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第八章液液萃取
时间:2024-03-16 06:57 点击次数:54

  CD线上不同的点代表C、D以不同质量比进行混合所得的混合物; 混合物M可分解成任意两个分量,只要这两个分量位于通过M点的 直线上,在M点的两边即可。

  从萃取相 E 中除去萃取剂 S 后得萃取液 E’; 从萃余相 R 中除去萃取剂 S 后得萃余液 R’; 单级萃取中,萃取相能达到的最大 A 组分含量为 Emax 点的组成, 对应的萃取液组成点为 E’max。

  萃余相脱除溶剂得萃余液 R‫׳‬, x‫׳‬ (3)实现萃取操作的基本要求

  kA和温度有关,温度升高,kA下降; 同时与浓度有关,溶质浓度升高,kA下降。 但浓度较低时,kA可视为常数(恒温、恒压)。

  ② 温度的影响: 温度的影响敏感,温度升高, 溶解度增大,两相区小, 不利于萃取操作。

  两相平衡关系也可由直角坐标系表示,用 yA 表示 A 组分在萃取 相的浓度,xA 表示 A 组分在萃余相的浓度。

  通常联结线不互相平行,其斜率随混合液的组成而异,一般是按 同一方向缓慢地改变。 有些物系在不同浓度范围内联结线斜率方向不同,如吡啶-氯苯 -水体系。

  实验测得的平衡联结线(即共轭相的组成数据)是有限的,对其 它组成的液-液平衡数据,可以采用辅助曲线的方法获得。

   一般将一相分散成液滴与另一相接触,以增加传质面积。  由于萃取设备的两相流动现象极为复杂,目前必须依靠经验

  (1)三角形坐标 三元混合液的表示方法: 等边三角形 三角形坐标 任意三角形 直角三角形(常用等腰直角三角形)

  ① 表示方法 习惯表示法: ▲ 各顶点表示纯组分; ▲ 每条边上的点为两组分混合物; ▲ 三角形内的各点代表不同组成的三元混合物。

  按组分间互溶度的不同,可将三元混合液分为: (1) 溶质A可完全溶解于B及S中,而B、S不互溶; (2) 溶质A可完全溶解于B及S中,而B、S只能部分互溶; (3) 溶质A与B完全互溶,B与S和A与S部分互溶。 萃取中(2)类物系较普遍,故主要讨论该类物系的液-液相平衡。

  通常联结线不互相平行,其斜率随混合液的组成而异,一般是按 同一方向缓慢地改变。 有些物系在不同浓度范围内联结线斜率方向不同,如吡啶-氯苯 -水体系。

  共轭相 (Conjugate phase) :组成落 在双相区的三元混合物所形成的两 互成平衡的液相,其组成分别由 R 和 E 点表示;

  三元混合物系相平衡关系的另一种表示方法。 (1) 分配曲线 横座标:萃余相中溶质的组成 纵坐标:萃取相中溶质的组成 共轭相组成转换到直角坐标中得到的曲线称为分配曲线。 (可由三角形相图转换)。

  液-液传质设备中,两相之间、分散的液滴间以及两相流体与设备 间均存在着十分复杂的相互作用。

  主要影响因素: (1) 液滴的破碎; (2) 液滴间的凝聚; (3) 界面扰动; (4) 轴向混合等。

   在萃取设计中,需同时考虑相平衡关系和相际传质速率。传 质速率取决于相际接触面积、传质系数和传质推动力。

  ☆完全不互溶物系, A、B,A、S 完全互溶,而B、S完全不互溶。 共轭相中,一相 S=0 另一相 B=0;

  恒温条件下,在有纯组分B的实验瓶中逐渐滴加溶剂S并不断摇 动使其溶解,由于B、S仅部分互溶,S滴加到一定数量后,混合 液开始发生混浊,即出现了溶剂相,得到的浓度即S在B中的饱 和溶解度(图中R点)。用类似的方法可得E点。

  混溶点 对任何B、S的两相混合物,当加入A的量使混合液恰好变为均相 的点称为混溶点。

  (A) M点为C与D点的和点,C点 为M点与D点的差点,D点为 M点与C点的差点。分点与

  萃取过程本身并未完全完成分离任务,而只是将难于分 离的混合物转变成易于分离的混合物,要得到纯产品并回收 溶剂,必须辅以精馏(或蒸发)等操作。

  萃取操作一般用于: (1) 混合液中各组分的沸点很接近或形成恒沸混合物,用一般精

  馏方法不经济或不能分离; (2) 混合液中含热敏性物质,受热易分解、聚合或发生其它化学

  萃取操作在化学和石油化学工业上得到广泛发展 如:乙酸乙酯溶剂萃取石油馏分氧化所得的稀醋酸-水溶液 以SO2为溶剂从煤油中除去芳香烃。

  在只含有组分 A 与 B 的原料液 F 中加入一定量的萃取剂 S 后, 得到新的混合液 M,由杠杆规 则知 F、S 和 M 之间的关系为

  分 别 从 E1 、 E2 、 E3 、 E4 点 引AB平行线点引出的AS平 行线相交,连结各交点即

  恒温条件下,在实验瓶中加入 恰当的B与S,使混合物的浓度 位于RE之间(d点),滴加少许 溶 质 A 至 M1 点 , 充 分 混 合 后 静 置分层,取两相试样分析,得 共 轭 相 E1 和 R1 的 组 成 , 联 结 R1E1线即为平衡联结线。

  ① 混合传质过程: F(AB)及S 充分接触,组分发生相转移; ② 沉降分相过程: 形成两相E、R,由于密度差而分层; ③ 脱除溶剂过程

  asb完全不互溶物系相图第二类物系具有两对部分互溶物的物系ab完全互溶asbs部分互溶两相区单相区溶解度曲线联结线rnen温度较低时第二类物系三角形相图单相区溶解度曲线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混溶点abs对任何bs的两相混合物当加入a的量使混合液恰好变为均相的点称为混溶点

  已 知 联 结 线、E3、E4点作AB平行线点分 别作的BS平行线相交,连 结各交点即得辅助曲线

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