萃取精馏讲稿
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萃取精馏
萃取精馏原理
• 3、当原有两组分 A和B的沸点相近，非理 想性不大时，若相对挥发度接近于1，则用 普通精馏也无法分离。入溶剂后，溶剂 与组分A形成具有较强正偏差的非理想溶液， 与组分B 形成负偏差溶液或理想溶液，从而 提高了组分A对组分B的相对挥发度，以实 现原有两组分的分离。溶剂的作用在于 对 不同组分相互作用的强弱有较大差异。
精馏萃取
• 萃取精馏定义： 向精馏塔顶连续加入高沸点添加剂， 改变料液中被分离组分间的相对挥发度， 使普通精馏难以分离的液体混合物变得易 于分离的一种特殊精馏方法。
一、萃取精馏原理
• 1、溶剂在萃取精馏中的 作用是使原有组分的相对 挥发度按所希望的方向改 变，并有尽可能大的相对 挥发度。 • 2、当被分离物系的非理 想性较大，且在一定浓度 范围难以分离时，加入溶 剂后，原有组分的浓度均 下降，而减弱了它们之间 的相互作用，只要溶剂的 浓度足够大，就突出了两 组分蒸汽压的差异对相对 挥发度的贡献，实现了原 物系的分离。在该情况下， 溶剂主要起了稀释作用。
结语
• 萃取精馏主要用于那些加入添加剂后，因相对挥 发度增大所节省的费用，足以补偿添加剂本身及 其回收操作所需费用的场合。 • 萃取精馏最初用于丁烷与丁烯以及丁烯与丁二烯 等混合物的分离。 • 目前，萃取精馏比恒沸精馏更广泛地用于醛、酮、 有机酸及其他烃类氧化物等的分离。
二、萃取精馏过程分析
• 一般规律： • （1）汽液流率： • 由于溶剂的沸点高，流率较大，在下流过程中溶剂温升会冷凝一定 量的上 • 蒸汽，导致塔内汽相流率越往上走越小，液相流率越往下流越大。 • 溶剂存在下，塔内的液汽比大于脱溶剂情况下的液汽比； • 各板下流的溶剂流率均大于加入的溶剂流率； • 汽相流率、液相流率都是越往上越小。 • （2）浓度分布。溶剂在塔内浓度分布分为四段： • 1)溶剂回收段 2)精馏段 3)提馏段 4)塔釜： • 举例：丙酮 / 甲醇 / 水萃取精馏塔内液相浓度分布 ◆ 丙酮；○ 甲醇；▲ 水（溶剂）
萃取精馏的流程讲解
取精馏的流程讲解
实验室精馏是为化工、医药工业、石油炼制、农林化工等多产业提供新技术研发、数据模拟、工艺验证等服务的。
精馏是实现液液分离的重要方法，精馏是利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系的约束下，使易挥发组分(轻组分)不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物分离的方法。
实验室精馏的操作流程：
1.装料：在塔釜烧杯中放入烘干的沸石，用烧杯多次称量约料液倒入塔釜。
将涂匀真空脂的温度计插入塔釜烧瓶左边出口，用涂匀真空脂的软胶塞封住塔釜烧瓶右边出口。
将塔体下端出口用真空脂涂匀，连接上塔釜烧瓶，烧瓶来回晃动几次，确保密封好，再夹上铁夹。
用生料带将可能漏气的地方密封好，塔釜缠上玻璃棉保温。
2.打开出口阀，打开冷凝水。
调节回流比至设定值。
确认变压器输出电压，打开总电源，打开控制台电源，调整变压器输出电压(起始电压不宜过高)，开始加热。
3.加热开始后密切注意塔釜、各塔段、塔顶温度以及塔内气液状况，每隔一段时间记录一次数据。
如果发生温度过高、液泛等不正常状况，调低加热负荷，并及时处理。
4.在全回流一段时间后，打开回流比开关，按设定的回流比回流。
间隔一定时间，对塔顶产品采样，采样样品称重，并留样分析。
精馏结束时，先将变压器输出电压调为0，关闭回流比开关，取下玻璃棉，降低加热炉位置，等待系统降温。
