萃取塔(转盘塔)操作及体积传质系数测定2
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。
萃取塔性能测定2
YE
300 转/分钟
XR
YE
*
1/(Y*-YE)
N OE H OE KYEa
YEb
YEt
dYE 0.6555 (Y YE )
* E
H 0.75 1.1442 N OE 0.6555 S H OE A 1.1442 4 103
4
3.251
3 2
(37 10 )
XR YE
序号
300 转/分钟 0.001026 0.002055 0.000505 0 1 0 0.001026 0.000851 1175 2 0.0001 0.001220 0.000945 1183 3 0.0002 0.001440 0.001023 1215 4 0.0003 0.001630 0.001088 1269 5 0.0004 0.00184 0.001102 1425 6 0.000505 0.002050 0.001130 1600
5.85 5.85 25 9.04 9.005
11.715 10-3 0.0115 122 =0.002055 10 0.8
VNaOH N NaOH M 苯甲酸
8.2110-3 0.0115 122 = =0.001440 10 0.8 = 5.69 10-3 0.0115 122 =0.000319 25 1
0.0115mol/L 250 样品体积 ml NaOH 用量 ml 样品体积 ml NaOH 用量 ml 样品体积 ml NaOH 用量 ml 10 11.7 11.73 12
300 10 12 12 10
11.715 10 8.21 8.21 25 5.68 5.69 5.7 8.97 8.21 5.85
萃取塔的操作与萃取传质单元高度的测定实验
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
（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。
NA=K(Ha)ΔCM=G油(CF-CR) H GK油a CΔF CCM R H=HOR·NOR NOR ：反映分离的难易 HOR ：反映设备的性能
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。
㈢ 传质单元高度的测定
H GK油aCΔ F CCMR
液-液萃取塔的操作 及其传质单元高度的测定
<化工原理实验室> <赵培 张秋香>
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；
⑵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；
⑶了解液-液萃取设备的结构和特点。
二.实验原理
萃取是利用液体混合物各组分在溶剂中溶解度的 差异而实现分离的一种方法。溶质A，稀释剂B，溶 剂S，当B、S不互溶时,萃取和吸收一样,均属两相 传质,因此,其传质过程的数学表达式和吸收一样。
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。
转盘萃取
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。
4、测定固定转速和水相流量，在不同油相流量下以萃取余相为基准的总传质系数K x a ；5、测定固定两相流量，不同转速下的一萃取余相为基准的总传质系数K x a 。
二、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：⎰-=12x x *OR xx dx N式中 N OR ------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。
x 1、x 2------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：OR OR N H H =Ω=OR x H L a K式中 H OR ------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/(m 3•h•△x); L------萃余相的质量流量，kg/h;Ω------塔的截面积,m 2;已知塔高度H和传质单元数N OR可由上式取得H OR的数值。
H OR反映萃取设备传质性能的好坏，H OR越大，设备效率越低。
影响萃取设备传质性能H OR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。
01萃取塔操作及体积传质系数测定
x% 0.1786 0.2348 0.4230 0.6550 0.6330
y——水相中苯甲酸重量百分数。
与平衡组成的偏差程度是传质过程的推动力，在装置的顶部，推动力是线段 PP’：
YR YR* YS
（4）
在塔的下部推动力是线段 QQ’： YF YF* YE
传质过程的平均推动力，在操作线和平衡线为直线的条件下为：
（2）
