传质分离工程课程课件制作液液萃取

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化工分离工程:第5章 液-液萃取

化工分离工程:第5章 液-液萃取
FLGC
5.1 液液萃取
5.1.1 概述
液-液萃取(抽提):利用溶液中溶质组分在两个液相间的 不同分配关系,通过相间传质使组分从一个液相转移到另 一个液相,达到分离的目的。
目的: 分离液-液混合物。 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。
FLGC
5.1.1萃取过程
E-萃取相 R—萃余相
(1)按两相接触方式划分 逐级接触——浓度呈阶跃式变化, 微分接触式——浓度连续变化。
S
1.0
FLGC
② 求差点 即从其混合液M中 分出组成为(xA, xB, xS),质量为 1.0 A mR的三元混合物,求剩余的组成 及质量。
mE mM mR
mE MR
mM
ER
B
mR ME mM R E mE MR mM R E mE MR mR ME
S
1.0
FLGC
(3). 三角形相图
①溶质A可完全溶于B及S,但B与S不互溶; ②溶质A可完全溶于B及S,但B与S部分互溶; ③溶质A可完全溶于B,但A与S及B与S部分互溶。
习惯上,将①、②两种情况的物系称为第Ⅰ类物系,而将③情况的物 系称为第Ⅱ类物系。 工业上常见的第Ⅰ类物系有丙酮(A)–水(B)–甲基异丁基酮(S)、醋酸 (A)–水(B)–苯(S)及丙酮(A)–氯仿(B)–水(S)等;第Ⅱ类物系有甲基环己 烷(A)–正庚烷(B)–苯胺(S)、苯乙烯(A)–乙苯(B)–二甘醇(S)等。在萃取 操作中,第Ⅰ类物系较为常见。
K Di
(1 1
xi( R ) xi( E )
)
FLGC
K' Di
K Di
(1 1
xi( R ) xi( E )

化工原理 液液萃取和液固浸取概述 PPT

化工原理 液液萃取和液固浸取概述 PPT
RE
FG
Sm
i
n
=
F
× GS
FH
Sm a x
=
F
× HS
大家好
Smin<S<Smax
32
二、B 与 S不互溶物系
若 B与 S 完全不互溶
萃取相中不含 B,S 的量不变 萃余相中不含 S ,B 的量不变
用质量比 计算方便
XF —原料液中组分A的质量比,kgA / kgB
YE —萃取相中组分A的质量比,kgA / kgS
BS
XF
YS
E
S
YE
R
BX R
34
YE
斜率 –B/S
YS
XR
XF
单级萃取图解计算
ESSEY S(1Y E) R B BRX B (1 X R )
大家好
35
【例10-1】一定温度下测得的A、B、S三元物系 的平衡数据如本题附表所示。
(1)绘出溶解度曲线和辅助曲线;
(2)查出临界混溶点的组成;
(3)求当萃余相中 xA=20%时的分配系数kA 和 选择性系数β ;
XR —萃余相中组分A的质量比,kgA / kgB YS —萃取剂中组分A的质量比,kgA / kgS
大家好
33
二、B 与 S不互溶物系
对溶质 A质量衡算
BF X+SSY=SE Y+BR X
YE- YS =- B S(XR- XF)
操作线 方程
斜率 B
S
过点 (XF ,YS )
直角坐标图图解法
大家好
密度 表面张力 黏度 ❖ 萃取剂的稳定性、安全性、经济性
大家好
28
第十章 液-液萃取和液-固浸取

第03章讲义 萃取分离技术 3.1 生物分离中的液液萃取 生物分离工程ppt

第03章讲义 萃取分离技术 3.1 生物分离中的液液萃取  生物分离工程ppt
到分配平衡。对于弱酸性和弱碱性电解质,解离平衡关 系分别为
AH A H
(3-5)
BH BH
(3-6)
解离平衡常数分别为
[ A ][ H ]
k a [ AH ]
(3-7)
2020/6/24
kb
[ B ][ H ] [ BH ]
(3-8)
弱酸性溶质的萃取:弱酸在水相中部分电离,而在有机 溶剂中几乎不离解,在有机溶剂-水萃取体系中,表现分配 系数为:
[kkii((B A))]1 1[ kka a((B A))//[[H H ]]]
(3-14)
通过调节水相pH,控制溶质的分配行为,从而提高萃取 率的方法,广泛应用于抗生素和有机酸等弱电解质的萃取。
2020/6/24
例3-1 在醋酸戊酯-水系统中,青霉素K的ki=215,青霉 素F的ki =131。根据有关手册的数据,pka值分别为 pka(K)=2.77, pka(F)=3.51,现有混合物青霉素F和K,而F 是有用的目的产物。
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如何得到满意的萃取效率?
1. 选择适当的萃取剂
尽量选择对溶质有较大分配系数k的萃取剂。良好 的萃取剂一般还应满足:
✓选择性好。化学稳定性好。 ✓易于分层:密度差较大,粘度小,表面张力适中,相 分散和相分离较容易,不产生第三相或产生乳化现象。 ✓萃取剂易于回收和再利用。 ✓萃取剂价廉易得,经济性好。 ✓毒性和环境污染小,闪点低,使用安全。
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2. 改变溶质的形态
生物产品的分离过程,不应使其丧失生物效能,这 就限制了萃取剂的选择范围。
通过适当改变溶质的形态,使分配系数k 改变,以 改进萃取分离。 具体方法主要有二,即通过溶质离子 对的变化和萃取体系pH值的改变来实现。