5.降低至室温时，关闭控制台电源、总电源，关掉冷凝水，关闭出口阀。
取下塔釜，用保鲜膜封住塔下端出口。
将釜液倒出来称重，并留样分析。
清洗塔釜，烘干备用。
萃取精馏
响分离效果。
五、萃取精馏的注意事项
萃取精馏与一般精馏虽然都是利用液体的部分汽化、蒸汽 的部分冷凝产生的富集作用，从而将物料加以分离的过程， 但是，由于萃取精馏中加入了大量的萃取剂，因此与一般精 馏相比有如下几点需要注意。
(1) 由于加入的萃取剂是大量的(一般要求xS>0.6)，因此， 塔内下降液量远远大于上升蒸汽量，从而造成汽液接触不佳， 故萃取精馏塔的塔板效率低，大约为普通精馏的一半左右(回 收段不包括在内)。在设计时应注意塔板结构及流体动力情况， 以免效率过低。
萃取精馏
特殊精馏
• • • • • • • • 恒沸精馏 萃取精馏 加盐精馏 水蒸气精馏 反应精馏 吸附精馏 膜精馏 分子精馏
目录
萃取精馏
加盐精馏
水蒸气精馏
萃取精馏
向原料液中加入第三组分（称为萃取剂或溶剂），
以改善被分离组分间的汽液平衡关系，使原来体 系组分之间的相对挥发度增加，从而使它们变得
• •
三、溶剂选择方法(定性)
（1）Ewell的液体分类法 •分类原则：形成氢键的强弱-氢键理论。 • 类型Ⅰ：能形成三维强氢键网络的液体，如水、乙二醇、甘油、氨基醇、羟胺、 含氧酸、多酚、氨基化合物 等。这些是缔合液体，具有高介电常数，并且是水溶 性的。 •类型Ⅱ：其余同时含有活性氢原子和其它供电原子（氧、氮、氟）的其余液体， 如醇、酸、酚、伯胺、仲胺、含α氢原子的硝基化合物、含氰氢原子等。该类液 体的特征同Ⅰ类。 •类型Ⅲ：分子中仅含供电原子（O、N、F），而不含活性氢原子的液体，如醚、 酮、醛、酯等。这些液体也是水溶性的。
x1 x2 1 s x1 2 s x2
四、萃取精馏过程分析
四、萃取精馏过程分析
萃取精馏的特点
萃取精馏
2.苯-环己烷溶液的萃取分离
常压下苯的沸点为 80.1℃，环己烷的沸点为 80.73℃， 为 0.98，难于用普通精馏方法分离。 若在该溶液中加入沸点较高的糠醛（沸点161.7℃），则溶 液的相对挥发度发生显著的变化。 x糠醛 0.0 0.2
0.98 1.38
循环糠醛 苯
萃取剂回收段
环己 冷凝器
三、萃取精馏流程示意图
萃取精馏典型流程——1.以异辛烷-甲苯混合物为例
• 从精馏塔近塔顶处加入苯酚 （正常沸点为 181℃）作为添加 剂。苯酚的挥发度很小，全部 与甲苯一起从塔底排出。添加 剂在每块塔板上保持一定的浓 度，使相平衡关系发生有利于 分离的变化。从塔底排出的添 加剂，可用另一精馏塔进行回 收，并循环使用。为避免少量 添加剂从塔顶随易挥发组分逸 出，可在添加剂入口以上设一 两块塔板予以回收，称为添加 剂回收段。
补充糠醛
脱溶剂 萃 取 精 馏 塔 顶部产品 苯+环己烷 （原料）
冷凝器
0.4 0.5 0.6 0.7
1.86 2.07 2.36 2.7
溶 剂 分 离 塔
脱溶剂 底部产品
糠醛-苯混合液
五、萃取精馏应用及优缺点
• 1.应用 • （1）是沸点相近的烃的分离，如最典型的丁烯与 丁二烯的分离，两者沸点相差只有2℃，相对挥发 度为1.03。 • （2）是共沸物的分离，如甲醇一丙酮、乙醇一乙 酸乙酯以及乙醇和醋酸等有机物水溶液。 萃取精 馏主要用于那些加入添加剂后，因相对挥发度增 大所节省的费用，足以补偿添加剂本身及其回收 操作所需费用的场合。萃取精馏最初用于丁烷与 丁烯以及丁烯与丁二烯等混合物的分离。 • 2.萃取精馏的优点：增加了被分离组分之间的相 对挥发度，使难分离物系的分离能够进行；缺点 是加入的萃取剂量较大，增大了分离过程的能耗。 因此，对萃取精馏进行改进，对强化分离过程具 有重要意义。