3.3 萃取过程的质量传递 不平衡的萃取相与萃余相在塔的任一截面上接触，两相之间发生质量传递。物质 A 以
扩散的方式由
萃余相进入萃取相，该过程的界限是达到相间平衡，相平衡的相间关系为：
Y * kX
（3）
k 为分配系数，只有在较简单体系中，k 才是常数，一般情况下均为变数。本实验给出 如下表 1 所示的系统平衡数据，用来求取 X 与 Y 之间的对应关系。
F ——溶液密度， g / l 。
xR 亦用同样的方法测定：
xR
Na 'M a R
（20）
式中：
N
a
'
V2 ' Nb V1 '
（21）
V1 ' 、V2 ' ——分别为试样的体积数与滴定所耗的 NaOH 溶液的体积数。
4 操作方法和实验步骤
4.1 转盘萃取塔 1) 原料液储槽内为煤油-苯甲酸溶液。 2) 将萃取剂（蒸馏水）加入萃取剂贮槽中。 3) 启动萃取剂输送泵，调节流量，先向塔内加入萃取剂，充满全塔，并调至所需流 量。 4) 启动原料液输送泵，调节流量。在实验过程中保持流量不变，并通过调节萃取液 出口阀门，使油、水相分界面控制在萃取剂进口与萃余液出口之间。 5) 调节转盘轴转速的大小，在操作中逐渐增大转速，设定转速，一般取100-600转/ 分。 6) 水在萃取塔内流动运行5min后，开启分散相—油相管路，调节两相流量约510L/h，待分散相在塔顶凝聚一定厚度的液层后，再通过调节连续相出口阀，以保 持安静区中两相分界面的恒定。 7) 每次实验稳定时间约30分钟，然后打开取样阀取样分析，用NaOH标准液中和滴 定法（添加非离子型表面活性剂）测定原料液及萃余液的组成，同时记录转速。 8) 改变转速，重复上述实验。 9) 实验结束后，将实验装置恢复原样。
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(转盘塔)操作及体积传质系数测定2
实验报告课程名称：过程工程原理实验（甲）指导老师： 叶向群 成绩：_______________ 实验名称: 萃取塔（转盘塔）操作及体积传质系数测定 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得萃取塔（转盘塔）操作及体积传质系数测定1、实验目的：1) 了解转盘萃取塔和脉冲萃取塔的基本结构、操作方法及萃取的工艺流程。
2) 观察转盘萃取塔转盘转速变化时或脉冲萃取塔的脉冲强度（脉冲幅度及脉冲频率）变化时，萃取塔内轻、重两相流动状况，了解萃取操作的主要影响因素，研究萃取操作条件对萃取过程的影响。
3) 测量每米萃取高度的传质单元数、传质单元高度和体积传质系数YVK ，关联传质单位高度与脉冲萃取过程操作变量的关系。
4) 计算萃取率2、实验装置流程：2.1 转盘萃取塔主要设备是转盘萃取塔，塔体是内径为50mm 玻璃管，塔顶电机连接转轴，转轴上固定有圆盘，塔壁固定有圆环，圆环与圆盘交错布置，转盘萃取流程图见下图1专业：姓名：学号： 日期：__ ___ 地点：1.原料贮槽（苯甲酸-煤油）2.收集槽（萃余液）3.电机4.控制柜5.转盘萃取塔6.9.转子流量计7.萃取剂贮罐（水）8.10. 输送泵11.排出液（萃取液）管12.转速测定仪A.B.C 取样口图1 转盘萃取实验流程图2.2 脉冲萃取塔主要设备是脉冲萃取塔，塔体是内径为50mm玻璃管，内装不锈钢丝网填料，脉冲萃取流程图见下图1.原料贮槽（苯甲酸-煤油）2.收集槽（萃余液）3.脉冲系统4.控制柜5.填料（脉冲）萃取塔6.9.转子流量计7.萃取剂贮罐（水）8.10 输送泵11.排出液（萃取液）管 A.B.C 取样口图2 脉冲萃取实验流程图3、实验内容和原理：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。
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。
实验6-2萃取塔实验
实验6-2 萃取塔实验一、实验目的1.了解脉冲填料萃取塔、搅拌萃取塔、往复筛板萃取塔的结构。
2.掌握萃取塔性能的测定方法。
3.了解萃取塔传质效率的强化方法。
二、实验内容1观察有无空气脉冲或不同进气量或不同搅拌转速时，塔内液滴变化情况和流动状态。
2固定两相流量，测定有无脉冲或不同进气量或不同搅拌转速时或不同往复频率时萃取塔的传质单元数N OE 、传质单元高度H OE 及总传质系数K YE a。
三、实验原理桨叶式旋转萃取塔也是一种外加能量的萃取设备。
在塔内由环行隔板将塔分成若干段，每段的旋转轴上装设有桨叶。
在萃取过程中由于桨叶的搅动，增加了分散相的分散程度，促进了相际接触表面积的更新与扩大。
隔板的作用在一定程度上抑制了轴向返混，因而桨叶式旋转萃取塔的效率较高。
桨叶转速若太高，也会导致两相乳化，难以分相。
往复筛板萃取塔是将若干层筛板按一定间距固定在中心轴上，由塔顶的传动机构驱动而作往复运动。
往复筛板萃取塔的效率与塔板的往复频率密切相关。
当振幅一定时，在不发生乳化和液泛的前提下，效率随频率增加而提高。
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。
