化工原理萃取大题
陈敏恒《化工原理》(第4版)(下册)章节题库(液液萃取)【圣才出品】
对
于单级萃取，两相处于平衡状态，敬 与溶解度曲线的交点 E 为萃取相。又因为
通过 E 点作水平线与溶解度曲线交于 R，即为萃余相。 连线 与 的交点为和点 M，从图可读得 M 点在横坐标上的读数为 0.51。 根据杠杆定律可得
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6．一般来说，温度降低，互溶度将______，萃取分离的效果______。 【答案】变小；变好
7．请写出三种液液萃取的工业设备名称：______、______、______。 【答案】混合-澄清槽；填料萃取塔；筛板萃取塔
三、简答题
1．何谓萃取操作的选择性系数 β？什么情况下 β＝∞？
答：选择性系数 β 定义如下：
5．在 A、B 二组分混合溶液中加入纯溶剂 S，混合后分为二个平衡液层 E 相和 R 相, 已知 E 相含 40%A（质量%，下同）、3%B；R 相中含 29%A、70%B。则 A 组分在 E 相和 R 相得分配系数 kA 等于______，溶剂的选择性系数等于______。
【答案】1.379；32.18
C．不变
D．不确定
【答案】B
7．选用溶剂进行萃取操作时，其必要条件为（ ）。 A．分配系数 B．萃取相含量 C．选择性系数 β＞1 D．分配系数 【答案】C
8．单级萃取中，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 取剂代替纯萃取剂，所得萃余相浓度将（ ）。
A．增大 B．减小 C．不变 D．不确定 【答案】A
3．双组分液液萃取分离时，根据相律，其自由度为______，当两相平衡时，组成占有 一个自由度，则______和______可自由选择。
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化工原理精选例题
1.用连续精馏方法分离乙烯、乙烷混合物。
已知进料中含乙烯0。
88(摩尔分数，下同）,流量为200kmol/h。
今要求馏出液中乙烯的回收率为99.5%，釜液中乙烷的回收率为99.4％，试求所得馏出液、釜液的流量和组成。
2.例题：设计一精馏塔,用以分离双组分混合物，已知原料液流量为100kmol/h，进料中含轻组分0.2（摩尔分数，下同），要求馏出液和釜液的组成分别为0.8和0.05。
泡点进料（饱和液体)，物系的平均相对挥发度α=2。
5，回流比R=2。
7。
试求：1)精馏段和提馏段操作线方程；2）从塔顶数第二块板下降的液相组成。
3.例题用一常压精馏塔分离某二元理想溶液，进料中含轻组分0。
4（摩尔分数，下同)，进料量为200kmol/h饱和蒸汽进料，要求馏出液和釜液的组成分别为0。
97和0。
02。
已知操作回流比R=3.0，物系的平均相对挥发度α=2。
4，塔釜当作一块理论板处理。
试求:（1）提馏段操作线方程；（2）塔釜以上第一块理论板下降的液相组成。
（从塔底向上计算）4。
例题：常压下分离丙酮水溶液的连续精馏塔，进料中丙酮50%（摩尔分数，下同）,其中气相占80％，要求馏出液和釜液中丙酮的组成分别为95％和5%，回流比R=2.0，若进料流量为100kmol/h，分别计算精馏段和提馏段的气相和液相流量，并写出相应的两段操作线方程和q线方程。
5。
在连续精馏塔中分离苯—甲苯混合液。
原料液组成为0.4（摩尔分数，下同），馏出液组成为0。
95。
汽--液混合进料，其中汽相占1/3(摩尔数比），回流比为最小回流比的2倍,物系的平均相对挥发度为2.5,塔顶采用全凝器。
试求：(1)精馏段操作线方程;（2）从塔顶往下数第二层理论板的上升气相组成.6.在常压连续精馏塔中分离苯—甲苯混合液,原料液流量为1000kmol/h，组成为含苯0。
4（摩尔分数，下同)，馏出液组成为含苯0。
9，苯在塔顶的回收率为90%，泡点进料（q=1)，操作回流比为最小回流比的1。
化工原理下 考试大题
1、今有连续逆流操作的填料吸收塔,用清水吸收原料气中的甲醇。
已知处理惰性气体量为131000-⋅h m （操作状态），原料中每立方米惰性气体含甲醇g 100，吸收后水中含甲醇量等于与进料气体中相平衡时浓度的%67.设在常压、25℃下操作，吸收的平衡关系取为X Y 15.1=，甲醇回收率要求为%98，塔径为0。
84 m 13100--⋅⋅=h m kmol a K Y 。
试求:（1）水的用量为多少1-⋅h kg ？（2)传质单元高度OG H ；（3）传质单元数OG N ;（4)填料层高度。
