化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講課件

1、化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講 1、A、B、S、E、R、E、R、F、xF、 xA、 yA、 X、Y、kA、的含義？的含義？ 2、溶解度曲線？聯(lián)結(jié)線（共軛線）？臨界混溶點(diǎn)？、溶解度曲線？聯(lián)結(jié)線（共軛線）？臨界混溶點(diǎn)？ 輔助線？輔助線？ 3、完全不互溶物系？部分互溶物系？、完全不互溶物系？部分互溶物系？課前思考課前思考化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講例題1 用水作萃取劑用水作萃取劑(S)(S)，對(duì)醋酸，對(duì)醋酸(A)(A)苯苯(B)(B)混合液進(jìn)行萃取分離。在混合液進(jìn)行萃取分離。在2525下醋酸下醋酸苯苯水溶液的液水溶液的液液相平衡數(shù)據(jù)如表液相平衡數(shù)據(jù)如表11l11l所示，依此所示，依此數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)：(

2、1)(1)在直角三角形坐標(biāo)圖上標(biāo)繪溶解度曲線；作出序號(hào)為在直角三角形坐標(biāo)圖上標(biāo)繪溶解度曲線；作出序號(hào)為2 2、3 3、4 4、6 6、8 8組數(shù)據(jù)的平衡聯(lián)結(jié)線；繪出輔助曲線并標(biāo)出臨界混溶點(diǎn)。組數(shù)據(jù)的平衡聯(lián)結(jié)線；繪出輔助曲線并標(biāo)出臨界混溶點(diǎn)。(2)(2)試求與組成為試求與組成為2525醋酸、醋酸、1 1水、其余為苯水、其余為苯的液相呈平衡的另一液的液相呈平衡的另一液相的組成，并求出醋酸在兩平衡液相中的分配系數(shù)相的組成，并求出醋酸在兩平衡液相中的分配系數(shù)K KA A的數(shù)值。的數(shù)值?；ぴ碇v稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講ABS化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講第三節(jié) 萃取過(guò)程的計(jì)算

3、 一、計(jì)算任務(wù)一、計(jì)算任務(wù)二、單級(jí)萃取過(guò)程二、單級(jí)萃取過(guò)程三、多級(jí)錯(cuò)流萃取過(guò)程三、多級(jí)錯(cuò)流萃取過(guò)程四、多級(jí)逆流萃取過(guò)程四、多級(jí)逆流萃取過(guò)程化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講一、計(jì)算任務(wù)一、計(jì)算任務(wù)（1 1）級(jí)式接觸式：?jiǎn)渭?jí)，多級(jí)錯(cuò)流，多級(jí)逆流）級(jí)式接觸式：?jiǎn)渭?jí)，多級(jí)錯(cuò)流，多級(jí)逆流（2 2）連續(xù)（微分）接觸式）連續(xù)（微分）接觸式 分類(lèi)（接觸方式）：分類(lèi)（接觸方式）：（1 1）給定理論級(jí)數(shù)及分離要求，求溶劑用量）給定理論級(jí)數(shù)及分離要求，求溶劑用量S （2 2）給定溶劑用量及分離要求）給定溶劑用量及分離要求，求理論級(jí)數(shù)求理論級(jí)數(shù)NT （3 3）給定理論級(jí)數(shù)及溶劑用量，求）給定理論級(jí)數(shù)及溶劑用量，求EE及

4、及RR組成組成 計(jì)算任務(wù)（平衡關(guān)系已知）計(jì)算任務(wù)（平衡關(guān)系已知）：化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講二、單級(jí)萃取過(guò)程二、單級(jí)萃取過(guò)程萃取劑萃取劑S S, , y y0 0原料液原料液F F, , xF F萃取相萃取相E E, , y yA A萃余相萃余相R R, , xA A脫除脫除 S SE E脫除脫除 S SR R萃取液萃取液E E, , yyA A萃余液萃余液R R, , xA A流程流程：化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講 已知已知xF及及F，規(guī)定萃余液組成，規(guī)定萃余液組成x，求，求S用量用量（包（包括括E與與R量及組成量及組成）。 已知已知xF及及F、 S用量，求萃余液組成用量，求萃余液組成

