化工原理《液液萃取》概念题
萃取练习题
萃取练习题(总4页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除萃取练习题一、填空题1、液-液萃取可分为 级式 萃取过程和 微分 萃取过程,其中 级式 过程又可分为 单级 萃取和(多级)萃取。
2、液-液萃取设备按气液接触情况可分为 分级接触 式和 微分接触 式,其中板式塔属于 分级接触式 ,填料塔属于 微分接触式 。
3、液-液萃取是利用液体混合物中各组分在所选定的溶剂中 溶解度 的差异来达到各组分分离的目的。
4、萃取后两液相能否 顺利分层 是使用萃取操作的一个重要因素。
5、填料萃取塔是典型的 微分接触 式萃取设备。
6、对于同一物系,A k 值随温度面变,在恒定温度下的A k 值随溶质A 的变化而变,只有在 组成变化范围不大 条件下的A k 值才可近似视为常数。
7、选择合适的萃取剂主要从以下方面考虑 萃取剂的选择性 、 萃取剂S 与原溶剂B 的互溶度 、 萃取剂的其它有关性质 、 萃取剂的回收 。
8、目前选取萃取剂主要有三大类方法,即 实验法 、 性质约束法 、 计算机优化法 。
9、通常,温度升高,液体的互溶度 增大 ,对萃取操作 不利 。
10、在三角形相图上,三角形的顶点代表 纯物质 、三条边上的点代表 二元混合液 、三角形内的点代表 三元混合液 。
11、分配系数是指 x y / ,用符号___A k ____表示。
分配系数越大,萃取分离的效果 越好 。
12. 萃取操作处理的对象是液体均相混合物,其分离的理论依据为利用混合液体(或原料液)中各组分在萃取剂中的溶解度不同。
二、选择题1、利用液体混合物各组分在液体中溶解度的差异而使不同组分分离的操作称为B 。
A、蒸馏B、萃取C、吸收D、解吸2、萃取操作是 B 相间的传质过程。
A、气-液B、液-液C、气-固D、液-固3、液-液萃取操作也称为 C 。
A、萃取精馏B、汽提C、抽提D、解吸4、在萃取过程中,所用的溶剂称为 A 。
化工原理7章液液萃取
mM mR mE 物料衡算 mMzA mRxA mE yA
mMzs mRxs mE ys
将方程整理成如下形式:
mE xAzAzSxS mR zAyA ySzS
此式说明,三个组成点M、R、E在一条直线上, 即M点位 于RE 点的连接线上。
m E RM m R ME
理论萃取级:即无论进入该级的两股液流(原料、溶剂或前 一级的萃余相和后一级的萃取相)的组成如何,经过萃取后, 从该级流出的萃取相和萃余相为互成平衡的两个相。
7.3.1 单级萃取计算 (1) 流程
mF, xF mS
混合器
xE, y
mM, z
澄清槽
mR, x
单级萃取流程示意图
(2)特点 ◇ 原料液与溶剂一次性接触。 ◇ 萃取相与萃余相达到平衡。
m E MR
mM
ER
A
mR M E
mM
RE
mE M R
mM
RE
mE M R mR M E
S B
7.2.2 三角形相图 萃取相、萃余相的相平衡关系是萃取设计、计算的基本条件,相 平衡数据来自实验或由热力学关系推算。 讨论的前提: 各组分不发生化学反应。 (1)溶解度曲线及平衡联结线
① 相平衡数据的测定:
yB xB
越大,分离效果越 应好 选, 择 1的溶剂
与分k配 A 有系 关 kA 越 数 , 大 越, 大
kA1 ,则 一定 1 ; 大 kA1 于 , 可能 1 , 大也 于可1 。 能
(2)溶剂萃取容量 定义:部分互溶物系的褶点处或第二类物系溶解度最大时,
萃取相中单位溶剂可能达到的最大溶质负荷。
(6)稳定性,腐蚀性,价格 良好的稳定性,腐蚀性小,毒性低,资源充足,价格适宜等。
化工原理第十章液-液萃取和液-固浸取
第十章 液-液萃取和液-固浸取1. 25℃时醋酸(A )–庚醇-3(B )–水(S )的平衡数据如本题附表所示。
习题1附表1 溶解度曲线数据(质量分数/%)试求:(1)在直角三角形相图上绘出溶解度曲线及辅助曲线,在直角坐标图上绘出分配曲线。