1、解:(1）()19.40252732734.221000-⋅=+⨯=h kmol V B (1分） 0764.0252732734.221321010031=+⨯⨯=-Y (1分)()()00153.098.010764.0112=-⨯=-=ψY Y (1分）0445.015.10764.067.067.011=⨯=⨯=m Y X （2分） 1212181.689.400445.000153.00764.0-⋅=⨯-=⨯--=h kmol V X X Y Y L B S16.1238-⋅=h kg （2分）（2） ()m a K V H y BOG 7384.084.041009.402=⨯⨯=Ω=π(2分）(3） 00445.000153.00764.02121====X X Y Y ，，，00512.015.1*21*1===∴Y X Y ，()()()00845.000153.00252.0ln 00153.00512.00764.0ln*22*11*22*11=--=-----=∆∴Y Y Y Y Y YY Y Y m86.800845.000153.00764.021=-=∆-=∴m OG Y Y Y N （4分） 或用解析法求OG N 684.081.689.4015.1=⨯=L mV⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎭⎫ ⎝⎛--=∴L mV mX Y mX Y L mV LmV N OG 22211ln 11()86.8684.000153.00764.0684.01ln 684.011=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--=(4）m H N Z O G O G 54.67384.086.8=⨯=⋅= (2分）2、用一精馏塔分离二元理想混合物，塔顶为全凝器冷凝，泡点温度下回流，原料液中含轻组分0。
化工原理《液液萃取》概念题
化工原理《液-液萃取》概念题一、单项选择题1、单级萃取中，若增加纯溶剂S 的加入量，则萃取液的浓度y A 将 。
A.不变B.减小C.增大D.不确定 2、单级萃取操作时，若降低操作温度，其他条件不变，则溶剂的选择性将 。
A.变差B.变好C.不变D.不确定 3、选用溶剂进行萃取操作时，其必要条件为 。
A.分配系数k A ＜1B.萃取相含量y A ≤萃余相含量x AC.选择性系数β＞1D.分配系数k B =14、单级萃取中，若升高操作温度，则萃取液中溶质的浓度y A 将 。
A.不变B.减小C.增大D.不确定 5、对于萃取过程，若溶剂的选择性好，则溶剂的溶解度也将 。
A.变大B.变小C.不变D.不确定6、当萃取过程溶剂比S/F 减小时，萃取液中溶质A 的浓度 ，所需理论级数 。
A.不变，减小B.减小 ，减小C.增大，减小D.减小，增大 7、萃取过程的能耗主要集中在 。
A.萃取操作时溶剂的输送B.萃取操作时原溶液的输送C.萃取操作时溶剂的回收D.萃取操作时温度的升高 8、以下说法错误的是 。
A.临界混溶点位于溶解度曲线最高点B.临界混溶点左方曲线表达式为：)(A S x x ψ= C.临界混溶点右方曲线表达式为：)(A S y y ϕ=D.溶解度曲线内的平衡联结线两端的表达式为：)(A A x f y =9、一般情况下，稀释剂B 组分的分配系数k B 值 。
A.大于1B.小于1C.等于1D.难以判断，都有可能10、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。
A. 增加B.减少C.不变D.不一定11、单级(理论)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。
A.增加B.不变C.降低D.不定12、单级(理论)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。
化工原理下 考试大题
1、今有连续逆流操作的填料吸收塔，用清水吸收原料气中的甲醇。
已知处理惰性气体量为131000-⋅h m （操作状态），原料中每立方米惰性气体含甲醇g 100，吸收后水中含甲醇量等于与进料气体中相平衡时浓度的%67。
设在常压、25℃下操作，吸收的平衡关系取为X Y 15.1=，甲醇回收率要求为%98，塔径为0.84 m 13100--⋅⋅=h mkmol a K Y 。
试求：（1）水的用量为多少1-⋅h kg ？（2）传质单元高度OG H ；（3）传质单元数OG N ；（4）填料层高度。