5、x （包括（包括E與與R量及組成量及組成）二、單級(jí)萃取過(guò)程二、單級(jí)萃取過(guò)程計(jì)算任務(wù)計(jì)算任務(wù)平衡關(guān)系已知平衡關(guān)系已知：化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講ABSRREEFM作溶解度曲線及輔助線作溶解度曲線及輔助線確定確定RR點(diǎn)點(diǎn)連接連接RSRS交溶解度曲線于點(diǎn)交溶解度曲線于點(diǎn)R R 由由R R及輔助線確定及輔助線確定E E連接連接RE,FSRE,FS，兩線相交于點(diǎn)，兩線相交于點(diǎn)M M由杠桿定律確定由杠桿定律確定S S二、單級(jí)萃取過(guò)程二、單級(jí)萃取過(guò)程- - 部分互溶物系部分互溶物系圖解法（圖解法（ 已知已知 xF、F、 x求S ）化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講ABSRREEFM作溶解度曲線及輔助線作溶解

6、度曲線及輔助線確定確定F F、S S點(diǎn)點(diǎn)由杠桿定律確定由杠桿定律確定M M 由由M M及輔助線試差法確定及輔助線試差法確定R R、E E由由R R、E E及及SESE、SRSR定定RR、E E 由由確定確定xx二、單級(jí)萃取過(guò)程二、單級(jí)萃取過(guò)程- - 部分互溶物系部分互溶物系圖解法（圖解法（ 已知已知 xF、F、S求x ）化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講 原料量原料量F F及組成一定，增大及組成一定，增大S S，M M向向S S點(diǎn)靠近。點(diǎn)靠近。 G G點(diǎn)：最大溶劑用量，點(diǎn)：最大溶劑用量，SmaxSmaxD D點(diǎn)：最小溶劑用量，點(diǎn)：最小溶劑用量，S Sminmin萃取操作萃取操作S S應(yīng)滿(mǎn)足下列條件

7、：應(yīng)滿(mǎn)足下列條件：maxminSSSABSFS0RDMEG萃取劑極限用量萃取劑極限用量 ：二、單級(jí)萃取過(guò)程二、單級(jí)萃取過(guò)程- - 部分互溶物系部分互溶物系化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講連接線如何影響ABSE maxFRminRCME maxECyy如何得到如何得到maxmax,x如何得到如何得到minmin二、單級(jí)萃取過(guò)程二、單級(jí)萃取過(guò)程- - 部分互溶物系部分互溶物系化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講二、單級(jí)萃取過(guò)程二、單級(jí)萃取過(guò)程- - 完全不互溶完全不互溶物物系系 已知已知F F ，x xF F及及Y Y0 0，規(guī)定萃余液組成，規(guī)定萃余液組成x x，求，求S S用量。用量。 已知已知F ,F

8、 ,x xF F，Y Y0 0及及S S用量，求萃余液組成用量，求萃余液組成xx化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講二、單級(jí)萃取過(guò)程二、單級(jí)萃取過(guò)程- - 完全不互溶完全不互溶物物系系物料衡算：物料衡算：)()(F0XXBYYS0FYXXSBY操作線方程操作線方程SYBXSYBXF0化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講二、單級(jí)萃取過(guò)程二、單級(jí)萃取過(guò)程- - 完全不互溶完全不互溶物物系系物料衡算：物料衡算：)()(F0XXBYYS0FYXXSBY操作線方程操作線方程SYBXSYBXF0YXXF0Y0操作線方程在操作線方程在Y-XY-X坐標(biāo)圖上為過(guò)點(diǎn)坐標(biāo)圖上為過(guò)點(diǎn)（X XF F,Y,Y0 0）, ,斜率為斜率

