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1、 8.3 部分互溶物系的萃取计算部分互溶物系的萃取计算8.3.1 单级萃取单级萃取一一、流程流程 二、特点: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:计算: 已知原料液的处理量及组成(生产工艺给定),计算: 1. 给给定定溶剂S的的用用量量mS及及组组成成,求求萃萃取取相相E与与萃萃余相余相R的量的量mE和和mR及组成及组成y、x。方法:方法:(1)依S的用量mS及F的量mF和组成xF确定和点M。 ABSFM. (2)确定E,R的量及组成。 采取图解试差法确定E,R的组成。 试差过程试差过程ABSFMER由杠杆定律确定E和R的量。. (3) 确定萃取液与萃余液的组
2、成及量ABSFMERER脱除溶剂量为: 2、根据给定的原料液根据给定的原料液F及规定的分离要求,求溶剂及规定的分离要求,求溶剂S用量用量 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;ABRREFMS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最大溶剂用量及最小溶剂用量ABFSME1R1 减小S,当达到R2时,混溶,故位于R2时的溶剂用量为 S minR2E2当S=Smax时:当S=Smin时:单级萃取的溶剂范围:单级萃取的溶剂范围:SminSSmax4、萃取液的最大浓度萃取液的最大浓度当S=Smin时,E的浓度yA最大,但yA一般不
3、是最大。yA= yAmax时溶剂用量的求法:ABS 过S点作溶解度曲线的切线得点E,求得R,得M点,于是得:yAmaxERFM对比:yA与yAmaxyA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 多级错流萃取多级错流萃取 一、一、流程流程 二、特点二、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、计算计算()设计型计算()设计型计算已已知知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()操作型问题 已知理论
4、级数,估计其分离能力。方法基本相同。ABSFM1R1E1M2R2E2M3R3E3R38.3.3多级逆流萃取多级逆流萃取一流程流程:二特点二特点 连续逆流操作,分离程度较高三计算三计算 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 iR i-1E i+1RiEi即Ei和Ri平衡,若能确定Ri组成xi和Ei+1组成yi+1之间的关系,即可求得理论级数(逐级计算) 1物料衡算:物料衡算:M点是F、S的和点,也是E1、RN的和点ABSFMRNRNE1利用杠杆定律:注意注意E1和和RN不是共轭相不是共轭相2各级的物料衡算各级的物料衡算 第一
5、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E1AFMRNRNE1DBSAFMRNRNE1DR1E2F S RN E1 DF S M RN E1 (差点差点 ) R1 E2(2)利用分配曲线)利用分配曲线 N较多,三角形相图内作图不准确。 画分配曲线画分配曲线; 画操作线画操作线: 过D点画级联线,求得画梯级得理论级数 示意图示意图图8-31 在直角坐标中图解下场论基数NABFRn RnE1yi+1xiM12iDS(a)xfxiyi+1y1xn操作线y分配曲线x1
6、23456iCi(b)0四、溶剂比对操作的影响溶剂比对操作的影响1溶剂比和最小溶剂比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。示意图示意图p2、最小溶剂比的求法最小溶剂比的求法 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。RNRN连接F、Dmin点,与溶解度曲线相交于E1点,FE1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