第4章

液－液萃取

通過(guò)本章學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握液－液相平衡在三角形相圖上的表示方法，能用三角形相圖對(duì)單級(jí)萃取過(guò)程進(jìn)行分析和計(jì)算。了解多級(jí)萃取過(guò)程的流程與計(jì)算方法；萃取設(shè)備的類(lèi)型及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。學(xué)習(xí)目的與要求液-液萃取簡(jiǎn)介20世紀(jì)30年代用于工業(yè)生產(chǎn)的新的液體混合物分離技術(shù)發(fā)展：回流萃取、雙溶劑萃取、反應(yīng)萃取、超臨界萃取、液膜分離技術(shù)萃取成為分離液體混合物很有生命力的操作單元之一原理：利用原料液中組分在適當(dāng)溶劑中溶解度的差異萃取劑：萃取所用的溶劑

應(yīng)對(duì)溶質(zhì)具有較大的溶解能力

與稀釋劑應(yīng)不互溶或部分互溶溶質(zhì)：混合液中欲分離的組分稀釋劑：混合液中的溶劑萃取操作萃取相——萃取劑提取了溶質(zhì)萃取相為混合物，需要用精餾、蒸發(fā)或反萃取等方法進(jìn)行分離，得到溶質(zhì)產(chǎn)品和溶劑，萃取劑供循環(huán)使用萃余相——分離出溶質(zhì)的混合液與精餾比較：當(dāng)用于分離揮發(fā)性混合物時(shí)，萃取過(guò)程比較復(fù)雜，萃取相中萃取劑的回收往往還要應(yīng)用精餾操作萃取過(guò)程：常溫操作、無(wú)相變、選擇適當(dāng)溶劑可以獲得較高分離系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)萃取分離有利的情形⑴溶液中各組分的沸點(diǎn)非常接近，或者說(shuō)組分之間的相對(duì)揮發(fā)度接近于1⑵混合液中的組成能形成恒沸物，用一般的精餾不能得到所需的純度⑶混合液重要回收的組分是熱敏性物質(zhì)，受熱易于分解、聚合或發(fā)生其它化學(xué)變化⑷需分離的組分濃度很低且沸點(diǎn)比稀釋劑高，用精餾方法需蒸餾出大量稀釋劑，耗能量很多液－液萃取在工業(yè)上的應(yīng)用液－液萃取在石油化工中的應(yīng)用液液萃取已廣泛應(yīng)用于分離和提純各種有機(jī)物質(zhì)如：輕油裂解和鉑重整產(chǎn)生的芳烴混合物的分離用脂類(lèi)溶劑萃取乙酸用丙烷萃取潤(rùn)滑油中的石蠟在生物化工中和精細(xì)化工中的應(yīng)用

熱敏性混合物，選擇適當(dāng)?shù)娜軇?，避免受熱所損壞如：青霉素的生產(chǎn)用玉米發(fā)酵得到的含青霉素的發(fā)酵液，一醋酸丁脂為溶劑，經(jīng)過(guò)多次萃取得到青霉素的濃溶液萃取操作已在制藥工業(yè)，精細(xì)化工中占有重要的地位液－液萃取在工業(yè)上的應(yīng)用濕法冶金中的應(yīng)用20世紀(jì)40年代，原子能工業(yè)，鈾、釷、镮等金屬提煉近20年來(lái)，低品位有色金屬的提取目前認(rèn)為只要價(jià)格與銅相當(dāng)或超過(guò)銅的有色金屬如鈷，鎳，鋯等等，都應(yīng)優(yōu)先考慮溶劑萃取法有色金屬已逐漸成為溶劑萃取應(yīng)用的領(lǐng)域（1）從礦石的浸出液中提取、富集有價(jià)金屬。如低品位氧化銅礦石的生物浸出-萃取-電積工藝。（2）分離化學(xué)性質(zhì)相近的金屬離子。如分離鈮鉭、分離鋯鉿、分離鈷鎳，以及分離稀土金屬元素等。（3）核工業(yè)材料的提取。如鈾的分離、富集與提取。（4）凈化溶液。如從鎳電解液中凈化除去銅、鐵等雜質(zhì)離子。萃取在有色金屬主要應(yīng)用目前冶金中常用的萃取劑可分為含氧萃取劑（包括醚、醇、酮、酸、酯等）、含磷萃取劑、含氮萃取劑（包括胺、酰胺、羥肟與異羥肟酸、羥基喹啉等）、含硫萃取劑（包括硫醚類(lèi)R2S和、亞砜類(lèi)R2S=O等）。二（2-乙基已基）磷酸鈉鹽萃取鈷的過(guò)程示意圖4.1