9、為-B/S-B/S的直線的直線化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講二、單級(jí)萃取過(guò)程二、單級(jí)萃取過(guò)程- - 完全不互溶完全不互溶物物系系圖解法（圖解法（已知已知x xF、F、Y0,分離要求x，求S ）作分配曲線作分配曲線由由X X確定點(diǎn)確定點(diǎn)b b，由，由(X(XF F,Y,Y0 0) )確定點(diǎn)確定點(diǎn)a a連接連接ab,ab,該線斜率為該線斜率為-B/S -B/S 由斜率由斜率-B/S-B/S確定確定S S化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講二、單級(jí)萃取過(guò)程二、單級(jí)萃取過(guò)程- - 完全不互溶完全不互溶物物系系圖解法（圖解法（已知已知x xF、F、Y0,萃取劑用量S,求x)作分配曲線作分配曲線由由(X(XF

10、F,Y,Y0 0) )確定點(diǎn)確定點(diǎn)a a由點(diǎn)由點(diǎn)a a及斜率及斜率-B/S-B/S作操作線作操作線ab,ab,交分配曲線于點(diǎn)交分配曲線于點(diǎn)b b 由點(diǎn)由點(diǎn)b b坐標(biāo)確定坐標(biāo)確定X X化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講 操作線：操作線： 交點(diǎn)：交點(diǎn)：二、單級(jí)萃取過(guò)程二、單級(jí)萃取過(guò)程- - 完全不互溶完全不互溶物物系系解析法解析法（平衡線為直線（平衡線為直線Y=KX）0FY)XX(SBYKXY0FY)XX(SBYKBSYBSXXF10KBS令令表示達(dá)平衡后的萃取相中溶質(zhì)的量與萃表示達(dá)平衡后的萃取相中溶質(zhì)的量與萃余相中溶質(zhì)的量之比，稱(chēng)為萃取因數(shù)。余相中溶質(zhì)的量之比，稱(chēng)為萃取因數(shù)?；ぴ碇v稿(下冊(cè))應(yīng)化

11、萃取講0Y0二、單級(jí)萃取過(guò)程二、單級(jí)萃取過(guò)程- - 完全不互溶完全不互溶物物系系KBSYBSXXF10當(dāng)當(dāng)10YBSXXF1FXX11FBXBX1111)(FFBXXXB則則萃余率萃余率萃取率萃取率化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講例題例題2 2例：例：2525下以水為萃取劑從醋酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為下以水為萃取劑從醋酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%35%的醋酸的醋酸(A)(A)與氯仿與氯仿(B)(B)混合液混合液中提取醋酸。已知原料液處理量為中提取醋酸。已知原料液處理量為2000kg/h2000kg/h，用水量為，用水量為1600kg/h1600kg/h。操作。操作溫度下，溫度下，E E相和相和R R相以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示的

12、平衡數(shù)據(jù)如下頁(yè)附表所示。試求：相以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示的平衡數(shù)據(jù)如下頁(yè)附表所示。試求：(1)(1)單級(jí)萃取后單級(jí)萃取后E E相和相和R R相的組成和流量；相的組成和流量；(2)(2)將將E E相和相和R R相中的萃取劑完全脫除后的萃取液和萃余液的組成和流量？相中的萃取劑完全脫除后的萃取液和萃余液的組成和流量？(3)(3)操作條件下的選擇性系數(shù)；操作條件下的選擇性系數(shù)；(4)(4)若組分若組分B B、S S可視為完全不互溶，且操作條件下以質(zhì)量比表示相組成的分可視為完全不互溶，且操作條件下以質(zhì)量比表示相組成的分配系數(shù)配系數(shù)K=3.4K=3.4，要求原料液中的溶質(zhì)，要求原料液中的溶質(zhì)A A有有80%80%進(jìn)

13、入萃取相，則每千克原溶劑進(jìn)入萃取相，則每千克原溶劑B B需要消耗多少千克的萃取劑需要消耗多少千克的萃取劑S S?；ぴ碇v稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講相平衡數(shù)據(jù)表氯仿層氯仿層(R(R相相) ) (wt%)(wt%)水層水層(E(E相相) ) (wt%)(wt%)氯仿層氯仿層(R(R相相) ) (wt%)(wt%)水層水層(E(E相相) ) (wt%)(wt%)醋酸醋酸 水水醋醋酸酸 水水醋酸醋酸 水水醋酸醋酸 水水0.000.000.990.990.00.00 099.99.1 16 627.627.65 55.25.250.550.56 631.31.1 11 16.776.771.381.3825

