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文档之家› 化工原理讲稿(下册)-应化第十一章萃取讲(2)
化工原理讲稿(下册)-应化第十一章萃取讲(2)
课前思考
1、吸收的理论依据? 2、单组分吸收涉及的组分A、B、S的含义? 3、单组分吸收中气相由?组成,液相由?组成?
4、x、y、X、Y的含义?为何定义X、Y?
5、吸收溶解度曲线?T、p如何影响? 6.吸收过程的相平衡关系如何表达?
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第十一章 萃取 Extraction 第一节 概述 第二节 萃取的基本原理 第三节 萃取过程的计算
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四、应用场合-之三
热敏性物质的分离:
在生化制药的过程中,生成复杂 的有机液体混合物,这些物质大多为 热敏性混合物。选择适当的溶剂进行 萃取,可避免受热损坏,提高有效物 质的收率。例如青霉素的生产,用玉 米发酵得到的含青霉素的发酵液,以 醋酸丁脂为溶剂,经过多次萃取得到 青霉素的浓溶液。
单元操作
液-液萃取 EXTRACTION
蒸馏 DISTILLATION 吸收 ABSORPTION
操作原理
利用组分在萃取剂中溶解 度不同分离液体混合物
利用组分的挥发度不同分 离液体混合物 利用组分溶解度不同分离 气体混合物
扩散方式
单向扩散
反向扩散 单向扩散
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四、应用场合-之一
沸点接近或相对挥发度接近于1的物系分离:
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一、三元组成的表示方法-解决方法
利用三角形……
A
A
A
M
B
M
S
B
SB
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M
S
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一、三元组成的表示方法-△顶点
纯组分 (A、B、S)的表达
A
点A:xA=100%
点B:xB=100%
点S:xS=100%
B
S
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一、三元组成的表示方法-△三边
二元混合物(A+B,A+S,B+S)的表达
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环己烷(A)与苯(B)常压沸点为80.73OC、 80.1OC,α→1,加入糠醛后,α可达到2.7。
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四、应用场合-之二
恒沸物分离:
乙醇-水二元 混合物相图
乙醇-水恒沸组成:乙醇 0.894 (mol%),乙醇/水≈9,加入苯,形 成三元恒沸物,乙醇:0.23; 水:0.226,乙醇/水≈1 。
A
A%
三角形任一边上的任一
点代表二元混合物,第三组
分的组成为0。
S%
边上任一点越靠近某一
顶点处,此顶点所代表的组
分在溶液中的浓度越大。
B
S
B%
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一、三元组成的表示方法-△内部
三元混合物M(A+B+S)的表达
A
M点:xA =0.4
xB =0.3 xS =0.3
M N
B
S
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一、三元组成的表示方法-总结
含稀释剂B多的一相 (B+A少+SR)称为萃余相 (Raffinate ),以R表示。 A的含量以xA表示
E
萃取相
yA R
萃余相
xA
沉降分离
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二、简单的萃取过程-脱除溶剂
萃取液E’
萃取相 萃余相
SE
S 脱除溶剂
SR
萃余液R’
萃取相和萃余相脱溶剂后分别得萃取液(Solvent-
free extract, A+B少)和萃余液( Solvent-free raffinate ,B+A少),以E’和R’表示。
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一、三元组成的表示方法-问题的提出
yA yB 1 xA xB 1
yA yB 1
xA xS 1
yAyBys 1 xAxBxS 1
在精馏与吸收中
xA已知,xB=1-xA可知; yA已知,yB=1-yA可知
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一、三元组成的表示方法-问题的提出
三元物系平衡关系 如何表示?
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二、简单的萃取过程-总结
工业萃取过程由三个基本过程组成,即 (1)混合 采取措施使萃取剂和原料液充分混合,
实现溶质A由原溶液向萃取剂传递。 (2)沉降分离 进行萃取相E和萃余相R的分离。 (3)脱除溶剂 萃取相和萃余相脱溶剂得到萃取
液E’和萃余液R’,萃取剂循环使用。
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三、萃取过程特点-与蒸馏、吸收比较
溶解度大的组分称为溶质 (Solute ),以A表示;
不溶解或溶解度小的组分称为 稀释剂(Diluter/Diluting agent ),以B表示;
混合槽
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二、简单的萃取过程-沉降分离
含萃取剂S多的一相 (A+SE+B少)称为萃取相 (Extract ),以E表示。 A的含量以yA表示
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第一节 概述
一、萃取的理论依据 二、简单的萃取过程 三、萃取过程特点 四、应用场合 五、萃取剂S的选择
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一、萃取的理论依据
依据液体混合物中各组分在所选择的溶剂 中溶解度的差异分离液体混合物的单元操作 称为液-液萃取,也称溶剂萃取,简称萃取 (Extraction) 。
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4二、简单的萃取过程-工艺流程源自原料液F (A+B)
萃取剂 (S)
萃取相
E
萃余相
R
萃取液E’ -SE
S
-SR 萃余液R’
混合槽
沉降分离 脱除溶剂
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二、简单的萃取过程-混合
原料液由溶质A+稀释剂B组成; 选择(的Ex溶tr剂ac称ta为nt萃)取,剂以S表示;原(A料+液B)F
萃取剂 (S)
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五、萃取剂S的选择
其他:
萃取剂应满足一般的工艺要 求:稳定性好,腐蚀性小,无毒, 不易着火、爆炸,来源容易,价 格较低等。
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第二节 萃取的基本原理
一、三元组成的表示方法 二、物料衡算与杆杠定律 三、三元物系的相平衡关系
四、分配系数kA与选择性系数
五、萃取过程在三角形相图上的表示
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四、应用场合-之四
组分浓度低且为难挥发组分的分离:
以乙酸乙酯为萃取剂从 稀醋酸水溶液中回收醋 酸(90%左右)。
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五、萃取剂S的选择
选择性好:
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五、萃取剂S的选择
易回收:
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五、萃取剂S的选择
E、R易分相:
为使萃取相E与萃余相R能较快的分层,要求萃取剂S与 稀释剂B有较大的密度差。
纯物质— 三角形顶点 A、B、S 二元混合物—三角形的边AB、BS、SA
A
三元混合物—三角形内部的点M
如何确定点的坐标?
M
B
S
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作业
11.在逆流操作的吸收塔中,于l0l.3kPa(绝)、20℃下用清 水吸收空气-氨混合气中的氨。入塔混合气的流量为l000, 其中氨的分压为1.33kPa,操作条件下的平衡关系为 Y=0.753X。若吸收剂用量为理论最小用量的1.3倍,要求 吸收率为98%,试求操作液气比、吸收剂用量及出塔液相 组成。若操作压力改为202.6kPa(绝),而其他条件不变再 求操作液气比、吸收剂用量及出塔液相组成。