第四章 液液萃取
第四章液液萃取
l.25℃,醋酸(A)—庚醇-3(B)—水(S)的平衡数据如本题附表所示.试求:
(1)在直角三角形相图上绘出溶解度曲线及辅助曲线,在直角坐标上绘出分配曲线。
(2)由50kg醋酸、5Okg庚醇-3和100kg水组成的混合液的坐标点位置。混合液经过充分混合而静置分层后,确定平衡的两液层的组成和质量。
(3)上述两液层的分配系数k A及选择性系数β。
(4)从上述混合液中蒸出多少公斤水方能成为均相混合液?
〔答:(1)图略;(2)混合液组成:25%A,25%B,50%S；E相:y A=0.27,y B=0.01,E=126kg;R 相:xA=0.20,x B=0.74,R=74kg;(3) k A=1.35,β=100;(4)需蒸出水约78kg〕
2.在单级萃取装置中,用纯水萃取含醋酸309毛(质量分数,下同)的醋酸一庚晦3棍合液1刷屿,要求萃余相中醋酸组成不大于1096。操作条件下的平衡数据见习题1。试求:")水的用量为若干公斤?(2)萃余相的量及醋酸的萃余率(即萃余相中的醋酸占原料液中醋酸的百分数)。〔答:（1)S=1283kg;(2)R=807kg,萃余率26.9%〕
3.在25℃下,用甲基异丁基甲酮(MBK)从含丙酮40%(质量分数)的水溶液中萃取丙酮。原料液的流量为1500kg/h。试求:
(1)当要求在单级萃取装置中获得最大组成的萃取液时,萃取剂的用量为若干(kg/h)?
(2)若将(l)求得的萃取剂用量分作两等份进行两级错流萃取,试求最终萃余相的流量和组成。
(3)比较(1)(2)两种操作方式中丙酮的回收率(即萃出率)。
操作条件下的平衡数据见本题附表。
〔答:（1)S=760kg/h ；(2)R 2=1020kg/h,x 2=0.18；(3)单级A ?=59.4%,两级错流A ?=69.4%〕
4.在多级错流接触萃取装置中,以水作萃取剂从含乙醛6%(质量分数,下同)的乙醛一甲苯混合液中提取乙醛。原料液的流量为120kg/h,要求最终萃余相中乙醛含量不大于0.5%。每级中水的用量均为25kg/h 。操作条件下,水和甲苯可视作完全不互溶,以乙醛质量比组成表示的平衡关系为:Y=2.2X 。试在X-Y 坐标系上用作图法和解析法分别求所需的理论级数。〔答:n=6.5〕
5.将习题3的两级错流接触萃取改为两级逆流接触萃取,其他条件均相同,试求丙嗣的萃取率。 〔答:萃取率82.5%〕(作为试差起点,假设Z2=0.12)
6.在级式接触萃取器中用纯溶剂S 逆流萃取A 、B 棍合液中的溶质组分A 。原料液的流量为1000kg/h 其中A 的组成为0.30(质量分数,下同),要求最终萃余相中A 的质量分数不大于0.010采用的溶剂比(S/F)为0.8。操作范围内的平衡关系为
4.07
5.0A
A x y = A S y y 04.1992.0-=
A S x x 06.00099.0+=
试求所需的理论级数。[答:n=2]
7.某混合液含A 、B 两组分,在填料层高度为3m 的填料塔内用纯搭剂S 逆流萃取混合液中的组分A 。原料液流量为1500kg/h,其中组分A 的质量比组成为0.018,要求组分A 的回收率不低于90%,溶剂用量为最小用量的1.2倍,试求:(1)溶剂的实际用量,kg/h(2)填料层的等板高度HETS,取K A =0.855,再用解析法计算；(3)填料层的总传质单元数N OR 。
操作条件下的分配曲线数据如本题附表所示。组分B 、S 可视作完全不互溶。
OR
液液萃取塔实验装置
液-液萃取塔实验装置 说明书 天津大学过程工业技术与装备研究所 天津市睿智天成科技发展有限公司
目录 一. 实验设备的特点 二. 实验装置的基本情况和技术数据 三. 实验方法及步骤 四. 使用实验设备应注意的事项 五. 附录 附录1. 实验数据的计算过程及结果 附录2. 实验数据及计算结果列表 附录3. 附图
一. 实验设备的特点 1. 本装置体积小，重量轻，移动方便。本实验装置塔身为硬质硼硅酸盐玻璃管，其它均为不锈钢件制成，可适用于多种物系； 2. 操作方便，安全可靠，调速稳定。环境污染小，噪声小。 二. 实验装置的基本情况和技术数据 实验装置的流程示意图 1－水泵；2－油泵；3－煤油回流阀；4－煤油原料箱；5－煤油回收箱；6－煤油流量计； 7－回流管；8－电机；9－萃取塔；10－转盘；11－π型管；12－水转子流量计；13－水回流阀； 14－水箱；15－转数测定器； 萃取塔为桨叶式旋转萃取塔。塔身为硬质硼硅酸盐玻璃管，塔顶和塔底的玻璃管端扩口处，分别通过增强酚醛压塑法兰、橡皮圈、橡胶垫片与不锈钢法兰连结。搅拌转动轴的底端有轴承，顶端亦经轴承穿出塔外与安装在塔顶上的电机主轴相连。电动机为直流电动机，通过调压变压器改变电机电枢电压的方法作无级变速。操作时的转速由仪表显示。在塔的下部和上部轻重两相的入口管分别在塔内向上或向下延伸约200 mm，分别形成两个分离段，轻重两相将在分离段内分离。萃取塔的有效高度H 则为轻相入口管管口到两相界面之间的距离。
主要设备的技术数据如下: 1. 萃取塔的几何尺寸: 塔径D＝37 mm 塔身高＝1000 mm 塔的有效高度H＝750 mm 2. 水泵、油泵: CQ型磁力驱动泵 型号: 16CQ-8 电压: 380V 功率: 180W 扬程：8米 吸程: 3米流量: 30升/分转速2800转/分 3. 转子流量计：不锈钢材质型号LZB-4 流量1-10 L/h 精度1.5 级 4. 转速测定装置 搅拌轴的转速通过直流调压器来调节改变，转速的测定是通过霍尔传感器将转速变换位电信号，然后又通过数显仪表显示出转速。 本实验以水为萃取剂，从煤油中萃取苯甲酸。水相为萃取相（用字母E表示，本实验又称连续相、重相）。煤油相为萃余相（用字母R 表示，本实验中又称分散相、轻相）。轻相入口处，苯甲酸在煤油中的浓度应保持在0.0015-0.0020（kg苯甲酸/kg煤油）之间为宜。轻相由塔底进入，作为分散相向上流动，经塔顶分离段分离后由塔顶流出；重相由塔顶进入作为连续相向下流动至塔底经π形管流出；轻重两相在塔内呈逆向流动。在萃取过程中，苯甲酸部分地从萃余相转移至萃取相。萃取相及萃余相进出口浓度由容量分析法测定。考虑水与煤油是完全不互溶的，且苯甲酸在两相中的浓度都很低，可认为在萃取过程中两相液体的体积流量不发生变化。 三. 实验方法及步骤 1. 在实验装置最左边的贮槽内放满水，在最右边的贮槽内放满配制好的轻相入口煤油，分别开动水相和煤油相送液泵的电闸，将两相的回流阀打开，使其循环流动。 2. 全开水转子流量计调节阀，将重相（连续相）送入塔内。当塔内水面快上升到重
