萃取平衡线020
第五章萃取技术.课件
当表面活性剂在有机溶剂中形成 反胶束时,水在有机溶剂中的溶解 度随表面活性剂浓度线性增大。
通过测定有机相中平衡水浓度的 变化,可以确定形成反胶束的最低 表面活性剂浓度。
反胶束的形成是表面活性剂分子 自发形成的纳米尺度的聚集体,是热 力学稳定的体系。
K a AH
(5-3)
其中,Ka为弱酸的解离常数;
[AH]和[A-]分别为游离酸和其酸根离 子的浓度。
如果在有机相中溶质不发生缔和, 仅以单分子形式存在,则游离的单分 子溶质符合分配定律,其分配常数为
Aa
AH
AH
(5-4)
其中,AH 表示有机相中游离酸的
浓度,Aa为游离酸的分配常数。
利用一般的分析方法测得的水 相浓度为游离酸和酸根离子的总 浓度,故为方便起见,用水相总
3.物理萃取和化学萃取
物理萃取
定义:溶质根据相似相溶原理在两相间 达到分配平衡,萃取剂与溶质间不发生 化学反应。
应用:广泛应用于抗生素及天然植物中 有效成分的提取。如利用乙酸丁酯萃取 青霉素。
化学萃取
定义:利用脂溶性萃取剂与溶质的化 学反应生成脂溶性复合分子,使溶质 向有机相分配。
应用:用于氨基酸、抗生素和有机酸 等生物产物的分离回收。
液体
双水相萃取
萃取剂
液固萃取(浸取)
固体原料 超临界流体
液体原料
2.反 萃 取
定义:调节水相条件,将目标产物从有机相 转入水相的操作。
作用:为了进一步纯化目标产物或便于后续 分离操作。
洗涤:常常加在萃取与反萃取操作之间,目 的是除去与目标产物同时萃取到有机相的杂 质,提高反萃取液中目标产物纯度。
萃取课件专题知识课件
=K0 /(1 +10 pH - pK )
对于弱碱性电解质
K
K0
Kp
Kp H
=K0 /(1 +10 pK - pH )
K0-只与T、P有关; K-与T、P和pH有关 K可经过试验求出,而K0不能,可由公式求出。
有机溶剂旳选择
根据相同相溶旳原理,选择与目旳产物极性相近 旳有机溶剂为萃取剂,能够得到较大旳分配系数 (根据介电常数判断极性);
溶剂萃取概述
分液漏斗
有机相 水相
一般工业液液萃取过程
料液 (待分离物
质+杂质 萃 取
萃取液 (待分离物 质+少量杂质
洗 涤 剂
洗 涤
萃取剂 +稀释剂
杂质+少量 萃残液 待萃物质 (杂质)
反
萃 萃取剂+稀释剂
剂
(待返回使用)
待反 萃萃 物取 质
产物(待萃物质)
生物萃取与老式萃取相比旳特殊性
生物工程不同于化工生产,主要体现在生物 分离往往需要从浓度很稀旳水溶液中除去大 部分旳水,而且反应液中存在多种副产物和 杂质,使生物萃取具有特殊性。
青霉素旳分配平衡
弱电解质旳分配系数:
热力学分配系数K0 :萃取平衡时,单分子化 合物溶质在两相中浓度之比。
Kp=
弱酸性电解质K0= [AH]/[AH] 弱碱性电解质K0 = [B]/[B]
弱电解质旳表观分配系数K:
分配达平衡时,溶质在两相旳总浓度之比
对于弱酸性电解质
H K K0 K p H
亲水
亲油基团 亲油
亲水基团伸向水中,亲油基团伸向油中。
乳浊液类型
当将有机溶剂(通称为油)和水混在一起搅拌时,可
能产生两种形式的乳浊液。
双氧水生产中萃取塔操作影响因素研究
经整理,可将上式整理为:1i i cp yh R R Y X Y X E E ++-,即得到萃取塔操作线方程。
(2)平衡线方程。
根据平衡线方程原理,以分配系数m 表示第i 级萃取相、萃余相双氧水浓度比值,可表示为:m =Y i /X i式中:分配系数与工作液组成、萃取塔操作温度、进料温度、出料温度、氧化效率等工程操作参数有关。
