《化工原理》第十一章 液液萃取和固液萃取2讲

图解法：找到点F、E、R ，然后应
A
用杠杆原理求E、R的大小。
xA xB
x
0 A
1
x
0 A
0.25
x
0 A
0.2
yA yB
xA xB
y
0 A
xA
(1
y
0 A
)
xB
y
0 A
1
y
0 A
1 0.25
6
E
y
0 A
0.6
F
E R
RF FE
xF x0A y0A xF
0.30.2 1 0.60.3 3
R
R R
第十一章 液液萃取和固液萃B取
S R，xR
R，xR E，yE 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 Sy S ,S Rx S ,R Ey S ,E
相平衡：k A
y A, E x A, R
E
y
0 A
E，yE S
Rx
A,R
Rx
0 A
一、单级萃取的流程及计算
最小萃取剂用量Smin
A
最大萃取液浓度
y0 A,max
A
yAmax
F M0
E
M M
F
P
B
SB
S
思考：最大萃取剂用量如何确定？
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第十一章 液液萃取和固液萃取
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一、单级萃取的流程及计算
（二）B、S完全不互溶时
S1 S2 S2 S N S 时，溶质回收率最大。
S F，xF
S1
1
R1
E1
S2
2
R2 E2
S3
3
R3 E3
R S
N RN
EN S
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第十一章 液液萃取和固液萃取
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二、多级错流萃取
2、 计算 -----求级数N
图解法 解析法
S F，xF
S1
1
R1
E1
（1） 萃取液量与萃余液量的比值；
段 （2）溶剂比S/F是最小溶剂比（S/FA）min多少倍？（用线
表示）
S
F，xF
R，xR
R，xR E，yE
S，yS
E，yE
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S
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第十一章 液液萃取和固液萃取
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单级萃取计算举例
纯溶剂，xF=0.3 ，选择性系数为6， F，xF kA < 1 x A xB 0.25 解：（1）萃取液量与萃余液量的比值 S，yS
S
R1
E1
R1 E1
M1 E1 R1 M1
F
R1
M 1
B
S F，xF
S
1
R1
E1
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S
2
R2 E2
S
3
R3 E3
R
S
S
N RN
EN S
第十一章 液液萃取和固液萃取
S，yS
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S
R，xR
E，yE S
R，xR E，yE
第十一章 液液萃取和固液萃取
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单级萃取计算举例
纯溶剂，xF=0.3 ，选择性系数为6， kA < 1 x A xB 0.25 解：（2）溶剂比S/F是最小溶剂比（S/F）min多少倍？ （用线段表示）
A
SF
S F min
E1
E2
分级接触式
第十一章 液液萃取和固液萃取
E3
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§11.3 分级萃取计算
理论级假定: 离开的两相Ri、Ei呈相平衡关系
Ri-1
Ri
i
Ei-1
Ei
理论级
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第十一章 液液萃取和固液萃取
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一、单级萃取的流程及计算
（一）B、S部分互溶时
已知
F、xF、yS、xR（或
x
0 R
、yE、y
0 E
）、
相平衡关系。
F，xF
求：S、R、E、另一相浓度
1、图解法:
S，yS
确定点F、S（或S0）、点R或R，点E， 作联结线，找到点M，利用杠杆原理求各量。A
S FM F MS
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R
ME
E RM
E
R E F S
F
R E
FE RF
R E F
幻灯片2目录
§11.3 分级萃取计算 一、单级萃取的流程及计算 二、多级错流萃取
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第十一章 液液萃取和固液萃取
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§11.3 分级萃取计算
物理萃取 化学萃取
二元萃取 多元萃取
微分接触式 分级接触式
原料液
萃取剂 S
S
S
微分接触式
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R1
R2
R3
kB
yB,E xB,R
kS
yS,E xS,R
8 个方程 8 个未知数
y A,E yB,E yS,E 1
归一方程：
x A,R xB,R xS,R 1
12 个方程
S
进一步：
12 个未知数
F，xF
R，xR
F R E
R，xR
Fx A,F
Sy A,S
Rx
0 A
E
y
0 A
S，yS
E，yE
Ey A,E
1、解析法：
物料衡算：
BX F SYS BX R SYE
YE
B S
X
R
X F YS
------------操作线
相平衡关系：YE f X R
Y
过点（XF，YS）， （XR，YE）
B，XF
S，YS
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B，XR (XR)
YE
A，YE=1
S，YE
S
0
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S2
2
R2 E2
S3
3
R3 E3
R S
N RN
EN S
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E 第十一章 液液萃取和固液萃取
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二、多级错流萃取 A
（1）当B、S部分互溶时，图解法
作图步骤：
①连点 F、S，由 F、S 大小和
杠杆原理定和点 M1； ②过 M1 作共轭线，定点 R1、E1 及其大小；
F
MF M F
MS M S
MF M S M F MS
E0
F
R0
M
R
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B
第十一章 液液萃取和固液萃取
M
E
S
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二、多级错流萃取
1、流程及特点
特点：①每一级均用新鲜萃取剂，故传质推动力较大； ②萃取剂用量大，操作费用高。
可以证明，若相平衡关系为线性，B 与 S 不互溶，则当
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B
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第十一章 液液萃取和固液萃取
S R，xR
E，yE S
R，xR E，yE
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单级萃取计算举例
解：（1）萃取液量与萃余液量的比值
解析法：
R E F Rx0A Ey0A FxF
E xF x0A 0.30.2 1 R y0A xF 0.60.3 3
F，xF
斜率 B S
(XF,YS)
XR
X
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一、单级萃取的流程及计算
思考：若流程如图所示，逆流流动， 则操作线又如何？
B，XF
B，XR (XR)
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S，YE
S，YS
Y
YE
0
第十一章 液液萃取和固液萃取
斜率 B S
(XF,YS)
XR
X
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单级萃取计算举例
例1 单级萃取
采用纯溶剂进行单级萃取。已知料液组成xF=0.3 (质 量分率，下同)，选择性系数为6，在萃余相中xA xB 0.25 ，kA < 1 ，溶解度曲线如图所示。试求：