第八章 液 液 萃 取
第八章液液萃取 第一节概述 液液萃取是分离液体混合物的单元操作，它是依据待分离溶液中各组分在萃取剂中溶解度的差异来实现传质分离的。 8-1-1 萃取的工艺流程 萃取过程通过加入第二相萃取剂的方法将一个难分离的液体混合物变成两个易分离的混合物，萃取装置后通常还设有萃取相和萃余相的回收分离装置。对于一个合理的萃取工业流程，应着重解决下面三个问题：（1）选择一个合适的萃取剂；(2) 提供一个具有良好传质条件的萃取设备；（3）完成萃取的后续分离过程。 8-1-2 萃取分离的应用场合 在下列情况下可以考虑采取萃取操作： （1）分离沸点相近或有恒沸物的混合液。 （2）混合液中含有热敏物质，采用萃取方法可避免物料受热破坏 （3）混合液中溶质A的浓度很稀时 第二节液液相平衡 8-2-1 三角形相图 一、组成表示方法 三角形坐标图通常有等边三角形坐标图、等腰直角三角形坐标图两种。在三角形坐标图中，每个顶点分别代表一个纯组分，三条边上的任一点代表一个二元混合物系，第三组分的组成为零。三角形坐标图内任一点代表一个三元混合物系。 二、物料衡算和杠杆定律 物料衡算在三角形相图中满足杠杆定律，可由此得到组成和量的相互关系：E = ? E? M M R R 上式表明由溶液R和E混合后得到的混合液组成点M必定在直线RE上，其在线上的位置可由杠杆定律给出；反过来，若混合液M可以分为R和E两部分，已知点M和R（或E），可由杠杆定律在直线MR（或ME）上定出点E（或R）的位置和组成。通常将M称为R与E的和点，而R（或E）为M与E（或R）的差点。 8-2-2 部分互溶体系的平衡相图 一、溶解度曲线、联结线及临界混溶点 溶解度曲线用来表示三元部分互溶体系的A、B和S的相平衡关系，它是在一定的温度
转盘萃取塔实验装置实验指导书
化工原理实验装置系列之 转盘萃取塔实验装置实验指导书 杭州言实科技有限公司 2006.4
目录 一、实验目的 (3) 二、实验原理 (3) 三、实验装置 (5) 四、实验方法 (6) 五、注意事项 (7) 六、报告内容 (7) 七、思考题 (7) 八、附录 (8)
转盘萃取塔实验 一、实验目的 ⒈了解液--液萃取塔的结构及特点。 ⒉掌握液--液萃取塔的操作。 ⒊掌握传质单元高度的测定方法，并分析外加能量对液--液萃取塔传质单元高度和量的影响。 二、实验原理 1、液—液萃取设备的特点 液--液相传质和气液相传质均属于相同传质过程。因此这两类传质过程具有相似之处，但也有相当差别。在液液系统中，两相间的重度差较小，界面张力也不大：所以从过程进行的流体力学条件看，在液液相的接触过程中，能用于强化过程的惯性力不大，同时已分行的流体力学条件看，在液液相的接触过程中，能用于强化过程的惯性力不大，同时已分散的两相，分层分离能力也不高。因此，对于气液接触效率较高的设备，用于液液接触就显得效率不高。为了提高液液相传质设备的效率。常常补给能量，如搅拌、脉动、振动等。为使两相逆流和两相分离，需要分层段，以保证有足够的停留时间，让分散的液相凝聚，实现两相的分离。 2、液—液萃取塔的操作 （1）分散相的选择 在萃取设备中，为了使两相密切接触，其中一相充满设备中的主要空间，并呈连续流动，称为连续相kl一相以液滴的形式，分散在连续相中，称为分散相，哪一相作为相对设备的操作性能、传质效果有显著的影响。分散相的选择可通过小试或中试确定，也可根据以下几方面考虑。 1）为了增加相际接触面积，一般将流量大的一相作为分散相；但如果两相的流量相差很大，并且所选用的萃取设备具有较大的轴向混合现象，此时应将流量小的一相作为分散相，以减小轴向混合。 2）应充分考虑界面张力变化对传质面积的影响，对于>0系统，即系统的界面张力随溶质浓度增加而增加的系统；当溶质从液滴向连续相传递时，液滴的稳定性较差，容易破碎，而液膜的稳定性较好，液滴不易合并，所以形成的液滴平均直径较小，相际接触表面较大；当溶质从连续相向液滴传递时，情况刚好相反。在设计液液传质设备时，根据系统性质正确选择作为分散相的液体，可在同样条件下获得较大的相际传质表面积，强化传质进程。 3）对于某些萃取设备，如填料塔和筛板塔等，连续相优先润湿填料或筛板是相当重要的。此时，宜将不易润湿填料或筛板的一相作为分散相。 4）分散相液滴连续相中的沉降速度，与连续相的粘度有很大的关系。为了减小塔径，提高二相分离的效果，应将粘度大的一相作为分散相。 5）此外，从成本、安全考虑，应将成本高的、易燃、易爆物料作为分散相。 （2）液滴的分散 为了使其中一相作为分散相，必须将其分散为液滴的形式，一相液体的分散，亦即液滴的形成，必须使液滴有一个适当的大小。因为液滴的尺寸不仅关系到相际接触面积，而且影响传质系数和塔的流通量。 较小的液滴，固然相际接触面积较大，有利于传质；但是过小的液滴，其内循环消失，液滴的行为趋于固体球，传质系数下降，对传质不利。所以，液滴尺寸对传质的影响必须同时考虑这两方面的因素。
液液萃取原理
液液萃取原理 液液萃取是指两个完全不互溶或部分互溶的液相接触后，一个液相中的溶质经过物理或化学作用另一个液相，或在两相中重新分配的过程。如图所示： 几个概念 1. 原溶液：之欲分离的原料溶液，原溶液中欲萃取组份成为溶质A，其余称稀释剂B 2. 溶剂S：为萃取A而加入的溶剂，也称萃取剂 3. 萃取相：原溶剂和稀释剂混合萃取后，分成两相，含溶剂S较多的一相； 4. 萃余相：主含稀释剂的一相 5. 萃取液：萃取相脱溶剂后的溶液 6. 萃余液：萃余相脱溶剂后的溶液 萃取过程的条件 1．两个接触的液相完全不互溶或部分互溶； 2．溶质组分和稀释剂在两相中分配比不同； 3．两相接触混合和分相； 4．溶剂S对A和B的溶解能力不一样，溶剂具有选择性，即 其中：y表示萃取相内组分浓度；x表示萃余相内组分浓度。上式表明：萃取相中A／B的浓度比值应大于萃余相中A／B的浓度比值。
