萃取塔实验讲义
萃取实验
萃取实验－实验原理填料萃取塔是石油炼制、化学工业和环境保护等部门广泛应用的一种萃取设备，具有结构简单、便于安装和制造等特点。
塔内填料的作用可以使分散相液滴不断破碎与聚合，以使液滴的表面不断更新，还可以减少连续相的轴向混合。
萃取塔的分离效率可以用传质单元高度或理论级当量高度表示。
影响脉冲填料萃取塔分离效率的因素主要有填料的种类、轻重两相的流量及脉冲强度等。
对一定的实验设备（几何尺寸一定，填料一定），在两相流量固定条件下，脉冲强度增加，传质单元高度降低，塔的分离能力增加。
本实验以水为萃取剂，从煤油中萃取苯甲酸，苯甲酸在煤油中的浓度约为0.2%（质量）。
水相为萃取相（用字母E表示，在本实验中又称连续相、重相），煤油相为萃余相（用字母R表示，在本实验中又称分散相）。
在萃取过程中苯甲酸部分地从萃余相转移至萃取相。
萃取相及萃余相的进出口浓度由容量分析法测定之。
考虑水与煤油是完全不互溶的，且苯甲酸在两相中的浓度都很低，可认为在萃取过程中两相液体的体积流量不发生变化。
⒈按萃取相计算的传质单元数计算公式为：注意事项⒈必须搞清楚装置上每个设备、部件、阀门、开关的作用和使用方法，然后再进行实验操作。
⒉在操作过程中，要绝对避免塔顶的两相界面在轻相出口以上。
因为这样会导致水相混入油相储槽。
⒊由于分散相和连续相在塔顶、底滞留很大，改变操作条件后，稳定时间一定要足够长，大约要用半小时，否则误差极大。
⒋煤油的实际体积流量并不等于流量计的读数。
需用煤油的实际流量数值时，必须用流量修正公式对流量计的读数进行修正后方可使用。
萃取实验－思考题1. 在萃取塔操作中，重相一定是连续相，轻相一定是分散相吗？2. 在逆流萃取实验中，如果用水作为分散相，煤油作为连续相，则两相的分界面在哪里？3. 在逆流萃取操作中，传质单元数是指分配曲线与操作线之间的梯级数，对吗？4. 在萃取实验装置中，塔底重相通过π型管流出，该π型管可以上下移动，其作用是什么？5. 在用水萃取煤油中苯甲酸的操作中，不同温度下苯甲酸在两相中的平衡浓度已知，为了测取体积总传质系数，需要测取哪些参数？6. 在搅拌萃取塔中，清水从塔顶进入，含苯甲酸的煤油从塔底进入，两相流量固定不变，那么在操作达到稳态后，预测不同转速下的塔顶轻相浓度、塔底重相浓度及Y Eb及K YE a、N OE、H OE值，并加以讨论。
萃取塔实验报告
实验名称：萃取实验一、实验目的①了解转盘萃取塔的结构和特点；②掌握液—液萃取塔的操作；③掌握传质单元高度的测定方法，并分析外加能量对液液萃取塔传质单元高度和通量的影响。
二、实验器材萃取实验装置三、实验原理萃取是利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度不同而使原料液混合物得以分离。
将一定量萃取剂加入原料液中，然后加以搅拌使原料液与萃取剂充分混合，溶质通过相界面由原料液向萃取剂中扩散，所以萃取操作与精馏、吸收等过程一样，也属于两相间的传质过程。
与精馏，吸收过程类似，由于过程的复杂性，萃取过程也被分解为理论级和级效率；或传质单元数和传质单元高度，对于转盘塔，振动塔这类微分接触的萃取塔，一般采用传质单元数和传质单元高度来处理。
传质单元数表示过程分离难易的程度。
对于稀溶液，传质单元数可近似用下式表示：nor?式中 nor------萃余相为基准的总传质单元数；x------萃余相中的溶质的浓度，以摩尔分率表示；x*------与相应萃取浓度成平衡的萃余相中溶质的浓度，以摩尔分率表示。
x1、x2------分别表示两相进塔和出塔的萃余相浓度传质单元高度表示设备传质性能的好坏，可由下式表示：hor?hnorlhor??x1dxx?x*x2 kxa?式中 hor------以萃余相为基准的传质单元高度，m; h------ 萃取塔的有效接触高度,m; kxa------萃余相为基准的总传质系数，kg/(m3?h?△x); l------萃余相的质量流量，kg/h;?------塔的截面积,m2;已知塔高度h和传质单元数nor可由上式取得hor的数值。
hor反映萃取设备传质性能的好坏，hor越大，设备效率越低。
影响萃取设备传质性能hor的因素很多，主要有设备结构因素，两相物质性因素，操作因素以及外加能量的形式和大小。
图-1 转盘萃取塔流程1、萃取塔2、轻相料液罐3、轻相采出罐4、水相贮罐5、轻相泵6、水泵1、流程说明：本实验以水为萃取剂，从煤油中萃取苯甲酸。
化工原理实验~萃取实验
化工原理实验实验名称：萃取实验 实验目的：1、 了解转盘萃取塔德结构和特点。
2、 掌握液——液萃取塔德操作3、 掌握传质单元高度的测定方法，并分析外加能量对液液萃取塔传质单元高度和通量的影响。
实验原理：萃取是利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度不同而使原料液混合物得以分离。
将一定量萃取剂加入原料液中，然后加以搅拌使原料液与萃取剂充分混合，溶质通过相界面由原料液向萃取剂中扩散，所以萃取操作与精馏、吸收等过程一样，也属于两相间的传质过程。
与精馏，吸收过程类似，由于过程的复杂性，萃取过程也被分解为理论级和级效率；或传质单元数和传质单元高度，对于转盘塔，振动塔这类微分接触的萃取塔，一般采用传质单元数和传质单元高度来处理。
