《化工原理》课程教学资源（讲稿）第四章 萃取4

山理工大堂+第四章萃取4.4其它萃取分离技术4.5萃取设备

1 第四章 萃 取 4.4 其它萃取分离技术 4.5 萃取设备

回顾1、多级错流萃取的计算：萃取剂与稀释剂部分互溶多级错流的计算只是单级的多次多级错流萃取图解法重复。三角形坐标图图解法F/ M, = SM, /FSM(FS上)F3R /M, =SM, /RSM(R,S上)RRR, / M, = SM, /RSM,(R,S上)R:B2、多级错流萃取的计算：萃取剂与稀释剂完全不互溶体系由平衡数据绘出X~Y平衡曲线，由每一级物料衡算得出操作线，直直到第n级萃余相中的浓度X，满足要求为止山东理工大学2

2 1、多级错流萃取的计算：萃取剂与稀释剂部分互溶 多级错流的计算只是单级的多次 重复。 M1( F S上) M2(R1S上) M3(R2S上) F / M SM / FS 1 = 1 R M SM R S 1 2 2 1 / = / R M SM R S 2 3 3 2 / = / 三角形坐标图图解法 A B S R1 E1 F M1 多级错流萃取图解法 E2 R2 M3 M2 E3 R3 2、多级错流萃取的计算：萃取剂与稀释剂完全不互溶体系 由平衡数据绘出 X~Y 平衡曲线，由每一级物料衡算得出 操作线，直到第 n 级萃余相中的浓度 XR满足要求为止。 回 顾

图解法a平衡关系：Y=f(X)Y*=f(X)Y任一级系统的物料衡算：2-B/S1-B/S2lBBY3yX.X十BIS31nSS1过（Xn-}Ys0操作线方程X,X2X,XFKSb）解析法萃取因子mBYX,1KN=In(7In(1 + Am)SXK山东理工大学Y

3 ——操作线方程 平衡关系：Y = f(X) 任一级系统的物料衡算： Y1 0 Y*= f (X) Ys X1 XF -B/S1 X2 Y2 X3 Y3 -B/S2 -B/S3 a）图解法 b）解析法 ——萃取因子

每一级的3、多级逆流萃取的计算：萃取剂与稀释剂部分互溶“净流量Rn-1-E,=R,-S=AF-E=R-E,=R,-E,=. ..=Rn-1A.三角形相图上的图解方法F+S=M=E,+R,由给定的F、S和R可得出E多级逆流苹取图解法H卡B

4 3、多级逆流萃取的计算：萃取剂与稀释剂部分互溶 F - E1 = R1 - E2 = R2 - E3 = ．．．= Rn-1 - En = Rn - S = Δ 每一级的 “净流量” A. 三角形相图上的图解方法 F + S = M = E1 + Rn 由给定的 F、S 和 Rn 可得出 E1 A B S E1 F M 多级逆流萃取图解法 S0 E2 ∆ E3 E4 R1 R4 R2 Rn R3

4.多级逆流萃取的计算：萃取剂与稀释剂不互溶解析法当分配曲线为通过原点的直线(Y=KX)时，由于操作线为直线，萃取因子A，是常数，可以仿照脱吸计算KS设：AmmBKN=ln[(1-yIn A,A2XmmmYK山东理工大学5

5 4.多级逆流萃取的计算：萃取剂与稀释剂不互溶 当分配曲线为通过 原点的直线(Y=KX)时，由于操作线 为直线，萃取因子Am是常数，可以仿照脱吸计算 设： 解析法

3.溶剂比对逆流萃取理论级数的影响溶剂比A、定义：溶剂比=S/F说明：溶剂比的变化，导致理论级数的变化引起差点A的变化，A1.0E"RME'1D'M?0RN1.0BSDD溶剂比对极点的影响山东程工大学

6 3.溶剂比对逆流萃取理论级数的影响 A、 溶剂比 定义：溶剂比=S/F 说明：溶剂比的变化，引起差点Δ的变化，导致理论级数的变化

可见：S/F 较大，E,为F和△的和点,△点在三角形相图M→S,右侧，净物流向左流动（与S流动方向一致）。S/F 减小，M→F ，E,升高,△点远离S。△点移到无穷远时△=0，级联线互相平行。S/F再减小，F为E,和△的和点，△点落在三角形相图左侧，净物流向右流动（与F流动方向一致）。1.0PAETRN1.0BSD溶剂比对极点的影响山东理工大学

7 ◆ S/F 较大， M→S， E1为F和Δ的和点， Δ点在三角形相图 右侧，净物流向左流动（与S流动方向一致）。 ◆ S/F 减小，M→F ，E1升高， Δ点远离S。 Δ点移到无穷远 时Δ =0，级联线互相平行。 ◆ S/F 再减小，F为E1和Δ的和点， Δ点落在三角形相图左侧 ，净物流向右流动（与F流动方向一致）。 可见：

B、最小溶剂比B/S 个S当减小,操作线斜率→联结线的斜率FS-FS当时，P点（夹紧点）对应的联结线和操作线重合Fmin此时，E,=E+，夹紧点附近各级无分离能力，N→00分配曲线3分配曲线22P操作线操作线XFXF溶剂比对操作线的影响溶剂比对操作线的影响茶理工大29

9 分配曲线 操作线 1 3 2 P xF y 溶剂比对操作线的影响 B、最小溶剂比 分配曲线 操作线 1 3 2 P xF y 溶剂比对操作线的影响 减小 B/S ↑

最小溶剂比的求法Amin的位置，又和分离要求有关既和平衡关系有关，稀释剂与萃取剂不互溶物系A、YS/F分配曲线操作线斜率：B/S溶剂比：(B/S)maxB/S增加，操作线向分配曲线靠(B/S)2Y2近，完成同样分离任务所需的理论级数增加。Yi(B/S)操作线与分配曲线相交，所需理论级数→0。(B/S)max→(S/F)min15萃取操作的实际溶剂比0XFX.X(S/F) >(S/F)mino上东理工大室11

11 最小溶剂比的求法 Δmin的位置，既和平衡关系有关，又和分离要求有关。 A、稀释剂与萃取剂不互溶物系 操作线斜率：B/S 溶剂比：S/F 操作线与分配曲线相交，所需理 论级数→ ∞。 (B/S)max→(S/F)min 萃取操作的实际溶剂比 (S/F)＞(S/F)min。 B/S增加，操作线向分配曲线靠 近，完成同样分离任务所需的理 论级数增加。 X Y 0 分配曲线 (B/S)max Y2 Xn XF YS Y1 (B/S)1 (B/S)2

最小溶剂比的求法B、稀释剂与萃取剂部分互溶物系1、三角相图法在三角形坐标图上求理论级数，操作点△的位置与溶剂比有关，也反映了要完成分离任务所需理论级数的多少。S/F越小，B/S越大，操作线越靠近分配曲线（极点越靠近B点），萃取所需的理论级数越多。多级逆流萃取图解法S42山东理工大学12

12 在三角形坐标图上求理论级数，操作点 ∆ 的位置与溶剂 比有关，也反映了要完成分离任务所需理论级数的多少。 S/F越小，B/S越大，操作线越靠近分配曲线（极点越靠 近B点），萃取所需的理论级数越多。 最小溶剂比的求法 B、稀释剂与萃取剂部分互溶物系 A B S E1 F M1 多级逆流萃取图解法 S0 ∆1 ∆ Rn 2 M2 E1 1、三角相图法