典型工业萃取过程 1.以醋酸乙酯为溶剂萃取稀醋酸水溶液中的醋酸，制取无水醋酸。由于萃取相中含有水，萃余相中含有醋酸乙酯，所以萃取后产品和溶剂均须通过精馏分离实现。 2．以醋酸丁酯为溶剂萃取青霉素产品。 3．以环砜为溶剂从石油轻馏分中提取环烃； 4．以轻油为溶剂从废水中脱酚； 5．以丙烷为溶剂从植物油中提取维生素。 萃取过程的经济性 1. 混合物的相对挥发度下或形成恒沸物，用一般精馏方法不能分离或很不经济； 2．混合物浓度很稀，采用精馏方法必须将大量稀释剂B气化，能耗高； 3 混合液含热敏性物质（如药物等），采用萃取方法精制可避免物料受热破坏。 萃取过程对萃取剂要求 ①选择性好； ②萃取容量大； ③化学稳定性好； ④分相好； ⑤易于反萃取或精馏分离； ⑥操作安全、经济、毒性小 常用的工业萃取剂 醇类：异戊醇；仲辛醇；取代伯醇 醚类：二异丙醚；乙基己基醚 酮类：甲基异丁基酮；环己酮 酯类：乙酸乙酯、乙酸戊酯、乙酸丁酯 磷酸酯类：己基磷酸二（2－乙基己基）酯、二辛基磷酸辛指、磷酸三丁酯
桨叶式萃取塔实验报告
实验日期成绩 同组人×××（2）、×××（3）、×××（4）、×××（5）、×××（6） 闽南师范大学应用化学专业实验报告 题目：桨叶式萃取塔实验 12应化1 ×× 12060001×× B1组 0 前言 实验目的：1、了解脉冲填料萃取塔的结构和特点；2、熟悉萃取操作的工艺流程，掌握液-液萃取装置操作方法；3、掌握脉冲填料萃取塔性能的测定方法；4、了解填料萃取塔传质效率的强化方法。[1] 实验原理：萃取是分离液体混合物的一种常用操作，其工作原理是在待分离的混合液中加入与之不互溶（或部分相溶）的萃取剂，形成共存的两个液相，并利用原溶剂与萃取剂对原混合液中各组分的溶解度的差异，使原溶液中的组分得到分离。 桨叶式旋转萃取塔也是一种外加能量的萃取设备。在塔内由环行隔板将塔分成若干段，每段的旋转轴上装设有桨叶。在萃取过程中由于桨叶的搅动，增加了分散相的分散程度，促进了相际接触表面积的更新与扩大。隔板的作用在一定程度上抑制了轴向返混，因而桨叶式旋转萃取塔的效率较高。桨叶转速若太高，也会导致两相乳化，难以分相。 本实验以水为萃取剂，从煤油中萃取苯甲酸?。水相为萃取相(?用字母E表示，本实验又称连续相、重相?)。煤油相为萃余相(?用字母?R?表示，本实验中又称分散相、轻相)。轻相入口处，苯甲酸在煤油中的浓度应保持在0.0015-0.0020(kg苯甲酸／kg煤油)之间为宜。轻
相由塔底进入，作为分散相向上流动，经塔顶分离段分离后由塔顶流出；重相由塔顶进入作为连续相向下流动至塔底经π形管流出；轻重两相在塔内呈逆向流动。在萃取过程中，苯甲酸部分地从萃余相转移至萃取相。萃取相及萃余相进出口浓度由容量分析法测定。考虑水与煤油是完全不互溶的，且苯甲酸在两相中的浓度都很低，可认为在萃取过程中两相液体的体积流量不发生变化。 B(油) S(水) X Rt Y Et X Rb Y Eb S为水流量B为油流量 Y为水浓度X为油浓度 下标E为萃取相下标t为塔顶 下标R为萃余相下标b为塔底 1、按萃取相计算传质单元数N OE的计算公式为: 式中：Y Et─苯甲酸在进入塔顶的萃取相中的质量比组成，kg苯甲酸／kg水；本实验中Y Et＝0。 Y Eb─苯甲酸在离开塔底萃取相中的质量比组成，kg苯甲酸／kg水； Y E─苯甲酸在塔内某一高度处萃取相中的质量比组成，kg苯甲酸／kg水；
第7章_萃取
7 萃取 7.1 教学基本要求 掌握液-液相平衡关系、部分互溶物系及完全不互溶物系的萃取计算，萃取剂的选择。了解其他萃取方法及萃取设备。 （1）掌握相平衡关系，包括三角形相图、杠杆定理、分配曲线及分配系统；（2）掌握部分互溶物系的萃取计算，包括单级萃取、多级逆流萃取和多级错流萃取； （3）掌握完全不互溶物系的萃取计算，包括单级萃取、多级逆流萃取和多级错流萃取； （4）掌握操作中萃取剂选择的原则； （5）了解萃取设备和其他萃取方法。 7.2 重点内容概要 7.2.1 萃取过程的相平衡关系 萃取中的相平衡关系就是溶解平衡关系。因为萃取过程达到相平衡时，呈平衡的两相即大都为三元混合物，所以，萃取过程的溶解平衡关系相对精馏、吸收的气（汽）液平衡要更为复杂，常常需在三角形坐标上表示，称为三角形相图。 7.2.1.1关于三角形相图 三角形相图可采用直角三角形、等边三角形等，下面以直角等腰三角形为例介绍，如图7-1（a）所示。 (a）直角三角形 S B 0.5 A M F E G (b)正三角形 H 图7-1 三角形相图 ①顶点代表纯组分； ②三条边代表二元溶液； ③相图中的点代表三元溶液，且有% 100 % % %= + +S B A 7.2.1.2三角形相图的应用 三角形相图可以用来表示混合液的混合、分开等过程，在相图中就是和点、差点关系。 如图7-2所示，线段RME代表三元溶液R（差点）与三元溶液E（差点）混合成为新的三元溶液M（和点）；线段FMS代表二元溶液F（差点）与纯组分S（差点）混合成为新的三元溶液M（和点）；线段ES E'代表三元溶液E（和
点）和脱除其中的组分S （差点）后成为二元溶液'E （差点）。以此类推，图中任意线段上的三个点，均代表混合或分开过程的状态点，由此三点构成的线段又称为杠杆，和点就是杠杆的支点，两差点就是杠杆的“力”的作用点。对两溶液的混合过程做物料衡算，可以得到类似于物理学中的杠杆原理表达式，以线段 RME 为例： RM ME E R （7-1） 7.2.1.3溶解度曲线 以B 与S 部分互溶为例，其溶解度曲线如图7-3所示，可以由若干组平衡的萃取相和萃余相的组成点连接成线得到。平衡共存的两相连线称为联结线（共轭线）。 点P 为临界混溶点，其共轭组成相等。溶解度曲线下方为两相区，其余为均相区。 图7-3中的辅助曲线可以已知共轭相中的一相组成求另一相组成，或者已知 R ' E ' 图7-2 混合液混合、分离过程 图7-3 B 与S 部分互溶时溶解度曲线
第四章、萃取的习题解答Word版