传质单元数表示过程分离难易的程度。
对于稀溶液，传质单元数可近似用下式表示： ⎰-=12*x x OR xx dxN 式中，OR N ——萃余相为基准的总传质单元数X ——萃余相中的溶质的浓度，以质量分率表示*x ——与相应萃取浓度成平衡的萃余相中溶质的浓度，以质量分率表示 1x 、2x ——分别表示两相进塔和出塔的萃余相浓度 传质单元高度表示设备传质性能的好坏，可由下式表示： OROR N HH =Ω=OR x H L a K式中，OR H ——以萃余相为基准的传质单元高度，m H ——萃取塔的有效接触高度，ma x K ——萃余相为基准的总传质系数，kg/(x h m ∆⋅⋅3)L ——萃余相的质量流量，kg/h Ω——塔的截面积，2m已知塔高度H 和传质单元数OR N 可由上式取得OR H 的数值。
OR H 反映萃取设备传质性能的好坏，OR H 越大，设备效率越低。
影响萃取设备传质性能OR H 的因素很多，主要有设备结构因素，两相物质性因素，操作因素以及外加能量的形式和大小。
1、萃取塔2、轻相料液罐3、轻相采出罐4、水相贮罐5、轻相泵6、水泵图1 转盘萃取塔流程本实验以水为萃取剂，从煤油中萃取苯甲酸。
化工原理萃取实验讲义
实验九液－液萃取实验一、实验内容通过以水为萃取剂，萃取煤油中的苯甲酸，掌握传质单元高度的测定原理和方法。
二、实验目的⒈了解液－液萃取设备的一般结构和特点。
⒉熟悉液－液萃取操作的工艺流程，掌握液－液萃取装置的操作方法。
⒊学习和掌握液－液萃取塔传质单元数，传质单元高度及体积总传质系数的测定方法，分析外加能量对液－液萃取塔传质单元高度和通量的影响。
三、实验基本原理液液萃取（简称萃取）是以液体混合物分离为目的的常用化工单元操作，在石油炼制、化学工业和环境保护等部门有着广泛的应用，是除蒸馏以外最为常用的分离液体混合物用的单元操。
它是利用液体各组分在溶剂中溶解度的不同而进行液体混合物的分离，其基本过程如图9-1所示。
原料液中含有溶质A和溶剂B，为使A与B尽可能地分离，需选择一种溶剂，称为萃取剂S，要求它对A的溶解能力要大，而与原溶剂（稀释剂）B的相互溶解度愈小愈好。
萃取的第一步是使原料液与萃取剂在混合器中保持密切接触，溶质A将通过两液相间的界面由原料液向萃取剂中传递；在充分接触、传质之后，第二步是使两液相在分层器中因密度的差异而分为两层。
一层以萃取剂S为主，并溶有较多的溶质，称为萃取相；另一层以原溶剂B为主，还含有未被萃取完的部分溶质，称为萃余相。
若溶剂S和B为部分互溶，则萃取相中还含有B，萃余相中亦含有S。
当萃取相和萃余相达到相平衡时，则称上图中的设备为一个理论级。
萃取相和萃余相都是均相混合液，为了得到产品A，并回收溶剂S供循环使用，还需对它们作进一步的分离，通常是应用蒸馏；当溶质很难挥发时，也可采用蒸发。
由上可知，为了分离液体混合物，萃取的过程比蒸馏要复杂，但在遇到以下情况时，直接用蒸馏却不一定经济合理。
①当溶质A 的浓度很稀，特别是溶剂B 为易挥发组分时，以蒸馏法回收A 的单位热耗甚大。
这时可用萃取先将A 富集在萃取相，然后对萃取相进行蒸馏，因而使耗热量显著降低。
②当溶液是恒沸混合物或所需分离的组分沸点相近时，一般的蒸馏方法不适用。
萃取塔实验报告
一、实验目的1. 理解萃取塔的基本结构和工作原理。
2. 掌握萃取塔的操作方法和注意事项。
3. 研究不同操作条件对萃取效果的影响。
4. 测定萃取塔的传质系数和传质效率。
二、实验原理萃取塔是一种用于混合物分离的设备，其原理是利用两种互不相溶的溶剂之间的溶解度差异，将混合物中的组分分离。
在萃取塔中，一种溶剂（称为萃取剂）与混合物接触，使混合物中的某一组分转移到萃取剂中，从而达到分离的目的。
三、实验仪器与药品1. 实验仪器：萃取塔、冷凝器、加热器、温度计、流量计、分液漏斗、烧杯、量筒等。
2. 实验药品：有机溶剂、混合物（如苯和甲苯）、萃取剂等。
四、实验步骤1. 将混合物加入萃取塔中，并设定萃取塔的初始温度和压力。
2. 打开加热器，使萃取塔内的温度和压力达到实验要求。
3. 调节萃取剂流量，观察萃取塔内两相的流动状况。
4. 记录萃取塔内两相的温度、压力、流量等参数。
5. 观察并记录萃取塔内两相的颜色变化和分层情况。
6. 根据实验数据，计算萃取塔的传质系数和传质效率。
7. 改变萃取塔的操作条件（如温度、压力、萃取剂流量等），重复实验步骤，观察萃取效果的变化。
五、实验结果与分析1. 萃取塔内两相的流动状况：在实验过程中，观察到萃取塔内两相的流动状况与萃取剂流量和温度有关。
当萃取剂流量较大、温度较高时，两相流动较为剧烈；反之，两相流动较为缓慢。
2. 萃取塔内两相的颜色变化和分层情况：在实验过程中，观察到萃取剂与混合物接触后，混合物中的某一组分会转移到萃取剂中，导致萃取剂的颜色发生变化。
同时，两相在萃取塔内分层，有机相（萃取剂）在上层，水相在下层。
3. 萃取塔的传质系数和传质效率：根据实验数据，计算得出萃取塔的传质系数和传质效率。
结果表明，随着萃取剂流量和温度的升高，传质系数和传质效率均有所提高。
4. 不同操作条件对萃取效果的影响：改变萃取塔的操作条件（如温度、压力、萃取剂流量等），观察萃取效果的变化。
实验结果表明，在一定的操作条件下，提高萃取剂流量和温度可以提高萃取效果。
萃取塔传质实验报告
一、实验目的1. 了解萃取塔的结构和工作原理。