14、.25.1 10 073.73.6 69 932.032.08 87.937.9349.449.41 125.25.3 39 917.717.72 22.282.2844.44.1 12 248.48.5 58 834.134.16 610.010.03 347.847.87 723.23.2 28 825.725.72 24.154.1550.50.1 18 834.34.7 71 142.542.516.516.542.542.516.16.5 50 0化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講F化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講三、多級(jí)錯(cuò)流萃取過(guò)程三、多級(jí)錯(cuò)流萃取過(guò)程流程與符號(hào)流程與符號(hào)：化工原理講稿(

15、下冊(cè))應(yīng)化萃取講三、多級(jí)錯(cuò)流萃取過(guò)程三、多級(jí)錯(cuò)流萃取過(guò)程- - 計(jì)算計(jì)算任務(wù)任務(wù)理論上理論上, ,每級(jí)每級(jí)S S用量相等時(shí)總用量最小用量相等時(shí)總用量最小給定理論級(jí)數(shù)及分離要求，求溶劑用量給定理論級(jí)數(shù)及分離要求，求溶劑用量S 給定溶劑用量及分離要求給定溶劑用量及分離要求，求理論級(jí)數(shù)求理論級(jí)數(shù)NT 給定理論級(jí)數(shù)及溶劑用量，求給定理論級(jí)數(shù)及溶劑用量，求E及及R組成組成化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講ABSFR3R2R1E1E2E3M1M2M3三、多級(jí)錯(cuò)流萃取過(guò)程三、多級(jí)錯(cuò)流萃取過(guò)程- - 部分互溶部分互溶物物系系圖解法（圖解法（ 以以為例：為例： 已知已知 xF、F、 S， NT 求x ）作溶解度曲線

16、（作溶解度曲線（輔助線！輔助線！） 確定確定F F、S S點(diǎn)點(diǎn)由杠桿定律確定由杠桿定律確定M M1 1由由M1M1及輔助線定及輔助線定R R1 1、E E1 1由由R R1 1、S S定定M M2 2由xnx給定求定NT 由由M M2 2及輔助線定及輔助線定R R2 2、E E2 2，由由R RN N及及S S定定xx化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講三、多級(jí)錯(cuò)流萃取過(guò)程三、多級(jí)錯(cuò)流萃取過(guò)程 完全不互溶物系完全不互溶物系操作線方程（推導(dǎo)）操作線方程（推導(dǎo)）M1F+S=E1+R1110SYBXSYBXF0F11YXXSBYM2R1 + S E2+R22201SYBXSYBX0122YXXSBYMiR

17、i-1 + S Ei+Riii01 - iSYBXSYBX01 - iiiYXXSBY化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講給定給定S,NS,NT T求求X X三、多級(jí)錯(cuò)流萃取過(guò)程三、多級(jí)錯(cuò)流萃取過(guò)程- - 完全不互溶物系完全不互溶物系( (平衡線為曲線）平衡線為曲線）01- iiiYXXSBY 作分配曲線作分配曲線 作操作線作操作線 定定abxabx1 1 定定cdxcdx2 2 定定efxefx3 3化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講給定給定S,NS,NT T求求X(YX(Y0 0=0)=0)1 - iiiXXSBY分配線：分配線：Y=KX Y=KX 操作線操作線定定x x1 1定定x x2 2三、多

18、級(jí)錯(cuò)流萃取過(guò)程三、多級(jí)錯(cuò)流萃取過(guò)程- - 完全不互溶物系完全不互溶物系( (平衡線為直線）平衡線為直線）令令iiSYSKBBX-萃取因數(shù)萃取因數(shù)化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講iiSYSKBBX1NNFXX 萃余分?jǐn)?shù)萃余分?jǐn)?shù)11NNFBXBX萃取因數(shù)萃取因數(shù)萃取率為萃取率為1111N 總結(jié)總結(jié)：三、多級(jí)錯(cuò)流萃取過(guò)程三、多級(jí)錯(cuò)流萃取過(guò)程- - 完全不互溶物系完全不互溶物系( (平衡線為直線）平衡線為直線）化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講例題例題3 3 在在2525下用異丙醚為萃取劑分離含醋酸下用異丙醚為萃取劑分離含醋酸3535( (質(zhì)量質(zhì)量) )的醋酸的醋酸水溶液，萃取物系的溶解度曲線及輔助曲線如圖