精馏培训讲义PPT课件
精馏培训讲义
目录
• 精馏技术简介 • 精馏流程与设备 • 精馏操作与控制 • 精馏分离效率与能耗分析 • 精馏安全与环保 • 精馏案例分析与实践
01 精馏技术简介
精馏的定义与原理
精馏的定义
精馏是一种利用混合物中各组分 挥发度的不同，通过加热、冷凝 、分馏等操作将液体混合物进行 分离的物理过程。
回收率
表示实际产品中目标组分 的比例，数值越高，目标 组分的回收效果越好。
热力学效率
反映精馏过程热力学有效 性的指标，数值越高，热 力学效率越高。
能耗分析的方法与意义
能耗分析方法
通过测量和计算精馏过程中的各种能 耗，如加热、冷却、压缩等，分析能 耗的分布和影响因素。
能耗分析意义
有助于优化精馏过程，降低能耗，提 高经济效益和环境可持续性。
精馏设备中的搅拌器、 泵等机械设备可能导致 夹击、割伤等事故。应 保持设备清洁，定期维 护保养，确保安全防护 装置完好。
精馏区域可能存在电气 安全隐患，如潮湿、腐 蚀等。应采用防爆、防 水等电气设备和电缆， 定期检查电气线路和设 备。
精馏过程的环保要求与处理方法
01 总结词
02 废气处理
03 废水处理
填料
填充在塔体内，增加接触面积 ，促进传热和传质。
塔板
设置在塔体内，形成不同的汽 液分离区域。
进料口和出料口
控制原料和产品的进入和流出 。
辅助设备
热源
提供加热所需的热量。
冷源
用于冷却回流液和产品。
泵
输送原料和产品。
仪表
监测温度、压力等参数。
精馏流程的优化与改进
控制进料速度和温度
调整进料速度和温度，提高分离效果。
04 噪声控制
目录
• 精馏技术简介 • 精馏流程与设备 • 精馏操作与控制 • 精馏分离效率与能耗分析 • 精馏安全与环保 • 精馏案例分析与实践
01 精馏技术简介
精馏的定义与原理
精馏的定义
精馏是一种利用混合物中各组分 挥发度的不同，通过加热、冷凝 、分馏等操作将液体混合物进行 分离的物理过程。
回收率
表示实际产品中目标组分 的比例，数值越高，目标 组分的回收效果越好。
热力学效率
反映精馏过程热力学有效 性的指标，数值越高，热 力学效率越高。
能耗分析的方法与意义
能耗分析方法
通过测量和计算精馏过程中的各种能 耗，如加热、冷却、压缩等，分析能 耗的分布和影响因素。
能耗分析意义
有助于优化精馏过程，降低能耗，提 高经济效益和环境可持续性。
精馏设备中的搅拌器、 泵等机械设备可能导致 夹击、割伤等事故。应 保持设备清洁，定期维 护保养，确保安全防护 装置完好。
精馏区域可能存在电气 安全隐患，如潮湿、腐 蚀等。应采用防爆、防 水等电气设备和电缆， 定期检查电气线路和设 备。
精馏过程的环保要求与处理方法
01 总结词
02 废气处理
03 废水处理
填料
填充在塔体内，增加接触面积 ，促进传热和传质。
塔板
设置在塔体内，形成不同的汽 液分离区域。
进料口和出料口
控制原料和产品的进入和流出 。
辅助设备
热源
提供加热所需的热量。
冷源
用于冷却回流液和产品。
泵
输送原料和产品。
仪表
监测温度、压力等参数。
精馏流程的优化与改进
控制进料速度和温度
调整进料速度和温度，提高分离效果。
04 噪声控制
萃取精馏综述【范本模板】
摘要萃取精馏是一种特殊精馏方法，适用于近沸点物系和共沸物的分离。
萃取精馏按操作方式可分为连续萃取精馏和间歇萃取精馏，间歇萃取精馏是近年发展起来的新的萃取精馏方法.萃取剂的选择是萃取精馏的关键,因此，萃取剂的选择方法很重要。
