化工原理习题第十一章液液萃取
陈敏恒《化工原理》(第4版)(下册)章节题库(液液萃取)【圣才出品】
对
于单级萃取，两相处于平衡状态，敬 与溶解度曲线的交点 E 为萃取相。又因为
通过 E 点作水平线与溶解度曲线交于 R，即为萃余相。 连线 与 的交点为和点 M，从图可读得 M 点在横坐标上的读数为 0.51。 根据杠杆定律可得
7 / 35
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
6．一般来说，温度降低，互溶度将______，萃取分离的效果______。 【答案】变小；变好
7．请写出三种液液萃取的工业设备名称：______、______、______。 【答案】混合-澄清槽；填料萃取塔；筛板萃取塔
三、简答题
1．何谓萃取操作的选择性系数 β？什么情况下 β＝∞？
答：选择性系数 β 定义如下：
5．在 A、B 二组分混合溶液中加入纯溶剂 S，混合后分为二个平衡液层 E 相和 R 相, 已知 E 相含 40%A（质量%，下同）、3%B；R 相中含 29%A、70%B。则 A 组分在 E 相和 R 相得分配系数 kA 等于______，溶剂的选择性系数等于______。
【答案】1.379；32.18
C．不变
D．不确定
【答案】B
7．选用溶剂进行萃取操作时，其必要条件为（ ）。 A．分配系数 B．萃取相含量 C．选择性系数 β＞1 D．分配系数 【答案】C
8．单级萃取中，在维持进料组成和萃取相浓度不变的条件下，若用含有少量溶质的萃 取剂代替纯萃取剂，所得萃余相浓度将（ ）。
A．增大 B．减小 C．不变 D．不确定 【答案】A
3．双组分液液萃取分离时，根据相律，其自由度为______，当两相平衡时，组成占有 一个自由度，则______和______可自由选择。
4 / 35
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
化工原理 液液萃取
11.1 概述
液-液萃取（抽提）：在液体混合物中加入一种 与其不溶或部分互溶的液体溶剂，经过充分混合， 分相，利用混合液中各组分在溶剂中溶解度的差 异而实现分离的一种单元操作。又称溶剂萃取。
目的: 分离液-液混合物。 操作依据: 利用混合物中各组分在某一溶剂中 的溶解度之间的差异。
两相接触方式
微 分 接 触
级 式 接 触
11.2 液-液相平衡关系
11.2.1 三角形坐标及杠杆定律
11.2.1.1 三角形坐标 三元混合液的表示方法：
三角形坐标
等边三角形 直角三角形（等腰直角三角形和不等腰直角三角形）
① 表示方法 习惯表示法： ▲ 各顶点表示纯组分； ▲ 每条边上的点为两组分混合物； ▲ 三角形内的各点代表不同组成的三元混合物。
液液萃取的应用
1、在石油化工中的应用 随着石油化工的发展，液液萃取已广泛应用于分离各种
有机物质。轻油裂解和铂重整产生的芳烃混合物的分离是重 要的一例。该混合物中各组分的沸点非常接近，用一般的分 离方法很不经济。工业上采用Udex、Shell、Formex等萃取 流程，分别用环丁砜、四甘醇、N-甲基吡咯烷酮为溶剂，从 裂解汽油的重整油中萃取芳烃。对于难分离的乙苯体系，组 分之间的相对挥发度接近于1，用精馏方法不仅回流比大， 塔板还高达300多块，操作费用极大。可采用萃取操作以HFBF3作萃取剂，从C8馏分中分离二甲苯及其同分异构体。
A
mE RM mR ME
点P组成按上述长度为
A：30% B：50% S：20%
A
80
20
UF
60 Q Z 40
40 E 20
S%
化工原理第十一章液液萃取和固液萃取
E R
kA yA
xA
y
0 A
x
0 A
y
0 A
x
0 A
B
kB
yB xB
y
0 B
x
0 B
1
y
0 A
1
x
0 A
M
S
要求：1，
kA 越大越好，kB 越小越好。
原料液