假设分配系数m 保持不变,则平衡线方程可表示为:Y i =55X i假设萃取塔内每层塔板均能保持物料平衡,则可通过平衡线方程计算每层塔板工作液、水相水相中双氧水浓度。
但在实际操作中,由于分配系数并非固定常数,因此,可通过实际测量方法获得萃取相和萃余相中双氧水浓度,或可通过测算多组萃取相、萃余相双氧水双氧水浓度进行数据拟合,获得萃取塔内双氧水浓度曲线Y i =f (X i ),根据拟合曲线获得每层塔板对应萃取相、萃余相双氧水浓度,进而获得相应的m i 。
根据该思路,则对第n 层萃取塔塔板进行物料平衡测算,双氧水守恒、总物料守恒、纯水守恒和工作液守恒,可表示为:1110()n n nüüün n n jh n n cy i i R E R E R X EY R X E Y E E Y E R RX R R X Y f X ---+=++=+-=-=- = 根据已知的E 、Y 0、X cy 、R 、X yh ,计算得出相应的Y n 、E n 、R n 、R n -1、X x -1。
通过对n -1、n -2直至1级萃取塔塔板做物料衡算,可以计算得出每块塔板水相和工作液相中双氧水浓度、水相和工作液相流量。
2 萃取塔操作影响因素研究根据操作线方程和平衡线方程,萃取塔操作影响因素主要包括萃取比、萃取水酸度、萃取浓度、萃余双氧水含量、塔顶界面、温度和工作液组成等。
(1)萃取比E/R 。
萃取比是萃取水流量与氧化液流量的比值,第1级至第n 级萃取塔物料平衡可通过下式表示,RX cy +EY cp =RX yh +EY 0式中:Y 0=0,则可整理为:()/yh cy cpEX X Y R=-萃取比与萃取塔氧化效率、萃余双氧水含量、双氧水浓度有关。
萃取过程的计算
萃取过程的计算
2. 解析法
对于原溶剂B与萃取剂S不互溶的物系,若在操作范围内,以质
量比表示的分配系数K 为常数,则平衡关系可表示为
Y=KX
(8-16
式中 Y——萃取相E中溶质A的质量比分数;
X——萃余相R中溶质A的质量比分数;
K——相组成以质量比分数表示时的分配系数。
即分配曲线为通过原点的直线。在此情况下,当错流萃取的各
萃取过程的计算
图8-14 三级错流萃取三角形坐标图解
萃取过程的计算
(3)以R1为原料液,加入纯的萃取剂S,依杠杆规则找出 两者混合点M2,按与(2)类似的方法可以得到E2和R2,此即第二 个理论级分离的结果。
(4)以此类推,直至某级萃余相中溶质的组成等于或小于规 定的组成xR为止,重复作出的联结线数目即为所需的理论级数。
(1)由已知的相平衡数据在等腰直角三角形坐标图中绘出溶解度曲线 和辅助线,如图8-11所示。
(2)在三角形坐标的AB边上根据原料液的组成确定点F,根据萃取剂 的组成确定点S(若为纯溶剂,则为顶点S),联结点F、S,则原料液与 萃取剂的混合物系点M必落在FS连线上。
萃取过程的计算
(3)由已知的萃余相组成xR,在图上确定点R,再由点R利用辅助曲 线求出点E,作R与E的联结线,显然RE线与FS线的交点即为混合液的组 成点M。
(8-12)
联立求解式(8-6)和式(8-12) 得
萃取过程的计算
同理,可得萃取液和萃余液的量E′、R′,即 上述诸式中各股物流的组成可由三角形相图直接读出。
萃取过程的计算
二、 多级错流萃取的计算
