串级萃取工艺设计实例
化工行业萃取例子
化工行业萃取例子
以下是 7 条关于化工行业萃取例子：
1. 嘿，你知道吗？在化工行业里，从咖啡豆中提取咖啡因就是一个超酷的萃取例子呀！就像我们从一堆杂物中精准地挑出我们最想要的宝贝一样，多么神奇！在这个过程中，利用合适的溶剂把咖啡因给分离出来。
2. 哇塞，石油提炼不也是一种典型的萃取嘛！把石油这个大杂烩进行一道道的处理，就像在沙堆里淘出金子一般，把各种有用的成分给弄出来，你说厉害不厉害？
3. 咱来说说从植物中提取香精吧！这就好比是从茂密的森林中找到那一朵最独特的花，然后把它的芬芳给留住。
化工行业不就是这样充满魅力的地方吗？
4. 嘿，你想过从矿石里提取金属也属于萃取吗？就如同从混乱的拼图中找出关键的那几块，然后组合出我们想要的金属，这过程多有意思啊！
5. 还有从海水里提取盐呀！那简直就是大海这个超级大宝藏中挖出宝贝来，经过一系列的操作，盐就乖乖地被我们得到了，是不是很神奇呀？
6. 类似于从废旧电池中回收有用物质，这也是萃取的精彩表现呢！就像变废为宝的魔法师，让那些看似没用的东西重新焕发出价值，这难道不令人惊叹吗？
7. 化工行业的萃取真的是无处不在呢，像从矿石中提取稀有元素，不就是在挖掘隐藏的宝藏嘛！这就是化工的神奇之处呀！
我觉得化工行业的萃取真的是太奇妙了，能让我们得到那么多宝贵的东西，为我们的生活带来各种便利和惊喜！。
萃取技术综合案例
三元体系的溶解度曲线-辅助曲线
解： ⑴氯仿能与乙醇、苯、乙醚、石油醚、四氯化碳、二硫化碳和油类等混溶；氯仿在水中 的溶解度是：20℃时，0.822%；22℃时，0.0806%；25℃时，0.0742%。醋酸能溶 于水、乙醇、乙醚、四氯化碳及甘油等有机溶剂。根据萃取剂的选择选择，可选择水作 为萃取剂。
yA / yB 27 / 1.5 228 .5
xA xB 7.2 91.4
由于该物系的氯仿(B)、水(S)的互溶度很小，所以β值较高，所得到萃取液浓度很高。
04 任务四 综合案例
⑵根据题意在三角形坐标图中作出溶解度曲线与辅助曲线，醋酸在原料液中的质量百分率 为35%，在AB边上确定F点，联结点F、S，按F、S的流量用杠杆定律在FS线上确定和点 M，借辅助曲线确定通过M点的连接线ER。
由图读得两相的组成
E相 R相
yA 27% xA 7.2%
yB 1.5% yS 71.5% xB 91.4% xS 1.4%
根据总物料衡算，得： M F S 1000 800 1800 kg / h
由图量得
RM 45.5mm RE 73.5mm
E M RM 1800 45.5 1114 kg / h
RE
73.5
R M E 1800 1114 868kg / h
04 任务四 综合案例
⑶ A、B的分离程度可采用选择性系数β来描述
1.38
17.22
2.24
25.72
4.15
27.65
5.20
32.08
7.93
34.16
10.03
42.5
16.5
醋酸 0.00 25.10 44.12 50.18 50.56 49.41 47.87 42.50
一种萃取装置及萃取方法
一种萃取装置及萃取方法引言随着科学技术的不断发展，萃取技术在化工、制药、环保等领域中得到了广泛的应用。
针对传统的萃取装置在效率、操作简便性以及提取纯度方面存在的一些问题，我们设计并研制了一种全新的萃取装置及萃取方法，旨在提高萃取过程中的效率和纯净度。
萃取装置设计我们的萃取装置主要由以下几部分组成：1. 萃取器：采用圆筒形设计，内部分为上、下两个层次。
上层用来放置待提取物质，下层用来接收提取物质，并配有排液孔和气体进出口。
2. 气体分配系统：由进气管和排气管组成，通过控制气体的进出，有效改善溶剂与待提取物质的接触效果。
3. 待提取物质容器：具有防漏设计，能够稳定地固定待提取物质。
4. 溶剂容器：设计为可加热的，通过控制加热温度来实现提取物质的放出。
5. 纯化系统：通过滤纸等材料对提取物质进行纯化处理，提高纯净度。
萃取方法使用我们设计的萃取装置进行萃取的方法如下：1. 将待提取物质放入待提取物质容器中，并将容器放入萃取器的上层。
2. 打开气体进出口，通过气体分配系统控制气体的进出，使溶剂与待提取物质充分接触。
3. 在合适的温度下，通过加热溶剂容器，使溶剂的温度逐渐升高，促进待提取物质的溶解与释放。