液－液萃取概述

4.1.1萃取的原理與流程第4章

液－液萃取一、萃取過(guò)程的原理形成兩相體系的方法引入一液相（萃取劑）分離物系液體混合物萃取原理液體混合物(A+B)引入另一液相（萃取劑S）各組分在萃取劑中溶解度不同液相E(萃取相)(S+A+微量B)液相R(萃余相)(B+微量A、S)示例用苯萃取分離醋酸和水混合物二、萃取操作流程萃取操作示意圖4.1.1萃取的原理與流程4章

液－液萃取和液－固浸取4.1.2萃取的分類(lèi)與應(yīng)用4.1

液－液萃取概述

一、萃取過(guò)程的分類(lèi)按有無(wú)化學(xué)反應(yīng)分類(lèi)萃取化學(xué)萃取物理萃取

√按萃取級(jí)數(shù)分類(lèi)多級(jí)逆流萃取

萃取多級(jí)萃取單級(jí)萃取

√多級(jí)并流萃取

按萃取技術(shù)分類(lèi)雙溶劑萃取單溶劑萃取

√膜萃取凝膠萃取超臨界萃取一、萃取過(guò)程的分類(lèi)萃取反向膠團(tuán)萃取按萃取組分?jǐn)?shù)目分類(lèi)萃取多組分萃取單組分萃取

√單組分萃取混合液中只有一種欲分離的溶質(zhì)被溶劑萃取或者其他組分雖然同時(shí)萃取,但不影響欲分離的溶質(zhì)的質(zhì)量要求單組分萃取的基本原理、操作流程與設(shè)計(jì)計(jì)算的基本關(guān)系式與吸收的基本類(lèi)似，基本流程：※單級(jí)萃取和并流接觸萃?。喝苜|(zhì)在萃取劑中的溶解度很大或溶質(zhì)萃取要求不高的場(chǎng)合※多級(jí)錯(cuò)流萃?。狠腿÷矢摺⒉僮骱?jiǎn)單，萃取劑用量大※多級(jí)逆流萃?。盒≥腿┯昧揩@得較高萃取率※連續(xù)逆流萃取：工業(yè)上常用的流程二、萃取操作的應(yīng)用萃取操作應(yīng)用場(chǎng)合溶質(zhì)濃度很低

,且為難揮發(fā)組分物系的分離熱敏性物系的分離相對(duì)揮發(fā)度物系的分離第4章

液－液萃取4.2液－液相平衡關(guān)系4.2.1

液－液平衡相圖4.1

液－液萃取概述

一、組成在三角形相圖上的表示方法萃取為三元物系的分離過(guò)程溶質(zhì)A原溶劑B萃取劑S三角形坐標(biāo)圖等邊三角形坐標(biāo)圖等腰三角形坐標(biāo)圖非等腰三角形坐標(biāo)圖√組成的表示方法液－液萃取過(guò)程也是以相際的平衡為極限三元體系難以用直角坐標(biāo)系來(lái)表示三元體系的相平衡關(guān)系用三角坐標(biāo)圖來(lái)表示在三角形坐標(biāo)圖中常用質(zhì)量百分率或質(zhì)量分率表示混合物的組成少數(shù)采用體積分率或摩爾分率表示的本教程中均采用質(zhì)量百分率或質(zhì)量分率等邊三角形

