《化工原理》课程教学资源（讲稿）第四章 萃取习题

第四章萃取总结

第四章 萃取总结 1

1、萃取是利用原料液中各组分在某溶液中溶解度的差异而实现混合液各组分分离的过程。2.有一实验室装置将含A10%的AB50公斤和含A80%的AB20kg混合后，用溶剂S进行单级萃取，所得萃取相和萃余相脱溶剂后又能得到原来的80%A和10%A的溶液。问此工作状态下的选择性系数β=?β=(YA/YB)/(×^/XB) = (YA0/XAo)/(YBo/×Bo)= (0.8/0.1)/(0.2/0.9) = 363、用溶剂S分离A、B液相混合物（A为溶质），二相平衡时萃取相中yA=0.2,Ys=0.7;萃余相中xA=0.15,Xs=0.05,则选择性系数β为β=(ya/yb)/(×A/×g) = (0.2/0.1)/(0.15/0.8) = 10.674.萃取操作中，稀释剂与萃取剂的互溶度越（低（高），选择性系数β越（大（小））；得到的萃取液浓度越高（（低）

2.有一实验室装置将含A10%的AB50公斤和含A80%的AB20kg混 合后，用溶剂 S进行单级萃取，所得萃取相和萃余相脱溶剂后 又能得到原来的80%A和10%A的溶液。问此工作状态下的选择 性系数β=? 3、 用溶剂S分离A、B液相混合物（A为溶质），二相平衡时萃 取相中yA=0.2,yS=0.7;萃余相中xA=0.15, xS=0.05,则选择性系数β为 _。 4. 萃取操作中，稀释剂与萃取剂的互溶度越（ ），选 择性系数β越（ ）；得到的萃取液浓度越（ ）。 1、萃取是利用 原料液中各组分在某溶液中溶解度的差异而实现 混合液各组分分离 ‘ 的过程。 β=(yA/yB)/(xA/xB) = (yA0/xA0)/(yB0/xB0) = (0.8/0.1)/(0.2/0.9) = 36 β=(yA/yB)/(xA/xB) = (0.2/0.1)/(0.15/0.8) = 10.67 低（高） 大（小） 高（低） 2

5、某二元混合物用溶剂萃取，该设备为一个理论级，已知溶质A和稀释剂B的浓度（质量百分数）比为：萃取相=4,萃余相=0.25，该操作条件下，溶剂的选择性系数β=(yA/ys)/(×a/×s)=4/0.25=16=6、若萃取相和萃余相在脱溶剂后具有相同的组成，并且等于原料液组成，则萃取剂的选择性系数β=17、多级逆流萃取的特点连续操作，平均推动力大，分离效率高，溶剂用量少8、多级错流萃取的特点每级都加入新鲜溶剂，传质推动力大，级数足够多，可以得到所希望的萃取率，溶剂用量大

B A y y B A x x 5、 某二元混合物用溶剂萃取，该设备为一个理论级，已知溶 质A和稀释剂B的浓度（质量百分数）比为：萃取相 =4,萃余相 =0.25，该操作条件下，溶剂的选择性系数 β=_。β=(yA/yB)/(xA/xB) =4/0.25= 16 6、 若萃取相和萃余相在脱溶剂后具有相同的组成，并且等于 原料液组成，则萃取剂的选择性系数β ＝ 1 7、 多级逆流萃取的特点 连续操作，平均推动力大，分离效率高，溶剂用量少 8、 多级错流萃取的特点 每级都加入新鲜溶剂，传质推动力大，级数足够多， 可以得到所希望的萃取率，溶剂用量大 3

9、萃取操作的依据是溶解度的差异。选择萃取剂的主要原则是选择性高，与原溶剂互溶性差，经济合理10、在设计多级逆流萃取设备时，存在最小溶剂比（S/F）min决定（S/F）min的因素包括相平衡关系，进料组成，溶剂组成，分离要求RNA