19、水溶液，萃取物系的溶解度曲線及輔助曲線如圖11-2411-24所示，所示，原料液的處理量為原料液的處理量為100kg/h100kg/h，試求：，試求： (1)(1)用用100kg/h100kg/h的純萃取劑進(jìn)行單級(jí)萃取時(shí)所得的萃取相和的純萃取劑進(jìn)行單級(jí)萃取時(shí)所得的萃取相和萃余相的流量及其中的醋酸組成；萃余相的流量及其中的醋酸組成； (2)(2)每次用每次用50kg/h50kg/h純萃取劑進(jìn)行兩級(jí)錯(cuò)流萃取時(shí)所得的最純萃取劑進(jìn)行兩級(jí)錯(cuò)流萃取時(shí)所得的最終萃余相的流量及其中醋酸的組成；終萃余相的流量及其中醋酸的組成； (3)(3)上述兩種萃取操作的萃余率。上述兩種萃取操作的萃余率。化工原理講稿(下冊(cè))

20、應(yīng)化萃取講化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講例題例題4 4 原料液為含丙酮原料液為含丙酮2020( (質(zhì)量，下同質(zhì)量，下同) )的水溶液，其的水溶液，其流量為流量為800kg/h800kg/h?，F(xiàn)以純?nèi)纫彝闉檩腿?，在。現(xiàn)以純?nèi)纫彝闉檩腿?，?525下采用多級(jí)錯(cuò)流萃取過(guò)程從原料液中萃取丙酮，每一下采用多級(jí)錯(cuò)流萃取過(guò)程從原料液中萃取丙酮，每一級(jí)的三氯乙烷用量為級(jí)的三氯乙烷用量為320kg/h320kg/h。要求最終萃余相中丙。要求最終萃余相中丙酮的含量降到酮的含量降到5 5，求所需要的理論級(jí)數(shù)和萃余相、，求所需要的理論級(jí)數(shù)和萃余相、萃取相的流量。在萃取相的流量。在2525下的平衡數(shù)據(jù)列于表下的

21、平衡數(shù)據(jù)列于表11-211-2中。中?；ぴ碇v稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講1.521.591.621.631.59K化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講366. 275. 4)05. 01/(05. 0)2 . 01/(2 . 0)795. 01 (795. 059. 1640320)1 (NXXKBSXXFNNF化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講四、多級(jí)逆流萃取四、多級(jí)逆流萃取流程與符號(hào)流程與符號(hào)：化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講四、多級(jí)逆流萃取四、多級(jí)逆流萃取- -計(jì)算任務(wù)計(jì)算任務(wù)給定理論級(jí)數(shù)及分離要求，求溶劑用量給定理論級(jí)數(shù)及分離要求，求溶劑用量

22、S S 給定溶劑用量及分離要求，求理論級(jí)數(shù)給定溶劑用量及分離要求，求理論級(jí)數(shù)N NT T 給定理論級(jí)數(shù)及溶劑用量，求給定理論級(jí)數(shù)及溶劑用量，求EE及及RR組成組成化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講四、多級(jí)逆流萃取四、多級(jí)逆流萃取- - 部分互溶部分互溶物系物系 第第i i級(jí)級(jí)第第N N級(jí)級(jí) 物料平衡及操作點(diǎn)物料平衡及操作點(diǎn)：第第1 1級(jí)級(jí)第第2 2級(jí)級(jí)2231ERER112EREF1i1 - iiiERERnnERSR1 -n211EREF3221ERERiiiERER11 - iSEn1 -nnRRSREREREFni1 - i2111ERSFnSREFn1總物平總物平化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃

