萃取计算题
萃取习题
2016/3/15
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三、计算题
2. 某二元混合物含溶质A为40kg，组分B为
60kg，加纯溶剂S进行单级萃取，萃余液中
xA0=0.3（质量分率），=8，则萃取液量E0 为多少kg？
2016/3/15
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三、计算题
3. 用纯溶剂作单级萃取，已知萃取相中浓度比
yAyB=7/3，萃余相中浓度比xAxB=1/4，原料液
浓度xF=0.4，原料液量为100kg，分配系数kA>1， 求： 萃取液与萃余液的量； 选择性系数。
2016/3/15
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三、计算题
4. 在具有两个理论级的逆流萃取设备中，用纯溶剂S
萃取料液中的溶质A，萃取剂用量40kg/h，料液
F=100kg/h，xF=0.2（摩尔分率），B与S完全不互溶， 分配系数kA=Y/X=1（X，Y均为质量比）。试求： 最终萃余液中A的浓度（kgA/kgB）； 若将萃取剂用量减少为30kg/h，其余条件不变，则萃取 相、萃余相浓度为多少？（用质量比表示）
1. B与S部分互溶时的单级萃取中，如加入 的纯萃取剂量增加，其它操作条件不变，则 萃取相溶质含量变小。（ t ）
2. 萃取过程是溶质A从原溶剂B中转移到萃 取剂S中的传质过程。（ t ）
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三、计算题
1.某二元混合物含溶质A为40kg，组分B为60kg，
加纯溶剂S进行单级萃取，萃取相中yAyB=3
2016/3/15
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一、填空与选择题
3. 用纯溶剂S作单级萃取，B与S不互溶，xF、xR
萃取精馏
xs
A1s' A2s' A12' (1 2x1' )
2.1、萃取精馏的原理和溶剂的选择
（1）溶剂的作用 设组分1和组分2组成的混合物，加入溶剂S进行分离。 常压下的相对挥发度：
12
K1 K2
1P1s / P 2 P2s / P
1P1s 2 P2s
代
液相活度系数可由三组分Margules方程求算：
x1'＝
x1 x1＋x2
脱溶剂浓度
ln
s
ln(
P1s P2 s
)T3
A12' (1 xs )(1
稀释作用
2x1' )
xs ( A1s' A2s' )
萃取作用
xs＝0时，ln
ln(
P1s P2 s
)T2
A12' (1
2x1' )
则当温度对压强比影响不大，x1 x1'时
ln s
II 同时含活性氢和供电子原子的液体：酸、酚、醇、胺、含氢的硝基化 合物或腈
III 含供电子原子的液体：醚、酮、酚、酯、叔胺 IV 含活性氢原子的液体：甲烷/乙烷卤化物 V 不能生成氢键的液体：烃、硫醇、CS2 – 有氢键生成，负偏差；氢键断裂，正偏差；同时氢键生成和断裂，较复杂 – 氢键理论对选择溶剂有指导意义 – 无限稀释活度系数和UNIFAC方法预测和筛选溶剂
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二、萃取剂选择方法
• 实验测定VLE数据αs/ α • 2.1用三元活度系数方程计算 xs一般为0.6-0.8 • 极性相近
– 醚 醛 酮 脂 醇 二醇 水
• 同系物：丙酮－甲醇有两类萃取剂 • 溶解度
8.1.3 萃取过程计算
E1－F＝E2－R1＝E3－R2＝＝S－RN＝D
即每一级离去的萃取相与进来的萃余相之差为常数D 在三角形相图上点D为F与E1、R1与E2、R2与E3、 RN与S的差点。
B与S部分溶解时多级逆流萃取的图解
A
E1－F＝E2－R1＝E3－R2＝＝S－RN＝D
Y1
E1 E2
P
Y2
S
XN
X2
X1
XF
1 XF 1 所需的理论级为 N＝ 1 ln 1 ln A A X A
N
式中A=mS/B称为萃取因数 吸收时所需的理论塔板数为 式中A＝L/mG吸收因数
1 yb m xa 1 1 N＝ ln 1 ln A A y a m xa A
溶质A：Ri 1 xi 1，A Ei 1 yi 1，A Ri xi，A Ei yi，A 溶剂S：Ri 1 xi 1，S Ei 1 yi 1，S Ri xi，S Ei yi，S
对平衡级内传质过程的特征方程为：
分配曲线：yi f xi 溶解度曲线：xm,s xm, A 溶解度曲线的左支
1 2 E F , R F 3 3
E M
S
温度对互溶度的影响
温度越低，两相区越大，对萃取越有利。
b. 解析法
理论级指溶质A在萃取相与萃余相中互成平衡
R i-1,X i-1 E i,Yi
i
R i,X i
Ei+1,Yi+1
物料衡算：
总：Ri 1 Ei 1 Ri Ei
