化工原理（下册）（ 第三版） 教学课件 作者 张利锋闫志谦 编 第八章 液液萃取.pptVIP

尚辅网 尚辅网 * * 尚辅网 第八章 液－液萃取 尚辅网 萃取操作：根据混合液体中各组分在所选择的同一种溶液中溶解度的差异，使混合液中欲分离组分溶解于溶剂中，达到与其他组分完全或部分分离的操作，称为萃取操作。 萃取剂：在萃取过程中，所选用的溶剂称为萃取剂，以Ｓ表示。 溶质：混合液体中欲分离的组分称为溶质，以Ａ表示。 稀释剂：混合液体中的原溶剂称为稀释剂，以Ｂ表示。 萃取相：含萃取剂Ｓ多的一相称为萃取相，以Ｅ表示。 萃余相:含稀释剂Ｂ多的一相称为萃余相，以Ｒ表示。 基本概念 尚辅网 尚辅网 第一节 液—液萃取相平衡 一、组成在三角形相图上的表示方法 1.正三角形的三个顶点分别表示纯 物质。如图中Ａ点代表溶质Ａ的组成 为100％，其他两组分的组成为零； 同理，Ｂ点和Ｓ点分别表示纯的稀释 剂和萃取剂。 2.三角形任一边上的任一点代表二 元混合物，第三组分的组成为零。 3.三角形内任一点代表三元混合物。 尚辅网 二、相平衡关系在三角形相图上的表示方法 1．溶解度曲线与联结线 如图所示，曲线RDPGE称为溶解度曲线，曲线上每一点都有是匀相点，是Ａ、Ｂ、Ｓ三组分组成的三元混合液的分层点（或称混溶点）。溶解度曲线将三角形相图分成两个区。 尚辅网 互成平衡的两相称为共轭相（或平衡液），例如：Ｒ1、Ｅ1，Ｒ1、Ｅ1的联线称为平衡联结线（或称联结线）。 尚辅网 2．临界混溶点和辅助曲线 如图，假设已知联结线Ｒ1Ｅ1、Ｒ2Ｅ2、Ｅ3Ｒ3，分别从Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3做ＢＳ边的平行线，又从Ｅ1、Ｅ2、Ｅ3做ＢＳ边的垂线，则可得三个对应的交点Ｈ、Ｋ、Ｊ，连接诸交点的曲线ＬＪＫＨＰ即为辅助线，又称共轭曲线。 辅助线终止于溶解曲线上的点Ｐ， 通过点Ｐ的联结线为无限短，相当 于这一混合液的临界状况，而称点 Ｐ为临界混溶点。 尚辅网 3．杠杆规则 萃取操作计算时，常常利用杠杆规则确定平衡各相之间的相对数量关系。 (1)混合液总组成的Ｍ点和代 表两混合液组成的Ｒ点与Ｅ点 在同一直线上； （2）Ｅ点混合液与Ｒ点混合液 质量之比等于线段 之比，即 尚辅网 三、萃取过程在三角形相图上的表示方法 尚辅网 第二节 液－液萃取操作的流程和计算 一、单级萃取流程和计算 尚辅网 1．原溶剂Ｂ与萃取剂Ｓ部分互溶物系 依杠杆规则可知萃取剂所用量Ｓ为 式中 与 线段长度可由图上量出。 依总物料衡算知：Ｆ＋Ｓ＝Ｒ＋Ｅ＝Ｍ （1） 对溶质A作衡算： （2） 依杠杆规则求Ｅ及Ｒ，得 Ｒ＝Ｍ－Ｅ （3） 尚辅网 联立式（1）式（2）及式（3）得 整理得 同理，可求得萃取液Ｅ′与萃余液Ｒ′的量为： Ｒ′＝Ｆ－Ｅ′ 尚辅网 二、多级萃取流程 1．多级错流萃取 多级错流接触式萃取中，由于在各级均加入新鲜萃取剂，一方面有利于降低最后萃余相中溶质的浓度，而得到高的萃取效果；但另一方面萃取剂的需用量增多，使其回收和输送所消耗的能量大。 尚辅网 2．多级逆流萃取 多级逆流接触式的操作效果好，且所消耗的萃取剂量并不多，在工业上应用最为广泛。 尚辅网 3．连续接触逆流萃取 图8－17 填料萃取塔 1－喷淋器；2－填料层 3－轻液液滴并聚层；4－轻液层； 5－重液层；6－重液溢流管 尚辅网 第三节 液－液萃取设备 一、混合－澄清萃取设备 图8－19 典型单级混合－澄清槽 图8－20 三级逆流混合-澄清萃取设备 尚辅网 二、塔式萃取设备 1．喷洒塔 图8－21喷洒塔 1－重液；2－轻液 2．填料萃取塔 图8-22 填料塔（轻相为分散相） 尚辅网 3．筛板萃取塔 图8-23 筛板萃取塔（轻相为分散相） 图8-24 筛板结构示意图（重相为分散相） 尚辅网 4．脉动筛板塔 5．往复筛板塔 图8-25 脉动筛板塔 图8-26 往复筛板萃取塔 尚辅网 6．转盘萃取塔 图8-27 转盘萃取塔 * * * *