萃取干燥要点.doc

第九章 液液萃取 内容提要： 1、目的：分离液体混合物。 2、依据：混合物中各组分在同一溶剂中的溶解度不同。 3、三角相图： 图中点、线、面的意义；坐标的读法。 溶解度曲线与平衡联结线。 温度对溶解度及平衡联结线的影响： 通常，物系的温度升高，溶质在溶剂中的溶解度加大，反之减小。 温度升高，分层区面积减小 。温度改变，联结线的斜率也会改变，而且可能引起物系类型的改变。 4、杠杆规则： 杠杆规则的本质就是物料恒算。是物料恒算的图解表示方法。 5、萃取剂的选择 选择好。选择性是指萃取剂S对原料中两个组分溶解能力的差异。可用选择性系数表示。选择性系数愈大愈易分离。 选择性系数定义为： 式中 y—组分在萃取相E中的质量分率； x—组分在萃余相R中的质量分率。 萃取剂与稀释剂的互溶度小。互溶度愈小，分层区面积大，可能得到的萃取液的最高浓度较高。互溶度愈小愈有利于分离。 萃取剂要易回收，经济性好。 萃取剂的物性，如密度差要大，可加速分层。表面张力要适中。粘度低。化学稳定性好等。 6、萃取过程的图解计算 单级萃取 多级逆流与错流萃取的理论级数计算法 萃取剂的最小用量 7、典型的液液萃取设备：如转盘塔。 习题： 1．利用直角三角形相图ABS进行A+B液相混合物的萃取计算时，习惯上用三角形的之角顶点表示（ ），三角形的斜边上的点表示（ ），三角形内任一点表示（ ） A 纯溶剂 B 纯稀释剂 C A+B 二元混合物 D A+S二元混合物 E A+B+S三元混合物 F 萃取相和萃余相组成 答：A D E 2．液液萃取操作中，分散相的选择应从哪些方面考虑？ 答：（1）两相流量相差较大时，流量大者为分散相可增大相际传质面积。若设备可能产生严重返混，应以流量小的为分散相，减小返混的影响。 （2）填料塔、筛板塔等萃取设备中应以湿润性差的液体为分散相。 （3）两相粘度相差较大时，应以粘度大的为分散相，可提高生产能力。 （4）为减小液滴尺寸并增加液滴表面的湍动，对于溶质界面张力梯度小于零的系统，溶质应从连续相向液滴传递。 （5）为降低成本和保证安全操作，应将成本高和易燃易爆的液体作分散相。 3．萃取操作中选择萃取剂的基本原则？ 答：（1）选择性系数要大于1。选择性系数越大越易分离。 （2）稀释剂与萃取剂的互溶度要小。 （3）萃取剂回收的难易及经济性。萃取机与原料液中组分的相对挥发度要大，组成低的为易挥发组分。萃取剂为易挥发组分时，其汽化热要小，以节省能耗。 （4）萃取剂的其他物性：与分离混合物的密度差要大；界面张力要适中；粘度小，化学及热稳定性好，腐蚀性小。 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 不变价 D 以上情况都可能 答：A 5．对于溶剂A，原溶剂B 与萃取剂S部分互溶的系统，以下结论中（ ）是正确的。 A若三角相图上的联结（共轭）线为水平线，则萃取起不到任何分离作用 B若溶质的分配系数为3 ，则萃取分离肯定可行 C 若溶剂的分配系数小于溶质的分配系数且小于1 ，则萃取分离肯定可行 D 若溶剂的分配系数大于溶质的分配系数且大于1 ，则萃取分离肯定可行 答：C 6．判断正误 （1）溶剂A在萃取相和萃余相中分配系数 kA1，是能否采用萃取分离的必要条件（ ） （2）萃取中选择性系数和精馏中相对挥发度的意义相同（ ）。 答：（1）错误（2）正确 7．分配系数等于1时，能否进行萃取分离操作？为什么？ 答：不一定 萃取操作能否进行要视系统的选择性系数是否大于1。 β=1时，脱溶剂后的萃取相与萃余相具有相同的组成且等于原料液中组分的组成，无分离能力，萃取操作不能进行。 8．何谓萃取操作的选择性系数？什么情况下β=∝？ 答：选择性系数为 式中y ，x 分别为萃取相、萃余相中组分的质量分率。 当稀释剂与萃取剂完全不互溶时，β=∝ 。 9．某单级萃取器，体系中AB,AS完全互溶，用纯溶剂 S进行萃取 AB混合物中的 A,混合液为100kg，组成 xF=0.3（质量分率），平衡后测出萃余相 xA/xB=0.25,该过程的选择性系数为6，问萃取液的量为（ ） Kg，萃余相的量为（ ） kg。解：由已知条件求萃取液、萃余液的组成 10．单级萃取器中，用纯水萃取某有机溶液中的组分A，在其它操作条件不变时，增加纯水的用量，则所得萃取液中组分 A的浓度将（ ）。 答：减小 11．在B-S部分互溶的萃取过程中，若加入的纯溶剂量增