23、取講ABSE1E2E3E4R1R2R3RnFM作溶解度曲線及輔助線作溶解度曲線及輔助線由已知確定由已知確定F、S，RN點(diǎn)點(diǎn)由杠桿定律確定由杠桿定律確定M由由M定定E1定操作點(diǎn)定操作點(diǎn)由由E1定定R1由由R1定定E2 .得得NT 四、多級(jí)逆流萃取四、多級(jí)逆流萃取- - 部分互溶物系（部分互溶物系（坐標(biāo)求解）坐標(biāo)求解）以任務(wù)以任務(wù)為例：為例： 已知已知 xF、F、 S， xN 求NT 化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講四、多級(jí)逆流萃取四、多級(jí)逆流萃取- -說(shuō)明說(shuō)明操作點(diǎn)操作點(diǎn)位于左側(cè)還是右側(cè)：位于左側(cè)還是右側(cè)： S量量小小時(shí)可能在時(shí)可能在左左側(cè)側(cè), S量量大大時(shí)可能在時(shí)可能在右右側(cè)側(cè)!化工原理講稿(下

24、冊(cè))應(yīng)化萃取講四、多級(jí)逆流萃取四、多級(jí)逆流萃取- -說(shuō)明說(shuō)明操作點(diǎn)操作點(diǎn)1 1、2 2 哪個(gè)代表的哪個(gè)代表的S S大大：操作點(diǎn)操作點(diǎn)在左側(cè)時(shí)，在左側(cè)時(shí)，S越越小小，離離B點(diǎn)越近點(diǎn)越近化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講四、多級(jí)逆流萃取四、多級(jí)逆流萃取- -說(shuō)明說(shuō)明操作點(diǎn)操作點(diǎn)在右側(cè)時(shí)，在右側(cè)時(shí)，S越越大大，離離S點(diǎn)越近點(diǎn)越近操作點(diǎn)操作點(diǎn)1 1、2 2 哪個(gè)代表的哪個(gè)代表的S S大：大：化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講 在三角形相圖和在三角形相圖和y - xy - x直角坐標(biāo)圖上作出溶解度曲線及分直角坐標(biāo)圖上作出溶解度曲線及分配曲線。配曲線。 根據(jù)原料液組成根據(jù)原料液組成x xF F、溶劑組成、溶劑組成

25、y y0 0，規(guī)定的最終萃余相組成，規(guī)定的最終萃余相組成x x及溶劑比及溶劑比S/FS/F，在三角形相圖上定出操作點(diǎn)，在三角形相圖上定出操作點(diǎn)。 自操作點(diǎn)引出若干條操作線，與溶解度曲線交于點(diǎn)自操作點(diǎn)引出若干條操作線，與溶解度曲線交于點(diǎn)R Ri-1i-1、E Ei i，其組成分別為其組成分別為x xi-1i-1 、y yi i，相應(yīng)的可以在直角坐標(biāo)圖上定出操作，相應(yīng)的可以在直角坐標(biāo)圖上定出操作點(diǎn)（點(diǎn)（x xi-1i-1，y yi i) )，將若干個(gè)操作點(diǎn)相連，即可得到操作線。，將若干個(gè)操作點(diǎn)相連，即可得到操作線。 從點(diǎn)（從點(diǎn)（x xF F ，y y1 1) )出發(fā)，在操作線與分配曲線依次作梯級(jí)直

26、出發(fā)，在操作線與分配曲線依次作梯級(jí)直至達(dá)到某一梯級(jí)所對(duì)應(yīng)的萃余相組成等于或小于規(guī)定的萃余至達(dá)到某一梯級(jí)所對(duì)應(yīng)的萃余相組成等于或小于規(guī)定的萃余相組成為止，所得梯級(jí)數(shù)即為所需要的理論級(jí)數(shù)。相組成為止，所得梯級(jí)數(shù)即為所需要的理論級(jí)數(shù)。 四、多級(jí)逆流萃取四、多級(jí)逆流萃取- - 部分互溶物系（直角坐標(biāo)求解）部分互溶物系（直角坐標(biāo)求解）化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講三、多級(jí)逆流萃取過(guò)程 化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講ABS E1E2E3E4R1R2R3RnF四、多級(jí)逆流萃取四、多級(jí)逆流萃取- -部分互溶物系部分互溶物系S Sminmin=?=?S=Smin時(shí)，使第i (1,N,i)級(jí)達(dá)到平衡min 化工原