(2)确定由200 kg 醋酸、200 kg 庚醇-3和400 kg 水组成的混合液的物系点位置。
混合液经充分混合并静置分层后,确定两共轭相的组成和质量。
(3)上述两液层的分配系数A k 及选择性系数β。
(4)从上述混合液中蒸出多少千克水才能成为均相溶液解:(1)溶解度曲线如附图1中曲线SEPHRJ 所示。
辅助曲线如附图1曲线SNP 所示。
分配曲线如附图2 所示。
(2)和点醋酸的质量分率为25.0400200200200A =++=x水的质量分率为50.0400200200400S =++=x由此可确定和点M 的位置,如附图1所示。
由辅助曲线通过试差作图可确定M 点的差点R 和E 。
由杠杆规则可得kg 260kg 80040134013=⨯==M R()kg 540kg 260800=-=-=R M E由附图1可查得E 相的组成为A SB 0.28,0.71,0.01y y y ===R 相的组成为 A S B 0.20,0.06,0.74x x x ===(3)分配系数A A A 0.281.40.20yk x===B B B 0.010.01350.74y k x === 选择性系数 7.1030135.04.1B A ===k k β (4)随水分的蒸发,和点M 将沿直线SM 移动,当M 点到达H 点时,物系分层消失,即变为均相物系。
由杠杆规则可得kg 5.494kg 80055345534=⨯==M H 需蒸发的水分量为()kg 5.305kg 5.494800=-=-H M2. 在单级萃取装置中,以纯水为溶剂从含醋酸质量分数为30%的醋酸–庚醇-3混合液中提取醋酸。
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
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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。
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中国矿业大学化工原理习题—萃取
一、单选题1.进行萃取操作时应使:() CA 分配系数大于1B 分配系数小于1C 选择性系数大于1D 选择性系数小于12.一般情况下,稀释剂B组分的分配系数k B值:() BA 大于1B 小于1C 等于1D 难以判断,都有可能3.用纯溶剂S对A、B混合液进行单级(理论)萃取,当萃取剂用量增加时(进料量和组成均保持不变)所获得的萃取液组成变化是()。
DA 增加B 减少C不变D变化趋势不确定4.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()。
CA 增加B 减少C不变D不一定5.单级(理论级)萃取操作中,在维持相同萃余相浓度下,用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂,则萃取相量与萃余相量之比将()。
AA 增加B 不变C 降低D不定6.单级(理论级)萃取操作中,在维持相同萃余相浓度下,用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂,萃取液的浓度(指溶质)将()。
BA 增加B 不变C降低D不定7.萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M位于()。
CA 溶解度曲线之上方区B 溶解度曲线上C 溶解度曲线之下方区D 座标线上8.萃取是利用各组分间的()差异来分离液体混合物的。
CA 挥发度B 离散度C 溶解度D 密度9.采用多级逆流萃取与单级萃取相比较,如果溶剂比、萃取相浓度一样,则多级逆流萃取可使萃余相分率()。
BA 增大B 减少C 基本不变D 增大、减少都有可能10.在B-S部分互溶萃取过程中,若加入的纯溶剂量增加而其它操作条件不变,则萃取液浓度Ay'()。