9、萃取操作的依据是 。选择萃取剂的主要原则 是 溶解度的差异 选择性高，与原溶剂互溶性差，经济合理。 10、在设计多级逆流萃取设备时，存在最小溶剂比（S/F）min。 决定（S/F）min的因素包括 相平衡关系，进料组成，溶剂组成，分离要求RNA 4

二、选择题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直角顶点表示B，三角形的斜边上的点表示D，三角形内任一点M表示EA.纯溶剂SB.纯稀释剂BC.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.萃取相与萃余相组成2.用萃取剂S分离A、B液相混合物（A为溶质），作单级萃取，得一对平衡相，则：（D)A、萃取相A组分的浓度yA必大于萃余相A组分的浓度xAB、萃取相A组分的浓度ya必大于萃取相B组分的浓度yBC、A组分的分配系数k.必大于1D、A组分的分配系数k必大于B组分的分配系数k

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， 习惯上用三角形的直角顶点表示_,三角形的斜边上的点 表示_,三角形内任一点M表示_。 A.纯溶剂S B.纯稀释剂B 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.萃取相与萃余相组成 2.用萃取剂S分离A、B液相混合物（A为溶质），作单级萃取， 得一对平衡相，则：（ ） A、萃取相A组分的浓度yA必大于萃余相A组分的浓度xA B、萃取相A组分的浓度yA必大于萃取相B组分的浓度yB C、A组分的分配系数kA必大于1 D、A组分的分配系数kA必大于B组分的分配系数kB 二、选择题 B D E D 5

0.20.83、如图2所示，某三元混合液的点在三角形相图中已表示出，试写出0.6该混合液的组成分别为x=0.20.40.6Xg=0.5, Xs= 0.3。)0.80.20.80.20.60.44、萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M位于CA溶解度曲线之上方区；B溶解度曲线上；C溶解度曲线之下方区：D座标线上。5.在进行萃取操作时，应使(c )（A）分配系数大于1（B）分配系数小于1（C）选择性系数大于1（D）选择性系数小于1

3、如图2所示，某三元混合液的点 在三角形相图中已表示出，试写出 该混合液的组成分别为xA= ， xB= ，xS= 。) A B S 0.8 0.6 0.4 0.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0.8 0.6 0.4 0.2 4、萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M位于 。 A 溶解度曲线之上方区； B 溶解度曲线上； C 溶解度曲线之下方区； D 座标线上。 0.5 0.3 0.2 C 5.在进行萃取操作时，应使 _。 ( ) （A）分配系数大于1（B）分配系数小于1 （C）选择性系数大于1（D）选择性系数小于1 C 6

6.单级萃取操作中，在维持进料组成和萃取相浓度不变的条件下，若用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂，则所得萃余液浓度将C（A）增加；（B）减小；（c）不变；（D）不确定。7.纯溶剂单级萃取，x一定，若溶质分配系数k.越大，为了使萃余相组成不变，则所需溶剂比S/F将（B（A）越大；（c）不变;(D）不确定。（B）越小：A单级萃取图解法分配曲线2这里要注意：求萃取相、萃余相、萃取液和萃余液的量和组成，我们是分别连接点S和点E、点S和点R并延长，与AB边分别交于分配曲线1点E和点R。YiE-B/S,F-B/SYs41RBXX.6：S点变为S.点，M点变为M点，7：分配曲线1变为2，如果x,不变而E、R、E'、R'这四个点不变-B/S,要变小，即S,变小，S/F变小

