化工原理习题第十一章 液液萃取
陈敏恒《化工原理》(第4版)(下册)章节题库(液液萃取)【圣才出品】
对
于单级萃取，两相处于平衡状态，敬 与溶解度曲线的交点 E 为萃取相。又因为
通过 E 点作水平线与溶解度曲线交于 R，即为萃余相。 连线 与 的交点为和点 M，从图可读得 M 点在横坐标上的读数为 0.51。 根据杠杆定律可得
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6．一般来说，温度降低，互溶度将______，萃取分离的效果______。 【答案】变小；变好
7．请写出三种液液萃取的工业设备名称：______、______、______。 【答案】混合-澄清槽；填料萃取塔；筛板萃取塔
三、简答题
1．何谓萃取操作的选择性系数 β？什么情况下 β＝∞？
答：选择性系数 β 定义如下：
5．在 A、B 二组分混合溶液中加入纯溶剂 S，混合后分为二个平衡液层 E 相和 R 相, 已知 E 相含 40%A（质量%，下同）、3%B；R 相中含 29%A、70%B。则 A 组分在 E 相和 R 相得分配系数 kA 等于______，溶剂的选择性系数等于______。
【答案】1.379；32.18
C．不变
D．不确定
【答案】B
7．选用溶剂进行萃取操作时，其必要条件为（ ）。 A．分配系数 B．萃取相含量 C．选择性系数 β＞1 D．分配系数 【答案】C
8．单级萃取中，在维持进料组成和萃取相浓度不变的条件下，若用含有少量溶质的萃 取剂代替纯萃取剂，所得萃余相浓度将（ ）。
A．增大 B．减小 C．不变 D．不确定 【答案】A
3．双组分液液萃取分离时，根据相律，其自由度为______，当两相平衡时，组成占有 一个自由度，则______和______可自由选择。
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化工原理 液液萃取
11.1 概述
液-液萃取（抽提）：在液体混合物中加入一种 与其不溶或部分互溶的液体溶剂，经过充分混合， 分相，利用混合液中各组分在溶剂中溶解度的差 异而实现分离的一种单元操作。又称溶剂萃取。
目的: 分离液-液混合物。 操作依据: 利用混合物中各组分在某一溶剂中 的溶解度之间的差异。
两相接触方式
微 分 接 触
级 式 接 触
11.2 液-液相平衡关系
11.2.1 三角形坐标及杠杆定律
11.2.1.1 三角形坐标 三元混合液的表示方法：
三角形坐标
等边三角形 直角三角形（等腰直角三角形和不等腰直角三角形）
① 表示方法 习惯表示法： ▲ 各顶点表示纯组分； ▲ 每条边上的点为两组分混合物； ▲ 三角形内的各点代表不同组成的三元混合物。
液液萃取的应用
1、在石油化工中的应用 随着石油化工的发展，液液萃取已广泛应用于分离各种
有机物质。轻油裂解和铂重整产生的芳烃混合物的分离是重 要的一例。该混合物中各组分的沸点非常接近，用一般的分 离方法很不经济。工业上采用Udex、Shell、Formex等萃取 流程，分别用环丁砜、四甘醇、N-甲基吡咯烷酮为溶剂，从 裂解汽油的重整油中萃取芳烃。对于难分离的乙苯体系，组 分之间的相对挥发度接近于1，用精馏方法不仅回流比大， 塔板还高达300多块，操作费用极大。可采用萃取操作以HFBF3作萃取剂，从C8馏分中分离二甲苯及其同分异构体。
A
mE RM mR ME
点P组成按上述长度为
A：30% B：50% S：20%
A
80
20
UF
60 Q Z 40
40 E 20
S%
化工原理第十一章液液萃取和固液萃取
E R
kA yA
xA
y
0 A
x
0 A
y
0 A
x
0 A
B
kB
yB xB
y
0 B
x
0 B
1
y
0 A
1
x
0 A
M
S
要求：1，
kA 越大越好，kB 越小越好。
原料液
萃取剂 S
S
A+B
xF
yA
萃取相 E
y0
萃取液 E A
A(大量),B(少量)
S+A+B 萃余相 R
x B+A+S A
S
x0
萃余液 R A B (大量),A(少量)
R R
B
第十一章 液液萃取和固液萃取
S
R，xR E，yE
R，xR E，yE
S
E M
S0
S
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2．解析法
总： F S R E
溶质 A：FxA,F SyA,S RxA,R EyA,E
萃取剂 S：0 SyS,S RxS,R EyS,E
相平衡：k A
y A, E x A,R
kB
yB,E xB,R
幻灯片1目录
§11.1 概述 §11.2 液液相平衡关系及相图
浙江大学本科生课程 化工原理
第十一章 液液萃取和固液萃取
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第十一章 液液萃取和固液萃取
§11.1 概述
1．什么是液液萃取？
利用液体混合物中各组分在外加溶剂中溶解度 的差异而分离该混合物的操作，称为~。外加 溶剂称为萃取剂。
浙江大学本科生课程 化工原理
FxF S 0 MxM
第十一章 液液萃取和固液萃取3
当∆在右侧时，S 用量越小，∆越远离 S， 在右侧时， 用量越小， ，
当∆在左侧时，S 用量越小，∆越靠近 S。 在左侧时， 用量越小， 。