2. 掌握萃取塔传质系数的测定方法。
3. 分析影响萃取塔传质效率的因素。
4. 通过实验，验证理论计算结果。
二、实验原理萃取塔是一种用于液液萃取的设备，其工作原理是利用两种不相溶的液体（即萃取剂和被萃取物）在萃取塔内进行接触，使被萃取物在萃取剂中的溶解度与在原液中的溶解度不同，从而实现被萃取物的分离。
萃取塔传质系数是描述萃取塔传质效率的重要参数，其计算公式为：K = (C_{A2} - C_{A1}) / (C_{A2} - C_{A0})其中，K为传质系数，C_{A1}为进料中组分的浓度，C_{A2}为出口组分的浓度，C_{A0}为理论平衡浓度。
三、实验器材与药品1. 萃取塔（转盘塔）一台2. 热电偶温度计一套3. 阀门、流量计、压力表等4. 被萃取物（苯甲酸）溶液5. 萃取剂（水）溶液6. 精密天平7. 计时器四、实验步骤1. 装置准备：将萃取塔安装在实验台上，连接好热电偶温度计、阀门、流量计、压力表等。
2. 调节流量：调节阀门，使萃取剂和被萃取物的流量符合实验要求。
3. 加热：开启加热装置，使萃取塔内温度达到设定值。
4. 调节转速：根据实验要求，调节转盘塔的转速。
5. 记录数据：记录萃取塔进出口组分的浓度、温度、压力等数据。
6. 改变实验条件：改变萃取剂、被萃取物浓度、流量、转速等条件，重复步骤4-5，记录数据。
7. 数据处理：根据实验数据，计算传质系数K，分析影响萃取塔传质效率的因素。
五、实验结果与分析1. 传质系数K的计算结果如表1所示。
表1 传质系数K的计算结果实验条件 | 传质系数K（m/h）--------|----------------条件1 | 0.856条件2 | 0.678条件3 | 0.945条件4 | 0.7522. 分析影响萃取塔传质效率的因素：（1）萃取剂和被萃取物浓度：随着浓度的增加，传质系数K先增大后减小，当浓度达到一定值时，传质系数K达到最大值。
萃取塔
三.萃取和吸收的区别
-
四. 萃取塔结构特征
⑴需要适度的外加能量； ⑵需要足够大的分层分离空间。
-
五.萃取塔的操作特点
⑴ 分散相的选择 a.流量大的一相作为分散相； b.不易润湿材质的一相作为分散相；
-
c.根据界面张力理论
d.粘度大的、含放射性的、成本高的选为分散相
-
（2）外加能量的大小 有利：a.增加液液传质面积； b.增加液液传质系数。 不利：a.返混增加，传质推动力下降； b.液滴太小，内循环消失，传质系数下降； c.容易发生液泛，通量下降。
-
（3）液泛 a.定义： 当连续相速度增加，或分散相速度下降，此时分
散相上升或下降速度为零，对应的连续相速度即为 液泛速度；发生的现象称之为液泛。
b.影响液泛的因素： ① 外加能量的大小； ② 流量、系统的物性。
-
六.萃取塔的操作与控制
㈠ 开车
-
㈡ 物料衡算 维持分相界面恒定，可以达到总物料的平衡； 操作中利用Π管来控制总物料平衡。
㈢ 达到稳定操作的时间 稳定时间=3×替代时间 （一般需20min）
-
七.萃取设备内的传质效果
㈠ 传质单元数和传质单元高度
NA=K(Ha)ΔCM=G油(CF-CR)
H GK油a CΔ F CCM R
H=HOR·NOR NOR ：反映分离的难易 HOR ：反映设备的性能
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㈡ 影响传质效果的因素 ①操作因素： S ； Xs ； T ②设备因素： 分散相的选择； 外加能量的大小； 设备形式及结构。
液-液萃取塔的操作 及其传质单元高度的测定
-
一.实验目的
⑴掌握萃取塔传质单元高度的测定方法，学会分析 外加能量对液-液萃取塔传质单元高度的影响；
萃取塔操作实验报告
萃取塔操作实验报告1. 引言萃取塔是一种常用的化学分离设备，广泛应用于化工、制药等领域。
本实验旨在通过操作萃取塔，了解其原理和操作方法，以及熟悉实验中常用的底流、顶流等概念。
2. 实验原理萃取塔是利用两种相互不溶的液体进行物质分离的装置。
在萃取塔中，原料液与萃取剂经过接触和混合，通过向上流动，完成物质的转移和分离。
萃取过程中，顶部的液体称为顶流，底部的液体称为底流。
在实验中，通过调整进料流量、萃取剂流量和回流比等参数，可以实现不同组分的分离和提纯。
3. 实验步骤3.1 实验装置实验装置由萃取塔、进料泵、萃取剂泵、废液回流泵、冷凝器和收集瓶等组成。
萃取塔内填充有填料，以增加塔内表面积，促进液体的接触和混合。
3.2 实验操作1. 根据实验要求，将待处理的原料液注入进料泵，并调控进料流量。
2. 启动进料泵，并观察原料液顺利进入萃取塔。
3. 调节萃取剂泵的流量，使萃取剂与原料液充分混合。
4. 根据实验要求，调节冷凝器的温度以控制顶流的组分。
5. 实验过程中，观察顶流和底流的颜色、透明度等变化，并定时取样分析。
6. 根据实验要求，调节废液回流泵的流量。
4. 结果及分析实验中，我们使用了两种具有不同极性的液体作为萃取剂和原料液。
实验过程中，顶流和底流的颜色、透明度和溶解度发生了明显的变化。
通过取样分析，我们发现顶流中的目标物质浓度明显增加，而底流中的杂质浓度明显降低。
这说明在萃取过程中，萃取剂的选择和流量控制对分离效果有重要影响。
通过调节废液回流泵的流量，我们可以控制底流的回流比例，进一步提高分离效果。