27、理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講作過(guò)進(jìn)料點(diǎn)作過(guò)進(jìn)料點(diǎn)F F的平衡聯(lián)結(jié)線，與的平衡聯(lián)結(jié)線，與R RN N S S的延長(zhǎng)線的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)作為最小萃取劑比下的操作點(diǎn)的交點(diǎn)作為最小萃取劑比下的操作點(diǎn)minmin，與溶解度曲線的兩個(gè)交點(diǎn)分別為與溶解度曲線的兩個(gè)交點(diǎn)分別為R Rminmin和和E Eminmin。 聯(lián)結(jié)直線聯(lián)結(jié)直線R RN N E Eminmin和直線和直線FS,FS,其交點(diǎn)其交點(diǎn)M Mminmin為最小萃為最小萃取劑用量取劑用量S Sminmin與原料液與原料液F F的和點(diǎn)，則最小萃取的和點(diǎn)，則最小萃取劑比為劑比為minminmin)(SMFMFS四、多級(jí)逆流萃取四、多級(jí)逆流萃取- -部分互溶物

28、系部分互溶物系S Sminmin的求算的求算ABSminRNFEminRminMminFSMFMSminminmin化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講四、多級(jí)逆流萃取四、多級(jí)逆流萃取- - 完全不互溶完全不互溶物物系系( (圖解法）圖解法）01iiNSYBXSYBX10iiNBYXXYS210NBYXXYS012NSYBXSYBX操作線方程（推導(dǎo)）操作線方程（推導(dǎo)）01FNSYBXSYBX10FNBYXXYS操作線在操作線在Y-XY-X坐標(biāo)圖坐標(biāo)圖中為過(guò)點(diǎn)中為過(guò)點(diǎn)(X(XN N,Y,Y0 0) )斜斜率為率為B/SB/S的直線。的直線?；ぴ碇v稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講四、多級(jí)逆流萃取四、多級(jí)逆流萃取

29、- - 完全不互溶完全不互溶物物系系( (圖解法）圖解法）YXXNY00多級(jí)逆流的操作線化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講四、多級(jí)逆流萃取四、多級(jí)逆流萃取- - 完全不互溶完全不互溶物物系系( (圖解法）圖解法）任務(wù)任務(wù):給定給定F,XF,XF F,S, X,S, XN N 求求N NT T 作分配曲線作分配曲線 作操作線（由作操作線（由X XN N,Y,Yo o定定b b 由由b,b,斜率斜率,X,XF F定定a)a)從點(diǎn)從點(diǎn)a a開(kāi)始作梯級(jí)，直至開(kāi)始作梯級(jí)，直至X XN N確定梯級(jí)數(shù)確定梯級(jí)數(shù)梯級(jí)理論級(jí)可否有小數(shù)梯級(jí)理論級(jí)可否有小數(shù)? ?X2Y3化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講 如如X XF F

30、、Y Yo o給定，規(guī)定了最終萃余相給定，規(guī)定了最終萃余相組成組成X XN N，則操作線上的點(diǎn)，則操作線上的點(diǎn)(X(XN N，Y Yo o) )點(diǎn)就點(diǎn)就確定了。此時(shí)，如減小萃取劑比確定了。此時(shí)，如減小萃取劑比S/FS/F，則操作線斜率增大，操作線靠近分配曲則操作線斜率增大，操作線靠近分配曲線，所需要的理論級(jí)數(shù)增多。當(dāng)萃取劑線，所需要的理論級(jí)數(shù)增多。當(dāng)萃取劑比減小到使操作線上的進(jìn)料點(diǎn)比減小到使操作線上的進(jìn)料點(diǎn)F F或其他或其他某一點(diǎn)與分配曲線相交時(shí)，所需要的理某一點(diǎn)與分配曲線相交時(shí)，所需要的理論級(jí)數(shù)為無(wú)窮多，這時(shí)操作線的斜率為論級(jí)數(shù)為無(wú)窮多，這時(shí)操作線的斜率為最大，而萃取劑比則為最小萃取劑比最大