——組成的表示方法三個(gè)頂點(diǎn)表示純物質(zhì)A代表溶質(zhì)A的組成為100%，其它兩組分的組成為零B點(diǎn)和S點(diǎn)分別代表純的稀釋劑和萃取劑任一邊上的任一點(diǎn)代表二元混和物，第三組分的組成為零圖中AB邊上的E點(diǎn)，代表A、B二元混合物,其中A的組成為40%，B的組成為60%，S的組成為零等邊三角形——組成的表示方法習(xí)慣上，在三角形坐標(biāo)圖中，AB邊以A的質(zhì)量分率作為標(biāo)度，BS邊以B的質(zhì)量分率作為標(biāo)度，SA邊以S的質(zhì)量分率作為標(biāo)度。等邊三角形

——組成的表示方法M代表有A,B,S

三個(gè)組分組成的混合物過(guò)M點(diǎn)分別作三個(gè)邊的平行線(xiàn)ED,HG與KF線(xiàn)段BE(SD)代表A的組成線(xiàn)段AK(BF)代表S的組成線(xiàn)段AH(SG)代表B的組成三元混合物的組成為:X

A=BE=0.40XB=AH=0.30X

S=AK=0.30三者之和等于1等邊三角形

——組成的表示方法也可過(guò)M點(diǎn)分別作三個(gè)邊的垂直線(xiàn)MN、ML及MJ垂直線(xiàn)段ML、MJ

和MN

的長(zhǎng)度比分別代表A、B、S的組成右圖可知，M點(diǎn)的組成為40%A、30%B和30%S

組成在等腰直角三角形坐標(biāo)圖上的表示方法

M點(diǎn)D點(diǎn)ABS二、各組分量之間的關(guān)系－杠桿規(guī)則杠桿規(guī)則M=和點(diǎn)差點(diǎn)差點(diǎn)MAMBMA+MB杠桿規(guī)則的應(yīng)用

ABS液相Rr

kgxA、xS、xB

液相E

e

kgyA、yS、yB液相M

m

kgzA、zS、zB三、液－液平衡相圖(溶解度曲線(xiàn))

根據(jù)萃取操作中各組分的互溶性，三元物系分為以下情況，即Ⅰ類(lèi)物系

Ⅱ類(lèi)物系

√1.溶解度曲線(xiàn)的兩種形式①A完全溶于B及S，B與S不互溶②A完全溶于B及S，B與S部分互溶③A完全溶于B，A與S部分互溶B與S部分互溶溶解度曲線(xiàn)和聯(lián)結(jié)線(xiàn)

A完全溶于B、S,而B(niǎo)與S部分互溶T一定,B與S任意混合→兩個(gè)互不相溶的液層(點(diǎn)L、J)總組成為C的二元混合液中逐漸加入組分A成為三元混合液B與S質(zhì)量比為常數(shù)，故三元混合液的組成將沿AC線(xiàn)變化溶解度曲線(xiàn)和聯(lián)結(jié)線(xiàn)

若加入A的量恰好是混合液由兩個(gè)液相變成一個(gè)液相時(shí),相應(yīng)組成坐標(biāo)如圖C‘——混溶點(diǎn)或分層點(diǎn)總組成為D、F、G、H等二元混合液按上述方法作實(shí)驗(yàn),分別得到混溶點(diǎn)D‘、F‘、G'及H‘聯(lián)L、C‘、D‘、F‘、G‘、H’及J諸點(diǎn)的曲線(xiàn)為在實(shí)驗(yàn)溫度下的三元混合物的溶解度曲線(xiàn)若組分B

與S完全不互溶,則點(diǎn)L與J

分別與三角形的頂點(diǎn)B與S相重合溶解度曲線(xiàn)

(1)－已知聯(lián)結(jié)線(xiàn)共軛相均相區(qū)兩相區(qū)溶解度曲線(xiàn)臨界混溶點(diǎn)聯(lián)結(jié)線(xiàn)溶解度曲線(xiàn)