萃取剂 S
S
A+B
xF
yA
萃取相 E
y0
萃取液 E A
A(大量),B(少量)
S+A+B 萃余相 R
x B+A+S A
S
x0
萃余液 R A B (大量),A(少量)
R R
B
第十一章 液液萃取和固液萃取
S
R，xR E，yE
R，xR E，yE
S
E M
S0
S
16/19
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 SyS,S RxS,R EyS,E
相平衡：k A
y A, E x A,R
kB
yB,E xB,R
幻灯片1目录
§11.1 概述 §11.2 液液相平衡关系及相图
浙江大学本科生课程 化工原理
第十一章 液液萃取和固液萃取
1/12
第十一章 液液萃取和固液萃取
§11.1 概述
1．什么是液液萃取？
利用液体混合物中各组分在外加溶剂中溶解度 的差异而分离该混合物的操作，称为~。外加 溶剂称为萃取剂。
浙江大学本科生课程 化工原理
FxF S 0 MxM
第十一章 萃取
y ' 1 x' 1 y ' x'
K A y A / xA
K B yB / xB
2.3 萃取剂的选择
2、萃取剂与稀释剂的互溶度 互溶度越小，萃取操作范围越大，萃取液最大组成越高， 并且互溶度小的系统β越大，分离效果越好。
2.3 萃取剂的选择 3、萃取剂的其他物性 溶解度大，所用萃取剂量少； 要有较大的密度差，便于相分离； 界面张力要适中（相分散和相分离）； 溶剂比热小便于回收； 粘度小便于相分散； 化学稳定性好，无腐蚀，无毒，不易燃、易爆，价廉易 得。
第一节 第二节 第三节 第四节 概述
液-液萃取
萃取的基本原理 萃取过程计算 萃取设备
第三节 萃取过程的理论计算
3.1
3.2 3.3 3.4
单级萃取
多级错流萃取 多级逆流萃取 连续逆流萃取
234
3.1 单级萃取过程
M F S ER
S FM xF xM F MS xM y0
2.3 萃取剂的选择
4. 天生的一对矛盾:混合与澄清（相分散与相分离） 搅拌 混合液 萃取剂
A+B
(溶剂S)
萃取相
(S+A+B)
萃余相
(B+A+S)
2.4 温度对萃取过程的影响
T ↓，S与B互溶度↓，两相区面积↑，对萃取有利；但是T ↓ ， 液体μ ↑ ，D ↓ ，不利传质，所以应综合考虑。
第十一章
2.1.1 三角形相图法
3. 三角相图中的相平衡关系
溶解度曲线
混溶点 两相区和单相区 共轭相
平衡联结线
临界混溶点： 辅助线：（两种方法）
化工原理 陈敏恒 第四版 第11章习题与思考题
第十一章 习 题单级萃取1．现有含15%（质量）醋酸的水溶液30kg ，用60kg 纯乙醚在25℃下作单级萃取，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，溶剂的选择性系数。
物系的平衡数据如下表：在25℃下，水（B ）－醋酸（A ）－乙醚（Ｓ）系统的平衡数据如下表（均以质量％表示）水层乙醚层 水 醋酸 乙醚 水 醋酸 乙醚 93.3 88.0 84.0 78.2 72.1 65.0 55.70 5.1 8.8 13.8 18.4 23.1 27.96.7 6.97.28.09.5 11.9 16.42.33.6 5.0 7.2 10.4 15.1 23.60 3.8 7.3 12.5 18.1 23.6 28.797.7 92.6 87.7 80.3 71.5 61.3 47.72．图示为溶质（A ），稀释剂（B ）、溶剂（S ）的液液相平衡关系，今有组成为x f 的混合液100kg ，用80kg 纯溶剂作单级萃取，试求： （1）萃取相、萃余相的量及组成；（2）完全脱除溶剂之后的萃取液E °、萃余液R °的量及组成。
*3．醋酸水溶液100kg ，在25℃下用纯乙醚为溶剂作单级萃取。
原料液含醋酸x f =0.20，欲使萃余相中含醋酸x A =0.1（均为质量分率）。