单级萃取所得的萃余相中往往还含有较多的溶质,为进一步降低萃 余相中溶质的含量,可采用多级错流萃取。其流程如图8-13所示。
第十一章萃取
a1L(11aa3
x3
a1 a2 1 a
y0 )
Lx3
L0 x0
Vy0
令:R
Lx3 L0 x0
称残留率
1 a3 a1 1 a
a1a
1 a2 1 a
y0 x3
1
1 R
a
y0 x3
1 R
1
a1
1 a3 1 a
y0 x3
(a
a1
a a3 1 a
)
对n级逆流浸取
1 R
1
a1
1 an 1 a
y0 xn
h
h
dh
B
0
KLav A
x1 dX x2 X X *
HOL
B KLav A
NOL
x1 dX x2 X X *
h HOLNOL
2.微分逆流萃取设备 (1)填料萃取塔 (2)POD离心萃取器
第二节 浸取
11-3 浸取的基本原理
11.3A 浸取平衡
1.平衡级 单级浸取器的原料F :
L1+V1=M=L0+V0=100+75=175 两式联立,可解得萃取液V1=120kg ,萃余液V2=
55kg
DA=yA/xA=0.28/0.12=2.3
E V1y1 120 0.28 84% L0x0 100 0.40
11-2 液—液萃取过程
11.2A 逐级萃取过程
1.多级错流萃取过程
分配比以及萃取率。
解 :L0=100kg , V0=75kg , x0=0.40 , y0=0 ,y1=0.28 , x1=0.12
解得: L0 xM y0 V0 x0 xM
100 xM 0
75 xM=0.23
石油化学工程原理习题答案第十1章萃取
1.现有含15%(质)醋酸的水溶液30kg ,在25℃下用60kg 纯乙醚作萃取剂进行单级萃取,试求:(1)萃取相、萃余相的量及组成;(2)平衡两相中醋酸的分配系数;(3)萃取剂的选择性系数。
在25℃时醋酸(A)—水(B)—乙醚(S)系统的平衡数据列于附表。
解:(1) 根据相平衡数据作出三角形相图,由F x =0.15(质量分率)在三角形相图的AB 边上确定F 点,连接FS 。
有杠杆定律确定点M495.73603060=⨯+=⋅=FS M S MF 由图中读得A y =5% , B y =4% , S y =91%;A x =6% ,B x =87% , S x =7%。
过M 点的平衡联结线RE ,从图中量得线段ME 和RE 的长度,由杠杆定律可得萃取相的流量为==RE RMME (30+60)8863⨯=64.4kg/h R=M-E=90-64.4=25.6kg/h(2) 平衡两相中醋酸的分配系数:==A A A x y k 83.0%6%5= (3) 萃取剂的选择性系数:1.18%87/%6%4/%5//===B A B A x x y y β2.在单级萃取器内,用800kg 水作萃取剂,从醋酸与氯仿的混合液中萃取醋酸。
已知原料液的量也为800kg ,其中醋酸的组成为35%(质),在操作条件下(25℃)萃取系统的平衡曲线的数据列于附表。
试求:(1)萃取相和萃余相中醋酸的组成及两相的量; (2)萃取液和萃余液中醋酸的组成及各自的量;(3)醋酸的萃取率。
解:(1) 根据相平衡数据作出三角形相图,由F x =0.35(质量分率)在三角形相图AB 边上确定F 点,连接FS 。
因为F =S ,则混合点M 位于线段FS 的中点:M=F+S=800+800=1600kg/h过M 点的作平衡联结线RE ,量出线段RM 和RE 的长度,由杠杆定律:8456)800800(+==RERM ME =1067kg/hR=M-E=1600-1067=533kg/h从图读得萃取相和萃余相中醋酸的组成:y =25% ,x =7%(质量分率)。
