• 因此，β＝0时精馏塔 计算复杂。 • 简化方法 ：
– 仅用新的挥发度体现溶 剂的作用，且为只与萃 取剂浓度有关的平均相 对挥发度（溶剂加料板 与塔釜的平均，或塔顶 x2’=0与塔底x1’=0的平 均值
xs = S / L 因此萃取精馏并不是回 流比越大越好
五、恒沸精馏和萃取精馏的比较 （1）第三组分选择范围 恒沸精馏：与被分离组分形成最低恒沸物，选择相对难。 萃取精馏：选择范围要广得多。 （2）能量消耗 恒沸精馏： 挟带剂以气态离塔，消耗的潜热较多。 萃取精馏：萃取剂基本不汽化，较经济。 （3）操作方式 萃取精馏：不能简单地用于间歇操作。 恒沸精馏：无此限制。 （4）热敏性物料 恒沸精馏的操作温度一般低于萃取精馏， 适于分离热敏性物料。
+ xs [A1s − As 2 + 2 x1 ( As1 − A1s ) − xs ( A2 s − As 2 ) − C ( x2 − x1 )]
• 其中A交互作用参数 • C表征三组分性质的常数。三对二组分溶液均简 化为对称系统，C=0，简化为：
1 A12 = ( A12 + A21 ) 2 1 ' A1s = ( A1s + As1 ) 2 1 ' A2 s = ( A2 s + As 2 ) 2
– 醚 醛 酮 脂 醇 二醇 水
• 同系物：丙酮－甲醇有两类萃取剂 • 溶解度
– 与各组分互溶，接触好，动力消耗少 但选择性会差。所以选溶解小的，用量加大
分子间力、氢键
举例：
• • • • • 乙醇-水 乙二醇 甲醇-醋酸甲脂 水 正庚烷-甲苯 苯酚 糠醛-苯 环己烷 丙酮-甲醇 乙醇，丙醇，丁醇，水、丁酮，甲基 正丙基丙酮，甲基异丁基丙酮，甲基正戊基丙酮
' ' ' '
稀释作用
萃取作用
' '
xs＝0时， α = ln( ln
Ps 1 P2
s
)T2 + A12 (1 − 2 x1 )
'
则当温度对压强比影响不大，x1 = x1 时
αs ' ' ' ' ln = xs A1s − A2 s − A12 (1 − 2 x1 ) α
[
]
四、萃取精馏流程分析
• • • • 溶剂加料口在进料口以上 有溶剂回收段 溶剂回收塔 循环使用，补充少量新鲜溶剂
六、补充习题
• 正丁烷（1）与丁烯（2）的混合物，加入 糠醛含量为xs＝0.85时，求65°C时的α12S. • 已知1、2的饱和蒸汽压分别为0.731、 0.966MPa；用常用对数表示的双组分溶液 的马格勒斯常数分别为A1s＝0.988； As1＝ 1.108； A2s＝0.763； As2＝0.951。
• 醋酸甲酯（1）和甲醇（2）的混合物，x1 ＝0.649。要求塔顶得到0.95的醋酸甲酯， 回收率为98％。以水为溶剂进行萃取精馏， 塔内保持水浓度0.8，操作回流比为最小回 流比的1.5 倍，求所需溶剂量和理论板数。
习题
• 一、选择题 • 21在萃取精馏中，加入的溶剂浓度越大，原溶液的相对挥 发度改变的程度 • A 越大；B 越小；C 不变； D 皆有可能 • 22在萃取精馏过程中，溶剂入口一般取在哪个位置？ • A 进料板以上；B 进料板；C 进料板以下； D 塔釜 • 23萃取精馏过程中，溶剂存在条件下的液气比与脱溶剂条 件下的液气比要（ ） • A大；B 小；C 相同； D 不能确定
'
γ1 ' ' ' ' ln( ) s = A12 (1 − xs )(1 − 2 x1 ) + xs ( A1s − A2 s ) γ2
x1 x＝ 脱溶剂浓度 x1＋x2
' 1
lnα s= ln(
Ps 1 P2
s
)T3 + A12 (1 − xs )(1 − 2 x1 ) + xs ( A1s − A2 s )
– 例：丁烯（-6.5 ℃) -丁二烯（-4.5 ℃) – 相对挥发度1.029 – x=0.5时， 达到 0.99 Nmin=318 Rmin=65.3 – 用乙腈萃取精馏，相对挥发度达到1.79 – xs=0.5时， Nmin=15 Rmin=2.46
典型实例： 典型实例：苯—环已烷的分离.
