化工原理教学教案 液液萃取.ppt

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1、目录第十二章液液萃取第一节概述一、什么是液液萃取二、萃取流程三、萃取剂的选择第二节液液相平衡关系及相图一、 三角形相图及其应用二、 萃取过程中的相平衡关系1《化工原理》电子教案/目录第三节分级萃取计算一、单级萃取的流程及计算习题课二、多级错流萃取习题课三、多级逆流萃取习题课第四节萃取设备目录第十二章小结2《化工原理》电子教案/目录第十二章液液萃取第一节概述一、什么是液液萃取利用液体混合物中各组分在外加溶剂中溶解度的差异而分离该混合物的操作，称为~。外加溶剂称为萃取剂。（液相）充分接触相界面(extractphase)(r

2、affinatephase)与吸收相似3第十二章液液萃取第一节概述二、萃取流程4第一节概述稀溶液：溶质是易挥发组分溶质是难挥发组分＝1或1的体系：热敏性溶液：其他-----精馏或萃取-----萃取-----萃取或特殊精馏-----萃取-----精馏思考：精馏和萃取都是用来分离液相均相混合物的，什么场合用精馏？什么场合用萃取？精馏----需汽化萃取----常温操作5第一节概述三、萃取剂的选择要求：1、对溶质溶解性大2、选择性好3、B与S互溶度越小越好4、萃取剂易于回收5、萃取相与萃余相密度差异大返回目录6第二节液液

3、相平衡关系及相图一、三角形相图及其应用液液萃取过程涉及三元体系的相平衡，此时用直角坐标系就不方便了，因此要用到三角形相图。常用的三角形相图有如下几种，原理均相同。7一、三角形相图及其应用溶质原溶剂萃取剂②每条边代表二元溶液①顶点代表纯组分③相图中的点代表三元溶液8一、三角形相图及其应用杠杆三角形相图的应用：REREFM杠杆原理：M表示混合、分离等过程；查取浓度；9一、三角形相图及其应用杠杆如何证明上述杠杆原理成立？物料衡算：----杠杆原理本质上就是物料衡算关系差点和点差点10二、 萃取过程中的相平衡关系B多S少S多

4、B少+A+A1、B与S部分互溶时相平衡关系包含：溶解度曲线共轭线MREM临界混溶点(褶点)plaitpoint辅助线B、S部分互溶时共轭线（联结线）Tieline通常由实验测定。下面，定性推出相平衡关系曲线的形状。假设在B、S溶液中加入溶质A，且加入A的量逐渐增大，则其过程可以表示如图。两相区均相区P111、B与S部分互溶时思考：1、加入溶质A后，B、S互溶度如何变化？2、B、S互溶度变大，则两相区范围如何变化？3、温度升高，对两相区范围有何影响？B、S互溶度变大B多S少S多B少+A+AMREM临界混溶点(褶点)plai

5、tpointB、S部分互溶时两相区均相区P两相区范围变小互溶度增大，两相区范围变小121、B与S部分互溶时共轭线还有以下两种情形：B、S部分互溶时13二、 萃取过程中的相平衡关系分配曲线相平衡关系曲线-----分配曲线B、S部分互溶时对角线14二、 萃取过程中的相平衡关系2、B、S部分互溶A、S部分互溶时15二、 萃取过程中的相平衡关系思考：若B与S完全不互溶，则在三角形相图中溶解度曲线如何画？3、B、S完全不互溶B、S完全不互溶时二元溶液-----相平衡关系曲线一般用分配曲线表示xy16二、 萃取过程中的相平衡关系4、

6、分配系数ki、选择性系数------分配系数distributioncoefficient------选择性系数relativeselectivity相平衡关系除用图形表示外，还可以用下式计算：17二、 萃取过程中的相平衡关系萃取要求：1，kA越大越好，kB越小越好。对照：意义相同返回目录18第三节分级萃取计算本节要讨论的19第三节分级萃取计算计算前提------理论级假定离开的两相Ri、Ei呈相平衡关系20一、单级萃取的流程及计算根据已知条件确定点F、S（或S0）、点R或R，通过相平衡关系作联结线找到点E，再作

7、图得到和点M。然后，利用杠杆原理求各量。（一）B、S部分互溶时EMERFS0R---图解法21一、单级萃取的流程及计算最小溶剂用量和最大萃取液浓度最小萃取剂用量SminMMM0yAmax最大萃取液浓度思考：最大萃取剂用量如何确定？22一、单级萃取的流程及计算（二）B、S完全不互溶时---解析法物料衡算：相平衡关系：解两个未知数浓度用质量比更方便23习题课kA<1=0【例1】单级萃取采用纯溶剂进行单级萃取。已知料液组成xF=0.3（质量分率，下同），选择性系数为6，在萃余相中xA/xB＝0.25，kA<1，溶解度曲

8、线如图所示。试求：（1）萃取液量与萃余液量的比值；（2）溶剂比S/F是最小溶剂比(S/F)min多少倍？（用线段表示）24习题课【解】（1）萃取液量与萃余液量的比值找到点F、E、R，然后应用杠杆原理求E、R的大小。ERkA<1图解法：25习题课kA<1（2）溶剂比S/F是最小溶剂比（S/F）min多少倍