萃取技术
2.液-液萃取过程的特点
1.)液-液萃取过程的依据是混合液中各组分在所 选萃取剂与原溶剂中溶解度的差异 2.)液-液萃取过程是溶质从一种液相转移到另 一种液相的传质过程 3.)液-液萃取中,萃取剂的用量比较大,所以萃 取剂应价廉易得,稳定性好,可回收循环使用,从 而降低萃取过程的成本 4.)萃取过程的极限是达到液-液相平衡,萃取过 程传质推动力的计算也要通过相平衡组成来表达
3.乳化和破乳化
1.)乳化:是一种液体以微小液滴的形式均匀分散在另 一种不相混溶的液体中的现象。
乳状液形式: ①水包油型(O/W)(oil in water) ②油包水型(W/O)(w稀释法和吸附破乳 b.化学法 电解质可消除界面上的电荷作用,促使乳状液 聚 沉,达到破乳目的 c.顶替法 生产常用 d.转型法 乳状液的转型首先是原乳状液的破坏,然后 形成新乳状液
2.萃取操作实训目标要求 3.萃取操作实训方案设计与能力培养
七、液-液萃取设备
分类
两相接触方式不同分为 分级接触式、微分接触式(连续接触式)两大类 设备操作级数不同分为 单级、多级 设备结构形式 外加能量方式
1.混合设备 流动混合器 、搅拌式混合器 2.分离设备 重力式澄清器、离心式分离机 3.离心萃取机
五、液-液萃取过程问题分析及处理
1.影响液-液萃取的因素
影响液-液萃取的因素很多,主要有四个方面:被分 离物系本身;萃取剂的选择及用量;操作条件;设备因 素。
2.萃取剂的选择
1.)分配系数 被分离物质在萃取剂与原溶剂两相间的 平衡关系是选择萃取剂首先要考虑的问题。 2.)选择性系数 为了定量表示某种萃取剂分离两种溶 质的难易程度,引入选择性系数β。选择性系数β为两相 平衡时萃取相E和萃余相R中被萃取组分A与另一组分B 组成比的比值。 3.)萃取剂S与原溶剂B 的互溶度
萃取过程的计算
(3)上述两种萃取操作的萃余率。
例题4
原料液为含丙酮20%(质量,下同)的水溶液,其流 量为800kg/h。现以纯三氯乙烷为萃取剂,在25℃下 采用多级错流萃取过程从原料液中萃取丙酮,每一级 的三氯乙烷用量为320kg/h。要求最终萃余相中丙酮 的含量降到5%,求所需要的理论级数和萃余相、萃 取相的流量。在25℃下的平衡数据列于表11-2中。
A
B
S
第三节 萃取过程的计算
一、计算任务 二、单级萃取过程 三、多级错流萃取过程 四、多级逆流萃取过程
一、计算任务
分类(接触方式): (1)级式接触式:单级,多级错流,多级逆流 (2)连续(微分)接触式 计算任务(平衡关系已知): (1)给定理论级数及分离要求,求溶剂用量S (2)给定溶剂用量及分离要求,求理论级数NT (3)给定理论级数及溶剂用量,求E’及R’组成
16
1、单级萃取的计算
萃取剂 S, yS
料液 F, xF
脱除 S
萃取相 E, yE
萃取液 E’, y’E
萃余相 R, xR
脱除 S
萃余液 R’, x’R
Ⅰ已知xF及F、 S用量,求萃余液组成 x’ (包括E与R量及组 成)
Ⅱ 已知xF及F,规定萃余液组成 x’,求S用量(包括E与R量 及组成)。
二、单级萃取过程 部分互溶物系
二、单级萃取过程
流程:
萃取剂
S, y0
原料液F,
xF
萃取相
E, yA
萃余相
R, xA
脱除 SE 萃取液