1、解：（1）()19.40252732734.221000-⋅=+⨯=h kmol V B （1分） 0764.0252732734.221321010031=+⨯⨯=-Y （1分）()()00153.098.010764.0112=-⨯=-=ψY Y （1分）0445.015.10764.067.067.011=⨯=⨯=m Y X （2分） 1212181.689.400445.000153.00764.0-⋅=⨯-=⨯--=h kmol V X X Y Y L B S16.1238-⋅=h kg （2分）（2） ()m a K V H y BOG 7384.084.041009.402=⨯⨯=Ω=π(2分)（3） 00445.000153.00764.02121====X X Y Y ，，，00512.015.1*21*1===∴Y X Y ，()()()00845.000153.00252.0ln 00153.00512.00764.0ln*22*11*22*11=--=-----=∆∴Y Y Y Y Y Y Y YY m86.800845.000153.00764.021=-=∆-=∴m OG Y Y Y N （4分） 或用解析法求OG N 684.081.689.4015.1=⨯=L mV Θ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫⎝⎛--⎪⎭⎫ ⎝⎛--=∴L mV mX Y mX Y L mV LmV N OG 22211ln 11()86.8684.000153.00764.0684.01ln 684.011=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--=（4）m H N Z OG OG 54.67384.086.8=⨯=⋅= （2分）2、用一精馏塔分离二元理想混合物，塔顶为全凝器冷凝，泡点温度下回流，原料液中含轻组分0.5(摩尔分数，下同)，操作回流比取最小回流比的1.4倍，所得塔顶产品组成为0.95，釜液组成为0.05，料液的处理量为100h kmol /，料液的平均相对挥发度为3，若进料时蒸气量占一半，试求： （1）提馏段上升蒸气量；（2）自塔顶第2层板上升的蒸气组成。
夏清《化工原理》(第2版)(下册)章节题库-第9章 液-液萃取【圣才出品】
章节题库第9章液-液萃取一、选择题1．选用溶剂进行萃取操作时，其必要条件是（）。
A．分配系数k A ＞1B．萃取相含量y A ＞萃余相含量x AC．选择性系数＞1D．分配系数k B ＞1【答案】C【解析】一般情况下，B 在萃余相中的组成比在萃取相中高，即1B Bx y >，则选择性系数1B A Bx k y β=>。
2．进行萃取操作时应使（）。
A．分配系数大于1B．分配系数小于1C．选择性系数大于1D．选择性系数等于1【答案】C 【解析】分配系数K 是指溶质在互成平衡的萃取相和萃余相中的质量分率之比。
选择性系数β是指萃取相中溶质与稀释剂的组成之比和萃余相中溶质与稀释剂的组成之比的比值。
可以实现萃取操作的条件是选择性系数β大于1。
如果等于1，那么萃取相和萃余相组成相同，不能够实现分离。
3．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质所得萃余相浓度将（）。
A．增加B．不变C．减少D．以上情况都可能【答案】不变【解析】当用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂时，选择性系数仍然是不变的，因此萃余相浓度不变。
二、填空题分别采用单级萃取与二级错流萃取分离同一种液体混合物，若所用的溶剂量相同，前者所得萃取液含量后者所得萃取液含量；若要求两者所得萃取液含量相同，前者所需溶剂用量后者所需溶剂用量。
【答案】小于大于【解析】多级错流萃取操作中，每次都要加入新鲜溶剂，前级的萃余相为后级的原料，这种操作最终可得到溶质组成很低的萃余相，但是溶剂的用量较多。
三、简答题1．用图示说明什么叫平衡联结线和分配曲线？二者之间有什么关系？LRPEK将三角形分为两个区域，曲线以内为两相区，曲线以外解：如图9-1所示，为均相区。
两相区内的混合物分为两个液相，当达到平衡时，两个液层称为共轭相，连接共轭液相组成坐标的直线称为平衡联接线，如图9-1中的RE线。
以萃余相R中溶质A的组成x A为横坐标，以萃取相E中溶质A的组成y A为纵坐标，组成平衡的E相和R相中的组分A的组成在直角坐标图上以N点表示。
化工原理实验仿真选择题
萃取1．萃取操作所依据的原理是（）不同。
A. 沸点B. 熔点C. 吸附力D. 溶解度答案：D2．萃取操作后的富溶剂相,称为（）。
A. 萃取物B. 萃余物C. 滤液D. 上萃物答案：B3．油脂工业上,最常来提取大豆油,花生油等的沥取装置为（）。
A. 篮式萃取塔B. 喷雾萃取塔C. 孔板萃取塔D. 填充萃取塔答案：A4．萃取液与萃余液的比重差愈大,则萃取效果（）。
A. 愈好B. 愈差C. 不影响D. 不一定答案：A5．将植物种籽的籽油提取,最经济的方法是（）。
A. 蒸馏B. 萃取C. 压榨D. 干燥答案：B6．萃取操作的分配系数之影响为（）。