F RN
浙江大学本科生课程 B 化工原理
M′ ′ M
第十一章 液液萃取和固液萃取 S
∆
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三、多级逆流萃取
S用量越小，操作线斜率与连接线斜率越接近，每个理论 用量越小，操作线斜率与连接线斜率越接近， 用量越小 级的分离程度越小。 级的分离程度越小。
浙江大学本科生课程 化工原理
第十一章 液液萃取和固液萃取
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三、多级逆流萃取
2、计算 、 图解法 （1）当B、S部分互溶时 、 部分互溶时 总物料衡算： 总物料衡算： F + S = RN + E1 第1级： 级 2级 第2级：
••••••
解析法
S − RN = E1 − F
F + E2 = R1 + E1
最小溶剂比
S F min
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第十一章 液液萃取和固液萃取
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三、多级逆流萃取
S 作图法求 ： F min
相交， 当∆在右侧时，延长所有的联结线与SRN相交， 在右侧时，延长所有的联结线与 点的∆ 得∆1、 ∆2 、 ∆3......，取最靠近 点的∆为∆min 。 ，取最靠近S点的 在左侧时，延长所有的联结线与R 相交 相交， 当∆在左侧时，延长所有的联结线与 NS相交， 点的∆ 得∆1、 ∆2 、 ∆3......，取最远离 点的∆为∆min 。 ，取最远离S点的
E1 − F = E2 − R1 = E3 − R2 = LL = EN − RN − 1 = S − RN = ∆
化工原理习题第十一章液液萃取
第十一章液液萃取
1 ．在 B-S 部分互溶物系中加入溶质 A 组分，将使 B-S 互溶度
__________ 。
恰当降低操作
温度， B-S 互溶度 __________ 。
(A) 增大， (B) 减小， (C) 不变， (D) 不确定
2 ．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 。
3 ．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，若用含有少量
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 (D) 不确定
4 ．多级逆流萃取与单级萃取比较，如果溶剂比、萃取相浓度一样，则多级逆流
萃取可使萃余相浓度 ________ 。
（A）增大；（B）减少；（C）基本不变；（D）增大、减少都有可能5 ．萃取是利用各组分间的＿＿＿＿差异来分离液体混合液的。
（A）挥发度（B）离散度（C）溶解度（D）密度。
1
本章练习题答案：1.A,B； 2.C； 3.C； 4.B； 5.C。
陈敏恒《化工原理》(第3版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(液液萃取 复习笔记)
11.1 复习笔记一、概述1．液液萃取过程（1）液液萃取原理液液萃取是分离液体混合物的一种方法，利用液体混合物各组分在某溶剂中溶解度的差异而实现分离。
图11-1 萃取操作示意图设有一溶液内含A、B两组分，为将其分离可加入某溶剂S。
该溶剂S与原溶液不互溶或只是部分互溶，于是混合体系构成两个液相，如图11-1所示。
为加快溶质A由原混合液向溶剂的传递，将物系搅拌，使一液相以小液滴形式分散于另一液相中，造成很大的相际接触表面。
然后停止搅拌，两液相因密度差沉降分层。
这样，溶剂S中出现了A和少量B，称为萃取相；被分离混合液中出现了少量溶剂S，称为萃余相。
以A表示原混合物中的易溶组分，称为溶质；以B表示难溶组分，习称稀释剂。
由此可知，所使用的溶剂S必须满足两个基本要求：①溶剂不能与被分离混合物完全互溶，只能部分互溶；②溶剂对A、B两组分有不同的溶解能力，或者说，溶剂具有选择性：即萃取相内A、B两组分浓度之比y A/y B大于萃余相内A、B两组分浓度之比x A/x B。
（2）萃取过程由于萃取相和萃余相中均存在三个组分，上述萃取操作并未最后完成分离任务，萃取相必须进一步分离成溶剂和增浓了的A、B混合物，萃余相中所含的少量溶剂也必须通过分离加以回收。
在工业生产中，这两个后继的分离通常是通过精馏实现的。
（3）萃取过程的经济性①萃取过程在经济上是否优越取决于后继的两个分离过程是否较原溶液的直接分离更容易实现。
一般说来，在下列情况下采用萃取过程较为有利。
a．混合液的相对挥发度小或形成恒沸物，用一般精馏方法不能分离或很不经济；b．混合液浓度很稀，采用精馏方法须将大量稀释剂B汽化，能耗过大；c．混合液含热敏性物质（如药物等），采用萃取方法精制可避免物料受热破坏。
②萃取过程的经济性在很大程度上取决于萃取剂的性质，萃取溶剂的优劣可由以下条件判断：a．溶剂应对溶质有较强的溶解能力，这样，单位产品的溶剂用量可以减少，后继的精馏分离的能耗可以降低。
化工原理自测题答案