关键词：萃取精馏;间歇萃取精馏;萃取剂选择AbｓtractEｘtrａctiｖe dｉstilｌａｔion is a ｋinｄof speciａｌrectiｆｉcation method，apｐlｉcablｅto almｏst bｏiｌing pｏint system aｎdｔhe sepａｒatiｏn of ａｚeotropｅ。
Extractiｖe dｉstillatiｏn accoｒｄing to thｅｏperaｔion mod ｅcａn be dｉvidｅｄｉntｏｃｏｎｔinuous ｂatｃh extｒａctive dｉｓtiｌlａtｉon，eｘtrａctive dｉstilｌaｔiｏｎanｄbaｔch extraｃtiｖｅdistillation is a new eｘtｒaｃtion distｉllａｔｉon mｅｔhｏｄdeveloped in reｃenｔyｅars。
Ｔｈｅselｅcｔioｎｏｆｅxtraction agｅnt is tｈe keyｏｆextrａｃｔive ｄiｓtｉｌｌation, tｈereforｅ，theｓｅｌection of exｔraｃtion a ｇent meｔhｏd iｓvｅry impｏｒtａnｔ．Key wordｓ: ｅxtracｔivｅdistilｌａtion; The baｔｃh exｔraｃtiｖe ｄisｔillａtion; Extrａcｔｉng aｇｅｎt ｓｅｌecｔioｎ萃取精馏作为一种分离络合物、近沸点混合物及其他低相对挥发度混合物技术,在石油化学工业中的1 ，3－丁二烯的分离、芳烃抽提、乙醇/ 水分离、环己烷提纯等过程得到广泛的应用。
2019化工分离过程第11讲3.3.1萃取精馏.ppt
ys
n 1
Ln Vn1
xn
1
xs
n
D Vn1
xD
1
xs
D
（3-31）
yn 1
ln v n 1
xn
D v n 1
xD
（3-34）
①溶剂存在下塔内
可得：
Ln : ln
1
ys
n1 （3-35）
Vn1 vn1 1 xs n
的液汽比大于脱溶 剂情况下的液汽比
W
当进料为液相或汽液混合物时，xS
xS
。
萃取精馏塔浓度
溶剂在塔釜中浓度有明显跃升。
分布见图 (3-17) 13
3.3.1.3 萃取精馏过程分析
萃取精馏的特点
①溶剂浓度是重要控制参数。通常溶剂浓度越大，关键组 分间的相对挥发度越大。
②回流比对分离的影响不同于普通精馏，存在一个最佳回 流比。如右图所示。
m-1 m m+1
W 7
3.3.1.3 萃取精馏过程分析
精馏段的汽相流率：
Vn1 Ln D S （3-40） S
提馏段的汽相流率：
Vm1 Lm W S （3-42） F
④汽相流率越往下越大，即越往上越小。
D
n-1 n n+1
m-1 m m+1
W
8
3.3.1.3 萃取精馏过程分析
xs
1s
x1 xs
2 s
x2 xs
1s x12s x2
10
3.3.1.3 萃取精馏过程分析
将（3-43a）式和（3-43b）式代入
（3-44）式消去V和yS：
第四章-萃取精馏PPT课件
分间的相对挥发度，就必须使
A 1 SA 2 SA 1 20（8）
.
32
二、萃取精馏的原理
② 溶剂的稀释作用
ln1S 2 l n p p 1 2 0 0 T 3 A 1 1 2 x S 1 2 x 1 x S A 1 S A 2 S
A1（ 212x1） 表示原溶液非理想性的程度
说明：此时加入溶剂后，在这一浓度（ x1 值较
小或 x1 值较大）区域，12S反而变小，
即将使分离变得比无溶剂时更加困难。
.
29
二、萃取精馏的原理
c) 物系本身性质( A12、x1)的影响 (a)当 A 1 20,即组分1和组分2形成 正偏差溶液时
低浓度区:
x1 0.512x1 0A1 212x10
.