DA 增大B 下降C 不变D 变化趋势不确定二、填空题1.萃取过程是()。
于混合液中加入溶剂使溶质由原溶液转移到溶剂中的过程2.某液体组成为x A=0.6、x B=0.4,试在三角相图中表示出该点的座标位置。
AB F∙A B3.某液体组成为x A =0.6、x B =0.4,若在其中加入与原料液等量的萃取剂S ,此时座标点位置在何处(在座标图中标明)。
化工原理(下)第4章液液萃取
三个顶点表示纯 物质 A代表溶质A的组成为 100%,其它两组分 的 组成为零 B点和S 点分别代表纯的 稀释剂和萃取剂 任一边上的任一点代表 二元混和物,第三组分 的组成为零 图中AB 边上的E点,代 表A、B二元混合物, 其 中A的组成为40%,B的 组成为60%,S的组成为 零
等边三角形 ——组成的表示方法
液-液萃取在工业上的应用
湿法冶金中的应用 20 世纪40 年代,原子能工业,铀、钍、镮
等金属提炼 近20年来,低品位有色金属的提取 目前认为只要价格与铜相当或超过铜的有色 金属如钴,镍,锆等等,都应优先考虑溶剂 萃取法 有色金属已逐渐成为溶剂萃取应用的领域
萃取在有色金属主要应用
(1)从矿石的浸出液中提取、富集有价金属。如 低品位氧化铜矿石的生物浸出-萃取-电积工艺。 (2)分离化学性质相近的金属离子。如分离铌钽、 分离锆铪、分离钴镍,以及分离稀土金属元素等。 (3)核工业材料的提取。如铀的分离、富集与提 取。 (4)净化溶液。如从镍电解液中净化除去铜、铁 等杂质离子。
用质量比 计算方便
YA K A X A
分 配 系 数
萃余相中溶 质的质量比
萃取相中溶 质的质量比
三、分配曲线
以xA为横坐标,yA为纵坐标,在直角坐标图上, 每一对共轭相可得一个点,将这些点联结起来,得 到曲线称为分配曲线。
溶解度曲线 分配曲线
y yx
P P
x
分配曲线的作法
第4章 液-液萃取
液相 M m kg zA、zS、zB
xA zA yA
R M
yS
m r e
e MR r ME
夏清《化工原理》(第2版)(下册)章节题库-第9章 液-液萃取【圣才出品】
章节题库第9章液-液萃取一、选择题1.选用溶剂进行萃取操作时,其必要条件是()。
A.分配系数k A >1B.萃取相含量y A >萃余相含量x AC.选择性系数>1D.分配系数k B >1【答案】C【解析】一般情况下,B 在萃余相中的组成比在萃取相中高,即1B Bx y >,则选择性系数1B A Bx k y β=>。
2.进行萃取操作时应使()。
A.分配系数大于1B.分配系数小于1C.选择性系数大于1D.选择性系数等于1【答案】C 【解析】分配系数K 是指溶质在互成平衡的萃取相和萃余相中的质量分率之比。
选择性系数β是指萃取相中溶质与稀释剂的组成之比和萃余相中溶质与稀释剂的组成之比的比值。
可以实现萃取操作的条件是选择性系数β大于1。
如果等于1,那么萃取相和萃余相组成相同,不能够实现分离。
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质所得萃余相浓度将()。
A.增加B.不变C.减少D.以上情况都可能【答案】不变【解析】当用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂时,选择性系数仍然是不变的,因此萃余相浓度不变。
二、填空题分别采用单级萃取与二级错流萃取分离同一种液体混合物,若所用的溶剂量相同,前者所得萃取液含量后者所得萃取液含量;若要求两者所得萃取液含量相同,前者所需溶剂用量后者所需溶剂用量。
【答案】小于大于【解析】多级错流萃取操作中,每次都要加入新鲜溶剂,前级的萃余相为后级的原料,这种操作最终可得到溶质组成很低的萃余相,但是溶剂的用量较多。
三、简答题1.用图示说明什么叫平衡联结线和分配曲线?二者之间有什么关系?LRPEK将三角形分为两个区域,曲线以内为两相区,曲线以外解:如图9-1所示,为均相区。