第四章 萃取的习题解答 2．在单级萃取装置中,用纯水萃取含醋酸309毛(质量分数,下同)的醋酸一庚晦3棍合液1刷屿,要求萃余相中醋酸组成不大于1096。操作条件下的平衡数据见习题1。试求:")水的用量为若干公斤?(2)萃余相的量及醋酸的萃余率(即萃余相中的醋酸占原料液中醋酸的百分数)。 解： 由30%F x =在AB 边上确定'F .(见习题1附图1) 5联接'F S 过 由10%R x =在溶解度曲线上确定'R ,过'R 作联结线''R E 并与'F S 线交于'M ,则水的用量和萃余相的量可根据杠杆规则确定，即 （1） 水的用量S ''59 10001283'46 F M S F kg M S =? =?= （2） 萃余相的量和萃余率 100012832283M F S k =+=+= ''29 2283807.482'' E M R M kg E R =? =?= 所以萃余率＝' '807.40.1 26.91%10000.3 R F Rx Fx ?==? 3. 在25℃下,用甲基异丁基甲酮(MBK)从含丙酮40%(质量分数)的水溶液中萃取丙酮。原料液的流量为1500kg/h 。试求: (1)当要求在单级萃取装置中获得最大组成的萃取液时,萃取剂的用量为若干(kg/h)? (2)若将(l)求得的萃取剂用量分作两等份进行两级错流萃取,试求最终萃余相的流量和组成。 (3)比较(1)(2)两种操作方式中丙酮的回收率(即萃出率)。 操作条件下的平衡数据见本题附表。 习题3附表1溶解度曲线数据(质量分数)
习题3附表2联结线数据(丙酮的质量分数) 解：根据附表数据绘溶解度曲线及辅助曲线如附图所示 （1）萃取剂用量 过S 作溶解度曲线的切线SE 并延长交AB 边于点'E ，过点E 作联结线ER 与 FS 交于点M ,利用杠杆规则求得 36 1500760/71FM S F kg h MS =? =?= （3） 两级错流萃取的最终萃余相的组成和流量 每级溶剂的用量1 760380/2 S kg h =?= 由1S 和F 的流量确定1M ，且1M 150********/kg h =+= 过1M 作联结线11R E ,由杠杆规则确定1 R
萃取实验
实验九液－液萃取实验 一、实验内容 通过以水为萃取剂，萃取煤油中的苯甲酸，掌握传质单元高度的测定原理和方法。 二、实验目的 ⒈了解液－液萃取设备的一般结构和特点。 ⒉熟悉液－液萃取操作的工艺流程，掌握液－液萃取装置的操作方法。 ⒊学习和掌握液－液萃取塔传质单元数，传质单元高度及体积总传质系数的测定方法，分析外加能量对液－液萃取塔传质单元高度和通量的影响。 三、实验基本原理 原料液中含有溶质A和溶剂B，为使A与B尽可能地分离，需选择一种溶剂，称为萃取剂S，要求它对A的溶解能力要大，而与原溶剂（稀释剂）B的相互溶解度愈小愈好。萃取的第一步是使原料液与萃取剂在混合器中保持密切接触，溶质A将通过两液相间的界面由原料液向萃取剂中传递；在充分接触、传质之后，第二步是使两液相在分层器中因密度的差异而分为两层。一层以萃取剂S为主，并溶有较多的溶质，称为萃取相；另一层以原溶剂B为主，还含有未被萃取完的部分溶质，称为萃余相。若溶剂S和B为部分互溶，则萃取相中还含有B，萃余相中亦含有S。当萃取相和萃余相达到相平衡时，则称上图中的设备为一个理论级。 萃取相和萃余相都是均相混合液，为了得到产品A，并回收溶剂S供循环使用，还需对它们作进一步的分离，通常是应用蒸馏；当溶质很难挥发时，也可采用蒸发。 由上可知，为了分离液体混合物，萃取的过程比蒸馏要复杂，但在遇到以下情况时，直接用蒸馏却不一定经济合理。 ①当溶质A的浓度很稀，特别是溶剂B为易挥发组分时，以蒸馏法回收A的单位热耗甚大。这时可用萃取先将A富集在萃取相，然后对萃取相进行蒸馏，因而使耗热量显著降低。 ②当溶液是恒沸混合物或所需分离的组分沸点相近时，一般的蒸馏方法不适用。除可以采用恒沸蒸馏或萃取蒸馏外，有些场合以应用先萃取再蒸馏的方法较为经济。 ③当需要提纯或分离的组分不耐热时，若直接用蒸馏，往往需要在高真空之下进行，而应用常温下操作的萃取过程，通常较为经济。 液－液传质过程和气－液传质过程均属于相际传质过程，这两类传质过程既有相似之处，又有明显差别。在液－液系统中，如果两相密度差较大，两相的分散和流动仅靠密度差即可实现，此时的萃取设备为重力流动设备，不需外界做功。若两相间的密度差较小，界面张力差也不大，所以从过程进行的流体力学条件看，在液－液接触过程中，推动相际传质的惯性力较小，同时已分散的两相，分层分离能力也不高。因此，对于气－液相分离效率较高的设备用于液－液传质，效率不会很高。为了提高液－液传质设备的效率，常常需要补给外加能量，如采用搅拌、脉动、振动等。为使两相分离，通常在萃取塔的顶部和底部都设有扩大的相分层段，以保证有足够的停留时间，让分散的液相凝聚，。 当溶液为稀溶液，且原溶剂与萃取剂完全不互溶时，微分萃取过程与填料塔吸收过程类似，萃取塔有
萃取试验讲义
萃取实验 一、实验目的 1．了解液-液萃取设备的结构和特点； 2．掌握液-液萃取塔的操作； 3．掌握传质单元高度的测量方法，并分析外加能量对液－液萃取塔传质单元高度和通量的影响。 二、实验原理 液液相传质和气液相传质均属于相间传质过程。因此这两类传质过程具有相似之处，但也有相当差别。在液液系统中，两相间的重量差较小，界面张力也不大，所以从过程进行的流体力学条件看，在液液相的接触过程中，能用于强化过程的惯性力不大，同时已分散的两相，分层分离能力也不高。因此，对于气液接触效率较高的设备，用于液液接触就显的效率不高。为了提高液液相传质设备的效率，常常补给能量，如搅拌、脉动、振动等。为使两相逆流和两相分离，需要分层段，以保证有足够的停留时间，让分散的液相凝聚，实现两相的分离。 在液－液萃取塔的操作过程中，首先要确定哪一相作为分散相，本装置选用煤油（苯甲酸）－水系统，以水作为萃取剂，萃取煤油中的苯甲酸，根据分散相选择的原则选煤油作为分散相为宜，液液的分散借助往复振动的筛板，液滴尺寸的大小不仅关系到相际接触面积，而且影响传质系数和塔的流通量，较小的液滴，其内循环消失，液滴的行为趋势于固体球，传质系数下降，对传质不利。所以，液滴尺寸对传质的影响必须同时考虑这两方面的因素。 此外，萃取塔内连续相所允许的极限速度（泛点速度）和液滴的运动速度有关，而液滴的运动速度和液滴的尺寸有关，一般较大的液滴，其泛点速度较高。那么塔的通量较大。反之则通量较低。 萃取过程一般采用传质单元数和传质单元高度来处理，用传质单元数来表示过程分离程度的难易，用传质单元高度来表示设备传质性能的好坏。 H=H OR·N OR N OR：萃余相为基准的总传质单元数。 H OR：萃余相为基准的总传质单元高度。 H ：萃取塔的有效接触高度。