ym,s ym, A 溶解度曲线的右支
萃取习题及答案
8萃取习题及答案(总3页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--一、单选题1．进行萃取操作时应使溶质A的（） CA 分配系数大于1B 分配系数小于1C 选择性系数大于1D 选择性系数小于12．一般情况下，稀释剂B组分的分配系数k B值：（） BA 大于1B 小于1C 等于1D 难以判断，都有可能3．用纯溶剂S对A、B混合液进行单级(理论)萃取，当萃取剂用量增加时(进料量和组成均保持不变)所获得的萃取液组成变化是（）。
DA 增加B 减少 C不变 D变化趋势不确定4．单级(理论)萃取中，在维持进料组成和萃取相浓度不变的条件下，若用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂所得萃余相浓度将（）。
CA 增加B 减少 C不变 D不一定5．单级(理论级)萃取操作中，在维持相同萃余相浓度下，用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂，则萃取相量与萃余相量之比将（）。
AA 增加B 不变C 降低 D不定6．单级(理论级)萃取操作中，在维持相同萃余相浓度下，用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂，萃取液的浓度(指溶质)将（）。
BA 增加B 不变 C降低 D不定7．萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M位于（）。
CA 溶解度曲线之上方区B 溶解度曲线上C 溶解度曲线之下方区D 座标线上8．萃取是利用各组分间的（）差异来分离液体混合物的。
CA 挥发度B 离散度C 溶解度D 密度9．采用多级逆流萃取与单级萃取相比较，如果溶剂比、萃取相浓度一样，则多级逆流萃取可使萃余相分率（）。
BA 增大B 减少C 基本不变D 增大、减少都有可能10．在B-S部分互溶萃取过程中，若加入的纯溶剂量增加而其它操作条件不变，则萃取液浓度（）。
DA 增大B 下降C 不变D 变化趋势不确定11．液液萃取三元物系中，按其组分之间互溶性可区分为（）种情况。
BA 两种B 三种C 四种D 多种二、填空题1．萃取过程是。
萃取考试试题
萃取考试试题一、选择题（每题2分，共10分）1. 萃取是一种常用的分离技术，主要用于分离：A. 固体和固体B. 液体和液体C. 气体和气体D. 液体和固体2. 在化学实验中，萃取操作通常使用哪种设备？A. 烧杯B. 分液漏斗C. 试管D. 蒸发皿3. 萃取过程中，选择萃取剂的原则不包括以下哪一项？A. 萃取剂与原溶剂互不相溶B. 萃取剂与溶质不发生反应C. 萃取剂的密度必须大于原溶剂D. 溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度4. 下列关于萃取的描述中，哪一项是错误的？A. 萃取是一种物理过程B. 萃取可以用来分离互不相溶的混合物C. 萃取过程中溶质的化学性质会改变D. 萃取可以用来提纯物质5. 在萃取操作中，饱和水溶液中溶解的某种物质，可以通过加入哪种物质来实现分离？A. 酒精B. 食盐C. 蒸馏水D. 食用油二、填空题（每空1分，共10分）6. 萃取操作完成后，需要进行_________操作以实现两种液体的完全分离。
7. 萃取剂的选择原则包括：与溶质_________，与原溶剂_________。
8. 萃取过程中，溶质会从_________的溶液转移到_________的溶液中。
9. 一种常用的水不溶性有机溶剂是_________。
10. 在实验室中，萃取后的混合物通常通过_________来实现分离。
三、简答题（每题5分，共10分）11. 简述萃取的原理及其操作步骤。
答：_____________________________________________________________________________12. 为什么在萃取过程中，萃取剂的密度可以大于或小于原溶剂？答：_____________________________________________________________________________四、计算题（共10分）13. 在一次萃取实验中，有100毫升的某溶液，其中溶质A的质量分数为5%。
(化工原理)部分互溶物系的萃取计算
（1）流程
qmS1
qmS2
qmRiqmSi
qmSn
1 qmF,xF
qmR1
2
i qmRi-1
qmR2
N qmRn-1
qmRi
qmRN
qmE1
qmE2
qmEi
qmEN
多级错流萃取流程图
qmR’n qmE’n
qmE’ qmSE
（2）特点 △ 溶剂耗量较大，溶剂回收负荷增加, △ 设备投资大。
q m 1 y 1 , E S q m 1 x 1 ,R S q m x F S F ,q m 2 y 2 E ,S
