化工原理萃取PPT课件

M
0.6
0.8
B
0.8 0.6 0.4 0.2
S
三角形的三个顶点分别表示A、B、S三个纯组分。
三条边上的任一点代表某二元混合物的组成，不含 第三组分。E 点： xA =0.4， xB =0.6
组成表示法
A
A
0.8
0.2
0.8
0.2
0.6
0.4
E
0.4
M
0.6
0.2
0.8
0.6 E 0.4
0.2
0.4
D 1 CM 1
C
DM
D C CM DM
C
DM
M CD
4-1
C DM
D MC M CD
4-1a
二、三角形相图 (三元体系的液-液平衡关系)
按组分间互溶度的不同，可将三元混合液分为： (1) 溶质A可完全溶解于B及S中，而B、S不互溶； (2) 溶质A可完全溶解于B及S中，而B、S只能部分 互溶； (3) 溶质A与B完全互溶，B与S和A与S为二对部分 互溶组分。 通常，将（1）（2）中只有一对部分互溶组分的三 元溶合物体系称为第I类物质。 如丙酮（A）-水（B）-甲基异丁基酮（S） 醋酸（A）-水（B）-苯（C） 萃取中(I)类物系较普遍，故主要讨论该类物系的液 -液相平衡。
(1) M点为C与D点的和点，C点
为M点与D点的差点，D点
A
为M点与C点的差点。分点
与合点在同一条直线上，分
点位于合点的两边；
xAC
C
(2) 分量与合量的质量与直线上 相应线段的长度成比例，即：
xAM xAD
M D
B xSD xSM xSC
S
C / D DM CM
C / M DM CD
D / M CM CD
CD线上不同的点代表C、D以不同质量比进行混合所得的混 合物；混合物M可分解成任意两个分量，只要这两个分量位 于通过M点的直线上，在M点的两边即可。
物料衡算与杠杆规则
总物料衡算： C D M
A
A组分的衡算： CxAC DxAD MxAM
C、M、D三点 必在同一直线上
S组分的衡算： CxSC DxSD MxSM
4、微分接触式（连续接触式）
一般为塔式设备 （喷淋塔、填料塔、转盘塔、振动筛板塔等）。
一液相为连续相，另 一液相为分散相，分 散相和连续相呈逆流 流动；两相在流动过 程中进行质量传递， 其浓度沿塔高呈连续 微分变化；两相的分 离在塔的上下两端进 行。
重液进口 Heavy liquid inlet
轻液进口 Light liquid inlet
xAC
C(xAC xAM ) D(xAM xAD ) C(xSC xSM ) D(xSM xSD )
C
xAM xAD
M D
B xSD xSM xSC
S
x AC x AM x AM x AD CM线斜率 xSC xSM xSM xSD MD线斜率
D x AC x AM CM C x AM x AD DM
物，用一般精馏方法不经济或不能分离； (2) 混合液中含热敏性物质，受热易分解、聚合或
发生其它化学变化； (3) 混合液中需分离的组分浓度很低，采用精馏方
法须将大量的稀释剂汽化，能耗太大。
萃取操作是两相间的传质过程，需要研究两液相间 的平衡关系和相际间的传质速率问题。
第二节 液-液相平衡
工业萃取过程中萃取剂与稀释剂一般为部分互 溶，涉及到的是三元混合物的平衡关系，一般采用 三角形坐标图来表示。 一、组成表示法
M
0.6
0.8
B
0.8 0.6 0.4 0.2
S
B
0.8 0.6 0.4 0.2
S
三角形内任一点代表某三元混合物的组成。
M 点： xA =0.4， xB =0.3，xS =.3
二、物料衡算与杠杆规则
描述两个混合物C和D形成一个新的混合物M时，或 者一个混合物M分离为C和D两个混合物时，其质量 之间的关系。
特点：单级萃取最多为一次平衡，故分离程度不 高，只适用于溶质在萃取剂中的溶解度很大或溶 质萃取率要求不高的场合。
萃取操作的基本流程
2、多级错流萃取
料液 Feed
萃取剂 Solvent
1
2
3
萃取相 Extract
N
萃余相 Raffinate
原料液依次通过各级，新鲜溶剂则分别加入各级的 混合槽中，萃取相和最后一级的萃余相分别进入溶 剂回收设备。 特点：萃取率比较高，但萃取剂用量较大，溶剂回 收处理量大，能耗较大。
第四章 萃 取
Chapter 4 Extraction
第一节 概述（Introduction）
一、液-液萃取的基本原理
在液体混合物中加入与其不完全混溶的液体溶剂
（萃取剂），形成液-液两相，利用液体混合物中 各组分在两液相中溶解度的差异而达到分离的目的。
也称溶剂萃取，简称萃取。
溶质：混合液中被分离出的物质，以A表示； 稀释剂（原溶剂）：混合液中的其余部分，以B表 示； 萃取剂：萃取过程中加入的溶剂，以S表示。 萃取剂对溶质应有较大的溶解能力，对于稀释剂则 不互溶或仅部分互溶。
三角形坐标图
可用等腰直角三角形、等边三角形、不等腰直角三 角形坐标图。
组分的浓度以摩尔分率，质量分率表示均可。本章 中 xA、xB、xS分别表示 A、B、S 的质量分率。
A
A
0.8
0.2
0.6
0.4
E
0.4
M
0.6
0.2
0.8
B
0.8 0.6 0.4 0.2
S
0.8
0.6 E 0.4
0.2
0.2
0.4
轻液出口 Light Liquid outlet
重液出口 Heavy liquid outlet
四、萃取操作的适用范围
萃取过程本身并未完全完成分离任务，而只是将难 于分离的混合物转变成易于分离的混合物，要得到 纯产品并回收溶剂，必须辅以精馏（或蒸发）等操 作。 萃取操作一般用于： (1) 混合液中各组分的沸点很接近或形成恒沸混合
萃取操作的基本流程 3、多级逆流萃取
料液 Feed
1
2
3
萃取相
Extract
萃余相 Raffinate
N
萃取剂 Solvent
原料液和萃取剂依次按反方向通过各级，最终萃取 相从加料一端排出，并引入溶剂回收设备中，最终 萃余相从加入萃取剂的一端排出，引入溶剂回收设 备中。 特点：可用较少的萃取剂获得比较高的萃取率，工 业上广泛采用。
三、萃取操作的基本流程
按溶液与萃取 剂的接触方式
分级接触式
微分接触式 连续接触式
1、单级萃取
萃取剂 Solvent
料液A+B Feed
混合澄清槽 Mixer-settler
单级 多级错流 多级逆流
萃取相 Extract
萃余相 Raffinate
萃取液 E’
溶剂 S’ 萃余液 R’
萃取操作的基本流程