在普通填料萃取塔内，两相依靠密度差而逆向流动，相对速度较小，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，增加塔内流体的湍动，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。
萃取塔的分离效率可以用传质单元高度H OE或理论级当量高度h e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。
转盘萃取
Kx
8.80 8.75 8.70 8.65 8.60
0
2
4
6
8
10
12
14
L
图3 Kxα随流量的变化图
由表 2 和图 3 可知，随着油相流量的增大，总传质单元数减小，总传质单元高度 增大，总传质系数增大。
六、思考题
1． 萃取过程中选择分散相的原则是什么？ 答：选择分散相的原则是： 当两相流量相差较大时， 为增加相际传质接触面积， 一般将流量大着作为分散相。 但如果所选设备可能产生严重的轴向混合时，应将流量小者作为分散相。 为提高设备能力，减小塔径，应将黏度大着作为分散相。 为保证传质设备的充分润湿，应将润湿性差的流体作为分散相。 从成本和安全性考虑，应将成本高和易燃易爆的流体作为分散相。 2． 转盘塔的主要结构特点是什么？ 答：转盘塔的主要结构特点是在塔内壁按一定间距设置许多固定环，而在旋转的 中心轴上按同样的间距安装许多圆环转盘。固定环将塔内分成许多区间，在每一 个区间有一个转盘对液体进行搅拌，从而增加了相际接触面积和流体湍动程度， 而固定环则起到了抑制轴向混合的作用。圆环转盘水平安装，直径小于固定环内 径，旋转时不产生轴力，两相在垂直方向上仍靠密度推力。
NOR 1.2815 1.2454 1.2385 1.2373 1.0922
HOR 0.5462 0.5621 0.5652 0.5657 0.6409
Kxa
8627.4 8706.7 8730.4 8852.9 8915.0
以 Kxα对 L 作图得
化工原理实验
8.90 8.85
y=19.0054x+8598.1335 R=0.9734
=
18.5 0.01108 122 =0.00537 5 800 14.13 0.01108 122 =0.00431 5 800
化工原理实验报告-转盘萃取塔传质系数的测定
化工原理实验报告——转盘萃取塔传质系数的测定姓名： XXX学号： XXXXXXXXXXX学院：化学与化工学院专业：化学工程与工艺年级： 20XX 级实验日期： 20XX年XX月XX日实验条件：水3.6L/h、煤油5.6L/h、转速500r/min福建师范大学Fujian Normal University转盘萃取塔传质系数的测定一、实验目的1、了解液-液萃取原理及萃取操作的基本流程；2、了解转盘萃取塔的基本结构和操作方法；3、掌握萃取塔传质系数的测定方法，了解强化萃取塔传质效率的方法。
二、实验内容本实验以水为萃取剂，萃取煤油中的苯甲酸，在不同条件下，测定塔顶、塔底轻重相中苯甲酸的浓度，并计算萃取塔传质系数。
三、实验原理1、萃取原理（1）液液萃取在欲分离的液体混合物（原料液）中加入一种与其不互溶或部分互溶的液体溶剂，形成两相系统，利用混合液中各组分在两相中分配差异的性质，易溶组分较多的进入溶剂相从而实现混合物分离的操作称为液液萃取。
（2）在萃取过程中，所用的溶剂称为萃取剂（记为S），原料液中欲分离的组分称为溶质（记为A），原料液中的溶剂称为稀释剂（记为B）。
萃取剂应对溶质具有较大的溶解能力，与稀释剂应不互溶或小部分互溶。
（3）简单萃取过程图1 萃取过程示意图图 1 是一种简单萃取过程示意图。
将萃取剂加到混合液中，搅拌使其互相混合，因溶质在两相间不呈平衡，溶质在萃取剂中的平衡浓度高于其实际浓度，于是溶质从混合液向萃取剂中扩散，使溶质与混合液中的其他组分分离。
两液相由于密度差而分层，一层以萃取剂S 为主，溶有较多溶质，称为萃取相（记为E），另一层以原溶剂B 为主，且含有未被萃取完的溶质，称为萃余相（记为R）。
萃取操作并未把原料液全部分离，而是将原来的液体混合物分为具有不同溶质组成的萃取相E 和萃余相R。
（4）本实验设计本实验操作中，以水为萃取剂，从煤油中萃取苯甲酸。
所以，水相为萃取相E（又称为连续相、重相），煤油相为萃余相R（又称为分散相、轻相）。
转盘塔萃取操作及体积传质系数测定实验报告
装订线课程名称：过程工程原理实验指导老师：叶向群成绩：_________________实验名称：转盘塔萃取实验实验类型同组学生姓名： _一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求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、重两相流动状况，了解萃取操作的主要影响因素，研究萃取操作条件对萃取过程的影响。
3、测量每米萃取高度的传质单元数、传质单元高度和体积传质系数KYV，关联传质单元高度与脉冲萃取过程操作变量的关系。
4、计算萃取率η。
二、实验内容和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。
1、萃取的物料衡算萃取计算中各项组成可用操作线方程相关联，操作线方程的P（XR，YS）h和点Q（XF，YE）与装置的上下部相对应。
