E=0.4噸噸 R=0.6噸噸4 . 145631 MSFMFSMSFMFS噸噸37. 05420 MRMEER5 . 13045 FRFEERERME0R0（1）由由xF=40%找到找到F點，聯(lián)結(jié)點，聯(lián)結(jié)FS。F（2）（3）1 FER由由xA=10%，在平衡線左支找到，在平衡線左支

35、找到R點，借助輔助線找點，借助輔助線找到到E點，聯(lián)結(jié)點，聯(lián)結(jié)RE與與FS交于交于M點，則點，則三三、含溶質(zhì)、含溶質(zhì)A20%，稀釋劑，稀釋劑B80%的溶液的溶液800kg，擬用，擬用純?nèi)軇┘內(nèi)軇㏒進行單級萃取，要求萃取液中進行單級萃取，要求萃取液中A的含量不低于的含量不低于40%，溶解度曲線如圖示。，溶解度曲線如圖示。溶劑比為溶劑比為0.7 ，試求：，試求：（1）所用萃取劑的質(zhì)量。）所用萃取劑的質(zhì)量。（2）所得萃取相、萃余相的質(zhì)量和組成。）所得萃取相、萃余相的質(zhì)量和組成。（3）過程的分配系數(shù)和選擇性系數(shù)為多少？）過程的分配系數(shù)和選擇性系數(shù)為多少？解：由解：由xF=20%找到找到F點，聯(lián)結(jié)點，聯(lián)結(jié)

36、FS。F溶劑比為溶劑比為0.7，即，即0.7SFMFMS 確定確定M點點M由由yA=40%找到找到E點，聯(lián)結(jié)點，聯(lián)結(jié)ES，交平衡線右支，交平衡線右支于于E點，點，連接連接E、M作直線交平衡線于作直線交平衡線于R點點 E0ER（1）萃取劑的質(zhì)量：）萃取劑的質(zhì)量：0.7SF 0.70.7 800560SFkg （2）總物料流量：）總物料流量：M=F+S=800+560=1360kg13%12%ASxx 萃余相：萃余相：萃取相：萃取相：111360650.423RMEMkgRE17%65%ASyy1360650.4709.6RMEkg 117%65%18%By 113%12%75%Bx FME0ER

37、/0.17/0.18/0.13/0.755.44ABAByyxx （3）分配系數(shù)：）分配系數(shù)： 選擇性系數(shù)：選擇性系數(shù)：FME0ER0.171.30.13AAAykx四四、含溶質(zhì)、含溶質(zhì)A40%，稀釋劑，稀釋劑B60%的溶液，的溶液，用循環(huán)萃取用循環(huán)萃取劑進行單級萃取。該萃取劑含純?nèi)軇﹦┻M行單級萃取。該萃取劑含純?nèi)軇㏒為為85%，溶質(zhì)，溶質(zhì)A為為10%，稀釋劑為，稀釋劑為5%。物系溶解度曲線及平衡連接線。物系溶解度曲線及平衡連接線的內(nèi)插輔助線如圖所示。試求：的內(nèi)插輔助線如圖所示。試求：（1）要得到含萃取劑要得到含萃取劑30%的混合液，每的混合液，每kg溶液應(yīng)加溶液應(yīng)加入多少萃取劑？入多少萃取劑

38、？ （3） 50kg原料液和原料液和25kg溶劑混合在一起，得到的混溶劑混合在一起，得到的混合液是否能分層？若分層，至少再加入多少原料液合液是否能分層？若分層，至少再加入多少原料液才能使其不分層？若不分層，至少再加入（或減少）才能使其不分層？若不分層，至少再加入（或減少）多少原料液才能使其分層？多少原料液才能使其分層？（4）若）若原料液流量為原料液流量為100kg/h，最大萃取劑用量是多，最大萃取劑用量是多少？此時萃取液的組成、萃余相的量是多少？少？此時萃取液的組成、萃余相的量是多少？（2）若萃取相中若萃取相中A的含量為的含量為30%時，求萃取相質(zhì)量與時，求萃取相質(zhì)量與萃余相質(zhì)量之比。萃余相質(zhì)

39、量之比。解：萃取劑含純?nèi)軇┙猓狠腿┖內(nèi)軇㏒為為85%，溶質(zhì)，溶質(zhì)A為為10%，稀釋劑，稀釋劑為為5%，定出，定出S 點。連結(jié)點。連結(jié)FS1.000.20.40.6ABS0.80.20.40.60.8S（1）根據(jù)混合液中萃）根據(jù)混合液中萃取劑含量為取劑含量為30%，在，在BS邊找到邊找到C點（點（zS=0.3)FCM過過C點作垂線交點作垂線交FS于于M190.5336SFMFMS 0.530.53 10.53SFkg 所以每所以每kg溶液應(yīng)加入的萃取劑：溶液應(yīng)加入的萃取劑：1.000.20.40.6ABS0.80.20.40.60.8S（2）根據(jù)萃取相中）根據(jù)萃取相中A的含量為的含量為30%時，在時，在AB邊找到邊找到xA,F=0.3，作水平線交溶