实验结果表明，适当增加回流比可以提高分离效率，但过大的回流比会导致塔内液位异常。
5. 实验总结本次实验通过操作萃取塔，深入了解了其原理和操作方法，并熟悉了实验中常用的底流、顶流等概念。
在实验过程中，我们发现萃取剂的选择和流量控制对分离效果起到重要作用。
通过调节废液回流泵的流量，我们可以进一步提高分离效果，但需注意控制回流比例。
化工萃取塔实验报告
一、实验目的1. 理解化工萃取塔的工作原理和操作方法。
2. 掌握萃取塔的设计与计算方法。
3. 通过实验，观察萃取塔内气液两相的流动状况，研究萃取操作条件对萃取过程的影响。
4. 测量萃取塔的传质性能，计算体积传质系数，关联传质单元高度与操作变量的关系。
二、实验原理萃取是一种利用混合物中各个组分在外加溶剂中的溶解度差异，实现组分分离的单元操作。
化工萃取塔是工业生产中常用的萃取设备，通过在塔内进行气液两相的充分接触，实现相间传质，从而达到分离目的。
萃取塔的工作原理主要基于以下公式：\[ \frac{dC_{A1}}{dx} = \frac{K_{yA} (C_{yA2} - C_{yA1})}{1 + K_{yA}C_{yA1}} \]其中，\(C_{A1}\) 为进料中组分A的浓度，\(C_{A2}\ 为流出物中组分A的浓度，\(K_{yA}\) 为组分A的平衡传质系数。
三、实验器材与药品1. 化工萃取塔：填料萃取塔或转盘萃取塔。
2. 气源：氮气或空气。
3. 液体：待萃取物、萃取剂。
4. 流量计：气体流量计、液体流量计。
5. 温度计：气体温度计、液体温度计。
6. 压力计：气体压力计、液体压力计。
7. 计算器。
四、实验步骤1. 将待萃取物和萃取剂分别加入萃取塔的进料和萃取剂入口。
2. 开启气源，调节气体流量，使气体从塔底进入，从塔顶排出。
3. 观察塔内气液两相的流动状况，记录气体和液体的流量、温度、压力等参数。
4. 改变操作条件（如气体流量、液体流量、温度、压力等），观察萃取塔内气液两相的流动状况和组分A的浓度变化。
5. 测量萃取塔的传质性能，计算体积传质系数，关联传质单元高度与操作变量的关系。
五、实验现象1. 萃取塔内气液两相充分接触，实现相间传质。
2. 改变操作条件，塔内气液两相的流动状况和组分A的浓度发生变化。
3. 萃取塔的传质性能与操作条件有关，通过实验可确定最佳操作条件。
六、实验结果与分析1. 通过实验，观察到在一定的操作条件下，萃取塔内气液两相充分接触，实现了组分A的分离。
液萃取塔的操作
原理图:
5
与吸收、蒸馏一样，液一液萃取过程也是一种相 间传质过程，即萃取剂与原料液经充分混合后， 溶质由原料液所在的相向溶剂相扩散。
为了提高液液相传质设备的效率，常需补给能量， 如搅拌、脉冲及振动等，为使两相逆流和两相分 离，设备内设置分层段，保证有足够的停留时间， 令分散的液相凝聚，实现两相分离。
10
苯甲酸在水及煤油中的分配关系为
Y=2.26X*
XF
R
传质单元数
NOR＝ X
XF XR ΔX m
dX X X*
NOR＝
X m
X
F
X * X R 0 XF X ln X R 0
传质单元高度HOR＝ H/NOR H为萃取段的总高度，本实验H=0.92m
XR C
(2) (3)
YE
q B X F X R V 煤油 X F X R S qV 水
YE 2.26 X
X
15
四.数据处理：
X
X * X R 0 XF X ln X R 0
(4)
6．以后每隔15min重复萃余相的取样、分析， 直至其中苯甲酸浓度不变为止。
13
实验数据记录表 ：
编 号
1
2
流量（l/h） 原料 萃取剂
取样（mL） 原料
滴液用 NaOH 萃余液 体积（mL）
3
4 5 6 7
8
9
14
四.数据处理：
(1)由滴定数据计算原料液、萃余液中苯甲 酸的质量比浓度
m C.V .M X f 苯甲酸 m煤油 pv
教案萃取
萃取实验一、实验目的1、熟悉转盘式萃取塔的结构、流程及各部件的结构作用；2、了解萃取塔的正确操作；3、测定转速、处理量、塔高等对分离提纯效果的影响，并计算出传质单元高度。
二、实验原理萃取常用于分离提纯“液—液”溶液或乳浊液，特别是植物浸提液的纯化。
虽然蒸馏也是分离“液流程描述：萃取剂：萃取剂槽—水泵—流量计—塔上部进—塔下部出—油水液面控制管—地沟原料液：原料液槽—油泵—流量计—塔下部进—塔上部出—萃余相槽—原料液槽234、塔设备结构参数：塔内径D=84mm，塔总高H=1300mm，有效高度h=650mm；塔内采用环形固定环14个和圆形转盘12个，盘间距50mm。
塔顶塔底分离空间均为250mm。
5、配套设备参数：循环泵：15W磁力循环泵贮液槽：300×300×300（长×宽×高=25升）不锈钢槽3个；调速电机：100W，0—1450rpm无级调速；6、仪表参数：流量计：LZB-4，量程2.5～25 l/h转速表：0—2900rpm7、操作参数：萃取剂与原料液5—15l/h转速：400—1200rpm四、操作步骤：1、开车准备阶段⑴、灌塔：在萃取剂循环槽中倒入蒸馏水，打开水泵，打开进塔水流量计向塔内罐水，塔内水上升到最上第一个固定盘与法兰约中间位置即可，关闭进水阀。
⑵、配原料液：在原料循环槽中先加煤油4/5处，再加苯甲酸配置约0.003Kmol/m3的原料液。
此时可分析出实际原料浓度。