液液萃取
实验15 液—液萃取实验 一．实验目的 1．了解液-液萃取原理和实验方法。 2．熟悉转盘萃取塔的结构、操作条件和控制参数。 3．掌握评价传质性能（传质单元数、传质单元高度）的测定和计算方法。 二．实验原理 液-液萃取是分离液体混合物和提纯物质的重要单元操作之一。在欲分离的液态混合物（本实验暂定为：煤油和苯甲酸的混合溶液）中加入一种与其互不相溶的溶剂（本实验暂定为：水），利用混合液中各组分在两相中分配性质的差异，易溶组分较多地进入溶剂相从而实现混合液的分离。萃取过程中所用的溶剂称为萃取剂（水），混合液中欲分离的组分称为溶质（苯甲酸），萃取剂提取混合液中的溶质称为萃取相，剩余的混合液称为萃余相。 图2-15-1是一种单级萃取过程示意图。将萃取剂加到混合液中，搅拌混合均匀，因溶质在萃取相的平衡浓度高于在混合液中的浓度，溶质从混合液向萃取剂中扩散，从而使溶质与混合液中的其他组分分离。 图2-15-1单级萃取过程示意图 由于在液-液系统中，两相间的密度差较小，界面张力也不大，所以从过程进行的流体力学条件看，在液-液的接触过程中，能用于强化过程的惯性力不大。为了提高液-液相传质设备的效率，常常从外界向体系加能量，如搅拌、脉动、振动等。本实验采用的转盘萃取塔属于搅拌一类。 与精馏和吸收过程类似，由于过程的复杂性，传质性能可用理论级和级效率表示，或者用传质单元数和传质单元高度表示，对于转盘萃取塔、振动萃取塔这类微分接触萃取塔的传质过程，一般采用传质单元数和传质单元高度来表征塔的传质特性。
萃取相传质单元数N OE 表示分离过程的难易程度。对于稀溶液，近似用下式表示： * *ln *21 1 2 x x x x x x dx N x x OE --=-=? (2-15-1) 式中：N OE ——萃取相传质单元数 x ——萃取相的溶质浓度（摩尔分率，下同） x * ——溶质平衡浓度 x l 、x 2 ——分别表示萃取相进塔和出塔的溶质浓度。 萃取相的传质单元高度用H OE 表示： OE OE H/N H = (2-15-2) 式中：H 为塔的有效高度（m ）。 传质单元高度H OE 表示设备传质性能的优劣。H OE 越大、设备效率越低。影响萃取设备传质性能（H OE ）的因素很多，主要有设备结构因素、两相物性因素、操作因素以及外加能量的形式和大小。 三．实验装置流程及试剂 1．实验装置 本实验装置为转盘式萃取塔，见图2-15-2。转盘式萃取塔是一种效率比较高的液-液萃取设备。转盘塔塔身由玻璃制成（有效高度1.134 m ），转轴、转盘、固定盘由不锈钢制成。转盘塔上下两端各有一段澄清段，使每一相在澄清段有一定的停留时间，以便两液相的分离。在萃取区，一组转盘固定在中心转轴上，转盘有一定的开口，沿塔壁则固定着一组固定圆环盘，转轴由在塔顶的调速电机驱动，可以正反两个方向调解速度。分散相(油相)被转盘强制性混合搅拌，使其以较小的液滴分散在连续相(水)中，并形成强烈的湍动，促进传质过程的进行。转盘塔具有以下几个特点：1)结构简单、造价低廉、维修方便、操作稳定；2)处理能力大、分离效率高；3)操作弹性大。 2．实验流程 实验流程见图2-15-3。实验中将含有苯甲酸的煤油从油循环槽经油泵通过转子流量计打入转盘塔底部，由于两相的密度差，煤油从底部住上运动到塔顶。在塔的上部设置一澄清段，以保证有足够的停留时间，让分散的液相凝聚实现两相分离。经澄清段分层后，油相从塔顶出口排出返回到油循环槽。水相经转子流量计进入转盘塔的上部，在重力的作用下从上
萃取实验报告
实验名称：萃取实验一、实验目的 ①了解转盘萃取塔的结构和特点；②掌握液—液萃取塔的操作；③掌握传质单元高 度的测定方法，并分析外加能量对液液萃取塔传质单元高度和通量的影响。 二、实验器材 萃取实验装置 三、实验原理 萃取是利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度不同而使原料液混合物得以分离。 将一定量萃取剂加入原料液中，然后加以搅拌使原料液与萃取剂充分混合，溶质通过相 界面由原料液向萃取剂中扩散，所以萃取操作与精馏、吸收等过程一样，也属于两相间的传 质过程。 与精馏，吸收过程类似，由于过程的复杂性，萃取过程也被分解为理论级和级效率；或 传质单元数和传质单元高度，对于转盘塔，振动塔这类微分接触的萃取塔，一般采用传质单 元数和传质单元高度来处理。传质单元数表示过程分离难易的程度。 对于稀溶液，传质单元数可近似用下式表示： nor? 式中 nor------萃余相为基准的总传质单元数； x------萃余相中的溶质的浓度，以摩尔分率表示； x*------与相应萃取浓度成平衡的萃余相中溶质的浓度，以摩尔分 率表示。 x1、x2------分别表示两相进塔和出塔的萃余相浓度传质单元高度 表示设备传质性能的好坏，可由下式表示： hor? hnorlhor? ? x1 dxx?x * x2 kxa? 式中 hor------以萃余相为基准的传质单元高度，m; h------ 萃取塔的有效接触高度,m; kxa------萃余相为基准的总传质系数，kg/(m3?h?△x); l------萃余相的质量流量， kg/h; ? ------塔的截面积,m2; 已知塔高度h和传质单元数nor可由上式取得hor的数值。hor反映萃取设备传质性能 的好坏，hor越大，设备效率越低。影响萃取设备传质性能hor的因素很多，主要有设备结 构因素，两相物质性因素，操作因素以及外加能量的形式和大小。 图-1 转盘萃取塔流程 1、萃取塔 2、轻相料液罐 3、轻相采出罐 4、水相贮罐 5、轻相泵 6、水泵 1、流程说明： 本实验以水为萃取剂，从煤油中萃取苯甲酸。煤油相为分散相，从塔底进，向上流动从 塔顶出。水为连续相从塔顶入向下流动至塔底经液位调节罐出。水相和油相中的苯甲酸的浓 度由滴定的方法确定。由于水与煤油是完全不互溶的，而且苯甲酸在两相中的浓度都非常低，