E’, y’A
萃余液
脱除 SR R’, x’A
化工原理下 第11章 萃取1—萃取概述及相平衡
kJ/kg 2258 406 368
2. 混合液浓度很稀且溶质为难挥发组分,采用精馏方法 须将大量稀释剂B汽化,能耗过大;
第一节 概述
二、萃取过程的应用[573]
丙烷脱沥青 酮苯脱蜡 青霉素发酵液中提取青霉素
3. 混合液含热敏性物质(如药物等),蒸馏时易于分解、 聚合或发生其它变化。
第十一章 萃取
第三节 萃取剂的选择
一、萃取剂的选择性及选择性系数
第三节 萃取剂的选择
一、萃取剂的选择性及选择性系数[580]
选择性系数
y A yB k A x A xB k B
y y A B x A xB
x A y A 1 ( 1) x A
Байду номын сангаас
b =1,A、B不能用萃取剂分离 b >1,选择萃取剂的必要条件 b→∞,B与S完全不互溶
第一节 概述
一、萃取的定义 二、萃取过程的应用
第二节 液液相平衡
一、三角形坐标图及杠杆定律
第二节 液液相平衡
一、三角形坐标图及杠杆定律[574]
1. 三角形坐标图 顶点——三个顶点分别表示三个纯组分 边 ——边上任一点代表一个二元混合物,第三组分的组成为零 内点——任一内点代表一个三元混合物 等 边 三 角 形——需用专门的坐标纸,不方便; 等 腰 直 角三角形——可在普通直角坐标纸上标绘,常用; 非等腰直角三角形——仅当萃取操作中溶质A的含量较低或当各 线太密集不便于绘制时,为提高作图的 准确度才使用。
第十一章 萃取
第一节 概述 第二节 液液相平衡 第三节 萃取剂的选择
一、萃取剂的选择性及选择性系数 二、稀释剂B与萃取剂S的互溶度
第三节 萃取剂的选择
三组分液液平衡相图与萃取
+
v
⎟⎟⎠⎞
=
n⎜⎜⎝⎛
v K Dc,A l
+
v
⎟⎞2 ⎟⎠
(25-13)
依此类推,若每次用体积为 l 的萃取剂连续 m 次萃取,则萃余液中残留的 A 的物质的量 应降为
4
nm
=
n⎜⎜⎝⎛
v K Dc,Al
+
v
⎟⎞m ⎟⎠
(25-14)
或
nm n
=
⎜⎜⎝⎛
v K Dc,Al
+
v
⎟⎞m ⎟⎠
(25-15)
大的结果,图中三角形 αβγ 区域是三相共存区。
A
A
A
A
α
β
γ
B
CB
CB
CB
C
(a)
(b)
(c)
(d)
图 25-6 其它类型的三组分液液部分互溶恒温相图
3. Nernst 分配定律
在明了三组分部分互溶相图后,便可对液液萃取进行讨论。首先,从热力学的角度,不 难了解,当萃取达到平衡时,被萃取物质在萃余液和萃取液中必定有一个平衡分配。若用 A 表示被萃取物质,萃余液用 R 表示,萃取液用 E 表示,则萃取达到平衡时,
n(F ) = CO1 n(C) FO1
(25-16)
萃取的结果使系统分成平衡的两相,其中一相为萃取液,以 E1 代表,它含有较多的芳香烃 A 和萃取剂 C。另一相为萃余液,以 R1 代表,它含有比进料 F 更多的非芳香烃 B,这相当 于图 25-7 中一级萃取所得的结果。其中萃余液与萃取液物质的量之比为
n ( R1 ) = E1O1 n ( E1 ) R1O1
(25-17)
化工原理-萃取-1
E’
F
E
M
R’ R
B
脱除溶剂量为:
mSE mEm'E mSR mRm'R
S
2. 设计型: 根据给定的原料液F及规定的分离要求, 求溶剂S用量
A 分离要求: 一般规定萃余相R的xA 或萃余液R’的xA’.