练习七：第十章塔设备第十一章液液萃取第十二章其它传质分离方法一、 填空1．为改进液体在填料塔内流动的不均匀性，通常可采取的措施是：①改进流体预分布，设再分布器，②改进填料装填方式。
2．填料塔的等板高度（HETP）是指分离作用相当于一块理论板的填料层高度。
3．塔板上液体流量愈大，则板上的液面落差愈大，堰上的液层高度愈大，液体在降液管中的停留时间愈短。
4．列举两种常用的乱堆填料的名称：拉西环，鲍尔环。
阶梯环5．填料的压降和HETP是评价填料性能的两个重要指标。
6．板式塔内，气相通量的上限受过量液沫夹带，溢流液泛限制，液相通量的上限受气泡夹带限制。
7．填料塔内，气相通量的上限受液泛限制。
8．萃取中分配系数的定义是k A=y A/x A。
k A==1的物系可否进行萃取分离操作？可以。
9．从技术上说，萃取剂选择的基本条件是选择性（β>1），溶解度（不能与被分离混合物完全互溶）。
10．萃取设备与汽液传质设备有较大区别，其主要原因是液液界面张力小，密度差小。
11．液液萃取的依据是各组分的溶解度差异。
12．液液萃取中，如果物系的界面张力小，则液滴分散比较容易，两相沉降分离较难。
13．塔板上汽液两相的接触状态按气速的高低可分为鼓泡，泡沫，喷射三种状态。
14．试写出三种工业萃取设备的名称混合澄清槽，脉冲筛板塔，转盘萃取塔。
15．汽液传质的塔板上，液面落差过大将造成倾向性漏液和气体分布不均。
16．结晶的基本方法有溶液结晶，熔融结晶，升华结晶，反应沉淀。
17．溶液结晶操作的基本原理是溶液达到过饱和状态。
18．造成溶液结晶过饱和度的方法有冷却，蒸发浓缩。
19．溶液结晶要经历晶核生成和晶体成长两个阶段。
20．吸附分离的基本原理是吸附剂对混合物中各组分的选择性吸附。
21．常用的吸附解吸循环操作有变温，变压，变浓度，置换。
22．分子筛的特点是晶格结构一定，微孔大小均一，能起筛选分子的作用。
23．常用的吸附剂有活性炭，硅胶，活性氧化铝，沸石分子筛等。
《化工原理》第11章 液液萃取
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液泛现象：
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界面现象：
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本次讲课习题： 第十一章 2，3， 4
3 萃取过程计算 3.1级式接触过程数学描述 单级：（理论级） ①物料衡算 F S R E
FxFA SzA RxA EyA 0 SzS RxS EyS
②相平衡 yA f ( xA ) yS ( yA) xS (xA)
6个方程，解6个未知数
计算方法⑴6个方程联立 ⑵图解法(常用，简捷，计算精度不高)
FxFA
例3 三元物系的溶解度曲线与平衡联结线如图所 示。用31kg纯溶剂对100kg进料进行两级错流萃 取，xFA=0.3(质量分率)， xFS=0 ，试求：
⑴萃余相的量和浓度为多少？
⑵萃余百分数 Rn xAn 为多少？
FxFA
解：⑴31kg溶剂分两次， 每次15.5kg，作FS线， 取线段比
⑶M=F+S=131kg
R M ME 131 125 90kg
RE
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图中读得xA=0.16 萃余百分数 RxA 90 0.16 0.48
FxFA 100 0.3
3.2 多级错流萃取
观点：同样溶剂用量， 多级错流的分离效果比 单级萃取效果好, xAn低， 萃余百分数小
Rn xAn
定义 yA / yB
xA / xB
kA kB
y
0 A
x
0 A
/ /
yB0
x
0 B
y
0 A
1
x
0 A
(
1)
x
0 A
条件？
思考： kA=1是否可进行萃取分离？ β=1呢？ 什么时候β=∞？
2.6 温度、压力对相平衡的影响 压力对液液相平衡影响可忽略 温度↑,互溶度↑,萃取操作范围↓, yA0max↓
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第十一章液液萃取
1 ．在 B-S 部分互溶物系中加入溶质 A 组分，将使 B-S 互溶度
__________ 。
恰当降低操作
温度， B-S 互溶度 __________ 。
(A) 增大， (B) 减小， (C) 不变， (D) 不确定
2 ．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 。
3 ．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，若用含有少量
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 (D) 不确定
4 ．多级逆流萃取与单级萃取比较，如果溶剂比、萃取相浓度一样，则多级逆流
萃取可使萃余相浓度 ________ 。
（A）增大；（B）减少；（C）基本不变；（D）增大、减少都有可能5 ．萃取是利用各组分间的＿＿＿＿差异来分离液体混合液的。
（A）挥发度（B）离散度（C）溶解度（D）密度。
本章练习题答案：1.A,B； 2.C； 3.C； 4.B； 5.C。