第四章、萃取得习题解答
第四章萃取得习题解答 2.在单级萃取装置中,用纯水萃取含醋酸309毛(质量分数,下同)得醋酸一庚晦3棍合液1刷屿,要求萃余相中醋酸组成不大于1096。操作条件下得平衡数据见习题1。试求:")水得用量为若干公斤?(2)萃余相得量及醋酸得萃余率(即萃余相中得醋酸占原料液中醋酸得百分数)。 解:由在边上确定、(见习题1附图1) 5联接过 由在溶解度曲线上确定,过作联结线并与线交于,则水得用量与萃余相得量可根据杠杆规则确定,即 （1）水得用量 （2）萃余相得量与萃余率 所以萃余率＝ 3、在25℃下,用甲基异丁基甲酮(MBK)从含丙酮40%(质量分数)得水溶液中萃取丙酮。原料液得流量为1500kg/h。试求: (1)当要求在单级萃取装置中获得最大组成得萃取液时,萃取剂得用量为若干(kg/h)? (2)若将(l)求得得萃取剂用量分作两等份进行两级错流萃取,试求最终萃余相得流量与组成。 (3)比较(1)(2)两种操作方式中丙酮得回收率(即萃出率)。 操作条件下得平衡数据见本题附表。 习题3附表1溶解度曲线数据(质量分数)
习题3附表2联结线数据(丙酮得质量分数) 解:根据附表数据绘溶解度曲线及辅助曲线如附图所示 (1)萃取剂用量 过作溶解度曲线得切线并延长交边于点,过点作联结线与交于点,利用杠杆规则求得 （3）两级错流萃取得最终萃余相得组成与流量 每级溶剂得用量 由与得流量确定,且 过作联结线,由杠杆规则确定 联结,由与确定,过作联结线 由杠杆规则确定第二级萃余相得流量,即 由图读得 （4）两种操作方式中丙酮得萃取率 单级萃取: 丙酮得萃取率
4、在多级错流接触萃取装置中,以水作萃取剂从含乙醛6%(质量分数,下同)得乙醛一甲苯混合液中提取乙醛。原料液得流量为120kg/h,要求最终萃余相中乙醛含量不大于0、5%。每级中水得用量均为25kg/h。操作条件下,水与甲苯可视作完全不互溶,以乙醛质量比组成表示得平衡关系为:Y=2、2X。试在X-Y坐标系上用作图法与解析法分别求所需得理论级数。 解:由题给条件可知 （1）用作图法求理论级数 由平衡关系知,分配曲线为通过原点得直线,如本题附图所示 操作线斜率为: 由在横轴上确定点、过点作斜率为得操作线交分配曲线于点,点代表第一级所对应得萃取相与萃余相组成得坐标点,过点作轴得垂线交轴于点,过点做操作线,如此重复, 。即共需6、5个理论级。 （2）解析法求理论级数 5.将习题3得两级错流接触萃取改为两级逆流接触萃取,其她条件均相同,试求丙嗣得萃取率。 解:由题给条件知 ,, 由习题3得平衡数据作溶解度曲线与辅助曲线,由已知量确定点 由于为未知,故需试差法。即先假设,若由作图求得得与假设相符,则计算结果有效。 假设,由此确定,连接,延长后与溶解度曲线交于,联结与,两线近似平行,可按操作线平行试差。试差结果表明,原设正确,由图读得。 根据杠杆规则 丙酮得萃取率 6.在级式接触萃取器中用纯溶剂S逆流萃取A、B棍合液中得溶质组分A。原料液得流量为1000kg/h其中A得组成为0、30(质量分数,下同),要求最终萃余相
实验十二--液-液萃取实验
实验十二 液-液萃取 一、实验目的 1. 了解萃取塔的结构。 2．熟悉萃取实验装置的流程，掌握萃取实验的操作。 3. 掌握萃取塔性能的测定与计算方法。 二、实验原理 本实验以水为萃取剂，从煤油中萃取苯甲酸 。水相为萃取相( 用字母E 表示，本实验又称连续相、重相 )。煤油相为萃余相( 用字母 R 表示，本实验中又称分散相、轻相)。轻相入口处，苯甲酸在煤油中的浓度应保持在0.0015-0.0020(kg 苯甲酸/kg 煤油)之间为宜。轻相由塔底进入，作为分散相向上流动，经塔顶分离段分离后由塔顶流出；重相由塔顶进入作为连续相向下流动至塔底经π形管流出；轻重两相在塔内呈逆向流动。在萃取过程中，苯甲酸部分地从萃余相转移至萃取相。萃取相及萃余相进出口浓度由容量分析法测定。考虑水与煤油是完全不互溶的，且苯甲酸在两相中的浓度都很低，可认为在萃取过程中两相液体的体积流量不发生变化。 按萃取相计算传质单元数N OE 的计算公式为： ()?-= Eb Et Y Y E E E OE Y Y dY N * （12-1） 式中：Y Et -苯甲酸在进入塔顶的萃取相中的质量比组成，kg 苯甲酸/kg 水， 本实验中Y Et ＝0； Y Eb -苯甲酸在离开塔底萃取相中的质量比组成，kg 苯甲酸/kg 水； Y E -苯甲酸在塔内某一高度处萃取相中的质量比组成，kg 苯甲酸/kg 水； Y E *-与苯甲酸在塔内某一高度处萃余相组成X R 成平衡的萃取相中的质量比 组成，kg 苯甲酸/kg 水。 用Y E -X R 图上的分配曲线(平衡曲线)与操作线可求得） （E E Y Y -*1 -Y E 关 系。再进行图解积分可求得N OE 。对于水-煤油-苯甲酸物系, Y Et -X R 图上的分配曲线可由实验测定得出。 1．传质单元数N OE (图解积分) 在画有平衡曲线的Y E -X R 图上再画出操作线，因为操作线必然通过以下两点：（X Rb ，Y Eb ）和（X Rt ，Y Et ），其中X Rb 为轻相入口浓度，X Rt 为轻相出口浓度，Y Eb 为重相出口浓度，Y Et 为重相入口浓度，Y Et ＝0。在Y E -X R 图上找出以上两点，连接两点即为操作线。在直角坐标
实验6-2 萃取塔实验