31、，而萃取劑比則為最小萃取劑比(S/F)(S/F)minmin。最小萃取劑比最小萃取劑比XNY0XY0XFY1Ym1化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講NFFXXYYSB0*maxNFFXXYYBS0*minNFFXXYYFBFS0*min圖解示例如下： 化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講1.1.分配系數(shù)分配系數(shù)K K逐級(jí)變化時(shí)的計(jì)算法逐級(jí)變化時(shí)的計(jì)算法四、多級(jí)逆流萃取四、多級(jí)逆流萃取- - 完全不互溶完全不互溶物物系系( (解析法）解析法）化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講112SYBXSYBXF)(1121XKYBSXXF第第1 1級(jí)溶質(zhì)級(jí)溶質(zhì)A A的物料平衡為的物料平衡為

32、將第一級(jí)的平衡關(guān)系將第一級(jí)的平衡關(guān)系 代入上式得代入上式得111XKY 將第一級(jí)的萃取因數(shù)將第一級(jí)的萃取因數(shù) 和和 代入上式，得代入上式，得11KBSBS1211YXXF化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講第第2 2級(jí)溶質(zhì)級(jí)溶質(zhì)A A的物料平衡為的物料平衡為或或2231SYBXSYBX)(2312YYXX將將 ， 和和 代入上式，得代入上式，得1211YXXF22K222XKY 2111321)1 (YXXF化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講經(jīng)類(lèi)似的推導(dǎo)可得第經(jīng)類(lèi)似的推導(dǎo)可得第3 3級(jí)的萃余相組成級(jí)的萃余相組成X X3 3為為321211211431)1 (YXXF依次類(lèi)推，直至第依次類(lèi)推，直至第N N

33、級(jí)級(jí)( (最末一級(jí)最末一級(jí)) )的萃余相組成的萃余相組成X XN N為為 NNFNYXX2121112121101)1 (化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講令令 和和 ，則，則Ne21211N21eeYXXFN1)1 (0由整個(gè)萃取過(guò)程溶質(zhì)由整個(gè)萃取過(guò)程溶質(zhì)A A的物料衡算的物料衡算 將將 代入上式并整理得代入上式并整理得10SYBXSYBXNFeeYXXFN1)1 (0eYeXYF1/01化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講 如為純萃取劑如為純萃取劑( (即即Y Y0 00)0)時(shí)，則計(jì)算最終時(shí)，則計(jì)算最終萃余相和萃取相中溶質(zhì)組成為萃余相和萃取相中溶質(zhì)組成為: :eXXFN1)1 (1eeXYF萃取率

34、萃取率eeeeXBXSBXSYFFF1)1 (1e111萃余率萃余率化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講2 2各級(jí)分配系數(shù)各級(jí)分配系數(shù)K K為常數(shù)時(shí)的計(jì)算法為常數(shù)時(shí)的計(jì)算法此時(shí)此時(shí)K Ki iK K，, ,則則i)11(111)1 (1012120NNNFNNFNYXYXX化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講若為純萃取劑，即若為純萃取劑，即Y Y0 00 0，則計(jì)算最終萃余相組成的公式分別為，則計(jì)算最終萃余相組成的公式分別為111NFNXX111NFNFNXXBXBX11111111NNN1lg)1lg(N萃余率萃余率萃取率萃取率理論級(jí)數(shù)理論級(jí)數(shù)化工原理講稿(下冊(cè))應(yīng)化萃取講用用2525的純水為萃取劑，從丙酮的純水為萃取劑，從丙酮氯仿溶液中氯仿溶液中萃取丙酮。原料液中丙酮的組成為萃取丙酮。原料液中丙酮的組成為0.4(0.4(質(zhì)量分質(zhì)量分率，下同率，下同) )，操作時(shí)的萃取劑比為最小萃取劑比，操作時(shí)的萃取劑比為最小萃取劑比的的2 2倍。今采用多級(jí)逆流萃取操作以使最終萃余倍。今采用多級(jí)逆流萃取操作以使最終萃余相中丙酮的組成不大于相中丙酮的組成不大于0.110.11，求所需要的理論，求所需要的理論級(jí)數(shù)。物系的平衡數(shù)據(jù)列于表級(jí)數(shù)。物系的平衡數(shù)據(jù)列于表1