试求：（1）萃余相、萃取相的量及组成； （2）溶剂用量S 。
已知25℃下物系的平衡关系为 y A =1.356 x A 1.201y S =1.618-0.6399exp(1.96 y A ) 习题2附图 x S =0.067+1.43 x A 2.273式中y A －与萃余相醋酸浓度x A 成平衡的萃取相醋酸浓度； y S －萃取相中溶剂的浓度； xS －萃余相中溶剂的浓度； y A 、y S 、x S 均为质量分数。
多级萃取4．丙酮（A ）、氯仿（B ）混合液在25℃下用纯水作两级错流萃取，原料液中含丙酮40%（质量），每级溶剂比均为1：1。
化工原理下第11章萃取1-萃取概述及相平衡化工原理萃取试差法
化工原理下第11章萃取1-萃取概述及相平衡化工原理萃取试差法第十一章萃取第一节概述一、萃取的定义第一节概述[572]一、萃取的定义在欲分离的液体混合物中加入一种与其不溶或部分互溶的液体溶剂，经过充分混合，利用混合液中各组分在溶剂中溶解度的差距而实现分离的一种单元操作。
溶质A——混合液中欲分离的组分稀释剂B——混合液中的溶剂萃取剂S——所选用的溶剂第一节概述[572]一、萃取的定义搅拌混合液A+B萃取剂(溶剂S)萃取相(S+A+B)萃余相(B+A+S)第十一章萃取第一节概述一、萃取的定义二、萃取过程的应用第一节概述[573]二、萃取过程的应用铂重整装置中的芳烃与非芳烃的分离：常压沸点苯——80.1℃二乙二醇醚环己烷——80.74℃2,2,3-三甲基丁烷——80.88℃1.挥发混合液的相对挥发度小或已经形成恒沸物，用一般精馏方法不能分离或很不经济；第一节概述[573]二、萃取过程的应用组分水醋酸乙酸乙酯常压比热容密度（20℃）汽化潜热℃100118.177.1kg/m[1**********]kJ/kg22584063682.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[573]二、萃取过程的应用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、多肽或发生其它变化。
第十一章萃取第一节概述一、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方程第二节液液相平衡[574]一、三角形坐标图及杠杆定律1.三角形坐标图顶点——三个顶点依次奥皮尔河表示三个纯组分边——边上任一点代表一个二元混合物，第六组分的组成为零内点——任一内点代表一个同个三元混合物等边三角形——可作专门的坐标纸，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——若某萃取操作中溶质A的含量较低或当各线太密集没有便于绘制时，为提高作图的准确度才使用。
化工原理习题第十一章液液萃取
第十一章液液萃取
1 ．在 B-S 部分互溶物系中加入溶质 A 组分，将使 B-S 互溶度
__________ 。
恰当降低操作
温度， B-S 互溶度 __________ 。
(A) 增大， (B) 减小， (C) 不变， (D) 不确定
2 ．进行萃取操作时应使 ________
(A) 分配系数大于 1 ； (B) 分配系数小于 1 ；
(C) 选择性系数大于 1 ； (D) 选择性系数小于 1 。
3 ．单级（理论）萃取中，在维持进料组成和萃取相浓度不变的条件下，若用含有少量
溶质的萃取剂代替纯溶剂，所得萃余相浓度将 ________ 。
(A) 增加 (B) 减少 (C) 不变 (D) 不确定
4 ．多级逆流萃取与单级萃取比较，如果溶剂比、萃取相浓度一样，则多级逆流
萃取可使萃余相浓度 ________ 。
（A）增大；（B）减少；（C）基本不变；（D）增大、减少都有可能5 ．萃取是利用各组分间的＿＿＿＿差异来分离液体混合液的。