实验6-2 萃取塔实验 一、实验目的 ⒈ 了解脉冲填料萃取塔、搅拌萃取塔、往复筛板萃取塔的结构。 ⒉ 掌握萃取塔性能的测定方法。 ⒊ 了解萃取塔传质效率的强化方法。 二、实验内容 ⒈ 观察有无空气脉冲或不同进气量或不同搅拌转速时，塔内液滴变化情况和流动状态。 ⒉ 固定两相流量，测定有无脉冲或不同进气量或不同搅拌转速时或不同往复频率时萃取塔的传质单元数OE N 、传质单元高度OE H 及总传质系数a K YE 。 三、实验原理 桨叶式旋转萃取塔也是一种外加能量的萃取设备。在塔内由环行隔板将塔分成若干段，每段的旋转轴上装设有桨叶。在萃取过程中由于桨叶的搅动，增加了分散相的分散程度，促进了相际接触表面积的更新与扩大。隔板的作用在一定程度上抑制了轴向返混，因而桨叶式旋转萃取塔的效率较高。桨叶转速若太高，也会导致两相乳化，难以分相。 往复筛板萃取塔是将若干层筛板按一定间距固定在中心轴上，由塔顶的传动机构驱动而作往复运动。往复筛板萃取塔的效率与塔板的往复频率密切相关。当振幅一定时，在不发生乳化和液泛的前提下，效率随频率增加而提高。 填料萃取塔是石油炼制、化学工业和环境保护等部门广泛应用的一种萃取设备，具有结构简单、便于安装和制造等特点。塔内填料的作用可以使分散相液滴不断破碎与聚合，以使液滴的表面不断更新，还可以减少连续相的轴向混合。 在普通填料萃取塔内，两相依靠密度差而逆向流动，相对速度较小，界面湍动程度低，限制了传质速率的进一步提高。为了防止分散相液滴过多聚结，增加塔内流体的湍动，可采用连续通入或断续通入压缩空气（脉冲方式）向填料塔提供外加能量，增加液体湍动。当然湍动太厉害，会导致液液两相乳化，难以分离。 萃取塔的分离效率可以用传质单元高度OE H 或理论级当量高度e h 表示。影响脉冲填料萃取塔分离效率的因素主要有填料的种类、轻重两相的流量及脉冲强度等。对一定的实验设备（几何尺寸一定，填料一定），在两相流量固定条件下，脉冲强度增加，传质单元高度降低，塔的分离能力增加。对几何尺寸一定的桨叶式旋转萃取塔来说，在两相流量固定条件下，从较低的转速开始增加时，传质单元高度降低，转速增加到某值时，传质单元将降到最低值，若继续增加转速，将会使传质单元高度反而增加，即塔的分离能力下降。 本实验以水为萃取剂，从煤油中萃取苯甲酸，苯甲酸在煤油中的浓度约为0.2%（质量）。水相为萃取相（用字母E 表示，在本实验中又称连续相、重相），煤油相为萃余相（用字母R 表示，在本实验中又称分散相）。在萃取过程中苯甲酸部分地从萃余相转移至萃取相。萃取相及萃余相的进出口浓度由容量分析法测定之。考虑水与煤油是完全不互溶的，且苯甲酸在两相中的浓度都很低，可认为在萃取过程中两相液体的体积流量不发生变化。
生物分离工程第四章综合测试
第四章萃取 一、名词解释 萃取：是利用液体或超临界流体为溶剂提取原料中目标产物的分离纯化操作。 反萃取：通过调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的萃取操作成为反萃取。 分配系数：在恒温恒压条件下，溶质在互不相容的两相中达到分配平衡时，其在两相中的浓度之比为一常数，该常数称为分配系数。即K=溶质在萃取相中的浓度/溶质在萃余相中的浓度=C2/C1。 分离因子：萃取剂对溶质A和B的选择或分离能力可以用分离因子表示。即α=(C2A/CIA)/(C2B/C1B)=KA/KB (C:浓度；下标1,2分别表示萃余相和萃取相；A、B：溶质；α越大，A和B越容易分离，分离效果越好) 超临界流体：物质均具有其固有的临界温度和临界压强，在P-T相图上称为临界点，在临界点以上物质处于即非液体也非气体的超临界状态，这时的物质称为超临界流体。 化学萃取：化学萃取是指利用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶性复合因子实现水溶性溶质向有机相的分配，主要用于一些氨基酸和极性较大的抗生素的萃取。 双水相体系：某些亲水性高分子聚合物的水溶液超过一定浓度后可形成两相，并且在两相水分均占有很大比例，即形成双水相系统。 萃取因子：即萃取平衡后萃取相和萃余相中质量之比。用E表示。 盐效应：由于同一双水相系统中添加不同的盐产生的相间电位不同，故分配系数与静电荷数的关系因无机盐而异，这称为盐效应。 二、选择 1.萃取利用的是物质在两相之间的___B___不同来实现分离或纯化。 A.溶解度比 B.分配系数 C.分离系数 D.稳定常数 2.下列搭配中不适合双水相萃取的是____C__。 A.聚乙二醇/磷酸盐 B.葡聚糖/甲基纤维素 C.聚乙二醇/丙三醇 D. 聚乙二醇/葡聚糖 3.荷电溶质分配系数的对数与溶质的净电荷数成___A___关系，称为______。 A.正比/盐效应 B.指数/塞曼效应 C.非线性/道南效应 D.反比/法拉第效应 4.对于超临界流体萃取，溶解萃取物时通常__C____；分离萃取物时通常______。 A.降压降温/加压加温 B.降压加温/加压降温 C.加压降温/降压加温 D.加压降温/降压加温 5. 对于液液萃取时的两相，下列名词中搭配正确的是_A B D_____。
实验七 转盘萃取塔实验讲义
实验七液-液萃取塔的操作及其传质单元高度的测定 转盘塔是一种外输入能量的液—液萃取设备，具有结构简单、生产能力大、 功率小等优点，广泛应用于食物油纯化，核燃料处理、原油净化、维生素净化、 废水处理等方面。 一、实验目的 1.掌握萃取塔传质单元高度的测定方法，学会分析外加能量对液-液萃取塔传质单元的影响； 2.了解引起萃取塔液泛不正常现象出现的原因以及处理方法； 3.了解液-液萃取设备的结构和特点。 二、实验原理 萃取是分离混合液体的一种方法，它是一种弥补精馏操作无法实现分离的方法之一，特别适用于稀有分散昂贵金属的冶炼和高沸点多组分分离，它是依据液体混合物各组分在溶剂中溶解度的差异而实现分离的。但是，萃取单元操作得不到高纯物质，它只是将难以分离的混合液转化为容易分离的混合液，增加了分离设备和途径，导致成本提高。所以，经济效益是评价萃取单元操作成功于否的标准。 1.萃取和吸收的区别 ⑴相同之处： 两者均是利用混合物中的各组分在某溶剂中溶解度的不同而达到分离的。吸收是气液接触传质，萃取是液-液接触传质，两者同属相际传质，因此两者的速率表达式和传质推动力的表达式是相同的。 图1. 萃取和吸收的区别 ⑵不同之处： 由于液-液萃取体系的特点，两相的密度比较接近，界面张力较小，所以，能用
