第章改2356ppt课件.ppt
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1、11.1 概述 11.1.1 液液萃取过程 11.1.1.1 液液萃取的目的和依据 目的:液体混合物分离。 依据:液体混合物各组分 在某种溶剂中溶解度的差异。,第11章 液液萃取,11.1.1.2 工业萃取过程,须解决的问题: (1)选择一合适的萃取剂; (2)提供优良的萃取设备; (3)完成萃取相、萃余相的脱溶剂。,工业萃取过程(稀醋酸水溶液的分离),萃取及恒沸精馏提浓醋酸流程,醋酸乙酯,醋酸乙酯+醋酸 +水(少),醋酸乙酯+水-恒,醋酸乙酯(少) +水,醋酸乙酯(少) +水,醋酸乙酯+水-恒沸,酯相,11.1.1.3 萃取过程的经济性 过程的经济性很大程度上取决于萃取剂的 性质。 萃取剂的
2、技术指标: (1) 溶解能力强; (2) 选择性高; (3)与被分离组分A之间的相对挥发度要高; (4) 在混合液中的溶解度要小。,11.1.2 两相的接触方式 11.1.2.1 微分接触,喷洒萃取塔,11.1.2.2 级式接触 单级连续萃取,单级混合沉降槽,多级错流萃取,多级逆流萃取,11.2 液液萃取 11.2.1 三角形相图 11.2.1.1 溶液组成的 表示方法 归一条件: xA+ xB+ xS=1 xi 均为质量分率,溶液组成的表示方法,11.2.1.2 物料衡算与杠杆定律 (不但浓度,而且量也能表示) 设 R (xA, xB, xS)与 E ( yA, yB, yS)混合, 得 M
3、 ( zA, zB, zS)。,溶液组成的表示方法,(斜率一样-),11.2.1.3 混合物的和点和差点 M 为R 与E 的和点 R为 M与E 的差点 E为 M与R 的差点,溶液组成的表示方法,(只出现E、M,却少R,则以R为支点),AP 线: B、S 的相对比值相同 P1、P2 均为A与P的和点 SQ 线: A、B 的相对比值相同 Q2、Q 均为Q1与S的差点,混合液的和点和差点,11.2.2 部分互溶物系的相平衡 自由度: F = N + 2 = 3 2 + 2 = 3 T、 p 一定,互成平衡的两相组成自由度为1。,溶解度曲线: ys=(yA); xs=(xA) 平衡联结线: yA= f
4、 (xA),11.2.2.1 溶解度曲线和平衡联结线,平衡联结线,临界混溶点(P):两共轭相的组成无限趋近而变为一相,表示这一组成的点。,吡啶 氯苯水系统的平衡联结线,11.2.2.2 平衡联结线的内插,辅助曲线的作法,11.2.2.3 分配曲线与分配系数(似挥发度),萃取相 E 中A 的质量分数,萃余相 R 中A 的质量分数,分配曲线与平衡联结线的关系,11.2.3 液液相平衡与萃取操作的关系 11.2.3.1 级式萃取过程的图示,单级萃取过程,整个过程将组成为F 点的混合物分离成为含A较多的萃取液E0与含A较少的萃余液R0。,单级萃取过程,11.2.3.2 溶剂的选择性系数(似相对挥发度)
5、 选择性系数表示溶质A在两液相中浓度的差异, 1,能萃取分离; = 1,平衡联结线的延长线过S点,不能萃 取分离; ,B与S不互溶。,11.2.3.3 互溶度的影响 互溶度越小,萃取的操作范围越大, 越高。,一般,温度降低,互溶度减小,利于萃取。,互溶度对萃取过程的影响,11.3.萃取过程计算 11.3.1 萃取级内过程的数学描述 11.3.1.1 单一萃取级的物料衡算,总物料衡算式 溶质A衡算式 溶剂S衡算式,萃取级的物料衡算,11.3.1.2 理论级与级效率 理论级:进入m 级的 Rm-1 和 Em+1,不论组成 如何,传质之后,离开 m 级的 Rm与 Em达到平衡状态。 特征方程:ym,
6、S = (ym,A) (溶解度曲线) xm,S = (xm,A) (溶解度曲线) ym,A = f(xm,A) (平衡联结线) 级效率:实际萃取级和理论萃取级分离能力的差异。,11.3.2 单级萃取 11.3.2.1 单级萃取的解析计算 物料衡算 F + S = R + E FxFA + SzA = RxA + EyA SzS = RxS + EyS,单级萃取,假设萃取器相当于一个理论级,则特征方程 yS =(yA) xS =(xA) yA = f (xA),设计型问题 已知:F , xFA ,物系的相平衡关系; 工艺要求规定 xA ;(如:合成酯用水萃取cat) 选择 zA, zS , 求:
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