y1A , f(x1A , ) y1B , f(x1B , )
y1,A y1,B y1,C 1 x1,A x1,B x1,C 1
y1S, f(x1S, )
逐级解算，获得N
b）各级的物料衡算 第一级
过S点作溶解度曲线的切线得点E， 求得R，得M点，于是得：
E2 F
R2
M R1
0
B
E1
S
1.0
MF mS MS mF
图解萃取液的最大组成
可见 yA ， yAmax
萃取液的最大浓度
E’S与平衡线相切时， y’max
但有时无法实现
A
E’
y’A
E F M’ R
R1
E1
由于此时溶剂用量小于最小溶剂用量， 不能进行萃取操作；
设qm ： E 2qm R 1qm D
qm1E qm Fqm2E qm1R qm2E qm1R qm3E qm2R qm3E qm2R qm4E qm3R
A
图解法
采取图解试差法
萃取实验问题
萃取实验问题：1．萃取操作的基本原理，适用的场合？ 本萃取实验物系？2．实验过程中哪个是连续相，哪个是分散相？根据什么来选择分散相？3．设计萃取塔设备有两个关键的尺寸：塔径和塔高。
塔径取决于两液相的流量；塔高则取决于传质性能。
塔高的计算有两种方法，即理论级高度法及传质单元法。
理论级高度法：h = N ×HETS ； 传质单元法：h = N OE ×H OE ， Ω⋅=a K SH O E YE4．学习通过实验的方法确定理论级当量高度HETS 或总体积传质系数K YE a ，为了得到总体积传质系数K YE a 或理论级当量高度HETS 需要测定哪些量？怎么测量？5．萃取实验流程特点？重相从塔顶进入，轻相从塔底部进入。
6．如何判断传质已达稳定？从哪取样？π型管的作用？油水分界面一定在塔的上部吗？7．如何强化萃取塔的传质性能？吸收实验的问题：1． 填料塔的结构与特点气体出口、液体入口、液体入口分布器、塔壳、填料、支承栅板、气体入口、液体出口；氨吸收填料塔：拉西环，陶瓷波纹填料（实体）；CO2吸收解吸填料塔：拉西环-鲍尔环，θ网环-鲍尔环；进入塔内气体须经过一高于吸收塔填料层的π形管进入塔内；塔底吸收液排出管路和取样口设计要得当；旋涡气泵的使用方法；2．设计塔设备有两个关键的尺寸：塔径和塔高。
各与什么有关？3．填料塔的流体力学性能测定如何测取该曲线？测定该曲线有什么意义？如何判断液泛？4．塔高的计算有两种方法，即理论级高度法及传质单元法：学习通过实验的方法确定理论级当量高度HETS或总体积传质系数K YE a5．填料吸收塔传质性能的测定，需要测定哪几个参数，如何测定？如何判断传质达到稳定？6．水吸收氨与水吸收CO2的不同。
暖阳肩+精灵祝福长袍+月海碧魔长裤+学者+远古精灵之戒+暗影之触+GBL称号+武器首饰：学者30MP，6级的暗影之触15MP，11级远古精灵之戒9MP,称号15MP装备：头肩：正义守护肩甲45MP，上衣：精灵祝福长袍24MP，下装：天赋短裤12MP，腰带：幽灵结晶腰带12MP（这个便宜），鞋子：黑月皮鞋15MP。
萃取题库
学习情境四学习情境四 萃取萃取萃取过程及设备的选择与操作题库过程及设备的选择与操作题库过程及设备的选择与操作题库一、单项单项选择题选择题选择题01、萃取剂的选择性（ A ）A、是液液萃取分离能力的表征；B、是液固萃取分离能力的表征C、是吸收过程分离能力的表征；D、是吸附过程分离能力的表征 02、萃取剂选择时，下列哪些物理性质是首要考虑的？（C ）A、界面张力和粘度；B、密度和粘度；C、选择性和密度；D、选择性和粘度 03、三角形相图内任一点，代表混合物的（ C ）个组分含量。
A、一；B、二；C、三；D、四04、三角形相图中边上任一点，代表混合物的（ B ）个组分含量。
A、一；B、二；C、三；D、四05、在溶解曲线以下的两相区，随温度的升高，溶解度曲线范围会（ C ），萃取效果（ ）。
A、缩小；越差B、不变；不变C、扩大；越好D、缩小及扩大；不能确定 06、单级萃取中，在维持料液组成x F 、萃取相组成y A 不变条件下，若用含有一定溶质A 的萃取剂代替纯溶剂，所得萃余相组成x R 将（ ）。
A、增高；B、减小；C、不变；D、不确定07、进行萃取操作时，应使溶质的分配系数（ B）1。
A、等于；B、大于；C、小于；D、无法判断08、萃取剂的加入量应使原料与萃取剂的和点M 位于（ B ）。
A、溶解度曲线上方区；B、溶解度曲线下方区；C、溶解度曲线上；D、任何位置均可09、在萃取设备中，对腐蚀性流体体系，宜选用设备为（ A ）；对有固体悬浮物存在的体系，宜选用（ ）。
A 、填料塔和转盘萃取塔；B 、转盘萃取塔和填料塔；C 、筛板塔和填料塔；D 、筛板塔和转盘萃取塔10、萃取装置中，根据构造特点和形状的不同，可分为（ A ）和（ ） 。
A 、组件式；塔式B 、填料式；塔式C 、填料式；组件式二、判断题（ × ）01、在萃取设备中，对有固体悬浮物存在的体系，宜选用筛板塔 。
（ √ ）02、如果物系有固体悬浮物存在，为避免设备堵塞，萃取时一般可选用转盘塔或混和澄清器。