7
⑵萃取精馏工艺流程
主要设备：萃取精馏塔
塔结构：由三段组成
底段(即提馏段): 提馏出易挥发组分；
中段(即精馏段): 易挥发组分在该段被提 浓,难挥发组分进入溶剂中, 故也称为 吸收区；
顶段(溶剂回收段): 分离易挥发组分和溶 剂, 减少溶剂的损失, 即使塔顶xS=0。
.
8
⑵萃取精馏工艺流程
特点： 1. 二塔串联; 2. S为难挥发组分, 一般在近于塔顶加
第四章 特殊精馏技术
.
1
.
2
第四章 主要内容
本章要求
4.1 共沸精馏 4.2 萃取精馏 4.3 加盐萃取精馏
本章小结 参考文献
思考题
.
3
本章要求：
❖ 4.1 共沸精馏
❖ 1）理解共沸组成和共沸精馏过程的计算方法, 共沸剂的选择原则及加入量的分析。
❖ 2）理解共沸精馏和萃取精馏含义,均相共沸物 和非均相共沸物的特征。
A 1 SA 2 SA 1 20（8）
.
32
二、萃取精馏的原理
② 溶剂的稀释作用
ln1S 2 l n p p 1 2 0 0 T 3 A 1 1 2 x S 1 2 x 1 x S A 1 S A 2 S
A1（ 212x1） 表示原溶液非理想性的程度
说明：此时加入溶剂后，在这一浓度（ x1 值较
小或 x1 值较大）区域，12S反而变小，
即将使分离变得比无溶剂时更加困难。
.
29
二、萃取精馏的原理
c) 物系本身性质( A12、x1)的影响 (a)当 A 1 20,即组分1和组分2形成 正偏差溶液时
低浓度区:
x1 0.512x1 0A1 212x10
.
7
⑵萃取精馏工艺流程
主要设备：萃取精馏塔
塔结构：由三段组成
底段(即提馏段): 提馏出易挥发组分；
中段(即精馏段): 易挥发组分在该段被提 浓,难挥发组分进入溶剂中, 故也称为 吸收区；
顶段(溶剂回收段): 分离易挥发组分和溶 剂, 减少溶剂的损失, 即使塔顶xS=0。
.
8
⑵萃取精馏工艺流程
特点： 1. 二塔串联; 2. S为难挥发组分, 一般在近于塔顶加
第四章 特殊精馏技术
.
1
.
2
第四章 主要内容
本章要求
4.1 共沸精馏 4.2 萃取精馏 4.3 加盐萃取精馏
本章小结 参考文献
思考题
.
3
本章要求：
❖ 4.1 共沸精馏
❖ 1）理解共沸组成和共沸精馏过程的计算方法, 共沸剂的选择原则及加入量的分析。
❖ 2）理解共沸精馏和萃取精馏含义,均相共沸物 和非均相共沸物的特征。
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系数为1=1.12, 2=1.53, 当t= 54℃时, 其12为
12
p10 1 p20 2
677 1.12 495 1.53
1.0004
注 ：54℃ 时 ，p10 677m m Hg, p20 495m m Hg 由此看出,相对挥发度不仅与物系的操作
条件有关, 而且与该物系性质也有关, 即活度
⑵萃取精馏工艺流程
加料：
溶剂:加料口位于进料口之上(保证溶剂浓
度均匀)
;溶剂损失少,故只
需补充少量溶剂; 溶剂从塔底排出,
进入回收塔,再循环使用。
原料液:
① 汽相进料 L L qF
xS
S, SL
L L, xS
xS
⑵萃取精馏工艺流程
② 液相进料 L L qF L L,
xS
S
S
L L qF,
xs
S
S
L
,
xs
L
S qF
S
为维持塔内萃取剂浓度恒定， 需在进料处加入适量的萃取剂
二、萃取精馏的原理
萃取精馏的基本原理是基于加入萃取剂 后, 改变了原溶液中关键组分间的相对挥发 度, 即改变了原溶液组分间的相互作用力,构 成一个新的非理想溶液。
一般工业生产中, 萃取精馏塔多在常压 或压力不高的条件下操作, 因此汽相可以 近似看作理想气体, 但液相为非理想溶液