F E
R’
M
R
B
S
2)设计型计算求解方法 解法:由R得到E,连接F、S得交点M;
A
F R’ R B
E M
mRmMmE
FR' m'E E' R' mF
m'RmFm'E
S mSE mEm'E mSR mRm'R
图示为溶质(A),稀释剂(B)、溶剂(S)的液-液 相用平80衡kg关纯系溶,剂今作有单质级量萃组取成, 为xF =0.3 的混合液80 kg ,
试求: (3)若溶剂改为含A0.1的AS混合物,同时保
mM
M既是F、S的和点,
F
又是E、R的和点
M
因此,通过FS求和点
B
S
(3)确定E,R的量及组成。 采取图解试差法确定E,R的组成。
由杠杆定律确定E和R的量。
MR
A
mE ER mM
mRmMmE
F
E
M
R
B
S
(4) 确定萃取液与萃余液的组成及量
FR' m'E E' R' mF
A
m'RmFm'E
E M
溶剂用量:
MF mS MS mF
进而,得到萃取液、萃 余液的量和组成。
S
复杂的液液萃取平衡
单元萃取体系
二元萃取体系 三元萃取体系 三元萃取体系
其他分类
• 依据溶质组分、萃取剂的组成、及溶剂的 溶解性等因素予以分类; - 单组分萃取和多组分的萃取、 - 单一萃取剂和混合萃取剂 -部分互溶萃取体系和两相不互溶的体系。
• 根据化学反应的类型予以划分, -对于金属萃取过程而言, 络合萃取、 螯合萃取、 离子缔合和协同萃取。 -对于极性有机物的化学萃取过程; 离子交换、离子对成盐、 氢键缔合和溶剂化。
表4. 徐光宪法,反应类型 大 名 称 类 1 简单分子萃取 中性络合萃取 B 2 体系 螯合萃取体系 离子缔合萃取 C 体系 3 协同萃取体系 A+B A+B+B’ A+B+C 4 高温萃取体系 (150℃) Fe3+/HCl/R2O UO22+/H2SO4/HDEHP,TBP-C6H6 UO22+/H2SO4/PMBP,TBP,Ф2SO-C6H6 UO22+/H2SO4/HDEHP,TBP,R3N-C6H6 RE(NO3)3/LiNO3-KNO3( 熔 融 )/TBP- 多 联 苯 单元萃取体系 A Sc3+/pH4~5/Hox-CHCl3 单元萃取体系 D OsO4/H2O/CCl Zr4+/HNO3-NaNO3/TBP-C6H6 零元萃取体系(物理分配) 符 号 举 例 按萃取剂种类数目的分类
Relative Leaching Yield
1.0
○
0.5
▲ ● ■ □ △
ultrasound leaching (30w) Sohxlet leaching stirring leaching (70w) circular leaching 1 circular leaching 2 heat leaching (42.5℃)
萃取的溶解度曲线上临界混溶点
萃取的溶解度曲线上临界混溶点萃取是一种广泛应用于化学、制药、冶金等领域的重要分离技术,它通过选择性溶解不同物质在两种不相溶溶剂之间的分配差异,实现物质的有效提取和分离。
在萃取的过程中,溶解度曲线是一种重要的工具,可以帮助我们理解和优化萃取过程中的关键参数。
溶解度曲线是描述物质在特定温度下在两相溶剂中溶解度随浓度变化的图形。
在这个曲线上,有一个特殊的点,我们称之为临界混溶点。
临界混溶点是指物质在两相溶剂中的溶解度由不溶于转变为完全溶解的临界浓度。
这个点在萃取过程中至关重要,因为它决定了从底相转移到上相或相反的临界条件。
在实际应用中,我们经常遇到需要从底相中将目标物质提取到上相的情况。
萃取的关键在于找到适当的溶剂对和临界混溶点,以实现高效、纯净的分离。
通常情况下,我们希望目标物质在底相中的溶解度较低,在上相中的溶解度较高,这样在临界混溶点前,目标物质不会被溶解到上相,而在临界混溶点后,目标物质会被完全提取到上相。