4. 待提取物质溶解后，经由萃取器内部的下层流向纯化系统，通过滤纸等材料进行纯化处理，提高提取物质的纯净度。
5. 完成萃取过程后，关闭气体进出口，并通过排液孔将提取物质收集，进行进一步的处理或储存。
优势和应用我们设计的萃取装置及方法相较于传统的装置和方法具有以下优势：1. 高效：通过气体分配系统以及加热溶剂的方式，能够使溶剂与待提取物质充分接触，提高提取效率。
2. 操作简便：装置采用圆筒形设计，易于操作和维护。
3. 提取物质纯度高：通过纯化系统的设计，能够对提取物质进行纯化处理，提高纯净度。
4. 广泛应用：我们的萃取装置及方法适用于化工、制药、环保等领域中的提取工作，并具有较强的适应性。
结论我们设计的一种萃取装置及萃取方法通过改进传统装置的结构和功能，提高了萃取过程中的效率和纯净度。
P507
第 卷第 ４ 期
２００２年 ８月
江
Ⅱ
西
冶
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文 章编 号 ：０ ２ ７ （０ ２ ｃ ．０ ８０ １０ ７７ ２ ０ ）ｌ ０ ０ －３ ４
离 工艺 。
得纯 的硫 酸镍再返 回给 电镀厂使用 ， 将会取得显著 的经济和社会效益 。 电镀废水中除镍外还含有铜、 、 、 、 钴 锌 铁 铬等杂 质， 镍与铜 、 、 、 钴 锌 铁的分离 已有报导ｎ。镍与铬的 】 分离一直沿用氧化还原、 分级沉淀的方法 ， 该工艺存 在路线长 ， 生产成本高 ， 产生 的废水量大 ， 酸镍产 硫 品质量不稳定等一系列问题。针对这些问题 ， 我们 做了大量的探索性 试验 ， 制定 了分离镍 铬的有效分
‘２ ・ ９
１１ 卢 Ｉ 的 测定 ． ）
料 ， 液 为第 一 个 串级 的有 机 相 出 口 ， 时 的水 相 出 料 此 口即为 纯 的硫 酸镍 产 品 ， 比镍 易萃 的 Ｃ （ 及 其 它 ｒ Ⅲ） 杂质 元 素从 有 机相 出 口带 出 。工 艺 流程 见 图 １ 。
１ Ｐ 姗萃取体 系镍铬分 离 系数 的测定
Ｐ 姗为 ２ 一乙基已基磷 酸单酯 ， 是一 种酸性萃取
剂【 ， ２ 对金属离子均具有萃取能力 ， 】 同时在一定条件
下对某些含氧酸也有一定的萃取能力。我们常利用 它对各种金属离子的萃取能力微小的差别达到分离 的目的。分离 系数 是 萃取 剂对两种物 质分 离能 力的表征 ， 是设计工 艺路线 和计算工艺参数 的主要
Ａ 由 ｃ ： Ｔ ｅｐｐｒｘａ ｓｔ ｈｏ ｇ ａ ｓ ｄ ｔ ｈ ａｅ ￣ ｔ ｃｎｌ ｉ ｌ ｔ ｙ∞ Ｐ 懿位咄 ｌｅ ｅ ｏ ｃ ｕ 鲫
串级萃取模拟计算
串级萃取模拟计算
串级萃取是一种流体分离技术，常用于分离混合物中的多个组分。
它利用组分在不同溶剂中的溶解度差异，通过多个级的溶解-重结晶循环，逐渐完成对纯组分的分离。
在模拟计算中，串级萃取的过程可以用以下步骤模拟：
1. 确定混合物的组分和其在不同溶剂中的溶解度。
可以通过实验数据或者模型来获取这些数据。
2. 设定串级萃取的级数，即进行多少个溶解-重结晶循环。
一般来说，级数越多，分离效果越好，但是运算量也会增加。
需要根据具体情况来确定级数。
3. 在第一级中，将混合物溶解在一个溶剂中，根据不同组分的溶解度差异，通过调整溶剂的物质量或浓度来控制组分的溶解度。
溶液经过结晶，得到含有纯组分的晶体和含有剩余组分的溶液。
4. 根据第一级的结果，将晶体和溶液分别进行处理。
晶体可以进一步纯化，溶液则用作下一级的混合物。
5. 重复第3、4步，进行下一级的萃取。
每一级的输入是上一级的溶液，输出是当前级的晶体和溶液。
6. 最后一级的晶体即为纯组分的产物。
7. 可以通过计算每一级的输入和输出组分的物质量或浓度，以
及萃取效率等指标来评估串级萃取的性能。
需要注意的是，串级萃取是一个复杂的过程，受到许多因素的影响，包括溶液的物性、操作条件、设备性能等。
模拟计算中需要考虑这些因素，并根据实际情况进行合理的假设和参数选择，以获得准确的结果。
串级萃取理论
1 < EM ' < ( EM ' ) ma x
( EM ' ) ma x =
f B − P Bn + m fB − P Bn + m β ⋅ fA + fB
当 A 、B 均为高纯产品时，则满足
7