两相区内的混合物分为两个液相,当达到平衡时,两个液层称为共轭相,连接共轭液相组成坐标的直线称为平衡联接线,如图9-1中的RE线。
以萃余相R中溶质A的组成x A为横坐标,以萃取相E中溶质A的组成y A为纵坐标,组成平衡的E相和R相中的组分A的组成在直角坐标图上以N点表示。
柴诚敬《化工原理》笔记和课后习题(含考研真题)详解(10-12章)【圣才出品】
量分数。
b.对于萃取剂 S 与原溶剂 B 互不相溶的物系,溶质在两液相中的分配关系与吸收中的
类 似,即 Y KX
式中 Y——萃取相 E 中溶质 A 的质量比组成;X——萃余相 R 中溶质 A 的质量比组成;K—
e MR r ME
结合三角形相似定理可得
e xA zA MR m xA yA RE
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及
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r zA yA ME m xA yA RE
式中 ——线段 的长度,m。
③若向 A、B 二元混合液 F 中加入纯溶剂 S,则三元混合液的总组成点 M 必位干 SF 的
④过 M 点分别作三个边的垂线 MN、ML 及 MJ,则垂直线段
及 分别代表 A、
B 及 S 的组成。由图可知,M 点的质量分数为:
和
(2)杠杆规则
如图 10-3 所示,将质量为 r,组成为 xA、xR、xS 的混合液 R 与质量为 e,组成为 yA、yB、
ys 的混合液 E 相混合,得到一个质量为 m,组成为 zA、zB、zS 的新混合液 M,其在三角形坐
连线上,具体位置由杠杆规则确定,即
MF S MS F
2.三角形相图 (1)根据萃取操作中各组分的互溶性,可将三元物系分为以下三种情况,即 ①溶质 A 完全溶于 B 及 s,B 与 S 不互溶; ②溶质 A 完全溶于 B 及 S,B 与 S 部分互溶; ③溶质 A 完全溶于 B,A 与 s 及 B 与 S 部分互溶。 (2)溶解度曲线及联结线 ①设溶质 A 可完全溶于 B 及 S,但 B 与 S 为部分互溶,一定温度下的平衡相图如图 l0-4 所示,图中曲线 R0R1R2RiRnKEnEiE2E1E 0 称为溶解度曲线。 ②溶解度曲线将三角形相图分为两个区域 曲线以内的区域为两相区,曲线以外的区域为均相区。位于两相区内的混合物分成两个 互相平衡的液相,称为共轭相,连接两共轭相组成坐标的直线称为联结线,显然萃取操作只 能在两相区内进行。 ③若组分 B 与组分 S 完全不互溶,则点 R。与 E。分别与三角形顶点 B 及顶点 S 相重合。
《化工原理》萃取习题集
1. 2.教育习题集《化工原理》. 第八章萃取. 一、填空题. 1.萃取过程是 . 答案:在混合液中加入溶剂使溶质由原溶液转移到溶剂中的过程. 2.萃取是利用原料液中各组分的差异而实现分离的 ...骑大象的蚂蚁整理编辑《化工原理》第八章萃取23.在多级逆流萃取中,欲达到同样的分离程度,溶剂比愈大则操作点愈 S点。
答案:靠近24.在多级逆流萃取中,欲达到同样的分离程度,当溶剂比为最小值时,则所需理论级数为。
答案:无穷25.萃取操作依据:。
答案: 混合物中组分溶解度的差异26.混合物中组分溶解度的差异是萃取操作的。
答案:依据27.萃取操作中选择溶剂的主要原则:、和。
答案:溶质的溶解能力强选择性高易于回收28.分配系数k A<1表示:。
答案:萃取相中A组分的浓度<萃余相中A组分的浓度29.萃取操作中选择性系数与精馏操作中相当。
答案:相对挥发度30.在B-S部分互溶的萃取操作中,若萃取相中含溶质A为85kg,稀释剂B为15kg,溶剂S为100kg,则萃取相中y A/y B = 。
答案: 5.6731.在萃取操作的B-S部分互溶物系中加入溶质A组分,将使B-S互溶度。
答案:增大32.在萃取操作B-S部分互溶物系中,溶质A组分的量越大,B-S互溶度越。