6.单级萃取操作中，在维持进料组成和萃取相浓度不变的条件 下，若用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂，则所得萃余液浓 度将_。 ( ) （A）增加； （B）减小； （C）不变； （D）不确定。 7.纯溶剂单级萃取，xF一定，若溶质分配系数kA越大，为了使 萃余相组成不变，则所需溶剂比S/F将( ) （A）越大； （B）越小； （C）不变； （D）不确定。 C B 7 A B S R E E’ R’ F M 单级萃取图解法 6：S点变为S0点，M点变为M’点， 而E、R、E’、R’这四个点不变。 Y1 0 分配曲线1 YS X1 XF -B/S1 分配曲线2 -B/S2 S0 M’ 7：分配曲线1变为2，如果X1不变， -B/S2要变小，即S2变小，S/F 变小。 这里要注意：求萃取相、萃余相、萃取液 和萃余液的量和组成，我们是分别连接点S 和点E、点S和点R并延长，与AB边分别交于 点E’和点R’

8.用纯溶剂S对A、B混合液进行单级（理论）萃取，当萃取剂用量增加时（进料量和组成均保持不变）所获得的萃取液组成是（4）①增加；②减少；③不变；④不一定。9.单级萃取操作中，维持相同萃余相浓度，用含有少量溶质的萃取剂S，代替溶剂S，则萃取相量与萃余相量之比将)萃取液的浓度（指溶质）将（2）①增加；②不变；③降低。AA单级萃取图解法单级萃取图解法EmaxEEFHRDB8：随着S加入，M靠近S，E点右移，E'点先升9：S点变为S.点，M点变为M点高到达Emax后降低，未给出s范围，因此E变化E、R、E'、R'这四个点不变。不确定

8.用纯溶剂Ｓ对Ａ、Ｂ混合液进行单级（理论）萃取，当萃取 剂用量增加时（进料量和组成均保持不变）所获得的萃取液组 成是（ ） ①增加；②减少；③不变；④不一定。 9.单级萃取操作中，维持相同萃余相浓度，用含有少量溶质的 萃取剂Ｓ’ 代替溶剂Ｓ，则萃取相量与萃余相量之比将（）， 萃取液的浓度（指溶质）将 （ ）①增加；②不变；③降低。 4 1 2 8 A B S R E E’ R’ F M 单级萃取图解法 Emax’ 8：随着S加入，M靠近S，E点右移，E’点先升 高到达Emax ’后降低，未给出S范围，因此E’变化 不确定。 A B S R E E’ R’ F M 单级萃取图解法 9：S点变为S0点，M点变为M’点， E、R、E’、R’这四个点不变。 S0 M’

1.在多级逆流萃取设备中，将AB混合物进行分离，纯溶剂S的用量为50kg/h。B与S完全不互溶，稀释剂B为60kg/h，分配系数K一Y/X=1.5（Y，X为质量比），进料组成X=0.425kgA/kgB，求最终组成X=0.075kgA/kgB，试求所需的理论级数N。KS1.5×50则1.25解：B60kNnlK125)= 2.95 取整，N=3Jo.075In1.251.25

1.在多级逆流萃取设备中，将AB混合物进行分离，纯溶剂S的用 量为50kg/h。B与S完全不互溶，稀释剂B为60kg/h，分配系数K ＝YA/XA＝1.5（Y,X为质量比），进料组成XF ＝0.425kgA/kgB， 求最终组成XN=0.075kgA/kgB，试求所需的理论级数N。 取整，N=3 11 1 ln[(1 ) ] ln 1 1 0.425 1 ln 1 2.95 ln1.25 1.25 0.075 1.25 S F mm m S n Y X K N AA A Y X K − =− + −     = − +=         解： B KS Am = 则 1.5 50 1.25 60 A m × = = 9

2、如图示，用纯溶剂对AB混合液做单级萃取，进料xEA=0.3(质量分率)，求：萃取液可能达到的最大浓度及此时的溶剂比S/F。0A,maxA1.0E'0.80.60.4FEM0. 2BS00. 20. 40.60.81. 010

2、如图示，用纯溶剂对AB混合液做单级萃取， 进料xF,A=0.3(质量分率)，求：萃取液可能达 到的最大浓度及此时的溶剂比S/F。 ,max 0 y A 10 F E’ E R M