1.0 > EM > ( EM ) min ≈ f A+
Js > ( Js) min =
fB
β
1 < EM ' < ( EM ' ) ma x ≈ β ⋅ f A + f B
( EM ) min β ⋅ f A + fB ≈ 1 − ( EM ) min f B ( β − 1)
n= P * − PA1 lg b + 2.303 lg A lg( β ⋅ EM ) PA * − PAn
PAn:进料级水相中 A 的含量 水相进料： PAn = f A 有机进料：
PAn =
fA P An = (纯度平衡线方程) β − ( β − 1) P An β − ( β − 1) ⋅ f A
（b 决定水相出口中 B 的纯度和有机相出口中 A 的收率）
2）分离效果指标之间的关系
（1） φ A， φ B 与 a,b 之间的关系
ϕB = ϕA =
B1 BF A1 AF
ϕB B1 / A1 ϕB = =b⇒ =b ϕA BF / AF ϕA
An+m AF B n+m BF
萃取工艺设计
萃取工艺设计嘿，你有没有想过，在我们这个神奇的世界里，如何把有用的东西从复杂的混合物里单独拎出来呢？这就像是在一堆杂乱的玩具里，快速准确地找到你最心爱的那个一样。
今天啊，我就来给你讲讲这个超酷的萃取工艺设计。
我有个朋友叫小李，他在一家化工企业工作。
有一次，他就跟我聊起他们厂里的一个大难题。
他们有个原料混合液，里面既有他们想要的珍贵成分，又有好多杂质，就像一锅好汤里混进了沙子一样让人头疼。
这时候，萃取工艺就该登场了。
那什么是萃取呢？简单来说，就像是找一群特别的小助手，让这些小助手把我们想要的东西从那堆乱七八糟的混合物里拉出来。
这些小助手就是萃取剂。
比如说，我们想从碘水里把碘弄出来，我们可以用四氯化碳当萃取剂。
四氯化碳就像个热情的小伙伴，它特别喜欢碘，一见到碘就把它从水里拽到自己身边。
这过程就像是一场有趣的拔河比赛，四氯化碳的力气（对碘的亲和力）比水大，碘就被它拉走了。
在设计萃取工艺的时候，首先得选好这个神通广大的萃取剂。
这可不像随便挑个东西那么简单。
就像我们找合作伙伴，得找个靠谱的。
我认识的一位老工程师老张，他在这方面可有不少经验。
他说啊，这萃取剂得对我们要提取的物质有很强的亲和力，就像两块磁铁一样，互相吸引得紧紧的。
而且呢，它还不能和原混合物里的其他东西发生乱七八糟的反应，不然就像请了个捣蛋鬼，把整个过程都搞砸了。
老张还跟我说过一个他以前的失败案例呢。
他曾经选了一种萃取剂，当时觉得应该没问题，结果这萃取剂和混合物里的另一种成分发生了反应，生成了一种黏糊糊的东西，整个萃取设备都被搞得一团糟。
那场面，就像一场精心准备的音乐会，结果乐器突然全坏了一样糟糕。
选好萃取剂后，就要考虑萃取设备了。
这萃取设备就像是一个大舞台，萃取剂和混合物就在这个舞台上表演它们的分离大戏。
有像分液漏斗这样简单的设备，就适合小量的、不太复杂的萃取操作。
这分液漏斗啊，就像一个有魔法的小瓶子，你把混合液和萃取剂放进去，摇一摇，然后静置一会儿，就像让它们休息一下，分层就出现了。
萃取分离工艺参数设计
萃取分离工艺参数设计——最优化串级萃取工艺设计1、确定原料和处理能力根据市场需求现状和发展趋势、本地稀土资源状况和开采能力、企业投资和融资能力大小等因素，确定稀土生产线的原料来源、基本配份、年处理能力。
2、确定产品方案产品品种和规格要符合主流要求，适销对路，既不要盲目求高而增加分离难度和成本，又不能没有市场竟争能力而遭淘汰。
3、确定分离工艺流程稀土分离时往往按“四分组”效应首先将原料分为轻、中、重稀土富集物。
分组的切割位置通常选择边界元素间分离系数（或等效分离系数）较大、并保持易萃取组分比例均衡，同时兼顾产品要求、设备条件、工艺衔接、操作稳定性和可行性等因素，以降低生产成本、提高流程的稳定性。
（1）工艺采用了具有世界先进水平分离提纯技术，确保产品质量稳定，纯度较高。
（2）工艺流程在实施过程中容易控制，比较灵活，可以根据市场的不同需求，生产不同规格的产品，充槽投资较省，化工辅料消耗降低，有利于降低产品成本。
（3）整个工艺流程较短，可连续化操作，稀土机械损失少，稀土的总收率高。
（4）实现产品“系列化”“高纯化”“单一化”“规模化”，经济指标较好，市场适应能力较强。