答案:大33.在萃取操作B-S部分互溶物系中,溶质A组分的量越小,B-S互溶度越。
答案:小34.在萃取操作B-S部分互溶物系中,恰当降低操作温度,B-S互溶度。
答案:减小35.在萃取操作B-S部分互溶物系中,提高温度,B-S互溶度。
答案: 增大选择题1.在萃取操作中,一般情况下选择性系数为:。
A.β> 1 B.β< 1 C.β= 1答案:A2.进行萃取操作时,应使用()A:分配系数k A > 1 B:分配系数 k A < 1 C:选择性系数β > 1 D:选择性系数β< 1答案:C3.萃取剂的加入量应使原料和萃取剂的和点M位于()A:溶解度曲线上方区 B:溶解度曲线下方区C:溶解度曲线上 D:纵坐标上答案:B4.下列关于溶解度曲线的叙述正确的是()A:Ⅰ类物系的溶解度曲线是封闭型的,Ⅱ类物系是敞开型的。
化工原理第十章 液-液萃取和液-固浸取
第十章 液-液萃取和液-固浸取1. 25℃时醋酸(A )–庚醇-3(B )–水(S )的平衡数据如本题附表所示。
习题1附表1 溶解度曲线数据(质量分数/%)习题1附表2 联结线数据(醋酸的质量分数%)试求:(1)在直角三角形相图上绘出溶解度曲线及辅助曲线,在直角坐标图上绘出分配曲线。
(2)确定由200 kg 醋酸、200 kg 庚醇-3和400 kg 水组成的混合液的物系点位置。
混合液经充分混合并静置分层后,确定两共轭相的组成和质量。
(3)上述两液层的分配系数A k 及选择性系数β。
(4)从上述混合液中蒸出多少千克水才能成为均相溶液解:(1)溶解度曲线如附图1中曲线SEPHRJ 所示。
辅助曲线如附图1曲线SNP 所示。
分配曲线如附图2 所示。
(2)和点醋酸的质量分率为 25.0400200200200A =++=x水的质量分率为50.0400200200400S =++=x由此可确定和点M 的位置,如附图1所示。
由辅助曲线通过试差作图可确定M 点的差点R 和E 。
由杠杆规则可得 kg 260kg 80040134013=⨯==M R ()kg 540kg 260800=-=-=R M E由附图1可查得E 相的组成为 A S B 0.28,0.71,0.01y y y ===R 相的组成为 A S B 0.20,0.06,0.74x x x ===(3)分配系数 A A A 0.281.40.20y k x === B B B 0.010.01350.74y k x === 选择性系数 7.1030135.04.1B A ===k k β (4)随水分的蒸发,和点M 将沿直线SM 移动,当M 点到达H 点时,物系分层消失,即习题1 附图1 习题1 附图2变为均相物系。
由杠杆规则可得 kg 5.494kg 80055345534=⨯==M H 需蒸发的水分量为()kg 5.305kg 5.494800=-=-H M2. 在单级萃取装置中,以纯水为溶剂从含醋酸质量分数为30%的醋酸–庚醇-3混合液中提取醋酸。
化工原理:10-1 液-液萃取概述
超临界萃取 凝胶萃取 反向胶团萃取
按萃取组分数目分类
萃取
单组分萃取√
多组分萃取
二、萃取操作的应用
萃取操作应用场合
❖ 相对挥发度 1物系的分离
❖ 溶质浓度很低 ,且为难挥发组分物系的分离 ❖ 热敏性物系的分离(从发酵液中对青霉素及咖
啡因的提取)
第十章 液-液萃取和液-固浸取
萃取操作示意图
第十章 液-液萃取和液-固浸取
10.1 液-液萃取概述 10.1.1 萃取的原理与流程 10.1.2 萃取的分类与应用
一、萃取过程的分类
按有无化学反应分类
萃取
物理萃取
化学萃取√
按萃取级数分类
萃取
单级萃取
多级萃取√
多级逆流萃取 多级并流萃取
一、萃取过程的分类
按萃取技术分类
单溶剂萃取√
传质接触面积↓→分离效果↓,此时需要较多的外加能 量用于分散相的建立。
若 LL过小,液体易分散甚至产生乳化现象,难
以分层。
3. L,S S 的L,S↓→利于两相的混合与分层、流
动与传质。若S 的粘度太大,可以用其它溶剂调节。 萃取剂要有良好的化学稳定性,不分解不聚合,