A. 分配系数愈大,愈节省溶剂B. 分配系数愈大,愈耗费溶剂C. 分配系数愈大,两液体的分离愈容易D. 分配系数愈小,两液体愈容易混合接触.答案：C7．选择萃取剂将碘水中的碘萃取出来,这中萃取剂应具备的性质是( ).A. 溶于水,且必须易与碘发生化学反应B. 不溶于水,且比水更容易使碘溶解C. 不溶于水,且必须比水密度大D. 不溶于水,且必须比水密度小答案：B8．在萃取分离达到平衡时溶质在两相中的浓度比称为（）。
A.浓度比B.萃取率C.分配系数D.分配比答案：C9．有4 种萃取剂，对溶质A 和稀释剂B 表现出下列特征，则最合适的萃取剂应选择____A. 同时大量溶解A 和BB. 对A 和B 的溶解都很小C. 对A 和B 的溶解都很小D. 大量溶解B 少量溶解A答案：D10．对于同样的萃取相含量，单级萃取所需的溶剂量____A. 比较小B. 比较大C. 不确定D. 相等答案：B11．将具有热敏性的液体混合物加以分离常采用______方法A. 蒸馏B. 蒸发C. 萃取D. 吸收答案：C12．萃取操作温度一般选___A__A. 常温B. 高温C. 低温D. 不限制干燥1．空气湿度一定时，相对湿度φ与温度T 的关系是：a、T 越大，φ越大b、T 越大，φ越小c、T 与φ无关答案：B2．临界含水量与平衡含水量的关系是：a、临界含水量>平衡含水量b、临界含水量=平衡含水量c、临界含水量<平衡含水量答案：A3．下列关于干燥速率u 的说确的是：a、温度越高，u 越大b、气速越大，u 越大c、干燥面积越大，u 越小答案：A、B4．干燥速率是：a、被干燥物料中液体的蒸发量随时间的变化率b、被干燥物料单位表面积液体的蒸发量随时间的变化率c、被干燥物料单位表面积液体的蒸发量随温度的变化率d、当推动力为单位湿度差时, 单位表面积上单位时间液体的蒸发量答案：B5．若干燥室不向外界环境散热时，通过干燥室的空气将经历什么变化过程？a、等温过程b、绝热增湿过程c、近似的等焓过程d、等湿过程答案：B、C6．本实验中如果湿球温度计指示温度升高了，可能的原因有：a、湿球温度计的棉纱球缺水b、湿球温度计的棉纱被水淹没c、入口空气的焓值增大了，而干球温度未变d、入口空气的焓值未变，而干球温度升高了答案：A、B、C7．本实验装置采用部分干燥介质（空气）循环使用的方法是为了：a、在保证一定传质推动力的前提下节约热能b、提高传质推动力c、提高干燥速率答案：A8．本实验中空气加热器出入口相对湿度之比等于什么？a、入口温度：出口温度b、出口温度：入口温度c、入口温度下水的饱和和蒸气压：出口温度下水的饱和蒸气压d、出口温度下水的饱和和蒸气压：入口温度下水的饱和蒸气压答案：C9．物料在一定干燥条件下的临界干基含水率为：a、干燥速率为零时的干基含水率b、干燥速率曲线上由恒速转为降速的那一点上的干基含水率c、干燥速率曲线上由降速转为恒速的那一点上的干基含水率d、恒速干燥线上任一点所对应的干基含水率答案：B10．等式(t-t w)a/r=k (H w-H)在什么条件下成立？a、恒速干燥条件下b、物料表面温度等于空气的湿球温度时c、物料表面温度接近空气的绝热饱和和温度时d、降速干燥条件下e、物料升温阶段答案：A、B、C11．下列条件中哪些有利于干燥过程进行？a、提高空气温度b、降低空气湿度c、提高空气流速d、提高入口空气湿度e、降低入口空气相对湿度答案：A、B、C、E12．若本实验中干燥室不向外界散热，则入口和出口处空气的湿球温度的关系是：a、入口湿球球温度>出口湿球温度b、入口湿球球温度<出口湿球温度c、入口湿球球温度=出口湿球温度答案：C恒压过滤1．滤饼过滤中,过滤介质常用多孔织物,其网孔尺寸____被截留的颗粒直径.A. 一定小于B. 一定大于C. 不一定小于答案：C2．当操作压力增大一倍,K 的值____A. 增大一倍B. 减小一倍C. 增大幅度小于一倍D. 减小幅度小于一倍答案：C3．深层过滤中,固体颗粒尺寸____介质空隙A. 大于B. 小于C. 等于D. 无法确定答案：B4．不可压缩滤饼是指____A. 滤饼中含有细微颗粒,粘度很大B. 滤饼空隙率很小,无法压缩C. 滤饼的空隙结构不会因操作压差的增大而变形D. 组成滤饼的颗粒不可压缩答案：C5．助滤剂是________A. 坚硬而形状不规则的小颗粒B. 松软而形状不规则的小颗粒C. 坚硬的球形颗粒D. 松软的球形颗粒答案：A6．板框过滤的推动力为____A. 离心力B. 压力差C. 重力答案：B7．如果实验中测量用的秒表偏慢,则所测得的K 值____A. 无法确定B. 没有影响C. 偏小D. 偏大答案：B8．如果采用本实验的装置对清水进行过滤,则所测得的曲线为____A. 平行于X 轴的直线B. 平行于Y 轴的直线C. 过原点与X 轴夹角为45 度的直线D. 顶点在原点的抛物线答案：A9．如果滤布没有清洗干净,则所测得的qe 值A. 无法确定B. 没有影响C. 偏小D. 偏大答案:D10．