4、最优化串级萃取工艺设计4.1 确定萃取体系和测定分离系数β针对要分离的问题，选择一个合适的萃取体系，进行单级试验，确定最适宜的有机相配比、皂化度、料液和洗液的浓度和酸度等。
测定萃取段和洗涤段的平均分离系数β和β'。
B AE E =β （1）'''B AE E =β （2）若β和β'值相差不大，通常采用数值较小的β值进行计算。
4.2 确定分离指标根据料液组成，确定分离切割线位置，确定易萃组分A 和难萃组分B ，B f 为料液中组分B 的摩尔分数，1A B f f =-为料液中组分A 的摩尔分数。
根据市场需求确定产品分离指标，若A 为主要产品，规定其纯度An m p +，回收率为A Y ，则A 的纯化倍数和B 的纯化倍数为：(1)n mn m A A ABP P a f f ++-=（3）(1)AA a Y b a Y -=- （4）出口水相B 的纯度1B P 和A 的纯度1A P 为：1BB A Bbf P f bf =+ （5）111A B P P =- （6）出口有机相和出口水相分数Af '和B f '： n mA AAA f Y f P +'= （7） 1B Af f ''=- （8）若B 为主要产品，规定其纯度为1B P ，回收率为B Y ，则：11(1)B B BAP P b f f -=（9）(1)BB b Y a b Y -=- （10）n m AA A Baf P af f +=+ （11）1n m n m B A P P ++=- （12）1B B B B f Yf P '= （13）1A B f f ''=- （14）若A 、B 都为主要产品，则A 、B 产品纯度分别规定为1n m A B P P +和 ，则：(1)n mn m A A ABP P a f f ++-=（15）11(1)B B BAP P b f f -=（16）1(1)1111A A a a b Y ab ab --=-Φ=-=-- （17） (1)1B B b a Y ab -=Φ=- （18） 1B BBB f Y f P '= （19） 1AB f f ''=- （20）4.3 确定最优萃取比、萃取量和洗涤量首先根据工艺要求，确定由水相进料或有机相进料。
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R 13.33 12.27 11.81 12.04
Vs有效 = Vw =
MF 0.7285 S 1 = = 4.0472 ， V F = = = 0.6667 ( M ) F 1 .5 0.18 (M ) S
W 3W 0.5799 = = = 0.6443 C H + ( M ) n +1 0.9
归一化流比： Vs : VF : Vw ⇒
(M ) n+m = M n + m f A ' 0.1486 = = = 0.0367 Vs Vs 4.0472
2
W 0.5799 = = 0.9 Vw 0.6443 W +1 1.5799 ( M ) 2− n = = = 1.205 VF + Vw 0.6667 + 0.6443 洗 酸酸度： 3 × 0.9 + 1.1 = 3.8mol / l (M ) n+1 =
11 0.7285 1.5799 0.18 1.205 0.7285 0.5799 0.18 0.9
25 0.1486 0.5799 0.0367 0.9
M
M (M ) (M)
3
m=
其它 K 值的工艺参数 K W S 0.6 0.8924 1.0410 0.7 0.7125 0.8611 0.8 0.5799 0.7285 0.9 0.4790 0.6276 选 K=0.8 一组为最优 四、流比
n 5.97 7.00 8.41 10.55
m 6.84 7.25 7.80 8.64
YA =
a (b − 1) = 0.9720 ab − 1
YB =
b(a − 1) = 0.9991 ab − 1
fA'=
f A ⋅ YA = 0.1486 P An+ m
fB ' =
f B ⋅ YB = 0.8514 PB1
三、确定 EM , EM ' ， S 、 W 和 n m
1.0 > EM > ( EM ) min ≈ f A+
EM =
S 0.8611 = = 0.5028 , W + 1 0.7125 + 1