在第一溶剂B与萃取剂S完全不互溶时，萃取过程的操作线在X~Y坐标上时直线，其方程式如下形式：RSRFSEXXYYXXYY--=--（1）由上式得：()SSXXmYY-=-,其中RFSEXXYYm--=单位时间内从第一溶剂中萃取出的纯物质A的量M，可由物料衡算确定：()()SERFYYSXXBM-=-=（2）2、萃取过程的质量传递不平衡的萃取相与萃余相在塔的任一截面上接触，两相之间发生质量传递。
物质A以扩散的方式由萃余相进入萃取相，该过程的界限是达到相间平衡，相平衡的相间关系为：kXY=*（3）实验报告专业：化学工程与工艺姓名：学号：日期：2015.12.23地点：教10-2210装订线装订线k为分配系数，只有在较简单体系中，k才是常数，一般情况下均为变数。
本实验已给出平衡数据，见附表。
与平衡组成的偏差程度是传质过程的推动力，在装置的顶部，推动力是：SRRYYY-=∆*（4）在塔的下部是：EFFYYY-=∆*（5）传质过程的平均推动力，在操作线和平衡线为直线的条件下为：RFRFmYYYYY∆∆∆-∆=∆ln（6）物质A由萃余相进入萃取相的过程的传质动力学方程式为：mYYAKM∆=（7）式中：YK——单位相接触面积的传质系数，()kgkgsmkg//2⋅；A——相接触表面积，2m。
萃取实验
选择可通过实验室实验或工业中试验确定，也可以根据以下原则考虑：
（1）为了增加相际接触面积，一般可将流量大的一相作为分散相，但如果
两相的流量相差很大，且选用的设备具有较大的轴向返混现象，则应将流量较小
的一相作为分散相，以减少轴向返混。 （2）应充分考虑界面张力变化对传质面积的影响，对于正系统（ dσ > 0 ）， dx
相作为分散相时，应使分散相在塔顶分层段凝聚，在两相界面维持适当高度后，
再开启分散相出口阀门，使轻相液体从塔内排出。同时，依靠重相出口的Π形管
自动调节界面高度。当重相作为分散相时，则分散相液滴在塔底的分层段凝聚，
两相界面应维持在塔底分层段的某一位置上。
（三）萃取塔传质单元高度
与精馏、吸收等气液传质过程类似，在萃取过程的设计计算中，一般将所需
传质。
（3）对于某些萃取设备，如填料塔和筛板塔等，连续相优先润湿填料或筛板
是相当重要的。此时，宜将不易润湿填料或塔板的一相作为分散相。
（4）分散相液滴在连续相中的相对沉降速度，与连续相的粘度有很大关系。
为了减小塔径，提高两相分离的效果，应将粘度大的一相作为分散相。
（5）此外，从成本、安全考虑，应将成本高的、易燃、易爆的物料作为分散
（3）借助于外加能量，如转盘塔、振动塔、脉动塔和离心萃取塔等。液滴 的尺寸除与物性有关外，主要取决于外加能量的大小。
3．外加能量 在液-液传质分离过程中引入外加能量，能促进液体分散，改善两相流动接 触状况，这有利于过程传质，从而提高传质效率，降低萃取设备的高度。但也要
注意，若外加能量过大，将使设备内两相液体的轴向返混加剧，使过程传质推动
即系统的界面张力随溶质浓度增加而增加的系统，当溶质从液滴向连续相传递
转盘萃取实验
湖南大学本科生实验论文转盘萃取实验学生姓名：***所属院系：环境科学与工程学院专业班级：12级环境科学1班学生学号：************指导老师：***完成日期： 2015年1月转盘萃取实验引言萃取是利用物质在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使物质从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。
经过反复多次萃取，将绝大部分的化合物提取出来。
萃取时如果各成分在两相溶剂中分配系数相差越大，则分离效率越高、如果在水提取液中的有效成分是亲脂性的物质，一般多用亲脂性有机溶剂，如苯、氯仿或乙醚进行两相萃取，如果有效成分是偏于亲水性的物质，在亲脂性溶剂中难溶解，就需要改用弱亲脂性的溶剂，例如乙酸乙酯、丁醇等。
还可以在氯仿、乙醚中加入适量乙醇或甲醇以增大其亲水性。
提取黄酮类成分时，多用乙酸乙脂和水的两相萃取。
提取亲水性强的皂甙则多选用正丁醇、异戊醇和水作两相萃取。
不过，一般有机溶剂亲水性越大，与水作两相萃取的效果就越不好，因为能使较多的亲水性杂质伴随而出，对有效成分进一步精制影响很大转盘萃取塔是一种逆流萃取设备, 相分散依靠塔内平整的旋转圆盘来实现。
转盘之间设挡板以减少轴向混合。
这种塔在化工、石油、医药、废水处理以及湿法冶金等工业实践中成功的历史, 突出证明了它优越的性能, 特别是效率高[1~2]，操作弹性好, 设备及操作费用便宜。
据比较, 其投资仅为同等处理能力填料塔的30%~40%[3]。
转盘塔的结构和流程：塔体呈圆筒形，其内壁上装有固定环，将塔分隔成许多小室，塔的中心从塔顶插入一根转轴，蜗轮转盘即装在其上；转轴由塔顶的电动机带动。
塔的顶部和底部是澄清区，塔的中段为萃取区。
互相接触的两种液体，可以间歇加入，也加连续加入，一般都用连续加入的方法。
当采用并流操作时，两种液体同时从塔顶或者塔底加入塔内，当采用逆流操作时，不管间隙加料还是连续加料，都是重液从塔顶进入，轻液从塔底进入，这时，轻液和重液那一种都可作为连续相。
萃取塔操作手册.doc