在板框过滤过程中,过滤阻力主要是:____A. 液体的粘性B. 板框的阻力C. 过滤介质阻力D. 滤饼阻力答案：D11．在本实验中,液体在滤饼的细微孔道中的流动属于____A. 无法确定B. 湍流C. 层流答案：C12．实验开始阶段所得到的滤液通常是混浊的,可能的原因有:____A. 开始阶段滤饼层太薄,过滤能力不足B. 滤布没有正确安装C. 滤布网孔过大D. 滤饼层疏松答案：A13．在一定压差下,滤液通过速率随过滤时间的延长而____A. 时大时小B. 不变C. 减小D. 增大答案：C14．在实验过程中需要保持压缩空气压强稳定,这是因为:____A. 使悬浮液流量稳定B. 使滤液流量稳定C. 测定恒压下的实验数据D. 使数据容易测量答案：C精馏1．精馏段与提馏段的理论板:A. 精馏段比提馏段多B. 精馏段比提馏段少C. 两者相同D. 不一定答案：D2．当采用冷液进料时,进料热状况q 值:A. q>1B. q=1C. q=0D. q<0答案：A3．精馏塔塔身伴热的目的在于：A. 减小塔身向环境散热的推动力B. 防止塔的回流C. 加热塔液体答案：B4．全回流操作的特点有：A. F=0，D=0，W=0B. 在一定分离要求下NT 最少C. 操作线和对角线重合答案：A5．本实验全回流稳定操作中，温度分布与哪些因素有关？A. 当压力不变时，温度分布仅与组成的分布有关B. 温度分布仅与塔釜加热量有关系C. 当压力不变时，温度分布仅与板效率、全塔物料的总组成及塔顶液与釜液量的摩尔量的比值有关答案：A6．冷料回流对精馏操作的影响为：A. XD 增加，塔顶T 降低B. XD 增加，塔顶T 升高C. XD 减少，塔顶T 升高答案：A7．在正常操作下，影响精馏塔全效率的因素是：A. 物系，设备与操作条件B. 仅与操作条件有关C. 加热量增加效率一定增加D. 加热量增加效率一定减少E. 仅与物系和设备条件有关答案：A8．精馏塔的常压操作是怎样实现的？A. 塔顶连通大气B. 塔顶冷凝器入口连通大气C. 塔顶成品受槽顶部连通大气D. 塔釜连通大气E. 进料口连通大气答案：C9．塔上升气速对精馏操作有什么影响？A. 上升气速过大会引起漏液B. 上升气速过大会引起液泛C. 上升气速过大会造成过量的液沫夹带D. 上升气速过大会造成过量的气泡夹带E. 上升气速过大会使塔板效率下降答案：B C E10．为什么要控制塔釜液面高度？A. 为了防止加热装置被烧坏B. 为了使精馏塔的操作稳定C. 为了使釜液在釜有足够的停留时间D. 为了使塔釜与其相邻塔板间的足够的分离空间E. 为了使釜压保持稳定答案：A B C11．如果实验采用酒精-水系统塔顶能否达到98%（重量）的乙醇产品？(注:95.57%酒精-水系统的共沸组成)A. 若进料组成小于95.57% 塔不顶可达到98%以上的酒精B. 若进料组成大于95.57% 塔釜可达到98%以上的酒精C. 若进料组成小于95.57% 塔顶可达到98%以上的酒精D. 若进料组成大于95.57% 塔顶不能达到98%以上的酒精答案：A B12．全回流在生产中的意义在于：A.用于开车阶段采用全回流操作B.产品质量达不到要求时采用全回流操作C.用于测定全塔效率答案：A B C离心泵串联1. 离心泵调节流量方法中经济性最差的是（）调节。
化工原理下册萃取-本科
两相区
0.8 0.2 S
M
0.6
临界混溶点 P（Plait point）
两个共轭相组成相同时的混 溶点——临界混溶点 P。 P 点将溶解度曲线分为萃取 相区域与萃余相区域。一般 临界混溶点并不是溶解度曲 线的最高点，其准确位置的 实验测定也很困难。
A
P
B
R1 R
M1 d
E1 E S
通常联结线不互相平行，其斜率随混合液的组成而异，一般是按 同一方向缓慢地改变。 有些物系在不同浓度范围内联结线斜率方向不同，如吡啶－氯苯 －水体系。
b. 多级错流萃取
料液 Feed 萃取剂 Solvent
1
萃取相 Extract
2
3
N
萃余相 Raffinate
原料液依次通过各级，新鲜溶剂则分别加入各级的混合槽中，萃 取相和最后一级的萃余相分别进入溶剂回收设备，回收溶剂后的 萃取相称为萃取液（用E’表示），回收溶剂后的萃余相称为萃余 液（用R’表示）。 特点：萃取率比较高，但萃取剂用量较大，溶剂回收处理量大， 能耗较大。
c. 多级逆流萃取
料液 Feed 萃余相 Raffinate
1
萃取相 Extract
2
3
N
萃取剂 Solvent
原料液和萃取剂依次按反方向通过各级，最终萃取相从加 料一端排出，并引入溶剂回收设备中，最终萃余相从加入 萃取剂的一端排出，引入溶剂回收设备中。 特点：可用较少的萃取剂获得比较高的萃取率，工业上广 泛采用。
第四章 液-液萃取 Extraction
0、概述
（1）液-液萃取的基本原理 （2）液-液萃取过程的分类 （3）液-液萃取的应用 （4）萃取操作的基本流程 （5）萃取操作的适用范围
