化工原理讲稿(下册)-应化第十一章萃取讲稿课件1.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《化工原理讲稿(下册)-应化第十一章萃取讲稿课件1.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 化工 原理 讲稿 下册 第十一 萃取 课件
- 资源描述:
-
1、课前思考课前思考1第十一章第十一章 萃取萃取 Extraction 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 萃取的基本原理萃取的基本原理 第三节第三节 萃取过程的计算萃取过程的计算2 第一节 概述一、萃取的理论依据一、萃取的理论依据二、简单的萃取过程二、简单的萃取过程三、萃取过程特点三、萃取过程特点四、应用场合四、应用场合五、萃取剂五、萃取剂S的选择的选择3一、萃取的一、萃取的理论依据理论依据 依据液体混合物中各组分在所选择的溶依据液体混合物中各组分在所选择的溶剂中剂中溶解度溶解度的差异分离的差异分离液体混合物液体混合物的单元操的单元操作称为作称为液液-液萃取液萃取,也称,也称溶剂萃取溶剂萃取,
2、简称,简称萃萃取(取(Extraction)。4二、简单的萃取过程二、简单的萃取过程-工艺流程工艺流程萃取剂萃取剂(S)混合槽混合槽沉降分离沉降分离脱除溶剂脱除溶剂萃取液萃取液E萃余液萃余液RS S萃取相萃取相萃余相萃余相-SE-SR ER原料液原料液F(A+B)5 二、简单的萃取过程二、简单的萃取过程-混合混合 原料液由溶质原料液由溶质A+稀释剂稀释剂B组成组成;选择的溶剂称为选择的溶剂称为萃取剂萃取剂(Extractant),以,以S表示表示;溶解度大溶解度大的组分称为的组分称为溶质溶质(Solute),以,以A表示表示;不溶解或溶解度小不溶解或溶解度小的组分称为的组分称为稀释剂(稀释剂(
3、Diluter/Diluting agent),以,以B表示表示;原料液原料液F (A+B)萃取剂萃取剂(S)混合槽混合槽6 二、简单的萃取过程二、简单的萃取过程-沉降分离沉降分离 含萃取剂含萃取剂S多的一相多的一相 (A+SE+B少少)称为称为萃取相萃取相 (Extract),以,以E表示。表示。A A的含量以的含量以y yA A表示表示 含稀释剂含稀释剂B多的一相多的一相(B+A少少+SR)称为)称为萃余相萃余相(Raffinate),以以R表示。表示。A A的含量以的含量以x xA A表示表示EyARxA萃余相萃余相萃取相萃取相沉降分离沉降分离7二、简单的萃取过程二、简单的萃取过程-脱除
4、溶剂脱除溶剂萃取相和萃余相萃取相和萃余相脱溶剂后脱溶剂后分别得分别得萃取液(萃取液(Solvent-free extract,A+B少少)和和萃余液(萃余液(Solvent-free raffinate,B+A少少),以,以E和和R表示。表示。萃取液萃取液E萃余液萃余液RS脱除溶剂脱除溶剂萃取相萃取相萃余相萃余相SE SR8二、简单的萃取过程二、简单的萃取过程-总结总结 工业萃取过程由工业萃取过程由三个基本过程三个基本过程组成,即组成,即 (1 1)混合混合 采取措施使萃取剂和原料液充分混采取措施使萃取剂和原料液充分混合,实现溶质合,实现溶质A由原溶液向萃取剂传递。由原溶液向萃取剂传递。(2
5、2)沉降分离沉降分离 进行萃取相进行萃取相E和萃余相和萃余相R的分离。的分离。(3 3)脱除溶剂脱除溶剂 萃取相和萃余相脱溶剂得到萃萃取相和萃余相脱溶剂得到萃取液取液E和萃余液和萃余液R,萃取剂循环使用。,萃取剂循环使用。9三、萃取过程特点三、萃取过程特点与蒸馏、吸收比较与蒸馏、吸收比较单元操作单元操作操作原理操作原理扩散方式扩散方式液液-液萃取液萃取EXTRACTION 利用组分在萃取剂中利用组分在萃取剂中溶解溶解度度不同分离不同分离液体液体混合物混合物单向单向扩散扩散蒸馏蒸馏DISTILLATION 利用组分的利用组分的挥发度挥发度不同分不同分离离液体液体混合物混合物 反向反向扩散扩散 吸