萃取塔单元一、工作原理简述利用化合物在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。
经过反复多次萃取，将绝大部分的化合物提取出来。
分配定律是萃取方法理论的主要依据，物质对不同的溶剂有着不同的溶解度。
在两种互不相溶的溶剂中，加入某种可溶性的物质时，它能分别溶解于两种溶剂中，实验证明，在一定温度下，该化合物与此两种溶剂不发生分解、电解、缔合和溶剂化等作用时，此化合物在两液层中之比是一个定值。
不论所加物质的量是多少，都是如此。
用公式表示。
C A /CB=KCA .CB分别表示一种化合物在两种互不相溶地溶剂中的摩尔浓度。
K是一个常数，称为“分配系数”。
有机化合物在有机溶剂中一般比在水中溶解度大。
用有机溶剂提取溶解于水的化合物是萃取的典型实例。
在萃取时，若在水溶液中加入一定量的电解质（如氯化钠），利用“盐析效应”以降低有机物和萃取溶剂在水溶液中的溶解度，常可提高萃取效果。
要把所需要的化合物从溶液中完全萃取出来，通常萃取一次是不够的，必须重复萃取数次。
利用分配定律的关系，可以算出经过萃取后化合物的剩余量。
设：V为原溶液的体积w为萃取前化合物的总量w1为萃取一次后化合物的剩余量w2为萃取二次后化合物的剩余量w3为萃取n次后化合物的剩余量S为萃取溶液的体积经一次萃取，原溶液中该化合物的浓度为w1/V；而萃取溶剂中该化合物的浓度为(w0-w1)/S；两者之比等于K，即：w1/V=K w1=wKV(w0-w1)/S KV+S同理，经二次萃取后，则有 w2/V=K 即(w1-w2)/Sw2=w1KV=wKVKV+S KV+S因此，经n次提取后:w n =w(KV)KV+S当用一定量溶剂时，希望在水中的剩余量越少越好。
而上式KV/(KV+S)总是小于1，所以n越大，wn就越小。
也就是说把溶剂分成数次作多次萃取比用全部量的溶剂作一次萃取为好。
但应该注意，上面的公式适用于几乎和水不相溶地溶剂，例如苯，四氯化碳等。
转盘萃取综合试验
转盘萃取综合试验班级：应化1301 XX：蔡一鸣学号：201306776 班号：01一、实验目的及任务i. 了解转盘萃取塔的结构和特点。
ii. 掌握液—液萃取塔的操作。
iii. 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。
iv. 测定固定转速和水相流量，在不同油相流量下以萃取余相为基准的总传质系数K xa。
v. 测定固定两相流量，不同转速下的一萃取余相为基准的总传质系数K xa。
二、基本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:N=ORN ORρ—萃余相为基准的总传质单元数；x —萃余相为基准的总传质单元数；;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。
传质单元高度表示设备传质性能的好坏，可由下式表示：==H OR—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；L—萃余相的质量流量，kg/h；Ω—塔的截面积，m2；K x a—萃余相为基准的总传质系数，kg/(m3•h•△x)三、实验装置与流程1) 实验装置与流程测定装置流程如图1所示，。
本实验以水为萃取剂，从煤油中萃取苯甲酸。
水为连续相（萃取相），煤油为分撒相（萃余相），从塔底进，向上流动从塔顶出。
水泵从水箱中经水泵泵出，调节计量，从塔顶流入，向下流动至塔底经液位调节灌出，油从油箱经油泵泵出，调节计量，从塔底流入，向上流动至塔顶回油相采出罐，水相与油相在塔内借助转盘的转动进行传质。
液―液萃取塔的操作及传质单元高度的测定实验教材课程
9
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
13
振动筛板塔实验装置示意图及流程
14
转盘塔实验装置示意图及流程
15
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
转盘萃取塔实验装置实验指导书
化工原理实验装置系列之转盘萃取塔实验装置实验指导书杭州言实科技有限公司2006.4目录一、实验目的 (3)二、实验原理 (3)三、实验装置 (5)四、实验方法 (6)五、注意事项 (7)六、报告内容 (7)七、思考题 (7)八、附录 (8)转盘萃取塔实验一、实验目的⒈了解液--液萃取塔的结构及特点。
⒉掌握液--液萃取塔的操作。
⒊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量的影响。
二、实验原理1、液—液萃取设备的特点液--液相传质和气液相传质均属于相同传质过程。
因此这两类传质过程具有相似之处，但也有相当差别。
在液液系统中，两相间的重度差较小，界面张力也不大：所以从过程进行的流体力学条件看，在液液相的接触过程中，能用于强化过程的惯性力不大，同时已分行的流体力学条件看，在液液相的接触过程中，能用于强化过程的惯性力不大，同时已分散的两相，分层分离能力也不高。
因此，对于气液接触效率较高的设备，用于液液接触就显得效率不高。
