第四章 液液萃取

第四章液液萃取

l.25℃,醋酸(A)—庚醇-3(B)—水(S)的平衡数据如本题附表所示.试求:

(1)在直角三角形相图上绘出溶解度曲线及辅助曲线,在直角坐标上绘出分配曲线。

(2)由50kg醋酸、5Okg庚醇-3和100kg水组成的混合液的坐标点位置。混合液经过充分混合而静置分层后,确定平衡的两液层的组成和质量。

(3)上述两液层的分配系数k A及选择性系数β。

(4)从上述混合液中蒸出多少公斤水方能成为均相混合液?

〔答:(1)图略;(2)混合液组成:25%A,25%B,50%S；E相:y A=0.27,y B=0.01,E=126kg;R 相:xA=0.20,x B=0.74,R=74kg;(3) k A=1.35,β=100;(4)需蒸出水约78kg〕

2.在单级萃取装置中,用纯水萃取含醋酸309毛(质量分数,下同)的醋酸一庚晦3棍合液1刷屿,要求萃余相中醋酸组成不大于1096。操作条件下的平衡数据见习题1。试求:")水的用量为若干公斤?(2)萃余相的量及醋酸的萃余率(即萃余相中的醋酸占原料液中醋酸的百分数)。〔答:（1)S=1283kg;(2)R=807kg,萃余率26.9%〕

3.在25℃下,用甲基异丁基甲酮(MBK)从含丙酮40%(质量分数)的水溶液中萃取丙酮。原料液的流量为1500kg/h。试求:

(1)当要求在单级萃取装置中获得最大组成的萃取液时,萃取剂的用量为若干(kg/h)?

(2)若将(l)求得的萃取剂用量分作两等份进行两级错流萃取,试求最终萃余相的流量和组成。

(3)比较(1)(2)两种操作方式中丙酮的回收率(即萃出率)。

操作条件下的平衡数据见本题附表。

〔答:（1)S=760kg/h ；(2)R 2=1020kg/h,x 2=0.18；(3)单级A ϕ=59.4%,两级错流A ϕ=69.4%〕

4.在多级错流接触萃取装置中,以水作萃取剂从含乙醛6%(质量分数,下同)的乙醛一甲苯混合液中提取乙醛。原料液的流量为120kg/h,要求最终萃余相中乙醛含量不大于0.5%。每级中水的用量均为25kg/h 。操作条件下,水和甲苯可视作完全不互溶,以乙醛质量比组成表示的平衡关系为:Y=2.2X 。试在X-Y 坐标系上用作图法和解析法分别求所需的理论级数。〔答:n=6.5〕

5.将习题3的两级错流接触萃取改为两级逆流接触萃取,其他条件均相同,试求丙嗣的萃取率。 〔答:萃取率82.5%〕(作为试差起点,假设Z2=0.12)

6.在级式接触萃取器中用纯溶剂S 逆流萃取A 、B 棍合液中的溶质组分A 。原料液的流量为1000kg/h 其中A 的组成为0.30(质量分数,下同),要求最终萃余相中A 的质量分数不大于0.010采用的溶剂比(S/F)为0.8。操作范围内的平衡关系为

4.07

5.0A

A x y = A S y y 04.1992.0-=

A S x x 06.00099.0+=

试求所需的理论级数。[答:n=2]

7.某混合液含A 、B 两组分,在填料层高度为3m 的填料塔内用纯搭剂S 逆流萃取混合液中的组分A 。原料液流量为1500kg/h,其中组分A 的质量比组成为0.018,要求组分A 的回收率不低于90%,溶剂用量为最小用量的1.2倍,试求:(1)溶剂的实际用量,kg/h(2)填料层的等板高度HETS,取K A =0.855,再用解析法计算；(3)填料层的总传质单元数N OR 。

操作条件下的分配曲线数据如本题附表所示。组分B 、S 可视作完全不互溶。

OR