6、收吸收ABSORPTION 利用组分利用组分溶解度溶解度不同分离不同分离气体气体混合物混合物 单向单向扩散扩散 10 四、应用场合四、应用场合-之一之一沸点接近或相对挥发度接近于沸点接近或相对挥发度接近于1 1的物系分离:的物系分离:环己烷环己烷(A)与苯与苯(B)常压沸点为常压沸点为80.73OC、80.1OC,,加入糠醛后,加入糠醛后,可达到可达到2.7。111 四、应用场合四、应用场合-之二之二恒沸物分离:恒沸物分离:乙醇乙醇-水恒沸组成:乙醇水恒沸组成:乙醇 0.894(mol%),乙醇乙醇/水水9,加入苯,加入苯,形成三元恒沸物,乙醇:形成三元恒沸物,乙醇:0.23;水:水:0.22
7、6,乙醇乙醇/水水1 。乙醇乙醇-水二元水二元混合物相图混合物相图12 四、应用场合四、应用场合-之三之三热敏性物质的分离:热敏性物质的分离:在生化制药的过程中,生成复杂在生化制药的过程中,生成复杂的有机液体混合物,这些物质大多为的有机液体混合物,这些物质大多为热敏性混合物。选择适当的溶剂进行热敏性混合物。选择适当的溶剂进行萃取,可避免受热损坏,提高有效物萃取,可避免受热损坏,提高有效物质的收率。例如青霉素的生产,用玉质的收率。例如青霉素的生产,用玉米发酵得到的含青霉素的发酵液,以米发酵得到的含青霉素的发酵液,以醋酸丁脂为溶剂,经过多次萃取得到醋酸丁脂为溶剂,经过多次萃取得到青霉素的浓溶液。青
8、霉素的浓溶液。13 四、应用场合四、应用场合-之四之四组分浓度低且为难挥发组分的分离:组分浓度低且为难挥发组分的分离:以乙酸乙酯为萃取剂从以乙酸乙酯为萃取剂从稀醋酸水溶液中回收醋稀醋酸水溶液中回收醋酸(酸(90%左右)左右)。14五、萃取剂五、萃取剂S S的选择的选择选择性好:选择性好:15五、萃取剂五、萃取剂S S的选择的选择易回收:易回收:16五、萃取剂五、萃取剂S S的选择的选择 为使萃取相为使萃取相E与萃余相与萃余相R能较快的分层,要求萃取剂能较快的分层,要求萃取剂S与稀释剂与稀释剂B有较大的密度差。有较大的密度差。E、R易分相:易分相:17五、萃取剂五、萃取剂S S的选择的选择 萃取
9、剂应满足一般的工艺萃取剂应满足一般的工艺要求:稳定性好,腐蚀性小,要求:稳定性好,腐蚀性小,无毒,不易着火、爆炸,来源无毒,不易着火、爆炸,来源容易,价格较低等。容易,价格较低等。其他:其他:18第二节第二节 萃取的基本原理萃取的基本原理一、三元组成的表示方法一、三元组成的表示方法二、物料衡算与杆杠定律二、物料衡算与杆杠定律三、三元物系的相平衡关系三、三元物系的相平衡关系四、分配系数四、分配系数kA与选择性系数与选择性系数五、五、萃取过程在三角形相图上的表示萃取过程在三角形相图上的表示19一、一、三元组成的表示方法三元组成的表示方法-问题的提出问题的提出yA已知,已知,yB=1-yA可知可知1
10、AByy1ABxx1ABSxxx1AByy1ASxx1sBAyyyxA已知,已知,xB=1-xA可知可知;在精馏与吸收中在精馏与吸收中20一、一、三元组成的表示方法三元组成的表示方法-问题的提出问题的提出 三元物系三元物系平衡关系平衡关系 如何表示?如何表示?21一、一、三元组成的表示方法三元组成的表示方法-解决方法解决方法ABSMABSM利用三角形利用三角形ABSM22 一、一、三元组成的表示方法三元组成的表示方法-顶点顶点ABS纯纯组分组分 (A、B、S)的表达)的表达点点A:xA=100%点点B:xB=100%点点S:xS=100%23 一、一、三元组成的表示方法三元组成的表示方法-三边