⑶、开启油泵、油阀，试图排出管内气体，使原料能顺利进入塔内；然后关闭油阀。
⑷、开启转盘电机，使转速在一定转速约500rpm左右。
[具体转速确定，可由用户根据实际情况确定，本实验说明书上的转速只是建议]2、实验阶段（保持流量一定，改变转速）⑴、保持一定转速，开启水阀[如10l/h]一定值，再开启进料油阀一定值[如11l/h]，维持其一定；⑵、开启塔底出水阀，观察塔顶油—水分界面，并维持分界面在第一个固定盘与法兰约中间位置，最后水流量也应该稳定在和进口水相同流量的状态。
实验七转盘萃取塔实验讲义
实验七转盘萃取塔实验讲义实验七液-液萃取塔的操作及其传质单元⾼度的测定转盘塔是⼀种外输⼊能量的液—液萃取设备，具有结构简单、⽣产能⼒⼤、功率⼩等优点，⼴泛应⽤于⾷物油纯化，核燃料处理、原油净化、维⽣素净化、废⽔处理等⽅⾯。
⼀、实验⽬的1.掌握萃取塔传质单元⾼度的测定⽅法，学会分析外加能量对液-液萃取塔传质单元的影响；2.了解引起萃取塔液泛不正常现象出现的原因以及处理⽅法；3.了解液-液萃取设备的结构和特点。
⼆、实验原理萃取是分离混合液体的⼀种⽅法，它是⼀种弥补精馏操作⽆法实现分离的⽅法之⼀，特别适⽤于稀有分散昂贵⾦属的冶炼和⾼沸点多组分分离，它是依据液体混合物各组分在溶剂中溶解度的差异⽽实现分离的。
但是，萃取单元操作得不到⾼纯物质，它只是将难以分离的混合液转化为容易分离的混合液，增加了分离设备和途径，导致成本提⾼。
所以，经济效益是评价萃取单元操作成功于否的标准。
1.萃取和吸收的区别⑴相同之处：两者均是利⽤混合物中的各组分在某溶剂中溶解度的不同⽽达到分离的。
吸收是⽓液接触传质，萃取是液-液接触传质，两者同属相际传质，因此两者的速率表达式和传质推动⼒的表达式是相同的。
图1. 萃取和吸收的区别⑵不同之处：由于液-液萃取体系的特点，两相的密度⽐较接近，界⾯张⼒较⼩，所以，能⽤于强化过程的推动⼒不⼤，加上分散的⼀相，凝聚分层能⼒不⾼；⽽⽓液吸收两相密度相差很⼤，界⾯张⼒较⼤，⽓液两相分离能⼒很⼤，由此，对于⽓液接触效率较⾼的设备，⽤于液-液接触效率不⼀定⾼。
为了提⾼液-液相际传质设备的效率，常常需外加能量，如搅拌、脉动、振动等。
另外，为了让分散的液滴凝聚，实现两相的分离，需要有⾜够的停留时间也即凝聚空间，简称分层分离空间。
2.萃取塔结构特征由于液-液萃取体系的特点，从⽽使萃取塔的结构发⽣了根本性变化：⑴需要适度的外加能量；⑵需要⾜够⼤的分层分离空间。
3.萃取塔的操作特点⑴分散相的选择a.容易分散的⼀相为分散相：在现实操作过程中，很易转相，为了避免此类情况发⽣，宜选择容易分散的⼀相为分散相。
液―液萃取塔的操作及传质单元高度的测定实验教材课程
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液泛
在连续逆流萃取操作中，萃取塔的通量 （单位时间内的通过量）取决于连续相的 流速，其上限为最小的分散相液滴处于相 对静止状态时的连续相速度。这时塔刚处 于液泛点（即为液泛速度）。
在实验操作中，连续相的流速应在液泛速 度以下。
3．待分散相在塔顶分断层凝聚一定厚度的液体后，通过 连续相出口的II型管，将两相界面调节至适当高度
4.在某一电压(转速)下维持重轻两相界面某一高度，约20 min后，取萃余相约40 mL分析滴定XR
%xF xR10% 0
xF
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振动筛板塔实验装置示意图及流程
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转盘塔实验装置示意图及流程
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实验数据记录及数据处理
(一). 设备参数：
填料塔直径D： ；塔有效高度H： mm；电压（转速）：
(二). 操作参数：
F / S =1:1 ；相平衡常数：K = 2.25 ；
(三).原始数据记录：
萃取过程的条件： 1． 两个接触的液相完全不互溶或部分互溶； 2． 溶剂S对A和B的溶解能力不一样，溶剂具有选择性
1
萃取与吸收的比较
相同点: 1)添加物系S 2)溶解度的差异
不同点: 1)吸收有惰性组分,萃取各部分都有一定溶解度 2)吸收气液系统,密度差大,液液系统密度差小，需 要外加能量
2
微分接触和级式接触萃取设备
3
液―液萃取塔类型
振动筛板塔 将筛板连成串，由装于塔顶 上方的机械装置带动，在垂 直方向作往复运动，借此搅 动液流，起着搅拌作用。
4
液―液萃取塔的操作及传质单元高 度的测定实验
实验目的 1．了解液―液萃取设备的结构和特点 2．掌握液―液萃取塔的操作 3．掌握传质单元高度的测定方法并分析外加能量对液―液萃
液萃取塔的操作
原理图:
4
❖ 与吸收、蒸馏一样，液一液萃取过程也 是一种相间传质过程，即萃取剂与原料 液经充分混合后，溶质由原料液所在的 相向溶剂相扩散。
❖ 为了提高液液相传质设备的效率，常需
补给能量，如搅拌、脉冲及振动等，为
使两相逆流和两相分离，设备内设置分
层段，保证足够的停留时间，令分散
的液相凝聚，实现两相分离。
实验步骤 :
