化工原理下41液液萃取ppt课件.ppt

1,第4章 液液萃取,通过本章学习，应掌握萃取的基本概念和原理；掌握液液相平衡在三角形相图上的表示方法，能用三角形相图对单级萃取过程进行分析和计算。,学习目的与要求,2,一、萃取过程的原理,引入一液相（萃取剂）,液体混合物,液体混合物 (A + B),引入另一液相（萃取剂S）,各组分在萃取剂中溶解度不同,液相E(萃取相)(S + A+微量B),液相R(萃余相) (B + 微量A、S),示例：,用苯萃取分离醋酸和水混合物,分离物系,形成两相体系的方法,萃取原理,4.1 概述,3,二、萃取操作流程,萃取操作流程示意图,4,三、萃取过程的分类,1. 按有无化学反应分类,萃取,化学萃取,物理萃取,2. 按萃取级数分类,多级逆流萃取,萃取,多级萃取,单级萃取,多级并流萃取,5,3. 按萃取技术分类,双溶剂萃取,单溶剂萃取,膜萃取,凝胶萃取,超临界萃取,萃取,反向胶团萃取,4. 按萃取组分数目分类,萃取,多组分萃取,单组分萃取,三、萃取过程的分类,6,四、萃取操作的应用,萃取操作应用场合：,恒沸物系的分离；,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。,相对挥发度 = 1 物系的分离；,7,一、组成在三角形相图上的表示方法,萃取为三元物系的分离过程,溶质 A,原溶剂 B,萃取剂 S,三角形坐标图,等边三角形坐标图,等腰三角形坐标图,非等腰三角形坐标图,4.2 萃取过程的液液相平衡,8,组成在三角形坐标图上的表示方法,M 点,D 点,A,B,S,9,二、各组分量之间的关系杠杆规则,杠杆规则,M =,和点,差点,差点,MA,MB,MA + MB,10,杠杆规则的应用,A,B,S,液相 R r kgxA、xS、xB,液相 E e kgyA、yS、yB,液相 M m kgzA、zS、zB,11,三、萃取平衡相图溶解度曲线,根据萃取操作中各组分的互溶性，三元物系分为以下情况，即,类物系,类物系,1. 溶解度曲线的两种形式, A完全溶于B及S，B与S不互溶, A完全溶于B及S，B与S部分互溶, A完全溶于B，A与S部分互溶 B与S部分互溶,12,溶解度曲线 (1)已知联结线,共轭相,均相区,两相区,溶解度曲线,临界混溶点,联结线,第类物系 完全不互溶物系， A、B，A、S 完全互溶， 而B、S完全不互溶。,单项区,两项区,Rn,En,联结线,溶解度曲线,S,A,B,M,K,Mn, 第二类物系 (具有两对部分互溶物的物系，A、 B 完全互溶， A、S，B、S部分互溶),两相区,单相区,溶解度曲线,联结线,温度较高时第二类物系三角形相图,两相区,溶解度曲线,A,S,B,1.0,1.0,0,16,溶解度曲线 (2)已知辅助曲线,辅助曲线,溶解度曲线,17,两种溶解度曲线的互换,由联结线求辅助曲线,18,两种溶解度曲线的互换,由辅助曲线求联结线,19,2. 温度对溶解度曲线的影响,温度 T,溶解度,不互溶区,三、萃取平衡相图溶解度曲线,不利于萃取操作,20,将定量的纯溶剂 S 加入到A、B两组分的原料液 F 中，该萃取过程可在平衡相图上表示。,四、萃取过程在平衡相图上的表示,F,M,R,E,xR,yE,21,五、萃取平衡方程,气液平衡方程,液液平衡方程,萃取相中溶质分数,萃余相中溶质分数,分配系数,1.以质量分数表示的平衡方程,22,若 S与 B完全不互溶，且,萃取相中不含 B，S 的量不变,萃余相中不含 S ，B 的量不变,用质量比计算方便,液液平衡方程,2.以质量比表示的平衡方程,萃取相中溶质的质量比,分配系数,萃余相中溶质的质量比,23,六、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,24,分配曲线的作法,25,1.萃取剂的选择性与选择性系数,萃取剂的选择性是指萃取剂 S对原料液中两个组分溶解能力的差异。,选择性系数,七、萃取剂的选择,26,因为,所以,萃取效果,萃取操作, 1，,不能实现萃取分离。,1.萃取剂的选择性与选择性系数,27,2.萃取剂的选择,萃取剂选择考虑的主要因素有：,选择性系数；,原溶剂 B与萃取剂 S的互溶度；,萃取剂回收的难易；,萃取剂的其他物性，包括密度、表面张力、黏度。, 萃取剂的稳定性、安全性、经济性。,28,练 习 题 目,思考题,作业题: 1,1.萃取操作的基本原理是什么？ 2.共轭相、联结线、临界混溶点、辅助曲线各表 示何意义？ 3.分配系数和选择性系数各表示何意义？4.溶解度曲线和分配曲线有何联系？,