要有足够的热稳定性和抗氧化稳定性,对设备的腐蚀 性要小;应具有较低的凝固点;毒性小、不易燃、来 源充足、价格低廉等。
若S为易挥发组分,则其气化热要小。若S萃取 能力大,则循环量小,E相中S的回收费用低;或S在 B中的溶解度小,也可减小R相中S的回收费用。
若 1,可以考虑用反萃取和结晶的方法分离。
四、萃取剂的其它物性
1. LL↑→液-液分层速度↑→设备生产能力↑ 2. 界面张力 LL LL↑,分散相中的细小液滴易于 聚结,有利于分层;但 LL↑↑,则液体不易分散,
《化工原理》第九章 萃取.
(2)E相和R相的量与线段MR和ME的长度成比例,即:
E MR R ME
(9-1)
第一节 液-液萃取的基本原理
式中 E、R ——分别代表相和相的质量,kg;
MR 、ME ——分别代表线段MR和ME的长度。
若三元混合物M是由二元混合液F和纯组分混合S而成 的,如图9-4所示,则为M与S的和点F,M与S、F处于同一 直线上。同样可依杠杆规则得出如下关系:
2.组分的热敏性大,采用蒸馏方法易导致热分解、 聚合等化学变化。
3.溶液沸点高,需要在高真空下进行蒸馏。 4.溶液中溶质的浓度很低,用蒸馏方法能耗太大, 经济上不合理。 液-液萃取技术的应用不限于以上几个方面,而是有 着广泛的前景。萃取与蒸馏两种分离方法可以互相补充。 实践证明,适当选用蒸馏或萃取,几乎所有液体混合物都 能有效而经济的实现组分间的完全分离。
第一节 液-液萃取的基本原理
1.三组分系统组成的表示法
液-液萃取过程也是以相际的平衡为极限。三组分系 统的相平衡关系常用三角形坐标图来表示。混合液的组成 以在等腰直角三角形坐标图上表示最方便,因此萃取计算 中常采用等腰直角三角形坐标图。
在图9-1中,三角形的三个顶点分别表示纯组分。习 惯上以顶点A表示溶质,顶点B表示原溶剂,顶点S表示萃 取剂。三角形任何一个边上的任一点代表一个二元混合物, 如AB边上的H点代表由A和B两组分组成的混合液,其中A的 质量分数为0.7,B为0.3。三角形内任一点代表一个三元 混合物,如图M中的点,过M点分别作三个边的平行线ED、 HG与KF,其中A的质量分数以线段MF表示, B的以线段MK表 示,S的以线段ME表示。由图可读得:WA =0.4,WE=0.3, WS=0.3。可见三个组分的质量分数之和等于1。
陈敏恒《化工原理》(第3版)(下册)课后习题-液液萃取(圣才出品)
解:已知:
F=100kg,多级逆流萃取,
t=25℃,S/F=1,相平衡关
பைடு நூலகம்
系见第 3 题。求:
及组成
由相平衡得
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由物料衡算式 得 整理并试差得
溶剂与稀释剂完全不互溶时的萃取 11-6 使用纯溶剂对 A、B 混合液作萃取分离。已知溶剂 S 与稀释剂 B 极少互溶,在 操作范围内溶质 A 在萃取相和萃余相中的平衡浓度可用 Y=1.3X 表示(Y、X 均为质量分数 比)。要求最终萃余相中萃余百分数均为 φ=3%(质量分数),试比较单级和三级错流萃取 (每级所用溶剂量相等)中,每千克的稀释剂 B 中溶剂 S 的消耗量(kg)。 解:已知:Y=1.3X,Φ=0.03,纯溶剂,求:(1)单级萃取 S/B;(2)三级错流萃取 (每级所用溶剂量相等)
用内插法过 M2 点作一条平衡联结线,得 E2,
R2,读萃余相
。
11-5 含醋酸 0.20(质量分数,下同)的水溶液 100kg,用纯乙醚为溶剂作多级逆流
萃取,采用溶剂比 S/F 为 1,以使最终萃余相中含醋酸不高于 0.02。操作在 25℃下进行,
物系的平衡方程参见习题 3。试求:最终萃取相的量及组成、最终萃余相的量及组成。
(二)思考题 11-1 萃取的目的是什么?原理是什么? 答:分离液液混合物。各组分溶解度的不同。
