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第八章 萃取
1.将含A、B组成分别为0.5的400kg混合液与含A、C组成分别为0.2、0.8的混合液600kg进行混合,试在三角形坐标中表示:
两混合液混合后的总组成点M1,并由图读出其总组成;
由图解方法确定将混合液M1脱除200kg的C组分而获得混合物M2的量和组成;
将混合物M2的C组分完全脱除后所得混合物M3的量和组成。
2.丙酮(A)-醋酸乙酯(B)及水(S)的三元混合液在时,其平衡数据如下表所示:
质量分数(醋酸乙酯相)
质量分数(水相)
A
B
S
A
B
S
1
0.00
96.5
3.50
0.00
7.40
92.6
2
4.80
91.0
4.20
3.20
8.30
88.5
3
9.40
85.6
5.00
6.00
8.00
/86.0
4
13.50
80.5
6.00
9.50
8.30
82.2
5
16.6
77.2
6.20
12.8
9.20
78.0
6
20.0
73.0
7.00
14.8
9.80
75.4
7
22.4
70.0
7.60
17.5
10.2
72.3
8
26.0
65.0
9.00
19.8
12.2
68.0
9
27.8
62.0
10.2
21.2
11.8
67.0
10
32.6
51.0
13.4
26.4
15.0
58.6
要求:
绘出以上三元混合物三角形相图及辅助曲线。
若将50kg含丙酮0.3、含醋酸乙酯0.7的混合液与100kg含丙酮0.1、含水0.9的混合液混合,试求所得新的混合物总
以上两种混合物混合后所得两共轭相的组成及质量分别为多少?
3.在互呈平衡的均含有A、B、S组分的液-液两相中,R相及E相的量分别为300kg和600kg,且R相中A的含量为0.3(质量分数),该三元混合物系的相图如图所示。试求:
(1)A、B组分在两相中的分配系数;
(2)若向混合物中加入组分A,两相A的组成将如何变化?当加入多少A组分时,它们将成为均相混合液?此时,混合液的组成为多少?
(3)如果不向系统加入A,而向系统加入溶剂S,其两相A的组成将如何变化?加入多少溶剂S时,系统变成均相混合液?组成为多少?
4.以水为溶剂从丙酮-醋酸乙酯中萃取丙酮,通过单级萃取,使丙酮含量由原料液中的0.3降至萃余液中的0.15(均为质量分数)。平衡数据见题2。若原料液量为100kg,试求:
溶剂水的用量;
所获得的萃取相的量及组成;
为获取含丙酮浓度最大的萃取液所需的溶剂用量。
5.在25℃时,以水为溶剂,通过三级错流萃取从醋酸-氯仿混合液中萃取醋酸。已知原料液量为1000kg,含醋酸0.45(质量分数),
质量分数[氯仿层(R相)]
质量分数[水层(E相)]
醋酸
水
醋酸
水
0.00
0.99
0.00
99.16
6.77
1.38
25.10
73.69
17.72
2.28
44.12
48.58
25.72
4.15
50.18
34.17
27.65
5.20
50.56
31.11
32.08
7.93
49.41
25.30
34.16
10.03
47.87
23.28
42.5
16.5
42.50
16.50
若每级加入溶剂量为250kg,试求:
最终萃余液的组成能降至多少?
若保持溶剂总用量相同,采用单级萃取其萃余液组成能降至多少?并与以上多级错流萃取结果进行比较。
6.在25℃下,对含40%的醋酸水溶液以乙醚为溶剂进行多级逆流萃取。原料液量及溶剂用量均为1000kg,要求萃余液中醋酸的含量不大于2%(以上均为质量分数),试求所需的理论级数。
质量分数(水层)
质量分数(乙醚层)
醋酸
水
乙醚
醋酸
水
乙醚
93.3
0
6.7
2.3
0
97.7
88.0
5.1
6.9
3.6
3.8
92.6
84.0
8.8
7.2
5.0
7.3
87.7
78.2
13.8
8.0
7.2
12.5
80.3
72.1
18.4
9.5
10.4
18.1
71.5
65.0
23.1
11.9
15.1
23.6
61.3
55.7
27.9
16.4
23.6
28.7
47.7
7. 用单级萃取回收6kg丙酮-醋酸乙酯溶液中的丙酮,原料液中丙酮的质量分数为30%,溶剂水的用量为6kg。试求:平衡两相中丙酮的分配系数和溶剂水的选择性稀疏。
8.用三氯乙烷为溶剂,在具有5个平衡级的逆流萃取塔中萃取丙酮-水溶液中的丙酮。已知原料液处理量为2000kg/h,其中含丙酮的组成为0.32(质量分数,下同),溶剂用量为700 kg/h。试求:该塔最终的萃余相中溶质组成能降至多少?丙酮-水-三氯乙烷物系相图如附图所示。
9.今以含溶质A为0.025(质量分数,下同)A、S混合液为溶剂,采用多级错流萃取方法从含A为0.3的A、B混合液中提取A组
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