萃取的習題解答

1、第四章 萃取的習題解答2在單級萃取裝置中,用純水萃取含醋酸309毛(質(zhì)量分數(shù),下同)的醋酸一庚晦3棍合液1刷嶼,要求萃余相中醋酸組成不大于1096。操作條件下的平衡數(shù)據(jù)見習題1。試求:")水的用量為若干公斤?(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數(shù))。解： 由在邊上確定.(見習題1附圖1) 5聯(lián)接過 由在溶解度曲線上確定,過作聯(lián)結(jié)線并與線交于,則水的用量和萃余相的量可根據(jù)杠桿規(guī)則確定，即（1） 水的用量 （2） 萃余相的量和萃余率 所以萃余率3. 在25下,用甲基異丁基甲酮(MBK)從含丙酮40%(質(zhì)量分數(shù))的水溶液中萃取丙酮。原料液的流量為1500kg

2、/h。試求:(1)當要求在單級萃取裝置中獲得最大組成的萃取液時,萃取劑的用量為若干(kg/h)?(2)若將(l)求得的萃取劑用量分作兩等份進行兩級錯流萃取,試求最終萃余相的流量和組成。(3)比較(1)(2)兩種操作方式中丙酮的回收率(即萃出率)。操作條件下的平衡數(shù)據(jù)見本題附表。習題3附表1溶解度曲線數(shù)據(jù)(質(zhì)量分數(shù))丙酮(A)水(B)MIBK(S)丙酮(A)水(B)MIBK(S)02.297.348.524.12744.62.393.l50.725.923.418.93.977.246.632.820.624.44.671.042.645.012428.95.565.630.964.15.037

3、.67.854.620.975.93.243.210.746.13.794.22.147.014.838.2098.02.048.518.832.8習題3附表2聯(lián)結(jié)線數(shù)據(jù)(丙酮的質(zhì)量分數(shù))水 層MIBK層水 層MIBK層5.5810.6629.540.011.8318.032.042.515.3525.536.045.520.630.538.O47.023.835.341.548.0解：根據(jù)附表數(shù)據(jù)繪溶解度曲線及輔助曲線如附圖所示（1）萃取劑用量 過作溶解度曲線的切線并延長交邊于點，過點作聯(lián)結(jié)線與交于點,利用杠桿規(guī)則求得 （3） 兩級錯流萃取的最終萃余相的組成和流量每級溶劑的用量由和的流量確定

4、，且過作聯(lián)結(jié)線,由杠桿規(guī)則確定聯(lián)結(jié),由和確定,過作聯(lián)結(jié)線 由杠桿規(guī)則確定第二級萃余相的流量,即 由圖讀得 （4） 兩種操作方式中丙酮的萃取率 單級萃?。?丙酮的萃取率 4. 在多級錯流接觸萃取裝置中,以水作萃取劑從含乙醛6%(質(zhì)量分數(shù),下同)的乙醛一甲苯混合液中提取乙醛。原料液的流量為120kg/h,要求最終萃余相中乙醛含量不大于0.5%。每級中水的用量均為25kg/h。操作條件下,水和甲苯可視作完全不互溶,以乙醛質(zhì)量比組成表示的平衡關(guān)系為:Y=2.2X。試在X-Y坐標系上用作圖法和解析法分別求所需的理論級數(shù)。 解：由題給條件可知 （1） 用作圖法求理論級數(shù)由平衡關(guān)系知，分配曲線為通過原點的直

5、線，如本題附圖所示操作線斜率為： 由在橫軸上確定點. 過點作斜率為的操作線交分配曲線于點,點代表第一級所對應(yīng)的萃取相與萃余相組成的坐標點，過點作軸的垂線交軸于點,過點做操作線，如此重復，。即共需6.5個理論級。（2） 解析法求理論級數(shù)5將習題3的兩級錯流接觸萃取改為兩級逆流接觸萃取,其他條件均相同,試求丙嗣的萃取率。解：由題給條件知 ，, 由習題3的平衡數(shù)據(jù)作溶解度曲線與輔助曲線，由已知量確定點由于為未知，故需試差法。即先假設(shè)，若由作圖求得的與假設(shè)相符，則計算結(jié)果有效。 假設(shè)，由此確定,連接，延長后與溶解度曲線交于,聯(lián)結(jié)與,兩線近似平行，可按操作線平行試差。試差結(jié)果表明，原設(shè)正確，由圖讀得。根

6、據(jù)杠桿規(guī)則 丙酮的萃取率 6在級式接觸萃取器中用純?nèi)軇㏒逆流萃取A、B棍合液中的溶質(zhì)組分A。原料液的流量為1000kg/h其中A的組成為0.30(質(zhì)量分數(shù),下同),要求最終萃余相中A的質(zhì)量分數(shù)不大于0.010采用的溶劑比(S/F)為0.8。操作范圍內(nèi)的平衡關(guān)系為試求所需的理論級數(shù)。解：已萃取裝置為對象做物料衡算 組分 組分 式中 聯(lián)立以上各式，解得 又由 解得對第一級列物料衡算及平衡關(guān)系式，得組分 組分 解得 又由 解得兩個理論級即可滿足分離要求7某混合液含A、B兩組分,在填料層高度為3m的填料塔內(nèi)用純搭劑S逆流萃取混合液中的組分A。原料液流量為1500kg/h,其中組分A的質(zhì)量比組成為0.0

7、18,要求組分A的回收率不低于90%,溶劑用量為最小用量的1.2倍,試求:(1)溶劑的實際用量,kg/h(2)填料層的等板高度HETS,取KA=0.855,再用解析法計算；(3)填料層的總傳質(zhì)單元數(shù)NOR。操作條件下的分配曲線數(shù)據(jù)如本題附表所示。組分B、S可視作完全不互溶。習題7附表X/(kgA/kgB)0.0020.0060.010.0140.0180.020Y(kgA/kgs)0.00180.00520.00850.0120.01540.0171解：由題給數(shù)據(jù)在坐標系中繪出分配曲線,由圖看出，在操作條件下，分配曲線為過原點的直線。由于組分為完全不互溶，操作線也為直線。故可用對數(shù)平均推動法求解由題給條件知 , （1） 求溶劑用量由及在軸上定出及兩點，過作軸的垂直線交分配曲線于點，連接線，此即最