系数有关。
15
二、萃取精馏的原理
1 萃取剂的作用
对 于 气 相 为 理 想 气 体 、液 相 为 非 理 想 溶 液 ：
12
(
p10 p20
)( 1 2
)
（1）
p10 ： 组 分、压 力 、 温 度 一 定不, 可 改 变 。 p20
只有
1 2
增
加
，
才
12
会
增
加
。
问题：如何增加 12 ？
二、萃取精馏的原理
p10 p20
T2
A12 1 2 x1
(6)
ln 12 S
12
xS A1S
A2 S
A12 1 2 x1
(7)
二、萃取精馏的原理
溶剂是如何改变组分1、2间的相对挥发度？
比较式(4)和(6)不难发现原因有二 (1)由于溶剂的加入, 使式(4)右方比式
(6)多了第三项 xS A1S A2S , 这一项反映了
1 2 S 1 2
S12为溶剂的选择性, 它是衡量溶剂效果的 一个重要指标。
上式表明, 萃取精馏之所以能提高( )12 ,
关键是溶剂的存在造成了待分离的两组分 间活度系数的变化。
二、萃取精馏的原理
ln12 S
ln
p10 p20
T3
A12 1
xS 1 2x1
xS A1S
A2S
(4)
ln 12
ln
ln
p10 p20
T2
A12
1 2 x1
(6)
二组分物系的泡点温度
若(p10/p20)与温度关系不大,在 x1= x1’时,
ln 12 S
12
xS A1S
A2 S A12 1 2 x1
(7)
二、萃取精馏的原理
2 萃取剂的选择性
定义：
S12
12 S 12
1 p10 2 p20 S 1 p10 2 p20
, L
xS
S S L qF
,
故xS
xS
此时若只在塔的上部溶剂加入板加入溶 剂则提馏段各板上的溶剂浓度小于精馏段 各板上的溶剂浓度,因此,若采用液相进料时, 则除在塔上部溶剂加入板加入溶剂外, 还需 从进料口补充部分溶剂。
⑵萃取精馏工艺流程
气相进料的萃取精馏流程
xs
S
S
L
xs
液相进料的萃取精馏流程
4.2 萃取精馏
一、萃取精馏过程 ⑴萃取精馏的定义
加入的新组分不和原物系中的组分形成 恒沸物，只改变组分间的相对挥发度， 而其沸点比物系中其它组分的沸点高， 从精馏塔的塔釜引出 所加入的新组分称为萃取剂
⑵ 萃取精馏工艺流程
回收段 精馏段 提馏段
⑵萃取精馏工艺流程
主要设备：萃取精馏塔
塔结构：由三段组成 底段(即提馏段): 提馏出易挥发组分； 中段(即精馏段): 易挥发组分在该段被提
溶剂 S 对原料液组分1、2的不同作用； (2) 式(4)比(6)的第二项多乘了一个
小于1的数 1 xS ,它反映了溶剂 S 对原料液
萃取精馏课件
第四章 主要内容
本章要求
4.1 共沸精馏 4.2 萃取精馏 4.3 加盐萃取精馏
本章小结 参考文献
思考题
本章要求：
• 4.1 共沸精馏
• 1）理解共沸组成和共沸精馏过程的计算方法,
共沸剂的选择原则及加入量的分析。
• 2）理解共沸精馏和萃取精馏含义,均相共沸物
和非均相共沸物的特征。
• 4.2 萃取精馏
浓,难挥发组分进入溶剂中, 故也称为 吸收区； 顶段(溶剂回收段): 分离易挥发组分和溶 剂, 减少溶剂的损失, 即使塔顶xS=0。
⑵萃取精馏工艺流程
特点： 1. 二塔串联; 2. S为难挥发组分, 一般在近于塔顶加
入; 3. 一般采用汽相加料。
思考题： 为什么萃取精馏塔一般采用的是汽
相进料而不是液相进料？
1 萃取剂的作用 由上式得溶剂存在下组分1和组分2的活度
系数之比为：
（2） 若三个双组分溶液均属于非对称性不大的 系统,各组分之间的相互作用可忽略, C=0
二、萃取精馏的原理
1 萃取剂的作用
以端值常数的平均值
代入上式并整理得柯干公式：
（3）
式中：