化工原理萃取题库
一、坦空趣1.萃取过陛 ___________________ .答案:在混合液中加入洛刑便溶质由原浴液传移到淬刑中的过程.2.萃取是利用原料液中各•组分 _____________ 的差异丽实现分离的单元操作.答案:在合适的溶剂中溶解度.3.溶斛度曲线将三角形相图分为两个区域，山1线内为 ______________ 区，曲线外为__________ 区.草取操作只能在______________ 区进行.答案：两相区；均相区;两相区4•苹取操作中选掙溶剂的主要原则________________ , __________ 和_______ -答案：较强的浴斛能力，较高的选择住，易于回收.5.分配系数是指一定温度卜•， _____________ 之比.数学表达式为______________ 。
U1意味着_______________ -答案：三元混合液中的两个液相达到平衡时，溶质A在萃取相E和萃余相R中的组成之比。
V VA/IZ；y A>X、，即在萃取相屮，稀释剂B的组成髙于溶质A的组成。
6.选择性系数“ 口分配系数lc.的关系是_____________ .洗择性系教”与精愧中_______________ 相当.卩值越4',越 _________________ .答案，卩=k A Xo/ y B:相对挥发度a：不利于组分的分离7.名级逆流萃取中，欲达到同样的分离程度，溶剂比越大则所需理论级越_____________ ,操作点越 ________________ S点•当溶刑比为最小值时，理论级数为____________ ,此时必有________________ 的重合.答案：少：旅近；无穷大；连接线和操作线。
8.在B-S部分互溶物系屮加入溶质组分A,将使B-S互溶度_______________________ 。
适当降低慄作温度，B-S的互溶度将___________________ e答案：增大，减少;。
(完整word版)化工原理试题
一．填空题（40分）1. 精馏操作的依据是2. 实验室中用水吸收 CO23. 分离任务要求一定，当回流比一定时，在5种进料状况中，进料的q。
4. 根据两相接触方式的不同，萃取设备可分为式和式两大类，填料萃取塔属于，筛板萃取塔属于。
逐级接触式，微分接触式，微分接触式，逐级接触式56．板式塔是接触式气液传质设备，操作时为连续相；填料塔是接触式气液传质设备，操作时为连续相。
逐级 ,液相 ,连续, 气相7沫夹带线，漏液线，液泛线。
8．当填料塔操作液气比达到泛点气速时，充满全塔空隙，此现象称为，此情况下急剧升高。
液体液泛压降9.某操作中的吸收塔，用清水逆流吸收气体混合物中的A组分，若 L增加，其余操作条件不变，则出塔气体y a，出塔液体的浓度x1，回收率。
减小减小增大10. 溶解度曲线将三角形相图分为两个区域，曲线内为区，曲线外为区，萃取操作只能在进行。
两相区,单相区,两相区11. 用水萃取煤油中苯甲酸,其中萃取相为，萃余相 ,轻相为 , 重相为 .水+苯甲酸,煤油+苯甲酸,水相,煤油相12．湿空气经预热后相对湿度φ值将，对易龟裂的物料，常采用的方法来控制干燥器的φ值。
干燥操作的必要条件是。
干燥过程是相结合的过程。
减小，降低干燥速率，物料中水分蒸汽压大于干燥介质中水气分压，热量传递与质量传递二．选择题（20分）1．精馏操作时，若F、D、x F、q、R、加料板位置都不变，而将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成x D变化为 ( B )A．变小 B. 变大 C. 不变 D. 不确定2. 气液在塔板上有四种接触状态，最优的接触状态是（ D ），操作时一般控制在（ A ）。
A.鼓泡接触状态B. 蜂窝接触状态C.泡沫接触状态D.喷射接触状态3．与单级萃取相比，若溶剂比及萃取相浓度相同，则多级逆流萃取可使萃余相组成浓度（ C ）A.增大B. 基本不变C. 减小D.增大，减小都可能4．饱和空气在恒压下冷却，温度由t降到t1，此时其相对湿度（A ），湿度（ B ），露点（ B ）A.不变 B降低 C升高 D 不确定5. 在恒定的干燥条件下，用热空气对某湿物料进行干燥实验，若想提高热空气的温度或提高热空气的流速，则恒速干燥阶段的干燥速率U C将会（ A ）。
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1.、在逆流连续操作的塔内，以水为萃取剂从丙酮--苯混合液内提取丙酮。
苯与水可视作完全不互溶。
在操作条件下，丙酮在水和苯中以质量比为基准的分配系数为0.65，即:Y= 0.65X，原料的流率为1200kg/h，其中含丙酮0.35(质量分率，下同)，要求萃余相中丙酮含量不大于0.06。