(2)－已知輔助曲線(xiàn)輔助曲線(xiàn)溶解度曲線(xiàn)輔助曲線(xiàn)和臨界混溶點(diǎn)若要求與已知相成-平衡的另一相的數(shù)據(jù),常借助輔助曲線(xiàn)(也稱(chēng)共軛曲線(xiàn))求得若干聯(lián)結(jié)線(xiàn)數(shù)據(jù)－輔助曲線(xiàn)通過(guò)點(diǎn)R1、R2...等分別作底邊BS的平行線(xiàn)通過(guò)相應(yīng)聯(lián)結(jié)線(xiàn)另一端點(diǎn)E1、E2...等分別作側(cè)直角邊AS的平行線(xiàn)諸線(xiàn)相交于點(diǎn)J、K、...聯(lián)結(jié)這些交點(diǎn)所得平滑曲線(xiàn)即為輔助曲線(xiàn)利用輔助曲線(xiàn)便可從已知相R(或E)與之平衡的另一相組成E(或R)輔助曲線(xiàn)和臨界混溶點(diǎn)輔助曲線(xiàn)與溶解度曲線(xiàn)的交點(diǎn)P通過(guò)該點(diǎn)的聯(lián)結(jié)線(xiàn)為無(wú)限短,相當(dāng)于這一系統(tǒng)的臨界狀態(tài)——臨界混溶點(diǎn)(平衡液相沒(méi)有共軛相)聯(lián)結(jié)線(xiàn)具一定的斜率——臨界混溶點(diǎn)一般不在溶解度曲線(xiàn)的頂點(diǎn)臨界混溶點(diǎn)由實(shí)驗(yàn)測(cè)得當(dāng)已知的聯(lián)結(jié)線(xiàn)很短(即很接近于臨界混溶點(diǎn))時(shí),才可用外延輔助曲線(xiàn)的方法求出臨界混溶點(diǎn)三元物系的溶解度曲線(xiàn)、聯(lián)結(jié)線(xiàn)、輔助曲線(xiàn)、臨界混溶點(diǎn)的數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得，也可從手冊(cè)或有關(guān)專(zhuān)著中查得P兩種溶解度曲線(xiàn)的互換由聯(lián)結(jié)線(xiàn)求輔助曲線(xiàn)兩種溶解度曲線(xiàn)的互換由輔助曲線(xiàn)求聯(lián)結(jié)線(xiàn)2.溫度對(duì)溶解度曲線(xiàn)的影響溫度T溶解度兩相區(qū)～～不利于萃取操作三、液－液平衡相圖(溶解度曲線(xiàn))第4章

液－液萃取4.2液－液相平衡關(guān)系4.2.1

液－液平衡相圖4.1

液－液萃取概述

4.2.2液－液平衡方程與分配曲線(xiàn)一、以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示的平衡方程氣液平衡方程液液平衡方程萃取相中溶質(zhì)分?jǐn)?shù)萃余相中溶質(zhì)分?jǐn)?shù)分配系數(shù)若S與B完全不互溶萃取相中不含B，S的量不變萃余相中不含S

，B的量不變用質(zhì)量比計(jì)算方便液液平衡方程二、以質(zhì)量比表示的平衡方程萃取相中溶質(zhì)的質(zhì)量比分配系數(shù)萃余相中溶質(zhì)的質(zhì)量比三、分配曲線(xiàn)

以xA為橫坐標(biāo)，yA為縱坐標(biāo)，在直角坐標(biāo)圖上，每一對(duì)共軛相可得一個(gè)點(diǎn)，將這些點(diǎn)聯(lián)結(jié)起來(lái)，得到曲線(xiàn)稱(chēng)為分配曲線(xiàn)。溶解度曲線(xiàn)分配曲線(xiàn)分配曲線(xiàn)的作法第4章

液－液萃取4.2液－液相平衡關(guān)系4.2.1

液－液平衡相圖4.1

液－液萃取概述

4.2.2液－液平衡方程與分配曲線(xiàn)4.2.3萃取劑的選擇一、萃取劑的選擇性與選擇性系數(shù)