2 对萃取剂的基本要求： 对萃取剂的基本要求： • 基本要求
– 沸点高原组分 – 与原组分相互作用差别大，“选择性”，一般萃取重组分 – 易回收
• 其他
– – – – – 与原组分互溶 没有化学反应 性质稳定 无毒、无腐蚀 价廉易得
（1）选择性强； （2）溶解度大； （3）挥发性小； （4）经济、安全
二、萃取剂选择方法
• 实验测定VLE数据αs/ α • 用三元活度系数方程计算 xs一般为0.6-0.8 • 极性相近
用量确定 书78页，例题3－5
三、萃取原理分析
γ 1s P sγ 1 Ps 1 1 α s＝（ s ）3 α＝ s T P2 γ 2 P2 γ 2s • 三元Margules方程
γ1 ln( ) s = A21 ( x2 − x1 ) + x2 ( x2 − 2 x1 )( A12 − A21 ) γ2
• 塔内流量：萃取剂为难挥发，塔自上而下，液相 流率越来越大，气相流率越来越小。在溶剂加料 板流率突变（与溶剂温度有关） • 溶剂浓度：若气相加料，则恒定；液相加料，可 将部分溶剂和料液一起加入，保持全塔恒定，但 溶剂浓度在再沸器发生跃升。 • 由于溶剂挥发度低，且用量大，认为浓度恒定。 • 恒摩尔流假定；塔顶带出的溶剂量忽略不计。
• 二、填空题 • 18在萃取精馏中所加入的新组分称为 。 • 19对于一个具体的萃取精馏过程，溶剂对原溶液关键组分 的相互作用和 作用是同时存在的。 • 三、名词解释 • 7 萃取精馏 • 四、简答题 • 6 在萃取精馏中，溶剂选择的一般要求包括哪些方面？
萃取精馏
一、概述
(1) 应用
① 具有恒沸点的液相混合物的分离； ② 具有较小相对挥发度的物系的分离。 (2) 原理 在液相混合物中加入第三组分（质量分离剂），改变原溶 液中各组分间的相对挥发度。
（3）定义
加入的第三组份能显著改变两组份间的相对挥
发度，且本身的挥发性很小，这种精馏方法称为萃取精馏 萃取精馏。 萃取精馏 该第三组分称为萃取剂 萃取剂。 萃取剂
Vys + S = Lxs
• 溶剂的 物料衡 算 • 溶剂与 原溶液 之间的 气液平 衡关系
β xs ys = 1 + ( β − 1) xs
( L + D − S ) ys + S = Lxs S +V = L + D S xs = βD (1 − β ) L − 1− x s ys 1 − ys x1 + x2 1 x1 + x2 = = β= xs x1 x2 α1s x1 + α 2 s x2 xs α + α 2s 1s 1 − xs xs xs
• 24 萃取精馏过程中，各板下流的溶剂流率比加入的溶剂 流率要（ ） • A大；B 小；C 相同； D 不能确定 • 25 萃取精馏过程中，塔内汽相流率越往上走越（ ） • A大；B 小；C 相同； D 不能确定 • 26 萃取精馏过程中，塔内液相流率越往下走越（ ） • A大；B 小；C 相同； D 不能确定