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化工原理-7章液液萃取
时间:2023-10-01 18:20 点击次数:138

  b)确定E,R的量及组成 采取图解试差法确定E,R的组成。 由杠杆定律确定E和R的量:

  要求溶剂具有一定的选择性,即对 A的溶解度要大,对其它组 分的溶解度要小。 评价指标——选择性系数:

  (2)特点 ▵ 原料液与溶剂一次性接触。 ▵ 萃取相与萃余相达到平衡。 (3)计算 已知原料液的处理量及组成(生产工艺给定),计算: 操作型:给定S 的用量mS 及组成,求萃取相E与萃余 相R的量mE 和mR 及组成 y、x。 设计型:根据给定的原料液F及规定的分离要求, 求溶剂S用量。

  计算任务:确定各种萃取过程中分离程度,以及为达到分离 要求所需要的萃取剂用量和萃取理论级数。 基本工具:物料衡算和相平衡关系,计算萃取实际级数和 连续逆流萃取设备高度时还需用传质速率方程。(萃取过 程热效应较小,可认为是等温操作,不作热量衡算)

  理论萃取级:即无论进入该级的两股液流(原料、溶剂或前 一级的萃余相和后一级的萃取相)的组成如何,经过萃取后, 从该级流出的萃取相和萃余相为互成平衡的两个相。

  三角形坐标 任意三角形 直角三角形(常用等腰直角三角形) ① 表示方法 习惯表示法:

  ▲ 每条边上的点为两组分混合物; ▲ 三角形内的各点代表不同组成的三元混合物。

  ① 压力的影响: 压力的影响较小,可忽略; ② 温度的影响: 温度的影响敏感,温度升高, 溶解度增大,两相区小, 不利于萃取操作。

  相的组成? 解决办法:辅助曲线 作图法: 使用辅助曲线,已知一 相的组成可求得另一相 的组成。

  ① 相平衡数据的测定: 加入的B 、S适量,搅拌均匀,静止分层,得到互呈平衡 的液-液两相(共轭相),得到一组平衡数据。 再加入一定量A,搅拌均匀,静止分层,得到互呈平衡的液-液 两相(共轭相),得到另一组平衡数据……...

  萃取操作在化学和石油化学工业上得到广泛发展 如:乙酸乙酯溶剂萃取石油馏分氧化所得的稀醋酸-水溶液 以SO2为溶剂从煤油中除去芳香烃。

  萃取应用举例 19 世纪,用于无机物和有机物的分离,如 1842 年用二萃 取硝酸铀酰,用乙酸乙脂类的物质分离水溶液中的乙酸等。 石油化工:链烷烃与芳香烃共沸物的分离。例如用二甘醇从 石脑油裂解副产汽油中或重整油中萃取芳烃, 如苯、甲苯和二 甲苯(尤狄克斯法)。 工业废水处理:用二烷基乙酰胺脱除染料厂、炼油厂、焦化 厂废水中的苯酚。

  使组分A、B得到一定程度的分离。 (5) 应用 ① 液体混合物中各组分的相对挥发度接近 1,采用精馏的办法

  ② 混合物蒸馏时形成恒沸物; ③ 欲回收的物质为热敏性物料; ④ 混合物中含有较多的轻组分,利用精馏的方法能耗较大; ⑤ 提取稀溶液中有价值的物质;

  第三节 液液萃取过程的计算 第四节 超临界气体萃取简介 第五节 液液萃取设备

  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、S得交点M;

  (3) 最大溶剂用量及最小溶剂用量 增加S,则M靠近 S,当M点达到E1时混溶,

  有色金属冶炼:萃取是湿法冶金中溶液分离、浓缩和净化的 有效方法。例如铌 -钽、镍 -钴、铀 -钒体系的分离,以及核燃 料的制备。

  第二节 液液萃取相平衡 7.2.1 三角形坐标图及杠杆定律 (1)三角形坐标

  7.2.2 三角形相图 萃取相、萃余相的相平衡关系是萃取设计、计算的基本条件,相 平衡数据来自实验或由热力学关系推算。 讨论的前提: 各组分不发生化学反应。

  (1)几个基本概念 ① 萃取剂(溶剂)S:所用的溶剂; ② 原料液F:所处理的混合液; ③ 溶质A:原料液中易溶于溶剂的组分; ④ 原溶剂B:原料液中较难溶于溶剂的组分。

  (4)萃取液的最大浓度 当S=Smin时,E的浓度yA最大,但y’A一般不是最大。

  ② 完全不互溶物系, A、B,A、S 完全互溶,而B、S完全不互溶。 共轭相中,一相 S=0

  两相 萃余相 R, x——原溶剂相中出现 (BSA) 萃取相脱除溶剂得萃取液 E’, y’ 脱溶剂后 萃余相脱除溶剂得萃余液 R’, x’ (3)实现萃取操作的基本要求 ① 选择适宜的溶剂。溶剂能选择性地溶解各组分,即对溶质具

  主要物理性质:密度差,界面张力,粘性 要求:密度差大,界面张力适中,粘度较低。 (6)稳定性,腐蚀性,价格 良好的稳定性,腐蚀性小,毒性低,资源充足,价格适宜等。

  分类: (1)级式接触式:单级,多级错流,多级逆流 (2)连续(微分)接触式

  (2)溶剂萃取容量 定义:部分互溶物系的褶点处或第二类物系溶解度最大时, 萃取相中单位溶剂可能达到的最大溶质负荷。

  (3)溶剂与原溶剂的互溶度 B 、S 互溶度越小,两相区越大,萃取操作范围也越大,

  注意: 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。

  为混溶点; ④ 临界混溶点(褶点) :共轭相的组成相同,其位置和物系有关; ⑤ 萃取相和萃余相: 以原溶剂为主的相称为萃余相,以溶剂为 主的相称为萃取相。

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