萃取劑的選擇性是指萃取劑S對(duì)原料液中兩個(gè)組分溶解能力的差異。

選擇性系數(shù)因?yàn)樗暂腿⌒Ч?/p>

萃取操作β

＝1

不能實(shí)現(xiàn)萃取分離一、萃取劑的選擇性與選擇性系數(shù)～二、萃取劑的選擇萃取劑選擇考慮的主要因素

選擇性系數(shù)β

原溶劑B與萃取劑S的互溶度

萃取劑回收的難易

萃取劑的其他物性

密度

表面張力

黏度

萃取劑的穩(wěn)定性、安全性、經(jīng)濟(jì)性萃取劑回收的難易與經(jīng)濟(jì)性萃取后的E相和R相，通常以蒸餾的方法進(jìn)行分離萃取劑回收的難易直接影響萃取操作的費(fèi)用，在很大程度上決定萃取過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性要求溶劑S與原料液組分的相對(duì)揮發(fā)度要大,不應(yīng)形成恒沸物，并且最好是組成低的組分為易揮發(fā)組分若被萃取的溶質(zhì)不揮發(fā)或揮發(fā)度很低，而S

為易揮發(fā)組分時(shí)，而S的氣化熱要小，以節(jié)省能耗溶劑的萃取能力大，可減少溶劑的循環(huán)量，降低E相溶劑回收費(fèi)用溶劑在被分離混合物中的溶解度小，也可減少R相中溶劑回收的費(fèi)用萃取劑的其它物性為實(shí)現(xiàn)兩相快速分離，要求萃取劑與被分離混合物有較大的的濃度差，以提高設(shè)備的生產(chǎn)能力

兩液相間的張力對(duì)分離效果也有重要影響。物系界面張力較大，分散相液滴易聚結(jié)，有利于分層，但界面張力太大，液體不易分散，接觸不良，降低分離效果；若界面張力過(guò)小，易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，使兩相難以分層。界面張力要適中其它因素：萃取劑應(yīng)具有較低的粘度凝固點(diǎn)、化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、腐蝕性小、來(lái)源充分、價(jià)格低廉等一般來(lái)說(shuō)，很難找到滿(mǎn)足上述所有要求的溶劑，選用萃取劑時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況加以權(quán)衡，以滿(mǎn)足要求4.1萃取過(guò)程概述

第4章

液－液萃取4.2液－液相平衡關(guān)系4.3液－液萃取過(guò)程的計(jì)算4.3.1單級(jí)萃取的計(jì)算一、B與S部分互溶物系已知：原料量F、原料組成

xF

溶劑組成

yS規(guī)定：萃余相組成

xR計(jì)算：萃取劑量

S

萃取相量E

、組成

yE

萃余相量R

萃取液量、組成

萃余液量、組成

單級(jí)萃取圖解xF純?nèi)軇〧xRREMyE萃取過(guò)程的表示若從E

相和R

相中脫除全部溶劑，所得到的液體分別稱(chēng)為萃取液E`和萃余液R`（組成的坐標(biāo)）E’和R’的數(shù)量關(guān)系仍可用杠桿規(guī)則確定一、B與S部分互溶物系萃取過(guò)程的表示單級(jí)萃取效果取決于R`即E`的位置從定點(diǎn)S

作溶解度曲線(xiàn)的切線(xiàn)S-EMAXEMAX代表在一定條件下可能得到的最高濃度y’max的萃取液y’max

與組分B、S

之間的互溶度密切相關(guān)，互溶度越小，萃取操作的范圍越大，可得到的y’max便越高萃取過(guò)程的表示溫度對(duì)萃取的影響由于溫度升高一般使分層區(qū)面積縮小，故萃取操作不宜在高溫進(jìn)行但溫度過(guò)低，又會(huì)使液體粘度過(guò)大，界面張力增加，擴(kuò)散系數(shù)減小萃取操作溫度應(yīng)作適當(dāng)選擇練習(xí)題目思考題作業(yè)題:1、21.萃取操作的基本原理是什么？2.共軛相、聯(lián)結(jié)線(xiàn)、臨界混溶點(diǎn)、輔助曲線(xiàn)各表

