发布时间 : 星期日 文章第九章 液-液萃取更新完毕开始阅读1877c86d25c52cc58bd6be0a
缺点：溶剂的用量很大。 2、多级错流萃取的计算
1）萃取剂和稀释剂部分互溶的体系 （做图法求）
按单级萃取的图解法,串联地对第1、2、…、N级依次求出萃余相和萃取相的组成。
? 量为F的原料液与量为S1的纯萃取剂在第1级中混合后,混合液的组成以M1代表. ? 第1级的萃余相在第2级中加入S1，混合液组成以M2代表。 ? 类推，直到第N级萃余相中溶质的组成xN降到指定要求。 ? 最后一级萃余相脱除溶剂后得到的萃余液用R`表示。
? 各级所得萃取相混合后的总组成用E代表(E1、E2、E3的合点),脱溶剂后的萃取液以E`代表。 2）萃取剂和稀释剂不互溶的体系
各级萃余相中的原溶剂量都相等，并与原料液中的相等，以B表示。加入各理论级的萃取剂量相等时效果最好，以S表示。
B(XF?X1)?S(Y1?YS)
BB Y1??X1?(XF?YS)SS
BB
Y2??X2?(X1?YS)SS
BB
YN??XN?(XN?1?YS)SS
上式表示了离开任一级的萃取组成Yn与萃余相组成Xn之间的关系，称为操作线方程。 特点：是一条通过点（Xn-1，YS),斜率为 -B/S 的直线。 （1）直角坐标图图解法
① 在直角坐标上做出分配曲线
② 通过L(XF,YS)作斜率为-B/S的直线，交平衡线E1； ③ 由E1作垂线交YSL轴于点V(X1，YS)；
④ 依次类推至萃余相的组成Xn等于或低于指定值为止，重复作操作线的数目即为所需的理论级数n 若S用量不等，操作线不平行。若溶剂中不含溶质。YS=0,则L，V等点落在X轴上。 （2）解析法
若X-Y相平衡关系可用简单的比例关系代表，则有：
Y1?KX1BBY1??X1?(XF?YS)SSX1?XF?KS?1BSYSB同样对第二级
SSSS(X?Y)YYYSFSSS BBBBXn????...?nn?1n?2(A?1)(1?A)(1?A)1?Am依次类推，对第n级则有： mmm
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SS(XF?YS)YSBBX2??(Am?1)21?Am
Y XF?SYS1nYSKS1Xn?(XF?)()?K]Am?n?ln[K1?AK mBYln(1?Am)Xn?S4.3.3 多级逆流萃取 K1、多级逆流萃取的流程 2、多级逆流萃取的计算
1）萃取剂与稀释剂部分互溶的体系（逐级图解法） ① 在三角形坐标图上绘出溶解度曲线和辅助曲线
② 在图上定出F和S，再由溶剂比S/F在FS连线定出和点M的位置。
③ 由规定的最终萃余相组成xn在相图上确定Rn点，连点Rn、M并延长RnM与溶解度交于E1点，此点为离开第一级的萃取相组成。
④ 连接E1F与点S、Rn，并延长两连线交于点△，此点为操作点。 ⑤ 过E1作联结线E1R1（平衡关系）。
⑥ 连接点△、R1延长，交溶解度曲线于点E2（操作关系） ⑦ 重复上述，当xn小于规定值，则N为理论级数 F ? E 1 ? 1 ? E 2 ? 2 ? E 3 ? ? ? R i ? E i ? 1 ? ? ? R N ? R S ? ? ——操作点 RREN ? 1 ?N ?2）萃取剂与稀释剂不互溶的体系 a）直角坐标图解法
在第一级与第N级间作溶质A的物料衡算 BX? SYS ( X F 0 ? BX N ? SY 1 Y 1 ? Y 0 ? ? B S ( X N ? X B F ? X N ) ——逆流萃取的操作线方程 F ) ?
B为常数，操作线过(XF，Y1)和(XN，Y0)点 SYb）解析法 XF?S11K?1]n?ln[(1?)
lnAmAmX?YSAmn K3）多级逆流萃取的最小溶剂用量 Smin?B/kmaxS值越小，所需的理论级数越多，S值为Smin时，理论级数为无穷多。 4.3.4 微分接触逆流萃取 1、连续逆流萃取的流程 2、连续逆流萃取的计算
h?n(HETS)1）理论级当量高度法
BdXX2）传质单元法 h??XnFKXa?X?X?Ys??