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11-2 萃取溶剂的必要条件是什么? 答:(1)与物料中的 B 组份不完全互溶;(2)对 A 组份具有选择性的溶解度。
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12.化工原理 液液萃取 题目(含答案)
液液萃取-概念题(题目)[一]单选择题层次:A(1) x12a02001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__________。
(1)增大,(2)减小,(3)不变,(4)不确定(2) x12a02002萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M位于________(1) 溶解度曲线之上方区;(2) 溶解度曲线上;(3) 溶解度曲线之下方区;(4)坐标线上。
(3) x12a02003进行萃取操作时应使________(1) 分配系数大于1;(2)分配系数小于1;(3)选择性系数大于1;(4)选择性系数小于1。
(4) x12a02005若B-S部分互溶物系中,临界互溶点P不在平衡曲线(溶解度曲线)的最高点,且分配系数k A<1,则A组分的分配曲线图应为__________。
y(1) (3)y(2) (4)(5) x12a05021(1) 液液萃取中三元物系,按其组分之间互溶性可区分为______种情况。
A) 二种B) 三种C) 四种D) 多种(2) 若B-S部分互溶物系中,临界互溶点P不在平衡曲线(溶解度曲线)的最高点,且分配系数k A<1,则A组分的分配曲线图形应为________。
层次:B(6) x12b02004一般情况下,原溶剂B组分的分配系数k B值________。
(1)大于1; (2)小于1; (3)等8于1; (4)难以判断,都有可能。
(7) x12b02006在B-S部分互溶体系的单级萃取过程中,若加入的纯溶剂量增加而其它操作条件不变,则萃取液浓度y_________。
A(1)增大(2)下降(3)不变(4)变化趋势不确定(8) x12b02007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________。
(1)增加(2)减少(3)不变(4)不确定(9) x12b02009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________。
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kg/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。
解:φR=(BX)/(BX F)=X/X F∴X=X FφR Y=KX=KφR X F物料衡算:SY=B(X F-X)∴S/B=(X F-X)/Y=X F(1-φR)/(KφR X F)=(1-0.05)/(1.2×0.05)=15.83kgS/kgB4、用纯溶剂S进行单级萃取,X F=0.15(质量分率,下同)。
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化工原理《液-液萃取》概念题
一、单项选择题
1、单级萃取中,若增加纯溶剂S的加入量,则萃取液的浓度y A将。
A.不变
B.减小
C.增大
D.不确定
2、单级萃取操作时,若降低操作温度,其他条件不变,则溶剂的选择性将。
A.变差
B.变好
C.不变
D.不确定
3、选用溶剂进行萃取操作时,其必要条件为。
A.分配系数k A<1
B.萃取相含量y A≤萃余相含量x A
C.选择性系数β>1
D.分配系数k B=1
4、单级萃取中,若升高操作温度,则萃取液中溶质的浓度y A将。
A.不变
B.减小
C.增大
D.不确定
5、对于萃取过程,若溶剂的选择性好,则溶剂的溶解度也将。
A.变大
B.变小
C.不变