若用水量为最小量的1.6倍，试求水的实际用量k g/h。
解：Z F=0.35/(1-0.35)=0.54Z N=0.06/(1-0.06)=0.064Ymax=0.65×0.54=0.351(B/S)min=(Ymax-Z)/(Z F-Z N)=(0.351-0)/(0.54-0.064)=0.74(S/B)min=1/0.74=1.35Smin=1.35×1200=1620实际用水量S=1.6×1620=2592 kg/h2、在B-S部分互溶物系的单级萃取中，料液中溶质A与稀释剂B的质量比为40：60。
采用纯溶剂S=200kg，溶剂比为1，脱除溶剂后萃余液浓度X A°=0.3(质量分率)，选择性系数β=8。
试求萃取液量E°为多少kg?解：萃取液浓度y A°=(βX A°)/[1＋(β-1)X A°]=8×0.3/(1＋7×0.3)=0.774X F=40/(40＋60)=0.4 又S=F=200 kg据物料衡算(杠杆法则)：E°=F×(X F-X A°)/(Y A°-X A°)=200×(0.4-0.3)/(0.774-0.3)=42.23、使用纯溶剂S对A、B混合液作萃取分离。
在操作范围内，S-B不互溶，平衡关系Y A= 1.2X A(Y、X均为比质量分率)，要求最终萃余相中萃余分率φR=0.05。
试求用单级萃取时，每kg稀释剂B中，溶剂S消耗量kg。
解：φR=(BX)/(BX F)=X/X F∴X=X FφR Y=KX=KφR X F物料衡算：SY=B(X F-X)∴S/B=(X F-X)/Y=X F(1-φR)/(KφR X F)=(1-0.05)/(1.2×0.05)=15.83 kgS/kgB4、用纯溶剂S进行单级萃取，X F=0.15(质量分率，下同)。
萃取相中A的浓度与萃余相中A 的浓度相同。
采用溶剂比为1。
试求:⑴选择性系数β；⑵当溶剂用量为最少时, 求萃取液浓度y A°。
(设所涉及范围内分配系数K A均相同)解：(1) ∵y A=x A∴k A= y A/x A= 1 又S/F = 15、连FS取中点即M点，过M点作ER平行于BS，脱溶剂S后得x A°=0.1 y A°=0.5∴选择性系数β=[y A°/(1-y A°)]/[x A°/(1-x A°)]=[0.5/(1-0.5)]/[0.1/(1-0.1)]=9(2)联点S、F,与平衡线交于M'点,过M'点作平行于BS(虚线所示)的线,与平衡线交于点E'连S、E'两点延伸到AB 上得y A°=0.76、已知AB混合液组成如图中F点所示。
用纯溶剂单级萃取。
萃余液的组成在R°点，物系的分配系数k A=1。
试求：⑴选择性系数β；⑵当(S/F)min时，萃取液组成y A°。
解：(1) 连R°、S得R点，作RE平行于BS(∵k A=1)得E点，连ES延伸到AB边得E°，其组成为0.6∴β=[0.6/(1-0.6)]/[0.2/(1-0.2)]=6(2) 过M'点(该点满足(S/F)min条件)，作M'E'平行于BS，过E'点脱溶剂得y A°=0.757、采用纯溶剂S进行单级萃取中，已知X F=0.3(质量分率)，萃取相浓度为y A/y=1.5，图中P点为临界互溶点，并知分配系数k A=2。
试求：溶剂比S/F为多少?解：y A/y B=y A°/(1-y A°)=1.5解知：y A°=0.6。
连y A°,S得E点，E点y A=0.08由k A=y A/x A=2，定x A→R点。
连E、R与F、S，交点M=F＋S=E＋RS/F=FM/SM=45/15=3(倍)8、现有含A组分30%(质量%)的A+B混合物，采用溶剂S进行萃取，A、B、S三元混合物的溶解度曲线如图示。
试求用单级萃取器时，萃取液中A组分最大浓度可达多少? (质量) 此时溶剂用量为多少? (用线段比及符号注明即可)解：最大浓度y A°=55%；S=(MF/MS)×F。
9、有A、B、S三种有机液体，A与B、A与S完全互溶，B与S部分互溶。
其溶解度曲线与辅助曲线如图，进料量为100Kg/h。
试求：①若采用单级萃取，萃取液可达到最大浓度为多少？②当进料为含A30%的AB混合液，萃取液的浓度达到了最大值，此时溶剂用量为多少？解：①从S点做溶解度曲线的切线和AB交于E'点，其Y' 即为最大浓度Y' =86％。
②从E点作AB平行线和辅助线交于P点，从P点对BS画平行线与溶解度线交点为R，S和R联线的延长线与AB交点R'，X'＝7％。
FM×F＝MS×S∴S＝MF／MS×F＝(41／59)×100＝69.5 Kg/h10、一混合液由Ａ、Ｂ组成，现用溶剂Ｓ对Ａ进行单级萃取，已知ＸF=0.3（质量分率，下同），要求萃余液的组成不大于0.1。
试用图解法计算该物系Ｓ与Ｂ有互溶性变化时, 溶剂用量与萃取液组成的变化。
（可认为互溶性变化时，A的分配系数基本不变，K A=2）附：该物系在不同温度下的溶解度曲线。
