陈敏恒 化工原理 第十一章(1)

yS = ϕ ( y A ) xS = ϕ ( x A )
处于单相区的三组分溶液的组成有两个自由度 处于两相区的三组分溶液的组成有一个自由度
2-3 液液相平衡与萃取操作的关系 一、萃取操作的自由度 自由度： 自由度： F = N − φ + 2 = 3 当两相处于平衡状态时， 当两相处于平衡状态时，组成只占用一个自由 度，所以操作压强和温度可以人为选择。 所以操作压强和温度可以人为选择。
x B = 1 − x A − xS x ：质量分数
二、物料衡算与杠杆定律 混合， 溶液 R ( x A , xB , xS ) 与溶液 E ( y A , yB , yS ) 混合， 得溶液 M ( z A , z B , zS )
M =R+E Mz A = Rx A + Ey A MzS = RxS &离组分 之间的相对挥发度要高 ）与被分离组分A之间的相对挥发度要高 （4）在混合液中的溶解度要小 ） 1-2 两相的接触方式 微分接触式和分级接触式
第二节 液液相平衡 2-1 三角形相图 一、溶液组成的表示方法 三组分溶液的组成包含2个自由度 个自由度， 三组分溶液的组成包含 个自由度，一般规定 x A , x S ，则
y A xA > y B xB
二、工业萃取过程 须解决的问题： 须解决的问题： （1）选择一合适的萃取剂 ） （2）提供优良的萃取设备 ） （3）完成萃取相、萃余相的脱溶剂 ）完成萃取相、
三、萃取过程的经济性 萃取过程的经济性主要取决于萃取剂的性质 萃取剂的技术指标： 萃取剂的技术指标： （1）溶解能力强 ）
二、级式萃取过程的图示
整个过程将组成为F点的混合物分成含 较多的 整个过程将组成为 点的混合物分成含A较多的 点的混合物分成含 与含A较少的萃余液 萃取液 E 与含 较少的萃余液 R 。
三、溶剂的选择性系数 β 溶质A在两液体中含量的差异可用 表示： 溶质 在两液体中含量的差异可用 β 表示：
k A y A yB y A yB β= = = k B x A x B x A xB
利于萃取。 温度 ↓，互溶度 ↓ ，利于萃取。
第十一章 液液萃取 第一节 概述 1-1 液液萃取过程 一、液液萃取的目的和依据 目的： 目的：分离液体混合物 依据： 依据：液体混合物中各组分在某种溶剂中溶解 度的差异
溶剂Ｓ必须满足两个基本条件： 溶剂Ｓ必须满足两个基本条件： （1）不能与被分离物完全互溶，只能部分互溶 ）不能与被分离物完全互溶， 两组分有不同的溶解能力， （2）对Ａ、Ｂ两组分有不同的溶解能力，即具 ） Ａ、Ｂ两组分有不同的溶解能力 有选择性： 有选择性：
∵ yB = 1 − y A
取分离 β → ∞ ：B与S完全不互溶 与 完全不互溶
能萃取分离； β > 1 ：能萃取分离； 平衡联结线的延长线过S点 β = 1 ：平衡联结线的延长线过 点，不能萃
βx A ∴ yA = 1 + ( β − 1) x A
xB = 1 − x A
四、互溶度的影响 o 互溶度 ↓ ，萃取的操作范围 ↑ ， y A max ↑ 对于相同的 k A ，互溶度 ↓ ， ↑ ，分离效果好 β
四、平衡联结线的内插 五、相平衡关系的数学描述 （1） 分配曲线 ）
萃取相中A的质量分数 y A kA = = 萃余相中A的质量分数 x A
yB kB = xB
不是常数，随温度、 k 不是常数，随温度、组成 而异； 而异； 相平衡方程 y A = f ( x A ) ——相平衡方程
（2）溶解度曲线 ）
2-2 部分互溶物系的相平衡 一、溶解度曲线
将所有分层点联成一条光滑的曲线， 将所有分层点联成一条光滑的曲线，称为溶解 度曲线
二、平衡联结线 互成平衡的两相 称为共轭相。 称为共轭相。 平衡联结线两端为 互成平衡的共轭相。 互成平衡的共轭相。 三、临界混溶点
两共轭相的组成无限 趋近而变为一相， 趋近而变为一相，表 示这一组成的点称为 临界混溶点。 临界混溶点。
E z A − x A z S − xS = = R y A − z A yS − z S
E RM = R EM
此式为物料衡算的简捷图示法， 此式为物料衡算的简捷图示法， 称为杠杆定律
三、混合物的和点和差点 的和点； M 为 R 与 E 的和点； 的差点； R 为 M与 E 的差点； 的差点； E 为 M 与 R 的差点；