D.不确定
6、当萃取过程溶剂比S/F减小时,萃取液中溶质A的浓度,所需理论级数。
A.不变,减小
B.减小,减小
C.增大,减小
D.减小,增大
7、萃取过程的能耗主要集中在。
A.萃取操作时溶剂的输送
B.萃取操作时原溶液的输送
C.萃取操作时溶剂的回收
D.萃取操作时温度的升高
8、以下说法错误的是。
A.临界混溶点位于溶解度曲线最高点
B.临界混溶点左方曲线表达式为:)(A S x x ψ=
C.临界混溶点右方曲线表达式为:)(A S y y ϕ=
D.溶解度曲线内的平衡联结线两端的表达式为:)(A A x f y =
9、一般情况下,稀释剂B 组分的分配系数k B 值 。
A.大于1
B.小于1
C.等于1
D.难以判断,都有可能
10、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.不一定
11、单级(理论)萃取操作中,在维持相同萃余相浓度下,用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂,则萃取相量与萃余相量之比将 。
A.增加
B.不变
C.降低
D.不定
12、单级(理论)萃取操作中,在维持相同萃余相浓度下,用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂,萃取液的浓度(指溶质)将 。
A.增加
B.不变
C.降低
D.不定
13、萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M 位于 。
A.溶解度曲线之上方区
B.溶解度曲线上
C.溶解度曲线之下方区
D.座标线上
14、萃取是利用各组分间的 差异来分离液体混合物的。
A.挥发度
B.离散度
C.溶解度
D.密度
15、采用多级逆流萃取与单级萃取相比较,如果溶剂比、萃取相浓度一样,则多级逆流萃取可使萃余相分率 。
A.增大
B.减少
C.基本不变
D.增大、减少都有可能
二、填空题
1、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。
2、多级错流萃取过程中可得到溶质A质量的萃取相,但溶剂用量。
3、一般来说,温度降低时,互溶度将,萃取分离的效果。
4、微分接触式逆流萃取的理论级当量高度HETS的数值与、和有关,一般需要通过确定。
5、在多级逆流萃取中,欲达到同样的分离程度,溶剂比愈大则所需理论级数
愈。
6、在多级逆流萃取中,欲达到同样的分离程度,溶剂比愈大则操作点愈S点。
7、在多级逆流萃取中,欲达到同样的分离程度,当溶剂比为最小值时,则所需理论级数为。
8、分配系数k A 1表示。
9、萃取操作中选择性系数与精馏操作中相当。
10、在B-S部分互溶的萃取操作中,若萃取相中含溶质A为85kg,原溶剂B为15kg,萃取剂S为100kg,则萃取相中y A/y B = 。
11、在萃取操作的B-S部分互溶物系中加入溶质A组分,将使B-S互溶度。
12、在萃取操作B-S部分互溶物系中,恰当降低操作温度,B-S互溶度。
13、萃取操作中选择性系数趋于无穷出现在物系中。
三、判断题
1、萃取是利用原料液中各组分的密度差异来进行分离液体混合物的。
()
2、溶剂A在萃取相和萃余相中分配系数k A>1,是能否采用萃取分离的必要条件。
()
3、萃取中选择性系数和精馏中相对挥发度的意义相同。
()
4、萃取精馏是属于萃取操作的方法之一。
()
5、欲分离含热敏性物质的混合物,精馏操作比萃取操作更合适。
()
6、两共轭相当组成在临界混溶点无限接近,临界混溶点一般在溶解曲线的最高点。
()
7、萃取溶剂的选择性系数为无穷大时不利于萃取操作。
()
8、分配系数等于1时亦能进行萃取操作。
()
9、以最少量溶剂进行单级萃取计算,可以获得最大溶质浓度的萃取相和萃取液。
()
10、超临界萃取可以在较快的传质速率和有利的相平衡条件下进行,是因为超临界流体兼有液体和气体的某些特性。
( )。