精品-优秀PPT课件--制药分离工程液液萃取39页PPT

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谢谢!Biblioteka 精品-优秀PPT课件--制药分离工程液 液萃取
51、山气日夕佳,飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣,泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿,帝乡不可期。 54、雄发指危冠,猛气冲长缨。 55、土地平旷,屋舍俨然,有良田美 池桑竹 之属, 阡陌交 通,鸡 犬相闻 。
61、奢侈是舒适的,否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学,如日出之阳;壮而好学 ,如日 中之光 ;志而 好学, 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也,匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里,与其说好 的教师 是幸福 ,不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战,就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿

分离工程之液液萃取课件

分离工程之液液萃取课件

化学工业中的液液萃取
化学工业中,液液萃取广泛应用于有机溶剂的回收、酸碱 溶液的分离、重金属的提取等。通过液液萃取可以将反应 产物与原料进行分离,提高产品的纯度和收率。
在化学工业中,液液萃取技术通常采用不同的萃取剂,根 据目标组分在萃取剂和水之间的溶解度差异进行分离。萃 取剂的选择和萃取工艺条件的优化对于实现高效分离至关 重要。
05
CHAPTER
液液萃取的挑战与未来发展
当前面临的主要挑战
萃取剂选择与优化
乳化与破乳
如何选择合适的萃取剂,提高萃取效率和 分离效果,是当前面临的重要挑战之一。
在液液萃取过程中,乳化现象常常发生, 影响分离效果。如何有效破乳,提高分离 效率,是亟待解决的问题。
能耗与资源消耗
工业应用局限
液液萃取过程需要大量的能量和资源,如 何降低能耗和资源消耗,提高可持续性, 是当前面临的另一个挑战。
工艺流程模拟是利用数学模型对实际生产过程进行模拟,以预测不同操作条件下的过程性能,进而实现工艺优化 。
详细描述
通过建立液液萃取过程的数学模型,可以对萃取剂的选择、萃取温度、流量、搅拌速度等参数进行模拟。通过对 比不同操作条件下的模拟结果,可以找到最优的工艺参数组合,提高分离效率和产品质量。同时,工艺流程模拟 还可以用于评估新技术的可行性和潜在优势。
流程设计
01
02
03
04
确定分离目标
明确需要分离的物质,了解其 物理化学性质。
选择萃取剂
根据目标物质的性质和分离要 求,选择合适的萃取剂。
设计萃取流程
根据目标物质和萃取剂的性质 ,设计合理的萃取流程,包括 萃取级数、反萃取级数等。
优化操作条件
通过实验确定最佳的萃取操作 条件,如温度、压力、流量等
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混 合 器 Ⅰ
R1,x1
R2,x2
萃取剂 (S)
R3,x3 萃取余相 (最终)
混 合 器 Ⅱ
混 合 器 Ⅲ
混合澄清器的三级逆流萃取流程
轻液
轻液
⑵萃取塔
萃取塔的结构类型有多种,根据溶
剂与原料液混合的形式及塔板结构,常
见的萃取塔有喷洒塔、填料塔、筛板塔
①喷洒塔 和转盘萃取塔等基本类型。
重液
重液
喷洒塔(喷淋塔),结构简单,塔体
轻液 重液
轻液
转盘
固定环
重液
⑶离心萃取器
离心萃取器是利用离心力的作 用,使两液相快速混合、快速分离 的一类萃取装置。 离心萃取器种类很多,广泛应 用于制药、香料、废水处理等离域。
转筒式离心萃取器
如图所示,转筒式离心萃。
谢 谢
峥嵘制作
二、在生物化工和精
一 、在 石油 化 工 中 细化工中的应用
生化药剂大多为热敏性物
质。用醋酸乙酯多次萃取含青 霉素的玉米发酵液→青霉素浓 溶液。用正丙醇提取亚硫酸纸 浆液中的香兰素。用磷酸三丁 酯 (TBP) 从发酵液提取柠檬酸。
三、在湿法冶金 中的应用
萃取在冶金工业、 核工业中都有广泛的 应用。目前认为,只 要价格相当或超过铜 的有色金属如钴、镍、 锆、铪等,都应优先 考虑用溶剂萃取法进 行提取。
轻液
③筛板萃取塔
筛板萃取塔的构造与精馏或吸收所用的筛板塔基 本相同。
萃取时,轻液相由塔底通过筛孔被分散成细小液