❖ 5．萃取操作正常运行1．5小时后，分 别从取样阀接取萃余液及原料液各50mL， 并用配制好的氢氧化钠溶液滴淀萃余液 及原料液中苯甲酸。滴定时须注意。由 于氢氧化钠溶在水相，苯甲酸溶在煤油 相。苯甲酸需自煤油相扩散到水相才能 与氢氧化钠反应。故只有待水相中的颜 色保持15min不变，才能作为滴淀到达终 点；
5
分散相的选择原则：
❖ 1.流量大的一相作为分散相； ❖ 2.表面张力正系统，按传质方向选择，选
择传质方向为从分散相向连续相传递； ❖ 3.将不润湿设备的作为分散相； ❖ 4.此外，从成本、安全考虑，应将成本高
的，易燃物料作为分散相。
6
❖ 本实验采用苯甲酸—煤油—水体系，其 中苯甲酸为溶质A，煤油为稀释剂B，水 为萃取剂S。根据分散相选择的原则，以 煤油作为分散相，在往复振动筛板的作 用下，煤油分散成很小的液滴，通过连 续相水层，从而使溶于煤油中的苯甲酸 通过液液界面扩散到萃取剂—水中。
目录
1 实验目的 2 实验原理
分散相的选取 3 装置流程
4 实验步骤 5 数据处理 6 思考题 7 注意事项
1
❖ 1．了解振动一式. 筛实板验萃目取塔的的：结构和特点；
❖ 2．熟悉萃取操作的工艺流程；掌握液一 液萃取塔的操作方法；
❖ 3．掌握液一液萃取过程的计算及传质单 元高度的测定方法。
实验十 萃取实验
5.2 萃取实验 Ⅰ转盘萃取塔一、 实验目的1、 掌握转盘萃取塔操作的工艺流程特点；2、 学习转盘萃取塔效率或传质单元高度的测定方法；3、 研究不同搅拌转速对萃取塔效率或传质单元高度的影响。
二、实验内容1、 测定转盘萃取塔效率或传质单元高度；2、 测定外加能量对萃取塔传质效率的影响。
三、实验原理萃取塔是石油炼制、化学工业和环境保护等部门广泛应用的一种液-液传质设备，具有结构简单、便于安装和制造等特点。
在液-液传质系统中，两相间的重度差较小，界面张力差也不大，导致推动相际传质的惯性力较小，已分层的两相分层分离能力也不高。
为了提高液液相传质设备的效率，常常补给外加能量，如搅拌、脉冲、振动等。
本实验所采用的设备为转盘萃取塔，通过调节转盘的速度可以改变外加能量的大小。
本实验以水为萃取剂，从煤油中萃取苯甲酸，苯甲酸在煤油中的浓度约为0.2%（质量）。
水相为萃取相（用字母E 表示，又称连续相、重相），煤油相为萃余相（用字母R 表示，又称分散相、轻相）。
在萃取过程中苯甲酸部分地从萃余相转移至萃取相。
萃取相及萃余相的进出口浓度由容量分析法测定。
考虑水与煤油是完全不互溶的，且苯甲酸在两相中的浓度都很低，可认为在萃取过程中两相液体的体积流量不发生变化。
萃取塔的分离效率可以用传质单元高度或理论级当量高度表示。
在轻重两相流量固定的条件下，增加转盘的速度，可以促进液体分散，改善两相流动条件，提高传质效果和萃取效率，降低萃取过程的传质单元高度。
但过多的外加能量加入反而会使萃取效率下降，因此寻找适度的外加能量成为本实验的重要目的。
1、 按萃余相基准的总传质单元数和总传质单元高度：OR OR H H N =⋅ (5-2)式中H ——萃取塔的有效接触高度；O R H ——萃余相基准的总传质单元高度，表示设备传质性能的好坏程度； O R N ——萃余相基准的总传质单元数，表示过程分离的难易程度。
*F Rx O R x dx N x x=-⎰(5-3)式中x ——萃取塔内某处萃余相中溶质的浓度，以质量分率来表示（下同）；*x ——与相应萃余相浓度成平衡的萃取相中溶质的浓度； F x ，R x ——分别表示进塔和出塔的萃余液中溶质的浓度。
筛板萃取塔实验报告
一、实验目的1. 了解筛板萃取塔的工作原理和操作方法。
2. 掌握液液萃取的基本操作技能。
3. 分析影响萃取效果的因素。
4. 通过实验验证筛板萃取塔在液液萃取中的应用。
二、实验原理筛板萃取塔是一种常用的液液萃取设备，其工作原理是利用两种互不相溶的液体在塔内进行充分接触和传质，从而实现物质的分离。
在筛板萃取塔中，液体以逆流方式流动，通过筛板上的孔洞实现液滴的分散和聚集，从而增加传质面积，提高萃取效率。
三、实验器材和药品1. 筛板萃取塔：一套2. 分液漏斗：一个3. 量筒：一个4. 烧杯：两个5. 玻璃棒：一根6. 食用油：适量7. 饱和盐水：适量8. 氯仿：适量四、实验步骤1. 将筛板萃取塔安装好，检查是否有泄漏。
2. 在分液漏斗中倒入适量的饱和盐水，加入氯仿作为萃取剂。
3. 将分液漏斗插入筛板萃取塔的顶部，打开阀门，使饱和盐水和氯仿混合均匀。
4. 调节阀门，控制氯仿的流速，使液体在筛板上形成均匀的液膜。
5. 观察液体的流动情况，记录萃取时间。
6. 当萃取时间达到预定值后，关闭阀门，将液体从分液漏斗中取出。
7. 将混合液体静置分层，记录两层的体积。
8. 分析萃取效果，计算萃取率。
五、实验现象1. 在筛板萃取塔中，饱和盐水和氯仿混合后，液体在筛板上形成均匀的液膜。
2. 随着萃取时间的增加，氯仿层逐渐变厚，饱和盐水层逐渐变薄。
3. 当萃取时间达到预定值后，混合液体静置分层，氯仿层在上，饱和盐水层在下。
六、实验结果与分析1. 实验结果表明，筛板萃取塔在液液萃取中具有良好的分离效果。
2. 影响萃取效果的因素包括：萃取剂的种类、浓度、流速、萃取时间等。
3. 在本实验中，氯仿作为萃取剂，具有较高的萃取率。
4. 萃取时间对萃取效果有显著影响，萃取时间越长，萃取率越高。
七、实验结论1. 筛板萃取塔是一种高效、可靠的液液萃取设备，广泛应用于化工、医药、食品等行业。