11、三边ABS二元混合物(二元混合物(A+B,A+S,B+S)的表达的表达 三角形任一边上的任一三角形任一边上的任一点代表二元混合物,第三组点代表二元混合物,第三组分的组成为分的组成为0 0。边上任一点越靠近某一边上任一点越靠近某一顶点处,此顶点所代表的组顶点处,此顶点所代表的组分在溶液中的浓度越大。分在溶液中的浓度越大。A%B%S%24 一、一、三元组成的表示方法三元组成的表示方法-内部内部 M M点:点:xA 0.4 xB 0.3 xS 0.3ABSM三元混合物三元混合物M M(A+B+S)的表达的表达N25一、一、三元组成的表示方法三元组成的表示方法-总结总结ABSM纯物质纯物质 三角形顶点
12、三角形顶点 A、B、S二元混合物二元混合物三角形的边三角形的边AB、BS、SA三元混合物三元混合物三角形内部的点三角形内部的点M如何确定点的坐标?如何确定点的坐标?26l11.11.在逆流操作的吸收塔中,于在逆流操作的吸收塔中,于l0l.3kPa(l0l.3kPa(绝绝)、2020下用清下用清水吸收空气水吸收空气-氨混合气中的氨。入塔混合气的流量为氨混合气中的氨。入塔混合气的流量为l000l000,其中氨的分压为其中氨的分压为1.33kPa1.33kPa,操作条件下的平衡关系为,操作条件下的平衡关系为Y=0.753XY=0.753X。若吸收剂用量为理论最小用量的。若吸收剂用量为理论最小用量的1
13、.31.3倍,要求吸倍,要求吸收率为收率为9898,试求操作液气比、吸收剂用量及出塔液相组,试求操作液气比、吸收剂用量及出塔液相组成。若操作压力改为成。若操作压力改为202.6kPa(202.6kPa(绝绝),而其他条件不变再求,而其他条件不变再求操作液气比、吸收剂用量及出塔液相组成。操作液气比、吸收剂用量及出塔液相组成。作业作业27作业作业l12 12 在一常压填料吸收塔中,用清水吸收焦炉气中的氨。在一常压填料吸收塔中,用清水吸收焦炉气中的氨。焦炉气入塔的温度为焦炉气入塔的温度为3030,空塔气速为,空塔气速为1.1m/s1.1m/s,焦炉气,焦炉气的流量为的流量为5000Nm5000Nm3
14、 3/h/h,其中氨的浓度为,其中氨的浓度为0.01kg/Nm0.01kg/Nm3 3,要求,要求氨的回收率不低于氨的回收率不低于9999。水的用量为最小用量的。水的用量为最小用量的1.51.5倍,倍,操作条件下的平衡关系为操作条件下的平衡关系为Y=1.2XY=1.2X,气相总体积传质系数,气相总体积传质系数K KY Ya a=200kmol/(m=200kmol/(m33h)h)。试求总传质单元数。试求总传质单元数(分别用对数平分别用对数平均推动力法及数学分析法计算均推动力法及数学分析法计算)及填料层高度。及填料层高度。28 两种不同浓度的溶液两种不同浓度的溶液U和和V(均含有均含有A、B和
15、和S)混合混合后形成混合溶液后形成混合溶液M,则则U、V和和M的质量及组成关系为的质量及组成关系为:物料衡算物料衡算:总:总:U+V=MA A:UyA+VxA=MzAS S:UyS+VxS=MzS1.1.物料衡算物料衡算 material balance二、物料衡算与杠杆定律二、物料衡算与杠杆定律292.2.杠杆定律的内容杠杆定律的内容二、物料衡算与杠杆定律二、物料衡算与杠杆定律U MUV MV(1)(1)代表新混合液组成的代表新混合液组成的M M点和点和代表两混合液组成的代表两混合液组成的U U点、点、V V点点在同一条直线上。在同一条直线上。(2)(2)溶液溶液U U与溶液与溶液V V的质
16、量之比的质量之比等于线段等于线段MVMV与线段与线段MUMU之比。即之比。即MUMVVU或或30AAAASSSSyzzxzyxz3.3.杠杆定律的推导杠杆定律的推导二、物料衡算与杠杆定律二、物料衡算与杠杆定律物料衡算物料衡算:总总:U+V=MA A:UyA+VxA=MzAS S:UyS+VxS=MzSSSSSAAAAyzzxzyxzVUUMUVMV31)U、V、M 三点三点共线,共线,M点点为为U与与V点的点的和点和点,U(V)点点为为M点与点与V(U)点的点的差点差点。b)b)分量与合量的质量与直线分量与合量的质量与直线上相应线段的长度上相应线段的长度成比例成比例。4.4.杠杆定律的总结杠杆
展开阅读全文