解：S＝F×18.5／25.5＝0.725FY1'＝0.78S' ＝21.F／23＝0.935FS' ＝0.935S／0.725＝1.29SY2'＝0.42Y1'＝0.78／0.42×Y2'＝1.86Y2'。
11、有一实验室装置将含A10%的AB50公斤和含A80%的AB20kg混合后，用溶剂S进行单级萃取，所得萃取相和萃余相脱溶剂后又能得到原来的10%A和80%A的溶液。
问此工作状态下的选择性系数β=?解：β=(y A/x A)/(y B/x B) = (y A'/x A')/(y B'/x B') = (0.1/0.8)/(0.9/0.2) = 1/3612、某A、B混合液用纯溶剂S单级萃取。
已知：F=100kg/h，X F=0.4(质量分率，下同)。
k A=1，萃余相的组成X A/X B=1/3。
试求: ⑴萃余液量；⑵溶剂量。
解：(1) x A/x B=x A°/x B°=x A°/(1-x A°)=1/3解知萃余液组成x A°=0.25，连R1°S得R点。
作RE平行于BS，连SE延长与AB边交于点E',得萃取液组成y A°=0.75。
据杠杆法则：E°=F×(x F-x A)/(y A-x A)=100×(0.4-0.25)/(0.75-0.25) = 30 kg/h(2) RE与FS交点M。
S=F×FM/SM=100×24/24 = 100 kg/h以上答案由于在查图中会因人而有所出入，因此评分标准着重思路与概念，作图步骤说明从简。
凡萃取作图题解均依此为准，以后不再重复说明了。
13、已知：单级萃取中采用纯溶剂。
料液组成X F = 0.3(质量分率，下同)，选择性系数为6，在萃余相中X A/X B=0.25，k A<1。
试求:⑴萃取液量与萃余液量的比值；⑵溶剂比S/F是最小溶剂比(S/F)min的倍数(用线段表示)。
解：(1) y A/y B=β×x A/x B=6×0.25=1.5 ∴y A°/(1-y A°)=1.5 → y A°= 0.6 又x A°/(1-x A°)=0.25→x A°=0.2 连R°、S及E°、S得R点及E点(使k A<1满足)E°/R°=(x F-x A°)/(y A°-x F)=(0.3-0.2)/(0.6-0.3)=1/3(2) S/F=FM/SM (S/F)min=FM'/SM'∴(S/F)/(S/F)min=FM/SM×SM'/FM'14在两个理论级的逆流萃取设备中，B-S完全不互溶。
已知分配系数K=Y A/X A=1，(Y、X--均为比质量分率)，料液F=100kg/h，其中含A20%(质量%)，使用40kg/h纯溶剂S 进行萃取。
试求：最终萃余液中A的浓度X2(kgA/kgB)。
解：对第二级作物料衡算: B(X1-X2)=S(Y1-Z) Z=0相平衡方程: Y2=KX2两式联解得: X2=X1/(1＋SK/B)=X1/(1＋1/A)对整个系统(两级)作物料衡算: B(X F-X2)=S(Y1-Z) Z=0相平衡方程: Y1=KX1经整理得: X2=X F/(1＋1/A＋1/A2)萃取因数1/A=SK/B=40×1/80=0.5 A=2∴X F=x F/(1-x F)=0.2/(1-0.2)=0.25 kgA/kgBB=F/(1＋X F)=100/(1＋0.25)=80∴X2=0.25/(1＋0.5＋1/22=0.25/1.75=0.142815拟设计一个多级逆流接触萃取塔。
在操作范围内所用纯溶剂S与料液中稀释剂B完全不互溶；以质量比表示的分配系数为2。
已知入塔顶F=100kg/h，其中含溶质A 为0.2(质量分率)，要求出塔底的萃余相中A的浓度降为0.02(质量分率)。
试求:⑴最小的萃取剂用量Smin；(2) 取S=60kg/h，则离开第二块理论板(理论级)的液相组成X2 kgA/kgB。
(塔序由塔顶算起)。
解：(1) X F=x F/(1-x F)=0.2/(1-0.2)=0.25X N =x N/(1-x N)=0.02/(1-0.02)=0.02041B =F/(1＋X F)=100/(1＋0.25)=80Smin=B(X F-X N)/Y1(Z=0)Y1=2X F=2×0.25=0.5∴Smin=80×(0.25-0.02041)/0.5=36.73 kg/h(2) Y1=(B/S)(X F-X N)=(80/60)(0.25-0.02041)=0.306X1=Y1/K=0.306/2=0.153Y2=(B/S)(X1-X N)=(80/60)(0.153-0.02041)=0.177X2=Y2/K=0.177/2=0.088416 在单级萃取操作中B-S部分互溶，进料中含A50kg，含B50kg.用纯溶剂萃取.已知萃取相浓度y A/y B=11/5，萃余相浓度x A/x B=1/3，试求:⑴选择性系数β；⑵萃取液量与萃余液量之比值E°/R°。