称为组分1的脱溶剂
基浓度，或称为相对浓度。
二、萃取精馏的原理
1 萃取剂的作用
将式（3）代入（1）得：
ln12 S
ln
p10 p20
T3
A12 1
xS
1 2x1
xS A1S
A2 S
三组分物系
(4)
溶剂存在下, 组分1对 的泡点温度
组分2的相对挥发度
如果xS＝0, 即对无溶剂S时的二组分系统, x/1= x1,可得
(5)
二、萃取精馏的原理
1 萃取剂的作用
ln12
• 1）掌握萃取精馏过程特点,萃取精馏的原理。 • 2）理解萃取精馏过程溶剂作用原理,溶剂选择
原则,萃取精馏的流程特点。
• 3）了解共沸精馏的与萃取精馏的区别及各自
适用情况,加盐萃取精馏的原理、特点、工 业应用及流程。
4.2 萃取精馏
一、萃取精馏过程 二、萃取精馏的原理 三、萃取剂的选择 四、萃取精馏过程分析 五、萃取精馏过程理论级数的简捷计算
二、萃取精馏的原理
1 萃取剂的作用
对于理想气体、非理想溶液
12
K1 K2
p10 1 p20 2
由上式可知: 12的变化, 不但与各组分
的饱和蒸气压有关, 而且与各组分的活度 系数也有关。
二、萃取精馏的原理
1 萃取剂的作用
例如,在常压下醋酸甲酯(1)的沸点为57℃,甲 醇(2)的沸点为64.5℃, 沸点差为7.5℃, 其活度
12
p10 1 p20 2
677 1.12 495 1.53
1.0004
注 ：54℃ 时 ，p10 677m m Hg, p20 495m m Hg 由此看出,相对挥发度不仅与物系的操作
条件有关, 而且与该物系性质也有关, 即活度
⑵萃取精馏工艺流程
加料：
溶剂:加料口位于进料口之上(保证溶剂浓
度均匀)
;溶剂损失少,故只
需补充少量溶剂; 溶剂从塔底排出,
进入回收塔,再循环使用。
原料液:
① 汽相进料 L L qF
xS
S, SL
L L, xS
xS
⑵萃取精馏工艺流程
② 液相进料 L L qF L L,
xS
S
S
L L qF,
xs
S
S
L
,
xs
L
S qF
S
为维持塔内萃取剂浓度恒定， 需在进料处加入适量的萃取剂
二、萃取精馏的原理
萃取精馏的基本原理是基于加入萃取剂 后, 改变了原溶液中关键组分间的相对挥发 度, 即改变了原溶液组分间的相互作用力,构 成一个新的非理想溶液。
一般工业生产中, 萃取精馏塔多在常压 或压力不高的条件下操作, 因此汽相可以 近似看作理想气体, 但液相为非理想溶液
系数有关。
15
二、萃取精馏的原理
1 萃取剂的作用
对 于 气 相 为 理 想 气 体 、液 相 为 非 理 想 溶 液 ：
12
(
p10 p20
)( 1 2
)
（1）
p10 ： 组 分、压 力 、 温 度 一 定不, 可 改 变 。 p20
只有
1 2
增
加
，
才
12
会
增
加
。
问题：如何增加 12 ？
二、萃取精馏的原理
p10 p20
T2
A12 1 2 x1
(6)
ln 12 S
12
xS A1S
A2 S
A12 1 2 x1
(7)
二、萃取精馏的原理
溶剂是如何改变组分1、2间的相对挥发度？
比较式(4)和(6)不难发现原因有二 (1)由于溶剂的加入, 使式(4)右方比式
(6)多了第三项 xS A1S A2S , 这一项反映了
1 2 S 1 2
S12为溶剂的选择性, 它是衡量溶剂效果的 一个重要指标。
上式表明, 萃取精馏之所以能提高( )12 ,
关键是溶剂的存在造成了待分离的两组分 间活度系数的变化。
二、萃取精馏的原理
ln12 S
ln
p10 p20
T3
A12 1
xS 1 2x1
xS A1S
A2S
(4)
ln 12
ln
ln
p10 p20
T2
A12
1 2 x1
(6)
二组分物系的泡点温度