为了提高液液相传质设备的效率。
常常补给能量，如搅拌、脉动、振动等。
为使两相逆流和两相分离，需要分层段，以保证有足够的停留时间，让分散的液相凝聚，实现两相的分离。
2、液—液萃取塔的操作（1）分散相的选择在萃取设备中，为了使两相密切接触，其中一相充满设备中的主要空间，并呈连续流动，称为连续相kl一相以液滴的形式，分散在连续相中，称为分散相，哪一相作为相对设备的操作性能、传质效果有显著的影响。
分散相的选择可通过小试或中试确定，也可根据以下几方面考虑。
1）为了增加相际接触面积，一般将流量大的一相作为分散相；但如果两相的流量相差很大，并且所选用的萃取设备具有较大的轴向混合现象，此时应将流量小的一相作为分散相，以减小轴向混合。
2）应充分考虑界面张力变化对传质面积的影响，对于>0系统，即系统的界面张力随溶质浓度增加而增加的系统；当溶质从液滴向连续相传递时，液滴的稳定性较差，容易破碎，而液膜的稳定性较好，液滴不易合并，所以形成的液滴平均直径较小，相际接触表面较大；当溶质从连续相向液滴传递时，情况刚好相反。
萃取塔操作手册
萃取塔单元一、工作原理简述利用化合物在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。
经过反复多次萃取，将绝大部分的化合物提取出来。
分配定律是萃取方法理论的主要依据，物质对不同的溶剂有着不同的溶解度。
在两种互不相溶的溶剂中，加入某种可溶性的物质时，它能分别溶解于两种溶剂中，实验证明，在一定温度下，该化合物与此两种溶剂不发生分解、电解、缔合和溶剂化等作用时，此化合物在两液层中之比是一个定值。
不论所加物质的量是多少，都是如此。
用公式表示。
C A /CB=KCA .CB分别表示一种化合物在两种互不相溶地溶剂中的摩尔浓度。
K是一个常数，称为“分配系数”。
有机化合物在有机溶剂中一般比在水中溶解度大。
用有机溶剂提取溶解于水的化合物是萃取的典型实例。
在萃取时，若在水溶液中加入一定量的电解质（如氯化钠），利用“盐析效应”以降低有机物和萃取溶剂在水溶液中的溶解度，常可提高萃取效果。
要把所需要的化合物从溶液中完全萃取出来，通常萃取一次是不够的，必须重复萃取数次。
利用分配定律的关系，可以算出经过萃取后化合物的剩余量。
设：V为原溶液的体积w为萃取前化合物的总量w1为萃取一次后化合物的剩余量w2为萃取二次后化合物的剩余量w3为萃取n次后化合物的剩余量S为萃取溶液的体积经一次萃取，原溶液中该化合物的浓度为w1/V；而萃取溶剂中该化合物的浓度为(w0-w1)/S；两者之比等于K，即：w1/V=K w1=wKV(w0-w1)/S KV+S同理，经二次萃取后，则有 w2/V=K 即(w1-w2)/Sw2=w1KV=wKVKV+S KV+S因此，经n次提取后:w n =w(KV)KV+S当用一定量溶剂时，希望在水中的剩余量越少越好。
而上式KV/(KV+S)总是小于1，所以n越大，wn就越小。
也就是说把溶剂分成数次作多次萃取比用全部量的溶剂作一次萃取为好。
但应该注意，上面的公式适用于几乎和水不相溶地溶剂，例如苯，四氯化碳等。
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课程名称：过程工程原理实验（甲）指导老师：叶向群成绩：_______________实验名称: 萃取塔（转盘塔）操作及体积传质系数测定同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得萃取塔（转盘塔）操作及体积传质系数测定1、实验目的：1)了解转盘萃取塔和脉冲萃取塔的基本结构、操作方法及萃取的工艺流程。
2)观察转盘萃取塔转盘转速变化时或脉冲萃取塔的脉冲强度（脉冲幅度及脉冲频率）变化时，萃取塔内轻、重两相流动状况，了解萃取操作的主要影响因素，研究萃取操作条件对萃取过程的影响。
3)测量每米萃取高度的传质单元数、传质单元高度和体积传质系数K，关联传质单位高度与脉冲YV萃取过程操作变量的关系。
4)计算萃取率2、实验装置流程：2.1 转盘萃取塔主要设备是转盘萃取塔，塔体是内径为50mm玻璃管，塔顶电机连接转轴，转轴上固定有圆盘，塔壁固定有圆环，圆环与圆盘交错布置，转盘萃取流程图见下图11.原料贮槽（苯甲酸-煤油）2.收集槽（萃余液）3.电机4.控制柜5.转盘萃取塔6.9.转子流量计7.萃取剂贮罐（水）8.10. 输送泵11.排出液（萃取液）管12.转速测定仪A.B.C 取样口图1 转盘萃取实验流程图2.2 脉冲萃取塔主要设备是脉冲萃取塔，塔体是内径为50mm玻璃管，内装不锈钢丝网填料，脉冲萃取流程图见下图1.原料贮槽（苯甲酸-煤油）2.收集槽（萃余液）3.脉冲系统4.控制柜5.填料（脉冲）萃取塔6.9.转子流量计7.萃取剂贮罐（水）8.10 输送泵11.排出液（萃取液）管 A.B.C 取样口图2 脉冲萃取实验流程图3、实验内容和原理：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。
进行液-液萃取操作时，两种液体在塔内作逆流流动，其中一液体作为分散相，以液滴的形式通过另一作为连续相的液体，两种液相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液相的间的分离。