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习题九
1、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，在直角坐标系上绘出分配曲线。
习题1 附表1 溶解度曲线数据（质量百分数）
醋酸(A) 庚醇-3（B）水（S）醋酸(A) 庚醇-3（B）水（S）
0 96.4 3.6 48.5 12.8 38.7
3.5 93.0 3.5 47.5 7.5 45.0
8.6 87.2 4.2 42.7 3.7 53.6
19.3 74.3 6.4 36.7 1.9 61.4
24.4 67.5 7.9 29.3 1.1 69.6
30.7 58.6 10.7 24.5 0.9 74.6
41.4 39.3 19.3 19.6 0.7 79.7
45.8 26.7 27.5 14.9 0.6 84.5
46.5 24.1 29.4 7.1 0.5 92.4
47.5 20.4 32.1 0.0 0.4 99.6
习题1 附表2 连结线数据（醋酸的质量百分数）
水层庚醇-3层水层庚醇-3层
6.4 5.3 38.2 26.8
13.7 10.6 42.1 30.5
19.8 14.8 44.1 32.6
26.7 19.2 48.1 37.9
33.6 23.7 47.6 44.9
(2)由50 kg醋酸、50 kg庚醇-3和100 kg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。
K及选择性系数β。
(3)上述两液层的分配系数
A
(4)从上述混合液中蒸出若干kg水方能成为均相混合液。
【答：(1) 图略 (2) E=126 kg ，A Y =0.27, B Y =0.01; R=74 kg , A X =0.2, B X =0.74 (3)
A K =1.35, β =100 (4) S =77.8 kg 】
2、在单级萃取装置中，用纯水萃取含醋酸30%（质量分数，下同）的醋酸-庚醇-3混合液1000 kg ，要求萃取相中醋酸组成不大于10%。
操作条件下的平衡数据见习题1.试求： （1）水的用量为若干kg ；（2）萃余相的量及醋酸的萃余率（即萃余相中醋酸占原料液中醋酸的分数）。
【答：（1）,
S =1283 kg （2）,
R =807 kg ，萃余率=26.9%】
3、在25℃下，用甲基异丁基甲酮（MIBK ）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1500 /kg 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，萃取剂用量为若干/kg h 。
（2）若将（1）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(即萃取率)。
操作条件下的平衡数据见本题附表。
【答：（1）S=760 kg （2）2R =1020 /kg h , 2X =0.18（3）ψ单=59.4%，ψ错 =69.4%】
习题3 附表1 溶解度曲线数据（质量百分数）
丙酮（A ）
水（B ） MIBK （S ）
丙酮（A ） 水（B ） MIBK （S ）
0 2.2 97.3 48.5 24.1 27.4 4.6 2.3 93.1 50.7 25.9 23.4 18.9 3.9 77.2 46.6 32.8 20.6 24.4 4.6 71.0 42.6 45.0 12.4 28.9 5.5 65.6 30.9 64.1 5.0 37.6 7.8 54.6 20.9 75.9 3.2 43.2 10.7 46.1 3.7 94.2 2.1 47.0 14.8 38.2 0 98.0 2.0 48.5 18.8
32.8
习题3 附表2 连结线数据（丙酮的质量%）
水层 MIBK 层 水层 MIBK 层 5.58 10.66 29.5 40.0 11.83 18.0 32.0 42.5 15.35 25.5 36.0 45.5 20.6 30.5 38.0 47.0 23.8
35.3
41.5
48.0
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-甲苯混合液中提取乙醛。
原料液的流量为120 /kg 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25 /kg h 。
操作条件下，水和甲苯可视为完全不互溶，以乙醛质量比组成表示的平衡关系为 2.2Y X =。
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】
7、根据哪些因素来决定是采用错流还是逆流操作流程？ 8、回流萃取的原理和适合场合。
9、化学萃取的主要类型及判别方法是什么？ 10、超临界萃取、双水相萃取的原理及应用举例。