示何意義？

3.分配系數(shù)和選擇性系數(shù)各表示何意義？4.溶解度曲線(xiàn)和分配曲線(xiàn)有何聯(lián)系？4.1萃取過(guò)程概述

第4章

液－液萃取4.2液－液相平衡關(guān)系4.3液－液萃取過(guò)程的計(jì)算4.3.1單級(jí)萃取的計(jì)算一、B與S部分互溶物系二、B與S不互溶物系若B與S完全不互溶萃取相中不含B，S的量不變萃余相中不含S

，B的量不變用質(zhì)量比計(jì)算方便XFYEXRYS—原料液中組分A的質(zhì)量比，kgA/kgB—萃取相中組分A的質(zhì)量比，kgA/kgS—萃余相中組分A的質(zhì)量比，kgA/kgB—萃取劑中組分A的質(zhì)量比，kgA/kgS對(duì)溶質(zhì)A質(zhì)量衡算操作線(xiàn)方程斜率過(guò)點(diǎn)直角坐標(biāo)圖圖解法二、B與S不互溶物系單級(jí)萃取圖解計(jì)算斜率–B/S第4章

液－液萃取和液－固浸取4.3液－液萃取過(guò)程的計(jì)算4.3.1單級(jí)萃取的計(jì)算4.3.2多級(jí)錯(cuò)流萃取的計(jì)算一、多級(jí)錯(cuò)流萃取的流程多級(jí)錯(cuò)流萃取操作的特點(diǎn)

每一級(jí)均加入新鮮萃取劑

前一級(jí)的萃余相為后一級(jí)的原料液

原料液從第1

級(jí)加入

每級(jí)為新萃取劑，傳質(zhì)推動(dòng)力大，溶劑用量大

一般為間歇操作，生產(chǎn)能力小多級(jí)錯(cuò)流萃取流程示意圖

多級(jí)錯(cuò)流萃取的總?cè)軇┯昧繛楦骷?jí)溶劑用量之和，當(dāng)各級(jí)溶劑用量相等時(shí)，達(dá)到一定的分離程度所需的總?cè)軇┯昧孔钌佟?.

B與S部分互溶物系已知：三角形相圖圖解法原料量F原料組成

xF各級(jí)萃取劑用量Si規(guī)定：最終萃余相組成xn計(jì)算：萃取級(jí)數(shù)n

二、多級(jí)錯(cuò)流萃取的計(jì)算多級(jí)錯(cuò)流萃取三角形相圖圖解計(jì)算xFFS1M1R1E1M2R2E2M3R3E3n=3S2S3x

n計(jì)算≤x

n規(guī)定

2.

B與S不互溶物系(1)

直角坐標(biāo)圖解法設(shè)第

1

級(jí)作溶質(zhì)A的質(zhì)量衡算整理得二、多級(jí)錯(cuò)流萃取的計(jì)算第n級(jí)作溶質(zhì)A的質(zhì)量衡算操作線(xiàn)方程斜率過(guò)點(diǎn)直角坐標(biāo)圖圖解法二、多級(jí)錯(cuò)流萃取的計(jì)算XFYS斜率–B/SML多級(jí)錯(cuò)流萃取直角坐標(biāo)圖圖解計(jì)算Y1X1Y2X2Y3X3x

n計(jì)算≤x

n規(guī)定

n=3N(2)

解析法設(shè)平衡關(guān)系為第一級(jí)的相平衡關(guān)系為

由操作線(xiàn)方程

聯(lián)立得

二、多級(jí)錯(cuò)流萃取的計(jì)算令對(duì)第二級(jí)對(duì)第n

級(jí)…

萃取因子二、多級(jí)錯(cuò)流萃取的計(jì)算整理得計(jì)算內(nèi)容由xn級(jí)數(shù)n由n組成xn由n、xn溶劑用量S二、多級(jí)錯(cuò)流萃取的計(jì)算多級(jí)錯(cuò)流萃取級(jí)數(shù)多級(jí)錯(cuò)流萃取算圖第4章

液－液萃取4.3液－液萃取過(guò)程的計(jì)算4.3.1單級(jí)萃取的計(jì)算4.3.2多級(jí)錯(cuò)流萃取的計(jì)算4.3.3多級(jí)逆流萃取的計(jì)算一、多級(jí)逆流萃取的流程多級(jí)逆流萃取操作的特點(diǎn)

萃取劑從第n級(jí)加入

前一級(jí)的萃余相為后一級(jí)的原料液

原料液從第1

級(jí)加入

后一級(jí)的萃取相為前一級(jí)的萃取劑

萃取劑循環(huán)使用，傳質(zhì)推動(dòng)力大，溶劑用量小

連續(xù)操作，生產(chǎn)能力大多級(jí)逆流萃取流程示意圖1.

