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第十二章 萃取 一、思考题 1、萃取操作的原理是什么？工业萃取过程包括那几个基本过程？ 2、萃取分离具有什么特点？ 3、在什么情况下采用萃取分离方法可获得良好的技术经济效果？ 4、三角形坐标图有多种类型，在实际应用时如何选择？ 5、根据辅助曲线的作法，可得多条辅助曲线，在实际应用时如何选择？ 6、选择萃取剂时需考虑哪些因素？ 7、萃取过程的典型流程有几种？各具有什么特点？ 8、萃取的计算有多种方法，计算时如何选用？ 9、单级、多级错流、多级逆流萃取计算的三角形坐标图解时，均用到杠杆规则来确定和点M。由各萃取流程的特点可知，在多级逆流萃取时，原料液F与新鲜萃取剂S并没有直接发生混合，为何仍可应用杠杆规则由F、S的量来确定和点M，从而确定第一级萃取相E1的组成及量？ 10、对于气液传质的塔设备，气液负荷都有一定的范围，否则会发生液泛等不正常操作现象。对于逆流操作的萃取塔，是否也会发生液泛？ 二、计算题 9-1 将含A、B组成分别为0.5(质量分数,下同)的400kg混合液与含A、C组成分别为0.2、0.8的混合液600kg进行混合．试在三角形坐标中表示：(1)混合液混合后的总组成点M1，并由图读出其总组成；(2)由图解方法确定将混合物M1脱除200 kg的C组分而获得混合物M2的量和组成；(3)将混合物M2的C组分完全脱除后所得混合物M3的量及组成。[答：(1)M1(0.32，0.2，0.48)；(2)800kg，M 2(0.4，0.25，0.35)；(3)520kg,M3(0.615，0.385)] 9-2 丙酮（A）—醋酸乙酯（B）及水（S）的三元混合液在30℃时，其平衡数据如下表所示： 质量分数（醋酸乙酯相） 质量分数（水相） A B S A B S 1 0.00 96.5 3.50 0.00 7.40 92.6 2 4.80 91.0 4.20 3.20 8.30 88.5 3 9.40 85.6 5.00 6.00 8.00 86.0 4 13.50 80.5 6.00 9.50 8.30 82.2 5 16.6 77.2 6.20 12.8 9.20 78.0 6 20.0 73.0 7.00 14.8 9.80 75.4 7 22.4 70.0 7.60 17.5 10.2 72.3 8 26.0 65.0 9.00 19.8 12.2 68.0 9 27.8 62.0 10.2 21.2 11.8 67.0 10 32.6 51.0 13.4 26.4 15.0 58.6 要求： 绘出以上三元混合物三角形相图及辅助曲线。 若将50kg含丙酮0.3、含醋酸乙酯0.7的混合液与100kg含丙酮0.1、含水0.9的混合液混合，试求所得新的混合物总组成为多少？并确定其在相图中的位置。 以上两种混合物混合后所得两共轭相的组成及质量分数为多少？ [答：（2）M(0.165，0.235，0.6)；（3）E(0.15，0.1，0.75)，115.4kg；R(0.23,0.69,0.08)34.6kg] 9-3 在互呈平衡的均含有A、B、S组分的液液两相中，R相及E相的量分别为300kg和600kg，且R相中A的含量为0.3（质量分数），该三元混合物系的相图如图所示。试求： （1）A、B组分在两相中的分配系数； （2）若向混合物中加入组分A，两相A的组成将如何变化？当加入多少A组分时，它们将成为均相混合液?此时，混合液的组成为多少？ （3）如果不向系统加入A，而向系统加入溶剂S，其两相中A的组成将如何变化？加入多少溶剂S时，系统变成均相混合液？组成为多少？ [答：(1)Ka=0.783，kb=0.215；(2)237.9kg，G(0.37,0.24,0.39);(3)2571.4kg，H(0.06,0.075,0.865)] 9-4 以水为溶剂从丙酮-醋酸乙酯中萃取丙酮，通过单级萃取，使丙酮含量由原料液中的0.3降至萃余液中的0.15（均为质量分数）。平衡数据见题2.若原料液量为100kg，试求： （1）溶剂水的用量； （2）所获得的萃取相的量及组成； （3）为获取含丙酮浓度最大的萃取液所需的溶剂用量。 [（1）203.0kg；（2）238.6kg；E(0.07,0.09,0.85);（3）11.73kg] 9-5 在25℃时，以水为溶剂，通过三级错流萃取从醋酸-氯仿混合液中萃取醋酸。已知原料液量为1000kg，含醋酸0.45（质量分率）。平衡数据如下表所示： 质量分数[氯仿层（R相）] 质量分数[水层（E相）] 醋酸 水 醋酸 水 0.00 0.99 0.99 99.16 6.77 1.38 25.10 73.69 17.72 2.28 44.12 48.58 25.72 4.15 50.18 34.17