当轻相作为分散相时，相界面出现在塔的上部；反之相界面出现在塔的下端。
本实验以轻相为分散相，相界面出现在塔的上部。
计算微分逆流萃取塔的塔高时，主要是采取传质单元法。
即以传质单元数和传质单元高度来表征，传质单元数表示过程分离程度的难易，传质单元高度表示设备传质性能的好坏。
3.1 萃取的基本符号3.2 萃取的物料衡算图3 物料衡算示意图 图4 平均推动力计算示意图如上图所示，萃取计算中各项组成可用操作线方程相关联，操作线方程的P （X R ，Y S ）和点Q （X F ，Y E ）与装置的上下部相对应。
在第一溶剂B 与萃取剂S 完全不互溶时，萃取过程的操作线在X~Y 坐标上时直线，其方程式如下形式：RS R F S E X X Y Y X X Y Y --=-- （1）由上式得：()SS X X m Y Y -=-, 其中： RF S E X X Y Y m --=单位时间内从第一溶剂中萃取出的纯物质A 的量M ，可由物料衡算确定：()()S E R F Y Y S X X B M -=-= （2）3.3 萃取过程的质量传递不平衡的萃取相与萃余相在塔的任一截面上接触，两相之间发生质量传递。
物质A 以扩散的方式由 萃余相进入萃取相，该过程的界限是达到相间平衡，相平衡的相间关系为：kX Y =* （3）k 为分配系数，只有在较简单体系中，k 才是常数，一般情况下均为变数。
本实验给出如下表1所示的系统平衡数据，用来求取X 与Y 之间的对应关系。
表1 煤油—苯甲酸—水系统在室温下的平衡数据表其中：x ——油相中苯甲酸重量百分数；y ——水相中苯甲酸重量百分数。
与平衡组成的偏差程度是传质过程的推动力，在装置的顶部，推动力是线段PP ’：S R R Y Y Y -=∆*（4）在塔的下部推动力是线段QQ ’： E F F Y Y Y -=∆* （5）传质过程的平均推动力，在操作线和平衡线为直线的条件下为：RFR F m Y Y Y Y Y ∆∆∆-∆=∆ln （6）物质A 由萃余相进入萃取相的过程的传质动力学方程式为：m Y Y A K M ∆= （7）式中：Y K ——单位相接触面积的传质系数，()kg kg s m kg //2⋅；A ——相接触表面积，2m 。
该方程式中的萃取塔内相接触表面积A 不能确定，因此通常采用另一种方式。
相接触表面积A 可以表示为：h a aV A Ω== （8） 式中：a ——相接触比表面积，32/m m ； V ——萃取塔有效操作段体积，3m ； Ω——萃取塔横截面积，2m ； h ——萃取塔操作部分高度，m 。
这时，m YV m Y Y V K Y aV K M ∆=∆= （9）式中：a K KY YV=——体积传质系数，()kg kg s m kg //3⋅。
根据（2）、（7）、（8）和（9）式，可得OE OE m SE YV N H Y Y Y K Sh ⋅=∆-⋅Ω=（10）在该方程中：Ω=YV OEK S H，称为传质单元高度；mS E OEY Y Y N∆-=，称为总传质单元数。
Y K 、YV K 、OE H 是表征质量交换过程特性的，Y K 、YV K 越大，OE H 越小，则萃取过程进行的越快。
()mS E m YV Y V Y Y S Y V MK ∆-=∆=（11） 3.4 萃取率%100⨯=的量原料液中组分的量被萃取剂萃取的组分A A η所以 ()%100⨯-=FS E BX Y Y S η （12）或 ()%1001%100⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⨯-=F R F R F X X BX X X B η （13） 3.5 质量流量和组成（1）第一溶剂B 的质量流量()()F F F F x V x F B -=-=11ρ （14）式中：F ——料液的质量流量，h kg /； F V ——料液的体积流量，h m /3；Fρ——料液的密度，3/m kg ；F x ——料液中A 的含量，kg kg /。
液体流量计校正：FV 由下式计算：()()FNf F F f NF V V V ρρρρρρρρ000≈--= （15）式中：N V ——转子流量计读数，min /ml 或h m /3；f ρ——转子密度，3/m kg ；0ρ——20 ℃时水的密度，3/m kg 。
所以， ()F F Nx VB -=10ρρ （16）（2）萃取剂S 的质量流量因为萃取剂为水，所以 0ρN V S = （17）（3）原料液及萃余液的组成F x 、Rx对于煤油、苯甲酸、水体系，采用酸碱中和滴定的方法可测定进料液组成F x 、萃余相组成Rx 和萃取相组成E y ，即苯甲酸的质量分率，Ey 也可通过如上的物料衡算而得，具体步骤如下：用移液管取试样ml V 1，加指示剂1~2滴，用浓度为b N 的NaOH 水溶液滴定至终点，如用去NaOH溶液ml V 2，则试样中苯甲酸的摩尔浓度aN 为：12V N V N b a =（18）则 FA a FM N x ρ= （19）式中：AM ——溶质A 的分子量，mol g /，本实验中苯甲酸的分子量为122mol g /；F ρ——溶液密度，l g / 。