B與S部分互溶物系三角形相圖圖解法已知：原料量F原料組成

xF萃取劑用量S規(guī)定：最終萃余相組成xn計(jì)算：萃取級(jí)數(shù)n

萃取劑組成ys二、多級(jí)逆流萃取的計(jì)算物料衡算關(guān)系二、多級(jí)逆流萃取的計(jì)算凈流量差操作點(diǎn)多級(jí)逆流萃取三角形相圖圖解計(jì)算xFxnx

n計(jì)算≤x

n規(guī)定

n=4溶劑比的影響S/F較小△在左側(cè)溶劑比的影響S/F較大△在右側(cè)溶劑比的影響S/F為某數(shù)值△在無(wú)窮遠(yuǎn)處二、多級(jí)逆流萃取的計(jì)算在第1級(jí)至第i級(jí)之間進(jìn)行質(zhì)量衡算

2.

B與S不互溶物系的計(jì)算(1)直角坐標(biāo)圖圖解法整理得

操作線(xiàn)方程斜率過(guò)點(diǎn)二、多級(jí)逆流萃取的計(jì)算XFJ多級(jí)逆流萃取直角坐標(biāo)圖圖解計(jì)算Xnx

n計(jì)算≤x

n規(guī)定

n=4YSY1D斜率B/S(2)解析法設(shè)平衡關(guān)系為類(lèi)似于逆流吸收二、多級(jí)逆流萃取的計(jì)算萃取因子(3)適宜溶劑量的確定

處理量F一定SS/F操作費(fèi)n～設(shè)備費(fèi)二、多級(jí)逆流萃取的計(jì)算～根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)適宜溶劑用量XF最小溶劑用量XnYSY1

練習(xí)題目思考題作業(yè)題:3、4、51.單級(jí)萃取如何進(jìn)行計(jì)算？2.多級(jí)錯(cuò)流萃取有何特點(diǎn)，其級(jí)數(shù)如何計(jì)算？3.多級(jí)逆流萃取有何特點(diǎn)，其級(jí)數(shù)如何計(jì)算？第4章

液－液萃取和液－固浸取4.3液－液萃取過(guò)程的計(jì)算4.3.1單級(jí)萃取的計(jì)算4.3.2多級(jí)錯(cuò)流萃取的計(jì)算4.3.3多級(jí)逆流萃取的計(jì)算4.3.4微分接觸逆流萃取的計(jì)算一、微分接觸逆流萃取的流程連續(xù)相分散相重相輕相

微分接觸逆流萃取流程分散相選擇的原則

用填料塔時(shí)，

兩相黏度相差較大時(shí)，

安全角度考慮，一、微分接觸逆流萃取的流程

兩相流量相差較大時(shí)，流量大的作為分散相潤(rùn)濕性能差的作為分散相黏度大的作為分散相

易燃、易爆的液體作為分散相二、萃取塔工藝尺寸的確定1.

萃取塔有效高度的確定(1)

等板高度法提示：HETS與HETP不一定相等。與填料吸收塔類(lèi)似萃取級(jí)數(shù)等板高度(2)傳質(zhì)單元數(shù)法

與填料吸收塔類(lèi)似二、萃取塔工藝尺寸的確定萃余相總傳質(zhì)單元數(shù)萃余相總傳質(zhì)單元高度萃余相總傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算與填料吸收塔類(lèi)似二、萃取塔工藝尺寸的確定2.