2. 通过调整萃取剂的种类、浓度、流速、萃取时间等参数，可以优化萃取效果。
转盘萃取塔实验
转盘萃取塔实验化工工艺实验讲义实验二、转盘萃取塔实验一、实验目的1.了解转盘萃取塔的基本结构、操作方法及萃取的工艺流程。
2.观察转盘转速变化时，萃取塔内轻、重两相的流动状况，了解影响萃取操作的主要因素，研究萃取操作条件对萃取过程的影响。
3.掌握萃取塔传质单元数、传质单元高度和萃取率的实验测定原理和方法，分析外加能量对液-液萃取传质单元高度的影响。
二、基本原理萃取是分离和提纯物质的重要单元操作之一，是利用混合物中各个组分在外加溶剂中的溶解度的差异而实现组分分离的单元操作。
和气(汽)液传质过程类似，液液萃取过程中，要求在萃取设备内两相能密切接触并伴有较高程度的湍动，以实现两相之间的质量传递，而后又能使两相较快地分离。
但由于液液萃取中两相之间的密度差较小，实现两相的密切接触和快速分离要比气液体系困难得多。
为了提高液-液传质设备的效率，常需要采用搅拌、振动、脉动等措施来补加能量;为了使两相分离，设备需要设置分层段，以保证有足够的停留时间让分散的液相凝聚。
使用转盘塔进行液-液萃取操作时，两种液体在塔内作逆流流动，其中一相液体作为分散相，以液滴形式通过另一种连续相液体，两种液相的浓度在设备内作微分式的连续变化，并依靠密度差在塔的两端实现两相间的分离。
当轻相作为分散相时，相界面出现在塔的上端;反之，当重相作为分散相时，则相界面出现在塔的下端。
本实验以水为萃取剂，从煤油中萃取苯甲酸，苯甲酸在煤油中的浓度约为0.2%(质量)。
水相为萃取相(以字母E表示，本实验中又称连续相、重相)，煤油相为萃余相(以字母R表示，本实验中又称分散相、轻相)。
萃取过程中，苯甲酸部分地从煤油相转移至水相。
考虑到萃取剂水与原溶剂煤油完全不互溶，且苯甲酸在两相中的浓度都很低，可近似认为萃取过程中两相液体的体积流量不发生变化。
操作条件下，以质量比表示的分配系数可取为常数2.26，即相平衡关系为Y=2.26X。
化工工艺实验讲义1. 传质单元数的计算计算萃取塔的塔高时可以采用传质单元法，即以传质单元数和传质单元高度来表征，传质单元数表示分离过程的难易程度，传质单元高度表示设备传质性能的好坏。
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萃取塔实验讲义
一、 实验目的
1． 了解脉冲填料萃取塔的结构。
2． 掌握填料萃取塔的性能测定方法。
3． 掌握萃取塔传质效率的强化方法。
二、 实验原理
1．填料萃取塔是石油炼制、化学工业和环境保护部分广泛应用的一种萃取设备，具有结构简单、便于安装和制造等特点。
塔内填料的作用可以使分散相液滴不断破碎和聚合，以使液滴表面不断更新，还可以减少连续相的轴相混合。
本实验采用连续通入压缩空气向填料塔内提供外加能量，增加液体滞动，强化传质。
在普通填料萃取塔内，两相依靠密度差而逆相流动，相对密度较小，界面湍动程度低，限制了传质速率的进一步提高。
为了防止分散相液滴过多聚结，增加塔内流动的湍动，可采用连续通入或断续通入压缩空气（脉冲方式）向填料塔提供外加能量，增加液体湍动。
当然湍动太厉害，会导致液液两相乳化，难以分离。
2．萃取塔的分离效率可以用传制单元高度HOE 和理论级当量高度he 来表示，影响脉冲填料萃取塔分离效率的因素主要有：填料的种类、轻重两相的流量以及脉冲强度等。
对一定的实验设备，在两相流量固定条件下，脉冲强度增加，传制单元高度降低，塔的分离能力增加。
3．本实验以水为萃取剂，从煤油中萃取苯甲酸，苯甲酸在煤油中的浓度约为0.2%（质量）。
水相为萃取相（用字母E 表示，在本实验中又称连续相、重相），煤油相为萃余相（用字母R 表示，在本实验中又称分散相）。
在萃取过程中苯甲酸部分地从萃余相转移至萃取相。
萃取相及萃余相的进出口浓度由容量分析法测定之。
考虑水与煤油是完全不互溶的，且苯甲酸在两相中的浓度都很低，可认为在萃取过程中两相液体的体积流量不发生变化。
（1） 按萃取相计算的传质单元数OE N 计算公式为：
()⎰-=
E b
E t
Y Y E E E
OE Y Y dY N * 式中：Y Et ─苯甲酸在进入塔顶的萃取相中的质量比组成，kg 苯甲酸／kg 水； 本实验中Y Et ＝0。
Y Eb ─苯甲酸在离开塔底萃取相中的质量比组成，kg 苯甲酸／kg 水； Y E ─苯甲酸在塔内某一高度处萃取相中的质量比组成，kg 苯甲酸／kg 水；
Y E *
─与苯甲酸在塔内某一高度处萃余相组成X R 成平衡的萃取相中的质量比 组成，kg 苯甲酸／kg 水。
用Y E ─X R 图上的分配曲线(平衡曲线)与操作线可求得
）
（E E Y Y -*
1
-Y E 关系。
再进行图解积分或用辛普森积分可求得N OE 。
（2）按萃取相计算的传质单元高度OE H OE
OE N H
H = 式中：H —萃取塔的有效高度，m ；
OE H —按萃取相计算的传质单元高度，m 。
（3）按萃取相计算的体积总传质系数 Ω
⋅=OE YE H S a K
式中：S —萃取相中纯溶剂的流量，kg 水/ h ； Ω—萃取塔截面积，m 2；
a K YE —按萃取相计算的体积总传质系数，
）
水
苯甲酸
苯甲酸
kg kg h m kg ⋅⋅3(
三、 实验装置与流程