EM ' =
PA * ≈
β ⋅ EM − 1 3.5 × 0.5028 − 1 = = 0.3040 3.5 − 1 β −1
n=
P * − PA1 lg b = 7 .0 + 2.303 lg A PA * − PAn lg( β ⋅ EM )
β ' / EM '−1 3.5 / 1.2086 − 1 = = 0.7584 β '−1 3.5 − 1
PB* ≈
P Bn =
PBn fB = = 0.6143 β ‘−( β ’−1) PBn β − ( β − 1) ⋅ f B P B * − P Bn + m lg a + 2.303 lg − 1 = 7.25 lg(β ' / EM ' ) P B * − P Bn
Vs Vw 4.0472 0.6443 :1 : = :1 : = 6.0705 : 1 : 0.9664 VF VF 0.6667 0.6667 M1 fB ' 0.8514 = = = 0.5928 ( M )1 = Vs Vs 4.0472 × 3% VF + Vw + × 3% VF + Vw + × 3% 0.6667 + 0.6443 + 97% 97% 97%
fB
β
= 0.1521 +
0.8479 = 0.3944 3 .5
1 < EM ' < ( EM ' ) ma x ≈ β ⋅ f A + f B = 1.3803
1
选 k=0.7 一组计算：
W =
1 1 = = 0.7125 , 0.7 β − 1 3.5 − 1
k
S = W + fA' = 0.7125 + 0.1486 = 0.8611 S 0.8611 = = 1.2086 W 0.7125
串级萃取工艺设计实例
Er/Tm 分组工艺设计（水相进料） 一、 萃取体系的确定， 1.5mol/l P507+煤油，36%皂化，β = β ' = 3.5 ，(M)F=1.5mol/l，pH=3~4，(M)n+1=0.9mol/l， 余酸为 1.1 mol/l HCl。 二、分析原料组成，确定 f A ' , f B ' La2O3 W% M Mol 0.06 162.91 0.0004 Dy2O3 W% M Mol Mol% 37.07 186.50 0.1988 0.3588 CeO2 0.10 172.12 0.0006 0.0010 Ho2O3 6.62 188.93 0.0350 0.0633 Pr6O11 0.41 170.24 0.0024 0.0043 Er2O3 17.60 191.26 0.0920 0.1661 Nd2O3 1.83 168.24 0.0109 0.0196 Tm2O3 2.29 192.93 0.0119 0.0214 Sm2O3 1.05 174.4 0.0060 0.0109 Yb2O3 12.48 197.04 0.0633 0.1143 Eu2O3 0.45 175.96 0.0026 0.0046 Lu2O3 1.80 198.97 0.0090 0.0163 Gd2O3 5.20 181.25 0.0287 0.0518 Y2O3 6.44 112.90 0.0570 0.1030 T=0.5539 100 Tb4O7 6.60 186.92 0.0353 0.0637
实际级数： n实 =Fra bibliotekn理η
=
8.41 = 10.51， 取11级 80%
m实 =
m理
η
=
7.8 = 9.75， 取10级 80%
五、工艺框图
Vs 有效=4.0472 VF=0.667 MF=1.0 Vw=0.6443
级 数
1 0.7285 0.8514 0.18 0.5928
……….. 0.7285 1.5799 0.18 1.205
Mol% 0.0007
fA=0.1521,
fB=0.8479
M = 180.54
已知： P A n+ m = 0.995, PB1 = 0.995
a=
b=
0.995 / 0.005 P An+ m /(1 − P An+ m ) = = 1109.35 0.1521/ 0.8479 fA / fB
0.995 / 0.005 PB1 /(1 − PB1 ) = = 35.70 0.8479 / 0.1521 fB / fA