于强化过程的推动力不大，加上分散的一相，凝聚分层能力不高；而气液吸收两相密度相差很大，界面张力较大，气液两相分离能力很大，由此，对于气液接触效率较高的设备，用于液-液接触效率不一定高。为了提高液-液相际传质设备的效率，常常需外加能量，如搅拌、脉动、振动等。另外，为了让分散的液滴凝聚，实现两相的分离，需要有足够的停留时间也即凝聚空间，简称分层分离空间。 2.萃取塔结构特征 由于液-液萃取体系的特点，从而使萃取塔的结构发生了根本性变化： ⑴需要适度的外加能量； ⑵需要足够大的分层分离空间。 3.萃取塔的操作特点 ⑴分散相的选择 a.容易分散的一相为分散相：在现实操作过程中，很易转相，为了避免此类情况发生，宜选择容易分散的一相为分散相。 b.不易润湿材质的一相作为分散相：对某些没有外加能量的萃取设备，像填料塔和筛板塔等，使连续相优先润湿塔器内壁，对萃取效率的提高相当重要。 c.根据界面张力理论：由于界面张力变化对传质面积影响很大，对正系统 dx d ＞0，传质方向如图2所示，此时的液滴稳定性较差，容易破碎，而液膜的稳定性较好，液 滴不易合并，所形成的液滴平均直径较小，相际接触表面较大。 图2. 表面张力理论图 d.粘度大的、含放射性的、成本高的、易燃易爆的物料选为分散相。本次实验所选用的物系是清水萃取煤油中的苯甲酸，它正好符合上面a 、b 、c 、d 四项依据，因此选油相为分散相。 ⑵外加能量的大小
第四章 液液萃取
第四章液液萃取 l.25℃,醋酸(A)—庚醇-3(B)—水(S)的平衡数据如本题附表所示.试求: (1)在直角三角形相图上绘出溶解度曲线及辅助曲线,在直角坐标上绘出分配曲线。 (2)由50kg醋酸、5Okg庚醇-3和100kg水组成的混合液的坐标点位置。混合液经过充分混合而静置分层后,确定平衡的两液层的组成和质量。 (3)上述两液层的分配系数k A及选择性系数β。 (4)从上述混合液中蒸出多少公斤水方能成为均相混合液? 〔答:(1)图略;(2)混合液组成:25%A,25%B,50%S；E相:y A=0.27,y B=0.01,E=126kg;R 相:xA=0.20,x B=0.74,R=74kg;(3) k A=1.35,β=100;(4)需蒸出水约78kg〕 2.在单级萃取装置中,用纯水萃取含醋酸309毛(质量分数,下同)的醋酸一庚晦3棍合液1刷屿,要求萃余相中醋酸组成不大于1096。操作条件下的平衡数据见习题1。试求:")水的用量为若干公斤?(2)萃余相的量及醋酸的萃余率(即萃余相中的醋酸占原料液中醋酸的百分数)。〔答:（1)S=1283kg;(2)R=807kg,萃余率26.9%〕 3.在25℃下,用甲基异丁基甲酮(MBK)从含丙酮40%(质量分数)的水溶液中萃取丙酮。原料液的流量为1500kg/h。试求: (1)当要求在单级萃取装置中获得最大组成的萃取液时,萃取剂的用量为若干(kg/h)? (2)若将(l)求得的萃取剂用量分作两等份进行两级错流萃取,试求最终萃余相的流量和组成。 (3)比较(1)(2)两种操作方式中丙酮的回收率(即萃出率)。 操作条件下的平衡数据见本题附表。
工作报告之液液萃取实验报告
液液萃取实验报告 【篇一：液液转盘萃取实验】 化工原理实验报告 学院：专业：班级： 【篇二：萃取实验报告】 实验名称：萃取实验一、实验目的 ①了解转盘萃取塔的结构和特点；②掌握液—液萃取塔的操作； ③掌握传质单元高度的测定方法，并分析外加能量对液液萃取塔传质单元高度和通量的影响。 二、实验器材 萃取实验装置 三、实验原理 萃取是利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度不同而使原料液混合物得以分离。 将一定量萃取剂加入原料液中，然后加以搅拌使原料液与萃取剂充分混合，溶质通过相界面由原料液向萃取剂中扩散，所以萃取操作与精馏、吸收等过程一样，也属于两相间的传质过程。 与精馏，吸收过程类似，由于过程的复杂性，萃取过程也被分解为理论级和级效率；或传质单元数和传质单元高度，对于转盘塔，振动塔这类微分接触的萃取塔，一般采用传质单元数和传质单元高度来处理。传质单元数表示过程分离难易的程度。 对于稀溶液，传质单元数可近似用下式表示： nor? 式中 nor------萃余相为基准的总传质单元数； x------萃余相中的溶质的浓度，以摩尔分率表示； x*------与相应萃取浓度成平衡的萃余相中溶质的浓度，以摩尔分率表示。 x1、x2------分别表示两相进塔和出塔的萃余相浓度传质单元高度表示设备传质性能的好坏，可由下式表示： hor? hnorlhor? ? x1 dxx?x
* x2 kxa? 式中 hor------以萃余相为基准的传质单元高度，m; h------ 萃取塔的有效接触高度,m; kxa------萃余相为基准的总传质系数，kg/(m3?h?△x); l------萃余相 的质量流量，kg/h; ? ------塔的截面积,m2; 已知塔高度h和传质单元数nor可由上式取得hor的数值。hor反 映萃取设备传质性能的好坏，hor越大，设备效率越低。影响萃取设 备传质性能hor的因素很多，主要有设备结构因素，两相物质性因素，操作因素以及外加能量的形式和大小。 图-1 转盘萃取塔流程 1、萃取塔 2、轻相料液罐 3、轻相采出罐 4、水相贮罐 5、轻相 泵 6、水泵 1、流程说明： 本实验以水为萃取剂，从煤油中萃取苯甲酸。煤油相为分散相，从 塔底进，向上流动从塔顶出。水为连续相从塔顶入向下流动至塔底 经液位调节罐出。水相和油相中的苯甲酸的浓度由滴定的方法确定。由于水与煤油是完全不互溶的，而且苯甲酸在两相中的浓度都非常低，可以近似认为萃取过程中两相的体积流量保持恒定。 2、要设备技术参数： 塔经：50mm., 塔高：750mm, 有效高度：600mm, 转盘数：16， 转盘间距：35mm , 转盘直径：34 mm, 固定环内径：36mm。 五、实验内容及步骤 1. 实验内容 以水萃取煤油中的苯甲酸为萃取物系①以煤油为分散相，水为连续相，进行萃取过程的操作；②测定不同流量下的萃取效率（传质单 元高度）；③测定不同转速下的萃取效率（传质单元高度）。 2. 实验步骤①在水原料罐中注入适量的水，在油相原料罐中放入配好浓 度(如0.002 kg苯甲酸/kg煤油)的煤油溶液。 ②全开水转子流量计，将连续相水送入塔内，当塔内液面升至重相 入口和轻相出口中点附近时，将水流量调至某一指定值（如 4 l/h），并缓慢调节液面调 节罐使液面保持稳定。