滴,并与筛板上的连续相接触传质;穿过连续相的轻 相液滴逐渐凝聚,聚集于塔板的下侧,待两相分层后,
重液
筛板
降液管
借助压强差的推动,再经筛孔分散。反复分散、凝聚
交替进行,直至塔顶澄清、分层、排出。 重液呈连续相由塔顶入口进入,横向流过筛板, 并在筛板上与分散相液滴接触、传质,再由降液管流 至下一层筛板;如此重复进行,最后由塔底排出。 筛板塔构造比较简单,造价低,可有效地减少轴
②多级逆流萃取
当采用一定量的溶剂萃取原料液时,若单级或多级错流萃取因受相 平衡的限制,使分离程度达不到工艺要求,可采取多级逆流萃取操作。
工业上使用的萃取设备种类很多,常见的主要有混合澄
清器、萃取塔和离心萃取器等类型。在此,仅简单介绍混 合澄清器,萃取塔和离心萃取器三种类型。
⑴混合澄清器
混合澄清器是运用最早、使用较广泛的一种萃取设备,它主要由混合 器与澄清器两部分构成。 如图所示,混合澄清器结构简 单,操作方便,适用于多种物系的
轻液
向返混,能处理腐蚀性料液,因而运用较为广泛。
重液
④转盘萃取塔(RDC塔)
转盘萃取塔的基本构造如图所示。在塔体内壁 的面上按一定间距,安装有若干个环形挡板(固定 环),固定环将塔内分成若干个小空间。两个固定 环之间安装一转盘,转盘固定在中心轴上,转轴由 塔顶电机启动。 萃取操作时,转盘随中心轴高速旋转,液体产 生的剪力使分散相破裂成许多细小液滴,并使液相 中产生强烈的涡旋运动,增大相际接触面积和传质 系数。 转盘萃取塔构造相对简单,传质(萃取)效率高, 生产能力大,对物系的适应性强,运用较为广泛。
物料液 (F) 萃取剂 (S )
萃取操作。
混合澄清器易实现多级连续操 作,处理量较大,传质效率高;但 占地面积大,溶剂储量大,设备费 和操作费较高。
萃取余相 (R相) 萃取相 (E相)
E2,y2 E3,y3 萃取相 (最终) E1,y1
澄 清 器 Ⅰ 澄 清 器 Ⅱ 澄 清 器 Ⅲ
物料液 (F,xF)
内除了各流股物料的进出的连接管和分 散装置外,无其它内部构件。
喷洒塔造价低,检修方便;但在混
合时流体的轴向返混严重,传质效率极 低,仅适用于1-2个理论级场合的萃取 操作。
轻液
轻液
轻液为分散相
重液 重液为分散相
重液
②填料萃取塔
填料萃取塔的构造与精馏或吸收所用的填 料塔基本相同,塔内装有适宜的填料,轻液相
的应用
广泛应用于各种有机 物的分离和提纯。如分离
由轻油裂解和铂重整产生
的芳烃和非芳烃混合物; 分离乙苯-二甲苯体系;从
C8 中分离二甲苯及其同分
异构体。
在萃取操作中,常根据物料液 F 与萃取剂 S 接触、传质的次 数,将其分为单级萃取和多级萃取。
⑴单级萃取
单级萃取是指,物料液 F 与萃
有一个理论级的萃取分离过程。
液液萃取在工业上应用 液液萃取的过程 液液萃取 萃取流程与萃取设备 萃取剂的选择 液液萃取
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。
一般说来,在下列情况下采用 萃取过程: ①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; ②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; ③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。
S E F
混合 澄清
物料液 (F)
萃取剂 (S )
取剂 S 只进行一次混合、传质,具
萃取相 (E相)
R
萃取余相 (R相)
⑵多级萃取
多级萃取是指,物料液F与萃取剂S进行多次混合、传质,具有多个理 论级的萃取分离过程。在实际生产中,常见的多级萃取有多级错流萃取操
作和多级逆流萃取操作。
①多级错流萃取
一般单级萃取所得到的萃取余相中,往往还含有较多的溶质。为了 进一步降低萃取余相中溶质的含量,可将多个单级萃取串联组合。
重液
轻液
由塔底进入,从塔顶排出;重液相由塔顶进入, 由塔底排出。萃取操作时连续相充满整个塔中, 分散相由分布器分散成液滴进入填料层,并与 连续相接触传质。 填料萃取塔结构简单,操作方便,可有效 地减少轴向返混,适合处理腐蚀性料液;但其 传质效率不高,仅适用于1-3个理论级场合的 萃取操作。
重液 轻液 填料 再分布器
溶剂S中出现 A和少量 B,称为萃取相;而原溶液中溶入了少量溶剂 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,通常 称稀释剂。 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: yA/yB>xA/xB
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