（A）挥发度（B）离散度（C）溶解度（D）密度。
1
本章练习题答案：1.A,B； 2.C； 3.C； 4.B； 5.C。
化工原理10.2 液液萃取过程的计算
0.4 0.6 0.8
10-3 10-4 0
Am=20
1
2
3
6.0
3.0
4
5
6
N
1.0 1.2
1.5 2.0
7
8
9 10
N~XN的关系曲线
17
【例】已知xF=20%丙酮水溶液，流率F，错流萃取，以1,1,2三氯乙烷作萃取剂，每一级流率为S1，要求萃余液中丙酮含 量降到xk=5%，求理论级数和萃取相、萃余相的流率。
XF)
8
B Y1 S ( X1 X F ) Ys
——单级萃取的操作线方程
Y
E1 Y1
B S
YS
X1
XF X
9
10.3.2 多级错流萃取的计算
1、多级错流接触萃取的流程
萃余相
萃余液
萃取相
萃取液
每级都加入新鲜溶剂，前级的萃余相为后级的原料， 只要级数够多，最终可得到溶质很低的萃余相。 缺点：溶剂的用量很大
B S
XF
YS
)
同样对第二级
X1
XF KS
S B
YS
1
B
萃取因子，用Am表示
Y2
B S
X
2
(
B S
X1 YS )
Y2 KX 2
X1
XF KS
S B
YS
1
B
X2
(XF
S B
YS
( Am 1)2
)
S B
YS
1 Am
15
依次类推，对第n级则有：
Xn
(X
《化工原理》第11章 液液萃取
静态混合器： 返回
液泛现象：
返回
界面现象：
返回
本次讲课习题： 第十一章 2，3， 4
3 萃取过程计算 3.1级式接触过程数学描述 单级：（理论级） ①物料衡算 F S R E
FxFA SzA RxA EyA 0 SzS RxS EyS
②相平衡 yA f ( xA ) yS ( yA) xS (xA)
6个方程，解6个未知数
计算方法⑴6个方程联立 ⑵图解法(常用，简捷，计算精度不高)
FxFA
例3 三元物系的溶解度曲线与平衡联结线如图所 示。用31kg纯溶剂对100kg进料进行两级错流萃 取，xFA=0.3(质量分率)， xFS=0 ，试求：
⑴萃余相的量和浓度为多少？
⑵萃余百分数 Rn xAn 为多少？
FxFA
解：⑴31kg溶剂分两次， 每次15.5kg，作FS线， 取线段比
⑶M=F+S=131kg
R M ME 131 125 90kg
RE
182
图中读得xA=0.16 萃余百分数 RxA 90 0.16 0.48
FxFA 100 0.3
3.2 多级错流萃取
观点：同样溶剂用量， 多级错流的分离效果比 单级萃取效果好, xAn低， 萃余百分数小
Rn xAn
定义 yA / yB
xA / xB
kA kB
y
0 A
x
0 A
/ /
yB0
x
0 B
y
0 A
1
x
0 A
(
1)
x
0 A
条件？
思考： kA=1是否可进行萃取分离？ β=1呢？ 什么时候β=∞？
2.6 温度、压力对相平衡的影响 压力对液液相平衡影响可忽略 温度↑,互溶度↑,萃取操作范围↓, yA0max↓
化工原理第十一章液液萃取和固液萃取
•或
•点M得位置由杠杆规则确定：
PPT文档演模板
化工原理第十一章液液萃取和固液萃 取
•11.1.3选择性系数及萃取剂得选择 •在原料液中加入萃取剂后形成平衡得两个液相，溶质A在其中得非配 关系用分配系数kA表示
•同样，对稀释剂B有
•萃取剂的选择性，用选择性系数 表示
•要注意以下几方面： • 1、 选择性 2、 萃取相与萃余相的分离 3、 萃取剂得回收 • 除此之外，萃取剂还应满足一般得工业要求。
•上式即为各级的操作线，其斜率 为第一常数。
PPT文档演模板
化工原理第十一章液液萃取和固液萃 取
•11.1.6多级逆流萃取
•图１１－１２ 多级逆流萃取流程