临界混溶点的位置和性质取决于多种因素,包括温度、压力、溶剂对的选择以及物质本身的性质。
为了找到合适的临界混溶点,我们通常会进行一系列的实验和数据分析。
首先,我们需要确定物质在不同溶剂对中的溶解度,构建溶解度曲线。
然后,通过分析曲线的斜率和交点等特征,找到临界混溶点的位置。
这样的实验和分析可以帮助我们优化萃取过程,提高分离效率和纯度。
值得注意的是,临界混溶点并不是所有萃取过程中都会出现的现象。
有些情况下,物质在不同溶剂对中的溶解度变化较为平缓,没有明显的临界混溶点。
在这种情况下,我们需要根据实际需求和条件,采取其他的萃取方法或策略。
总结而言,萃取的溶解度曲线上的临界混溶点是实现有效分离的关键。
通过合理选择溶剂对和优化操作条件,我们可以找到合适的临界混溶点,实现物质的高效提取和纯度分离。
随着科学技术的不断进步,萃取技术必将在更多领域发挥重要作用,为人类社会的发展带来更多的价值。
2024年萃取操作过程安全运行技术(2篇)
2024年萃取操作过程安全运行技术内容摘要萃取操作过程系由混合、分层、萃取相分离、萃余相分离等所需的一系列的过程及设备完成,这些设备的合理组合就构成了萃取操作流程。
根据分离的工艺要求、原溶液与萃取剂的性质等具体条件,工业生产中所采用的萃取流程有多种,主要有单级和多级之分。
一、单级萃取流程单级接触萃取的流程较简单,这种过程特别应该注意产生的静电积累,若是搪瓷反应釜,液体表层积累的静电很难被消散,会在物料放出时产生放电火花。
其过程如图151所示。
原料液F与萃取剂S一起加入到混合器1内,借助搅拌器的搅拌作用,使其充分混合接触,经过一定时间的萃取后(假设萃取达到平衡),将混合液M送人澄清器2,经静置分离为萃取相正和萃余相R两层,再将萃取相与萃余相分别送入溶剂回收设备以回收溶剂(萃取剂),相应地得到萃取液E和萃余液R,回收得的萃取剂可循环使用。
2024年萃取操作过程安全运行技术(2)引言:随着科技的发展,萃取工艺在很多领域得到广泛应用,包括食品、医药、化工等行业。
萃取操作过程安全运行技术的发展至关重要,不仅可以确保生产的高效进行,还能最大程度地保障操作人员的人身安全。
本文将从设备安全、操作规范、应急预案等方面,对2024年萃取操作过程安全运行技术进行详细探讨。
一、设备安全技术1. 设备选型与设计在2024年,萃取操作过程设备的选型和设计将更加注重安全性能。
首先,根据不同的行业特点和萃取物性,选择适合的设备和材料,避免使用易燃、易爆、有毒或有害的物质。
同时,设备的设计应考虑到操作人员的操作便捷性和安全性,例如设置人机工程学界面,减少操作人员受伤的风险。
2. 安全检测与监控安全检测与监控技术的发展将为萃取操作过程提供更多的保障。
例如,安装气体检测仪和温度监测仪等设备,实时监测操作现场的气体浓度、温度等参数,及时发现异常情况并采取相应措施。
此外,配备精密的仪器设备,实现对操作参数的自动控制,降低人为操作的风险。
第二节液----液萃取相平衡
第二节 液----液萃取相平衡原料液(A+B(平衡时在一定温度、压强条件下,各组分量不随时间变化而变化A 在S 中是最大溶解度)1.2.5 三角形坐标图及杠杆规则一、溶解组分的表示方法:在双组分溶液的萃取分离中,萃取相及萃余相一般均为三组分溶液。
如各组分的浓度以质量分率表示,为确定某溶液的组分必须规定其中两个组分的质量分率,而第三组分的质量分率可由归一条件决定。
溶质A 及溶剂S 的质量分率A X 、S X 规定后,组分B 的质量分率为S A B X X X --=1可见三组分溶液的组分包含两个自由度。
萃取与吸收、蒸馏一样,其基础是相平衡关系。
萃取过程中至少要涉及到三个组分,即溶质A 、原溶液B 和萃取剂S 。