R x 亦用同样的方法测定：Ra a R M N x ρ'=（20）式中： '''12V N V N b a= （21）'1V 、'2V ——分别为试样的体积数与滴定所耗的NaOH 溶液的体积数。
4、操作方法和实验步骤：转盘萃取塔的操作步骤：1) 原料液储槽内为煤油-苯甲酸溶液。
9768.132.998014.00=⨯==ρN V S ()12.14)001802.01(6.7822.998016.010=-⨯⨯⨯=-=F F N x V B ρρ2) 将萃取剂（蒸馏水）加入萃取剂贮槽中。
3) 启动萃取剂输送泵，调节流量，先向塔内加入萃取剂，充满全塔，并调至所需流量。
4) 启动原料液输送泵，调节流量。
在实验过程中保持流量不变，并通过调节萃取液出口阀门，使油、水相分界面控制在萃取剂进口与萃余液出口之间。
5) 调节转盘轴转速的大小，在操作中逐渐增大转速，设定转速，一般取100-600转/分。
6) 水在萃取塔内流动运行5min 后，开启分散相—油相管路，调节两相流量在100-200ml/min ，待分散相在塔顶凝聚一定厚度的液层后，再通过调节连续相出口阀，以保持安静区中两相分界面的恒定。
7) 每次实验稳定时间约30分钟，然后打开取样阀取样分析，用中和滴定法测定萃余液及萃取液的组成，同时记录转速。
8) 改变转速，重复上述实验。
9) 实验结束后，将实验装置恢复原样。
5、实验数据记录：表1 转盘萃取所得数据6、实验数据处理：原料液中苯甲酸的摩尔浓度aN 为： 萃余液中苯甲酸的摩尔浓度a N 为：当转速为0（r/min ）时萃取剂S 的质量流量：（kg/h ）第一溶剂B 的质量流量：（kg/h ）0116.01001.06.1112=⨯==V N V N b a 0097.01001.07.91''2'=⨯==V N V N b a %1802.07854.0122.00116.0=⨯==FA a F M N x ρ%1512.07826.0122.00097.0'=⨯==Raa R M N x ρ()()S E R F Y Y S X X B M -=-=%1436.07815.0122.00092.0'=⨯==Raa R M N x ρ%0293.0=E Y 由 得出萃取相浓度从而做出相图，得到平衡线上的两点（0.1802,0.184），（0.1512,0.166）得到平均传质推动力=∆∆∆-∆=∆RF RF m Y Y Y Y Y ln 0.001603传质推动力系数()mS E m YV Y V Y Y S Y V M K ∆-=∆==1723kg/(h.m 3)传质单元高度Ω=YV OE K SH =4.13m总传质单元数mSE OE Y Y Y N ∆-==0.1828 萃取率 ()%100⨯-=FS E BX Y Y S η=16.09%当转速为130（r/min ）时，萃余液中苯甲酸的摩尔浓度a N 为：0092.01001.02.91''2'=⨯==V N V N b a9768.132.998014.00=⨯==ρN V S ()()S E R F Y Y SX X B M -=-=0090.01001.00.91''2'=⨯==V N V N b a %1405.0'==Raa R M N x ρ())/(11.1410h kg x V B F F N =-=ρρ第一溶剂B 的质量流量：())/(11.1410h kg x V B F F N =-=ρρ 萃取剂S 的质量流量：（kg/h ）得出萃取相浓度%03695.0=E Y 由 从而做出相图，得到平衡线上的两点（0.1802,0.184），（0.1436,0.132）得到平均传质推动力=∆∆∆-∆=∆RF RF m Y Y Y Y Y ln 0.001394传质推动力系数()mS E m YV Y V Y Y S Y V M K ∆-=∆==2499kg/(h.m 3)传质单元高度Ω=YV OE K SH =2.85m总传质单元数mSE OE Y Y Y N ∆-==0.265 萃取率 ()%100⨯-=FS E BX Y Y S η=20.31%当转速为300（r/min ）时，度aN 为：萃余液中苯甲酸的摩尔浓第一溶剂B 的质量流量：9768.132.998014.00=⨯==ρN V S ()()S E R F Y Y S X X B M -=-=取剂S 的质量流量：（kg/h ）萃由 得出萃取相浓度%0401.0=E Y 从而做出相图，得到平衡线上的两点（0.1802,0.184），（0.1405,0.128）得到平均传质推动力=∆∆∆-∆=∆RF RF m Y Y Y Y Y ln 0.001358传质推动力系数()mS E m YVY V Y Y S Y V MK ∆-=∆==2784kg/(h.m 3) 传质单元高度Ω=YV OE K S H =2.56m总传质单元数mSE OE Y Y Y N ∆-==0.2953 萃取率 ()%100⨯-=FS E BX Y Y S η=22.04%7、思考题1) 请分析比较萃取实验装置与吸收、精馏实验装置的异同点？答：相同点：三者均为传质设备，通过两相的接触进行传质，一相由上而下，一相由下至上。