1 / 39

8.3 部分互溶物系的萃取计算

m F , x F. m S. x E , y. 混合器. 澄清槽. m M , z. m R , x. 8.3 部分互溶物系的萃取计算. 8.3.1 单级萃取 (1) 流程. 单级萃取流程示意图. ( 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 m S 及组成,求萃取相 E 与萃余

zamir
Télécharger la présentation

8.3 部分互溶物系的萃取计算

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. mF, xF mS xE, y 混合器 澄清槽 mM, z mR, x 8.3 部分互溶物系的萃取计算 8.3.1 单级萃取 (1) 流程 单级萃取流程示意图

  2. (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。

  3. ① 操作型计算求解方法 • a)依S的用量 mS 及 F 的量 mF 和组成 xF 确定和点M: A K F M B S

  4. b)确定E,R的量及组成 采取图解试差法确定E,R的组成。 A K F E M R B S 单级萃取图解法 由杠杆定律确定E和R的量:

  5. E’ E’ K K F F E E M M R R R’ R’ B B S S 单级萃取图解法 单级萃取图解法 c)确定萃取液与萃余液的组成及量 A A 脱除溶剂量为:

  6. A A E’ K F E M K R F R’ B S E M • ② 设计型计算求解方法 • 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; R R’ B S 单级萃取图解法 溶剂用量: 进而,得到萃取液、萃余液的量和组成。

  7. A E2 F R2 E M R x E1 R1 B S 溶剂用量对单级萃取的影响 (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, 故M位于E1时的溶剂用量为 mSmax。 减小S,则M靠近 F,当M达到R2时混溶, 故M位于R2时的溶剂用量为 mSmin。 当mS=mSmax 时 当 mS=mSmin时 单级萃取的溶剂范围:mSmin< mS < mSmax

  8. A 1.0 y’max E’ y’2 E’2 E2 F E1 R2 M R1 S 0 B 1.0 图解萃取液的最大组成 (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。 • 过S点作溶解度曲线的切线得点E, • 求得R,得M点,于是得:

  9. A 1.0 y’max E’ y’2 E’2 E2 F E1 R2 M R1 S 0 B 1.0 图解萃取液的最大组成 萃取液的最大浓度确定:

  10. 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。 A y’A E F R M’ R1 E1 B S

  11. 8.3.2 多级错流萃取 (1)流程 qmR’n qmS1 qmS2 qmSn qmSi qmRi qmRi-1 qmF,xF qmRn-1 qmE’n qmR1 qmRi qmRN qmR2 qmE’ qmE1 qmE2 qmEi qmEN qmSE 多级错流萃取流程图

  12. (2)特点 △ 溶剂耗量较大,溶剂回收负荷增加, △ 设备投资大。 (3)计算 ① 设计型计算 已知:qmF、xF, 规定各级qmS量, 求:达到一定的分离要求所需的理论级数N。 ② 操作型问题 已知:理论级数 估计:分离能力。 说明:解决方法基本相同。

  13. A K E1 E2 F M1 R1 E3 M2 R2 R3 M3 E4 R4 M4 S B 多级错流萃取 多级错流萃取图解计算:

  14. qmR’ qmRi-1 qmF,xF qmR2 qmRi qmRN qmE2 qmEi+1 qmEi qmE1 qmSR qmE’ qmS qmSE 多级逆流萃取流程图 8.3.3 多级逆流萃取 (1)流程

  15. Ri-1 Ri i Ei Ei+1 (2)特点 连续逆流操作,分离程度较高。 (3)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。 解决方法:每级内平衡。 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)。

  16. A F E1 M RN R’N B S ① 三角形相图图解法 a)总物料衡算 • 说明:M点是F、S的和点,也是E1、RN的和点。 利用杠杆定律: 注意: E1和 RN 不是共轭相。

  17. b)各级的物料衡算 第一级 第二级 …………………… 第 N级 于是: 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)。

  18. c)逐级图解过程 已知F、S可确定M,由M、RN可确定E1。

  19. 由E1通过平衡关系确定R1,R1和D连线确定E2 ,

  20. 多级逆流萃取图解法 如此交替直至萃余相组成小于规定要求,则N为理论级数。

  21. ② 利用分配曲线 N较多时,三角形相图内作图不准确。 a)画分配曲线; b)画操作线; 过D点画级联线,求得 …… c)画梯级得理论级数。

  22. (4)溶剂比对操作的影响 ① 溶剂比和最小溶剂比 定义:溶剂比=qmS/qmF • 说明:溶剂比的变化,引起差点D的变化,导致理论级数的变化。

  23. 可见: ◆ qmS/qmF较大, M→S, E1为F和D的和点,D点在 三角形相图右侧,净物流向左流动。 ◆ qmS/qmF减小,M→F ,E1升高,D点远离S。 D点移到无穷远时D=0,级联线互相平行。 ◆ qmS/qmF再减小,F为E1和D的和点,D点落在 三角形相图左侧,净物流向右流动。

  24. y 分配曲线 3 2 1 P 操作线 xF 溶剂比对操作线的影响

  25. ② 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。 夹紧点与Dmin的关系:

  26. 最小溶剂比的确定: 操作范围内的联结线延长,与RNS相交, D点在右侧,则取离S最近的点; D点在左侧,则取离S最远的点。

  27. RN F E1 M 连接F、Dmin点,与溶解度曲线相交于E1点, 则RNE1与FS的交点为和点M。 最小溶剂比:

  28. 实际溶剂比的确定: 实际溶剂比取最小实际溶剂比的倍数。 多级错流萃取与多级逆流萃取的比较: ◆ 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。 ◆ 生产上多采用逆流萃取操作。 8.3.4 微分接触式逆流萃取 指:萃取相和萃余相逆流微分接触,使两相中的溶质浓度沿流 动方向发生连续的变化。 完成规定分离要求所需塔高或填料层高度的计算。

  29. H 微元接触式逆流萃取示意图 (1)理论级当量高度法 理论级当量高度Hth:与物系、操作条件和设备形式有关, 其值由实验确定。 (2)传质单元数法 取微元高度dH

More Related