萃取塔塔徑的計(jì)算UC、UD

連續(xù)相和分散相的表觀速度，m/s萃取塔塔徑二、萃取塔工藝尺寸的確定、

連續(xù)相和分散相的體積流量，m3/sUCF

連續(xù)相的液泛表觀速度，m/s連續(xù)相表觀速度的計(jì)算一相的流速過(guò)大，將另一相夾帶由其自身的入口處流出塔外。二、萃取塔工藝尺寸的確定萃取塔液泛填料萃取塔的液泛速度關(guān)聯(lián)圖橫坐標(biāo)縱坐標(biāo)4.1萃取過(guò)程概述

第4章

液－液萃取4.2液－液相平衡關(guān)系4.3液－液萃取過(guò)程的計(jì)算4.4液－液萃取設(shè)備4.4.1萃取設(shè)備的基本要求與分類(lèi)一、萃取設(shè)備的基本要求萃取設(shè)備的基本要求

兩相充分的接觸并伴有較高程度的湍動(dòng)

有利于液體的分散與流動(dòng)

有利于兩相液體的分層二、萃取設(shè)備的分類(lèi)液體分散的動(dòng)力逐級(jí)接觸式微分接觸式重力差篩板塔噴灑塔填料塔外加能量脈沖脈沖混合－澄清器脈沖填料塔液體脈沖篩板塔旋轉(zhuǎn)攪拌混合澄清器夏貝爾塔轉(zhuǎn)盤(pán)塔(RDC)偏心轉(zhuǎn)盤(pán)塔(ARDC)庫(kù)尼塔往復(fù)攪拌往復(fù)篩板塔離心力盧威離心萃取機(jī)POD離心萃取機(jī)第4章

液－液萃取4.4萃取設(shè)備4.4.1萃取設(shè)備的基本要求與分類(lèi)4.4.2萃取設(shè)備的主要類(lèi)型萃取設(shè)備的主要類(lèi)型(自學(xué))

自學(xué)要求①掌握

5

種以上主要萃取設(shè)備的名稱(chēng)。②了解主要萃取設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式。③了解主要萃取設(shè)備的工作原理。第4章

液－液萃取和液－固浸取4.4萃取設(shè)備4.4.1萃取設(shè)備的基本要求與分類(lèi)4.4.2萃取設(shè)備的主要類(lèi)型4.4.3萃取設(shè)備的選擇萃取設(shè)備選擇考慮的因素

生產(chǎn)能力

物系的物性

物系的穩(wěn)定性和液體在設(shè)備內(nèi)的停留時(shí)間萃取設(shè)備的選擇

需要的理論級(jí)數(shù)

其他

密度差

界面張力

腐蝕性

能源供應(yīng)場(chǎng)地條件4.1萃取過(guò)程概述

第4章

液－液萃取和液－固浸取4.2液－液相平衡關(guān)系4.3液－液萃取過(guò)程的計(jì)算4.4液－液萃取設(shè)備4.5.1超臨界流體萃取4.5其他萃取技術(shù)簡(jiǎn)介一、超臨界萃取的基本原理1．超臨界流體

如果某種氣體處于臨界溫度之上，則無(wú)論壓力增至多高，該氣體也不能被液化，稱(chēng)此狀態(tài)的氣體為超臨界流體。超臨界流體二氧化碳乙烯乙烷丙烷√2.

超臨界流體的基本性質(zhì)超臨界流體的基本性質(zhì)密度黏度自擴(kuò)散系數(shù)接近于液體。接近于氣體。介于氣體和液體之間，比液體大100倍左右。一、超臨界萃取的基本原理3.

超臨界流體的溶解性能

物質(zhì)在超臨界流體中的溶解度C與超臨界流體的密度ρ的關(guān)系ρ～C

超臨界流體既具有與液體相近的溶解能力，萃取時(shí)又具有遠(yuǎn)大于液態(tài)萃取劑的傳質(zhì)速率。比例系數(shù)常數(shù)一、超臨界萃取的基本原理不同物質(zhì)在二氧化碳中的溶解度1－甘氨酸2－弗朗鼠李甙3－大黃素4－對(duì)羥基苯甲酸5－1,8-二羥基蒽