若(p10/p20)与温度关系不大,在 x1= x1’时,
ln 12 S
12
xS A1S
A2 S A12 1 2 x1
(7)
二、萃取精馏的原理
2 萃取剂的选择性
定义：
S12
12 S 12
1 p10 2 p20 S 1 p10 2 p20
, L
xS
S S L qF
,
故xS
xS
此时若只在塔的上部溶剂加入板加入溶 剂则提馏段各板上的溶剂浓度小于精馏段 各板上的溶剂浓度,因此,若采用液相进料时, 则除在塔上部溶剂加入板加入溶剂外, 还需 从进料口补充部分溶剂。
⑵萃取精馏工艺流程
气相进料的萃取精馏流程
xs
S
S
L
xs
液相进料的萃取精馏流程
4.2 萃取精馏
一、萃取精馏过程 ⑴萃取精馏的定义
加入的新组分不和原物系中的组分形成 恒沸物，只改变组分间的相对挥发度， 而其沸点比物系中其它组分的沸点高， 从精馏塔的塔釜引出 所加入的新组分称为萃取剂
⑵ 萃取精馏工艺流程
回收段 精馏段 提馏段
⑵萃取精馏工艺流程
主要设备：萃取精馏塔
塔结构：由三段组成 底段(即提馏段): 提馏出易挥发组分； 中段(即精馏段): 易挥发组分在该段被提
溶剂 S 对原料液组分1、2的不同作用； (2) 式(4)比(6)的第二项多乘了一个
小于1的数 1 xS ,它反映了溶剂 S 对原料液
萃取精馏课件
第四章 主要内容
本章要求
4.1 共沸精馏 4.2 萃取精馏 4.3 加盐萃取精馏
本章小结 参考文献
思考题
本章要求：
• 4.1 共沸精馏
• 1）理解共沸组成和共沸精馏过程的计算方法,
共沸剂的选择原则及加入量的分析。
• 2）理解共沸精馏和萃取精馏含义,均相共沸物
和非均相共沸物的特征。
• 4.2 萃取精馏
浓,难挥发组分进入溶剂中, 故也称为 吸收区； 顶段(溶剂回收段): 分离易挥发组分和溶 剂, 减少溶剂的损失, 即使塔顶xS=0。
⑵萃取精馏工艺流程
特点： 1. 二塔串联; 2. S为难挥发组分, 一般在近于塔顶加
入; 3. 一般采用汽相加料。
思考题： 为什么萃取精馏塔一般采用的是汽
相进料而不是液相进料？
1 萃取剂的作用 由上式得溶剂存在下组分1和组分2的活度
系数之比为：
（2） 若三个双组分溶液均属于非对称性不大的 系统,各组分之间的相互作用可忽略, C=0
二、萃取精馏的原理
1 萃取剂的作用
以端值常数的平均值
代入上式并整理得柯干公式：
（3）
式中：
称为组分1的脱溶剂
基浓度，或称为相对浓度。
二、萃取精馏的原理
1 萃取剂的作用
将式（3）代入（1）得：
ln12 S
ln
p10 p20
T3
A12 1
xS
1 2x1
xS A1S
A2 S
三组分物系
(4)
溶剂存在下, 组分1对 的泡点温度
组分2的相对挥发度
如果xS＝0, 即对无溶剂S时的二组分系统, x/1= x1,可得
(5)
二、萃取精馏的原理
1 萃取剂的作用
ln12
• 1）掌握萃取精馏过程特点,萃取精馏的原理。 • 2）理解萃取精馏过程溶剂作用原理,溶剂选择
原则,萃取精馏的流程特点。
• 3）了解共沸精馏的与萃取精馏的区别及各自
适用情况,加盐萃取精馏的原理、特点、工 业应用及流程。
4.2 萃取精馏
一、萃取精馏过程 二、萃取精馏的原理 三、萃取剂的选择 四、萃取精馏过程分析 五、萃取精馏过程理论级数的简捷计算
二、萃取精馏的原理
1 萃取剂的作用
对于理想气体、非理想溶液
12
K1 K2
p10 1 p20 2
由上式可知: 12的变化, 不但与各组分
的饱和蒸气压有关, 而且与各组分的活度 系数也有关。
二、萃取精馏的原理
1 萃取剂的作用
例如,在常压下醋酸甲酯(1)的沸点为57℃,甲 醇(2)的沸点为64.5℃, 沸点差为7.5℃, 其活度