• 一、利用三角形相图得图解计算 •１、由xF、x‘N得值分别定出点F、R’N，连点S（设萃取剂为纯S）和 RN’，交溶解度曲线左侧于点RN,此点代表最终萃余项组成。 • ２、对全级作总物料衡算有 •连接点F和S，根据杠杆规则得代表混合液量及组成得点M；连接点 RN和M并延长交溶解度曲线于E1，则E1和RN得量也可按杠杆规则确 定。
•3、点M利用辅助曲线作联结线。有
•4、连点S、E和点S、R并分别延长交AB于点E‘和R’,则点E’和R’分 别
• 表示萃取液和萃余液得组成
PPT文档演模板
化工原理第十一章液液萃取和固液萃 取
•二、S和B完全不互溶时得图解计算
• 当S和B完全不互溶时，则 萃取相含全部溶剂，萃余相含 全部稀释饥，萃取前厚的物料 衡算式为（萃取剂为纯溶剂） ：
•（2）恒沸物或沸点相近组分的分离，此时普通整流方法不适用， 如催化重整油中芳烃与烷烃的分离因沸点相近 而需要塔板数太多， 工业上常用环丁砜为萃取剂融解苯、甲苯、二甲苯以及其他芳烃衍 生物。
化工原理萃取大题
化⼯原理萃取⼤题1.、在逆流连续操作的塔内，以⽔为萃取剂从丙酮--苯混合液内提取丙酮。
苯与⽔可视作完全不互溶。
在操作条件下，丙酮在⽔和苯中以质量⽐为基准的分配系数为0.65，即:Y= 0.65X，原料的流率为1200kg/h，其中含丙酮0.35(质量分率，下同)，要求萃余相中丙酮含量不⼤于0.06。
若⽤⽔量为最⼩量的1.6倍，试求⽔的实际⽤量k g/h。
解：Z F=0.35/(1-0.35)=0.54Z N=0.06/(1-0.06)=0.064Ymax=0.65×0.54=0.351(B/S)min=(Ymax-Z)/(Z F-Z N)=(0.351-0)/(0.54-0.064)=0.74(S/B)min=1/0.74=1.35Smin=1.35×1200=1620实际⽤⽔量S=1.6×1620=2592 kg/h2、在B-S部分互溶物系的单级萃取中，料液中溶质A与稀释剂B的质量⽐为40：60。
采⽤纯溶剂S=200kg，溶剂⽐为1，脱除溶剂后萃余液浓度X A°=0.3(质量分率)，选择性系数β=8。
试求萃取液量E°为多少kg?解：萃取液浓度y A°=(βX A°)/[1＋(β-1)X A°]=8×0.3/(1＋7×0.3)=0.774X F=40/(40＋60)=0.4 ⼜S=F=200 kg据物料衡算(杠杆法则)：E°=F×(X F-X A°)/(Y A°-X A°)=200×(0.4-0.3)/(0.774-0.3)=42.23、使⽤纯溶剂S对A、B混合液作萃取分离。
在操作范围内，S-B不互溶，平衡关系Y A= 1.2X A(Y、X均为⽐质量分率)，要求最终萃余相中萃余分率φR=0.05。
试求⽤单级萃取时，每kg稀释剂B中，溶剂S消耗量kg。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第十一章液液萃取
1 ．在 B-S 部分互溶物系中加入溶质 A 组分，将使 B-S 互溶度
__________ 。
恰当降低操作
温度， B-S 互溶度 __________ 。
(A) 增大， (B) 减小， (C) 不变， (D) 不确定
2 ．进行萃取操作时应使 ________
(A) 分配系数大于 1 ； (B) 分配系数小于 1 ；
(C) 选择性系数大于 1 ； (D) 选择性系数小于 1 。
3 ．单级（理论）萃取中，在维持进料组成和萃取相浓度不变的条件下，若用含有少量
溶质的萃取剂代替纯溶剂，所得萃余相浓度将 ________ 。
(A) 增加 (B) 减少 (C) 不变 (D) 不确定
4 ．多级逆流萃取与单级萃取比较，如果溶剂比、萃取相浓度一样，则多级逆流
萃取可使萃余相浓度 ________ 。
（A）增大；（B）减少；（C）基本不变；（D）增大、减少都有可能
5 ．萃取是利用各组分间的＿＿＿＿差异来分离液体混合液的。
（A）挥发度（B）离散度（C）溶解度（D）密度。
本章练习题答案：,B；；；；。