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3.4 多级逆流萃取 3.4.2三角形相图上的逐级图解法 3.4.4最小溶剂比的确定 3.5 完全不互溶物系萃取过程的计算 3.5.2 单级萃取 3.5.3 多级错流萃取 对任意m级作溶质A的物料衡算得 BXm-1+SmYS=BXm+SmYm 上式整理后为 即是多级错流萃取的操作线方程,表示了什么关系? 在X-Y直角坐标系中,操作线是: 一组直线,每一级都对应一条直线,直线斜率为-B/Sm,过点(Xm-1,YS)。由理论级的假设,点(Xm,Ym)同时符合平衡关系,位于分配曲线上,即操作线与分配曲线的交点。于是,可在X-Y直角坐标系中图解理论级数.步骤 例 乙醚与甲苯混合液的流量为500kg/h,其中乙醚的组成为0.25(质量分数,下同)。用纯水为萃取剂,经多级错流萃取后,最终萃余相中乙醚的组成为0.01。水与甲苯可视为完全不互溶体系,操作条件下的平衡关系为Y=2.2X。每级均加入300kg/h萃取剂,试求所需理论级数及萃取剂的总用量。 解: 对完全不互溶体系,由已知条件,将质量分数转变为质量比 例 又 S=300kg/h;YS=0 且 B=F(1- xF)=500×(1-0.25)=375kg/h 所需理论级数为N=4 溶剂总用量S总=NS=4×300=1200 kg/h 3.5.4 多级逆流萃取 操作线的斜率为B/S, 当逐步增加萃取剂用量时,斜率逐渐变小,操作线与分配曲线距离变大,两相间的传质推动力增加,相应地理论级数减少。 反之,减少萃取剂用量,斜率逐渐变大,操作线向分配曲线靠近,两相间的传质推动力减小,所需理论级数增加。 当操作线斜率增大到使操作线与分配曲线相交时,则需要无限多个理论级才能完成指定的分离任务,此时对应最少萃取剂用量。 例 以纯三氯乙烷为萃取剂,从丙酮水溶液中多级连续逆流萃取丙酮,原料液处理量为1500kg/h,其中丙酮的质量分率数0.35,要求最终萃余相及萃取相中丙酮的质量分数分别为0.02及0.45。水和三氯乙烷可视为完全不互溶体系,操作条件下的平衡关系为Y=1.64X,试求萃取剂用量及所需理论级数。 解:依题意YS=0; 对完全不互溶体系,由已知条件,得 例 B=F(1- xF)=1500×(1-0.35)=975kg/h 对丙酮做全塔物料衡算得 B(XF-XN)=S(Y1-YS) 即萃取剂用量为 所需理论级数为 3.6 回流萃取 3.6.2 脱溶剂为基的相平衡 3.6.3物料衡算 3.6.4 理论级的图解计算 4 萃取设备 4.1.2筛板塔 4.1.3 脉冲筛板塔 4.1.4振动筛板塔 4.1.5转盘塔 4.1.6 翻斗式萃取器 4.1.7静态混合器 4.2 液泛现象 4.3界面现象 5 超临界流体萃取 5 .1 超临界流体萃取原理 5 .1 超临界流体萃取原理 任何一种物质都存在三种相态.相态与温度和压力关系. 当物质的温度和压力分别高于临界点时,为超临界流体。 超临界流体性质:介于液体和气体之间,具有接近液体的密度,即具有类似液体的溶解能力,而粘度和扩散系数接近气体。这就意味着萃取过程将有很高的传质速率和很快达到平衡的能力。 原理:利用超临界流体对物料有较好的渗透性和较强的溶解能力-萃取。其密度对温度和压力变化十分敏感,且与溶解能力在一定压力范围内成比例-分离。 5 .2超临界流体萃取的典型流程 5 .3超临界流体萃取的特点 超临界流体萃取利用超临界流体,即温度和压力略超过或靠近临界温度和临界压力、介于气体和液体之间的流体,对固体和液体的萃取能力和选择性,在超临界状态下较之在常温常压条件下可获得极大的提高,而能从固体或液体中萃取出某种高沸点或热敏性成分,以达到分离和纯化的目的。 例如二氧化碳,它具有无毒、无臭、不燃和价廉等优点,临界温度31.04℃,临界压力7.38MPa,只需改变压力,就能在近常温的条件下分离萃取物和溶剂二氧化碳。 任何一种物质都存在三种相态,即气相、液相和固相,在不同的温度和压力条件下,物质呈现不同的相态。 * * 则
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