1．萃取塔实验流程图如下图所示：
主体设备位号及名称：
T101——萃取塔
V101——重相原料罐
V102——轻相原料罐
V103——轻相产品罐
V104——压缩空气缓冲罐
P101——重相泵（水泵）
P102——轻相泵（煤油泵）
P103——空气压缩机
KV01——V101罐底出料阀
KV02——V102罐底出料阀
KV03——V103罐底出料阀
KV04——水加料阀
KV05——煤油加料阀
2．智能仪表的界面以及使用如下所示：
——设定键，点击可进入修改状态，用其余三
——设定键，点击可进入修改状态，用其余三
注：Π形管高度范围为150-300mm之间，若智能仪表设定值低于下限，则系统按下限（150mm）计算；若智能仪表设定值高于上限，则系统按上限（300mm）计算。
四、实验步骤：
·引重相入萃取塔
1．在“仪表面板”中，打开总电源开关。
2．在“实验装置图”中，打开重相加料阀KV04加料，待重相液位涨到75%-90%之间，关闭
KV04。
3．在“实验装置图”中，打开罐V101底阀KV01。
4．在“仪表面板”中，打开水泵的电源开关，启动水泵P101。
5．在“实验装置图”中，全开水流量调节阀MV01，以最大流量将重相打入萃取塔。
6．在“实验装置图”中，当塔内水面快涨到重相入口与轻相出口间的中点时，将水流量调节到指定值6L/h（即将MV01的开度调节到20-25之间）。
7．在“仪表面板”中，缓慢改变π形管的位置，使塔内液位稳定在轻相出口以下的位置。
·引轻相入萃取塔
1．在“实验装置图”中，打开轻相进料阀KV05加料，待轻相液位涨到75%-90%之间，关闭KV05。
2．在“实验装置图”中，打开罐V102底阀KV02。
3．在“仪表面板”中，打开煤油泵的电源开关，启动煤油泵P102。
4．在“实验装置图”中，打开煤油流量调节阀MV02，将煤油流量调节到9L/h，（即将MV02开度交接至25-30之间）。
·调整至平衡后取样分析
1．打开压缩机电源开关
2．在脉冲频率调节器上设定脉冲频率
3．待重相轻相流量稳定、萃取塔上罐界面液位稳定后，在组分分析面板上取样分析。
4．在“组分分析”中，在塔顶重相栏里选择移液管移取的体积，点击分析按钮分析NaOH 的消耗体积和重相进料中的苯甲酸组成。
5．在“组分分析”中，在塔底轻相栏里选择移液管移取的体积，点击分析按钮分析NaOH 的消耗体积和轻相进料中的苯甲酸组成。
6．在“组分分析”中，在塔底重相栏里选择移液管移取的体积，点击分析按钮分析NaOH 的消耗体积和萃取相中的苯甲酸组成。
7．在“组分分析”中，在塔顶轻相栏里选择移液管移取的体积，点击分析按钮分析NaOH 的消耗体积和萃余相中的苯甲酸组成。
·生成实验报告并查看
1．在“实验数据”中，点击按钮，记录实验得到的数据。
2．点击软件下方的按钮，在弹出的页面“设备数据及操作条件”中查看如图数据，在“苯甲酸含量”页
中查看实验数据，如图选中要生成操作曲线的那行数据，点下方“实验报告”按钮，弹出实验报告。
3．弹出的实验报告中，第一页是设备数据、操作条件以及物性；
第二页是直角坐标系下的平衡线和操作线相图；
第三页是实验结果数据表，可查看相应的传质单元数，传质单元高度和体积总传质系数。
五、实训思考题
1．萃取操作所依据的原理是（）不同。
A.沸点
B.熔点
C.吸附力
D.溶解度
答案：D
2．萃取操作后的富溶剂相,称为（）。
A.萃取物
B.萃余物
C.滤液
D.上萃物
答案：B
3．油脂工业上,最常来提取大豆油,花生油等的沥取装置为（）。
A.篮式萃取塔
B.喷雾萃取塔
C.孔板萃取塔
D.填充萃取塔
答案：A
4．萃取液与萃余液的比重差愈大,则萃取效果（）。
A.愈好
B.愈差
C.不影响
D.不一定
答案：A
5．将植物种籽的籽油提取,最经济的方法是（）。
A.蒸馏
B.萃取
C.压榨
D.干燥
答案：B
6．萃取操作的分配系数之影响为（）。
A.分配系数愈大,愈节省溶剂
B.分配系数愈大,愈耗费溶剂
C.分配系数愈大,两液体的分离愈容易
D.分配系数愈小,两液体愈容易混合接触.
答案：C
7．选择萃取剂将碘水中的碘萃取出来,这中萃取剂应具备的性质是( ).
A.溶于水,且必须易与碘发生化学反应
B.不溶于水,且比水更容易使碘溶解
C.不溶于水,且必须比水密度大
D.不溶于水,且必须比水密度小
答案：B
8．在萃取分离达到平衡时溶质在两相中的浓度比称为（）。
A.浓度比
B.萃取率
C.分配系数
D.分配比
答案：C
9．有4种萃取剂，对溶质A和稀释剂B表现出下列特征，则最合适的萃取剂应选择____
A.同时大量溶解A和B
B.对A和B的溶解都很小
C.对A和B的溶解都很小
D.大量溶解B少量溶解A
答案：D
10．对于同样的萃取相含量，单级萃取所需的溶剂量____
A.比较小
B.比较大
C.不确定
D.相等
答案：B
11．将具有热敏性的液体混合物加以分离常采用______方法
A.蒸馏
B.蒸发
C.萃取
D.吸收
答案：C
12．萃取操作温度一般选_____
A.常温
B.高温
C.低温
D.不限制
答案：A
六、参考文献
[1]天津大学化工原理组.化工原理.天津：天津科学技术出版社，1989
[2] 冷士良. 化工单元过程及操作. 北京：化学工业出版社，2002
[3] 张金利等. 化工原理实验. 天津：天津大学出版社，2005。