对于这种简单的三元物系,若所选择S 和B 的相互溶解度在操作范围内小到可以忽略,则萃取相E 和萃余相R 都只含有两个组分,其平衡关系类似于吸收中的溶解度曲线,可在直角坐标上标绘。
但这种较为理想的溶剂并不常见,常见的情况S 和B 部分互溶,于是E 和R 都含有三个组分,其平衡关系通常用三角形相图表示。
有等边三角形 等腰三角形 等腰直角三角形 三种。
因三个组分的质量分率之和为1,故在三角形范围内可表示任何三元溶液的组分。
三角形的三个顶点分别表示三个纯组分,而三边条上的任何一点则表示相中的双组分溶液。
二、物料衡算与杠杆定律没有组成A X 、B X 、S X (R 点)的溶液R []kg 及组成为A Y 、B Y 、S Y 的溶液[]kg E若将两溶液相混,混合物的重量为[]kg M ,E R M += 混合物的重量为M ,其组分为A Z 、B Z 、S Z 其图中的M 点表示。
参图(列5-1)吉林大学《物理化学》79年版上册193P 。
若有两个三组分体系P 与Q ,由P 、Q 混合而成的新的三组分体系,O 必位于PQ 的连线上。
设O 点所表示的体系之重为W ,PQ 二体系之重各为1W 、2W ,则21W W W +=(1),就体系中A 的含量而言,O 体系中A 的重量之和,即:)()()(21Cf W Cd W Ce W += (2))()())((2121Cf W Cd W Ce W W +=+ (3) ⇐(1)代入(2)将(3)展开得:)()(21Cf Ce W Ce Cd W -=-⨯ (4)∆ 平行线 PO OQ de ef ::=OP QO W W ::21=上述关系表明:由P 、Q 二体系所组成的新体系O 的位置可由杠杆规则来确定。
离心萃取器分离平衡级
离心萃取器分离平衡级离心萃取器分离平衡级是化工工艺中的一个重要概念。
离心萃取是利用离心力和不同溶液相之间的不同分配行为实现分离的过程。
而分离平衡级则是控制离心萃取器性能和效率的重要参数。
在本文中,我们将从深度和广度两个方面来探讨离心萃取器分离平衡级的相关内容。
第一节:什么是离心萃取器分离平衡级离心萃取是一种物质分离方法,通过旋转离心机产生的离心力,将混合物中的不同相分离出来。
离心萃取器分离平衡级是指在离心萃取过程中,溶液中不同组分之间达到的平衡状态。
在离心萃取器中,有两种相:上相和下相。
上相通常是有机相或稀溶液相,下相通常是水相或浓溶液相。
离心萃取的关键就是调整上相和下相之间的分离平衡级,以实现有效的分离。
分离平衡级的调整可以通过改变操作参数,如离心转速、温度、溶剂选择等来实现。
第二节:离心萃取器分离平衡级的影响因素离心萃取器分离平衡级受多种因素的影响。
以下是一些主要的影响因素:1. 萃取剂选择:萃取剂是离心萃取过程中的关键组成部分。
选择合适的萃取剂可以提高分离平衡级,使离心分离更加高效。
常用的萃取剂包括有机溶剂、酸碱和络合剂等。
2. pH值和温度:溶液的pH值和温度对离心萃取器分离平衡级有显著影响。
不同组分在不同pH值和温度下的分配系数会变化,从而影响分离效果。
3. 离心转速:离心转速是离心萃取过程中的关键参数。
适当的离心转速可以促进相分离,提高分离平衡级。
4. 浓度差异:溶液中不同组分的浓度差异也会影响分离平衡级。
浓度差异大的情况下,分离平衡级更容易实现。
第三节:离心萃取器分离平衡级的应用离心萃取器分离平衡级在化工工艺中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域:1. 药物提取和纯化:离心萃取器可以用于从天然植物或动物中提取药物,以及对药物进行纯化。
2. 垃圾焚烧发电:离心萃取器分离平衡级可以用于回收焚烧废气中的有机物,以提高能源利用效率。
3. 石油提炼:在石油提炼过程中,离心萃取器分离平衡级被用于分离石油和油水混合物中的各种组分。