XF??1K?1?Nln?(1?)当分配曲线为直线时，萃余相总传质单元数的解析计算式为： OR ?1YSAm?Am??1?Xn? Am?K?1转盘式萃取塔是一种效率比较高的液-液萃取设备。本实验的转盘塔塔身由玻璃制成，转轴、转
盘、固定盘由不锈钢制成。转盘塔上下两端各有一段澄清段，使每一相在澄清段有一定的停留时间，以便两液相的分离。在萃取区，一组转盘固定在中心转轴上，沿塔壁则固定着一组固定盘，转轴由在塔顶的调速电机驱动，两液相被转盘强制性混合。转盘塔具有以下几个特点：
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1)结构简单、造价低廉、维修方便、操作稳定；
2)处理能力大、分离效率高； 3)操作弹性大。
传质单元数NOE表示过程分离的难易的程度。对于稀溶液，近似用下式表示： X1dxX1?X?NOE??ln X2X?X*X2?X?传质单元高度HOE表示设备传质性能的优劣。HOE越大、设备效率越低。影响萃取设备传质性能的优劣HOE因素很多，主要有设备结构因素、两相物性因素、操作因素以及外加能量的形式和大小。
4.4 其他萃取分离技术
（1）回流萃取：逆流萃取上部增加增浓段，塔顶有萃取液回流。
（2）双溶剂萃取：新溶剂S1与S2 基本不互溶，S1对A溶解度较大， S2对B溶解度大。 (3) 浸取与超临界萃取 ①浸取
定义：指应用有机或无机溶剂将固体原料中的可溶性组分溶解，将溶质组分和不溶性固体分离的单元操作，为固-液之间的萃取。
名词：可溶组分 ——溶质 固体不溶组分——载体
溶剂 —— 浸取剂 浸取后的溶液——浸出液 浸取后的固体和残留的溶液——残渣 过程：（1）混合接触； （2）浸出液和残渣分离； （3）浸出液中溶质和溶剂分离。 应用：湿法冶金工业、油脂、制糖等轻工、食品工业 ② 超临界萃取（压力流体萃取，超临界气体萃取）
定义： 利用超过临界温度、临界压力状态下的气体具有的特异溶解能力，选择性地溶解混合液体或固体中的溶质，分离液体或固体混合物的单元操作。
超临界萃取的原则流程：改变压力或温度的超临界萃取流程；采用吸附分离的超临界萃取流程： 4.5 萃取设备
要求：提供适宜的传质条件，使两相充分有效地接触并伴有较高程度的湍流，保证两相之间迅速有效地进行传质，并使两相得到及时、完善的分离。 分类：
（1）按两相接触方式划分 逐级接触——浓度呈阶跃式变化， 微分接触式——浓度连续变化。 （2） 按外界是否输入机械能划分
重力流动设备、外加能量的设备。 （3）按设备结构特点和形状划分
组件式——由单级萃取设备组合； 塔式——板式塔、喷洒塔、填料塔。 4.5.1 混合 — 澄清槽 （2）优点
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① 处理量大，级效率高； ② 结构简单，容易放大和操作；
③ 两相流量比范围大，运转稳定可靠，易于开、停工；对物系的适应性好，对含有少量悬浮固体的物料也能处理； ④ 易实现多级连续操作，便于调节级数。不需高大的厂房和复杂的辅助设备。 （3）缺点
① 占地大，溶剂储量大。
② 需要动力搅拌和级间物流输送设备，设备费和操作费较高。 （4）应用：适用于所需级数少、处理量大的场合。 4.5.2 塔式萃取设备
（1）喷洒塔（喷淋塔）
特点：无塔内件，阻力小，结构简单，投资少易维护。但两相很难均匀分布，轴向反混严重，理论级数不超过1~2级，传质系数小。
（2）筛板萃取塔
塔板上两相流动情况：为保证筛板塔正常操作，应考虑以下几点： ① 分散相应均匀地通过全部筛孔，防止连续相短路而降低分离效率； ② 两相在板间分层明显，而且要有一定高度的分散相累积层。 （3）填料萃取塔
特点：填料萃取塔结构简单，造价低廉，操作方便，级效率较低，在工艺要求的理论级小于3，处理量较小时可考虑采用。 （4）转盘萃取塔
特点：结构简单，造价低廉，维修方便，操作弹性和通量较大，应用较广。 （5）搅拌填料塔 4.5.3 离心萃取器
优点：处理量大，效率较高，提供较多理论级，结构紧凑，占地面积小，应用广泛。 缺点：能耗大，结构复杂，设备及维修费用高。
应用：适用于要求接触时间短，物流滞留量低，易乳化，难分相的物系。 4.5.4 萃取设备的选择 选择原则：
（1）稳定性及停留时间
稳定性差 — 停留时间尽可能短—离心萃取器；
伴有较慢的化学反应时—停留时间长—混合-澄清槽。 （2）所需理论级数
需理论级数少（2~3级）— 各种萃取设备；
需理论级数4~5级 — 转盘塔、脉冲塔和振动筛板塔； 需理论级更多 — 离心萃取器或多级混合-澄清槽。 （3）物系的分散与凝聚特性
物系易乳化，不易分相 — 离心萃取器；
物系界面张力较小，或两相密度差较大— 重力流动式。 （4）生产能力
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生产处理量小 — 填料塔或脉冲塔；
生产处理量大 — 筛板塔，转盘塔，混合-澄清槽等。 （5）防腐蚀及防污染要求
具有腐蚀性 — 结构简单的填料塔； 具有污染性 — 屏蔽性能良好的脉冲塔。 （6）建筑物场地要求
空间高度有限 — 混合-澄清槽； 占地面积有限 — 塔式萃取设备。
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