萃取的習(xí)題解答

1、第四章 萃取的習(xí)題解答2在單級(jí)萃取裝置中,用純水萃取含醋酸309毛(質(zhì)量分?jǐn)?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(jiàn)習(xí)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?jǐn)?shù))。解： 由在邊上確定.(見(jiàn)習(xí)題1附圖1) 5聯(lián)接過(guò) 由在溶解度曲線上確定,過(guò)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?jǐn)?shù))的水溶液中萃取丙酮。原料液的流量為1500kg

2、/h。試求:(1)當(dāng)要求在單級(jí)萃取裝置中獲得最大組成的萃取液時(shí),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(jìn)行兩級(jí)錯(cuò)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(jiàn)本題附表。習(xí)題3附表1溶解度曲線數(shù)據(jù)(質(zhì)量分?jǐn)?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(xí)題3附表2聯(lián)結(jié)線數(shù)據(jù)(丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?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(guò)作溶解度曲線的切線并延長(zhǎng)交邊于點(diǎn)，過(guò)點(diǎn)作聯(lián)結(jié)線與交于點(diǎn),利用杠桿規(guī)則求得 （3） 兩級(jí)錯(cuò)流萃取的最終萃余相的組成和流量每級(jí)溶劑的用量由和的流量確定

4、，且過(guò)作聯(lián)結(jié)線,由杠桿規(guī)則確定聯(lián)結(jié),由和確定,過(guò)作聯(lián)結(jié)線 由杠桿規(guī)則確定第二級(jí)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(jí)萃取： 丙酮的萃取率 4. 在多級(jí)錯(cuò)流接觸萃取裝置中,以水作萃取劑從含乙醛6%(質(zhì)量分?jǐn)?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(jí)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(biāo)系上用作圖法和解析法分別求所需的理論級(jí)數(shù)。 解：由題給條件可知 （1） 用作圖法求理論級(jí)數(shù)由平衡關(guān)系知，分配曲線為通過(guò)原點(diǎn)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(diǎn). 過(guò)點(diǎn)作斜率為的操作線交分配曲線于點(diǎn),點(diǎn)代表第一級(jí)所對(duì)應(yīng)的萃取相與萃余相組成的坐標(biāo)點(diǎn)，過(guò)點(diǎn)作軸的垂線交軸于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)做操作線，如此重復(fù)，。即共需6.5個(gè)理論級(jí)。（2） 解析法求理論級(jí)數(shù)5將習(xí)題3的兩級(jí)錯(cuò)流接觸萃取改為兩級(jí)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(xí)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(diǎn)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(jì)算結(jié)果有效。 假設(shè)，由此確定,連接，延長(zhǎng)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(jí)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?jǐn)?shù),下同),要求最終萃余相中A的質(zhì)量分?jǐn)?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(jí)數(shù)。解：已萃取裝置為對(duì)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(duì)第一級(jí)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(gè)理論級(jí)即可滿(mǎn)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(shí)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(jì)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(xí)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(biāo)系中繪出分配曲線,由圖看出，在操作條件下，分配曲線為過(guò)原點(diǎn)的直線。由于組分為完全不互溶，操作線也為直線。故可用對(duì)數(shù)平均推動(dòng)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(diǎn)，過(guò)作軸的垂直線交分配曲線于點(diǎn)，連接線，此即最