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(共53张PPT)
模块十 萃取技术
01
任务一 认识萃取装置
02
任务二 确定萃取操作条件
03
任务三 操作萃取装置
04
任务四 综合案例
05
总结与归纳
萃取是指利用物质（溶质）在两种互不相溶或微溶的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使溶质从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中的分离方法。萃取操作条件主要是：依据分离物系的性质及分离要求，确定合理的萃取流程及选用合适的萃取剂。02萃取分离效果通常用分配系数、选择性系数、分离率等参数来描述，而萃取过程中溶质A与原溶剂B及萃取剂S均存在平衡关系，描述萃取效果的参数需借助相平衡关系来计算。萃取物系中的A、B、S三组分构成简单的三元物系，若B与S互溶可以忽略，则萃取相E和萃余相R都只含两个组分，其相平衡关系类似于吸收中的溶解度曲线；若B与S部分互溶，则E、R中均有三个组分，其平衡关系常用三角形相图表示。子任务1分析萃取条件任务二 确定萃取操作条件02一、萃取操作流程任务二 确定萃取操作条件根据原料液和萃取剂的接触方式萃取操作设备分级接触式萃取连续接触式萃取单级萃取多级萃取多级错流萃取多级逆流萃取021.单级萃取流程任务二 确定萃取操作条件将由溶质A和稀释剂B组成的原料液F和萃取剂S一起加入混合器1内，然后搅拌使原料液F与萃取剂S充分混合，使溶质A从料液进入萃取剂。将混合液送入分层器2，两液相因密度不同静置分层。一层以萃取剂S为主，并溶有较多的溶质A，称为萃取相，用E表示，送入分离器3，经分离后得到萃取剂S和萃取液E’。另一层以稀释剂B为主，且含有未被萃取完的溶质A，称为萃余相，用R表示，送入分离器4，经分离后得到萃取剂S和萃取液R’。萃取剂S送入混合器循环使用。单级萃取流程简单，过程为一次平衡，故分离程度不高，只适用于溶质在萃取剂中的溶解度很大或溶质萃取率要求不高的场合。单级萃取流程图021.单级萃取流程任务二 确定萃取操作条件02任务二 确定萃取操作条件2.多级错流萃取流程023.多级逆流萃取流程任务二 确定萃取操作条件如图所示，由溶质A和稀释剂B组成的原料液从第一级进入，逐级流过系统，最终萃余相R从第n级流出；新鲜萃取剂从第n级进入，与原料液逆流，逐级与料液接触，在每一级中两液相充分接触进行传质，最终的萃取相E从第一级流出。萃取相与萃余相分别送入回收装置中回收萃取剂S。多级逆流萃取一般采用连续操作，可以在萃取剂用量较小的条件下获得比较高的萃取率，分离效率高，溶剂用量少，故在工业中得到了广泛的应用。多级错流萃取流程02任务二 确定萃取操作条件3.多级逆流萃取流程024.微分逆流萃取流程任务二 确定萃取操作条件微分接触萃取流程微分接触逆流萃取主要在塔式萃取设备内进行，如图所示。由溶质A和稀释剂B组成的原料液F从塔顶进入塔中，在重力作用下从上向下流动，与自下向上流动的萃取剂S逆流连续接触，进行传质，萃取结束后，萃取相E从塔顶流出，最终的萃余相R从塔底流出。微分接触逆流萃取操作两液相连续逆向流过设备，没有沉降分离时间，因而传质未达平衡状态，其浓度沿塔高呈连续微分变化。微分萃取适用于两液相有较大的密度差的场合，是工业上常用的萃取方法。02二、萃取过程的相平衡关系任务二 确定萃取操作条件根据萃取操作中各组分的互溶性，可将三元物系分为以下三种情况，即①溶质A可完全溶于B及S，且B与S不互溶；②溶质A可完全溶于B与S，而B与S部分互溶；③溶质A可完全溶于B，而A与S及B与S部分互溶。习惯将①、②两种情况的物系称为第Ⅰ类物系，工业上常见的第Ⅰ类物系有丙酮(A)–水(B)–甲基异丁基酮(S)、丙酮(A)–氯仿(B)–水(S)及醋酸(A)–水(B)–苯(S)等；将③情况的物系称为第Ⅱ类物系，第Ⅱ类物系有苯乙烯(A)–乙苯(B)–二甘醇(S)、甲基环己烷(A)–正庚烷(B)–苯胺(S)等。本模块主要讨论第Ⅰ类物系的相平衡关系。02任务二 确定萃取操作条件三元物系的组成可以用等边三角形坐标图、等腰直角三角形坐标图和非等腰直角三角形坐标图等来表示，见下图。其中，以等腰直角三角形坐标图最为常用。1.三角形相图三角形相图02任务二 确定萃取操作条件在三角形相图中，三角形的每个顶点分别代表一个纯组分，即顶点A表示纯溶质A，顶点B表示纯原溶剂（稀释剂）B，顶点S表示纯萃取剂S。三角形的每条边上的任一点代表一个二元混合物系，不含第三组分。AB边以A的质量分数作为标度，BS边以B的质量分数作为标度，SA边以S的质量分数作为标度，二元混合物组的含量可以直接由图上读出，例如SA边上的D点，表示由A、S组成的二元混合物系，由图可读得A、S的组成分别为xA=0.40，xS=0.60.三角形坐标图内任一点代表一个三元混合物系。M点即表示由A、B、S三个组分组成的混合物系。其组成可按下面的方法确定：过物系点M分别作对边的平行线ED、HG、KF，分别交边AB、BS、SA与点E、G、K，首先由两直角边的标度读得A、B的组成xA及xB，再由归一化条件可求xS=1-xA-xB，即：xA=0.4、xB=0.3、xS=0.3.022.溶解度曲线及连接线任务二 确定萃取操作条件第Ⅰ类物系的溶解度曲线可以通过实验的方法得到，图中曲线R0R1R2RiRnKEnEiE2E1E0R称为溶解度曲线，该曲线将三角形相图分成两个部分：单相区ABR0KE0SA和两液相区R0KE0R0。单相区内的点代表该三元混合物是相互完全溶解的单一液相；两相区内的点代表组分达到平衡呈现两个液相，这两个液相称为共轭相，连接两共轭液相相点的直线称为连接线，如图中的RiEi线(i=0，1，2…，n)。萃取操作只能在两相区内进行。两个共轭相组成相同时的混溶点，称为临界混溶点，如图中K点。临界混溶点将溶解度曲线分为萃取相区域与萃余相区域。值得注意的是，临界混溶点并不是溶解度曲线的最高点。溶解度曲线023.辅助曲线任务二 确定萃取操作条件一定温度下，测定体系的溶解度曲线时，实验测出的连接线的条数（即共轭相的组成数据）是有限的，为了得到任何已知平衡液相的共轭相的数据，常采用辅助曲线（亦称共轭曲线）的方法获得。如右图所示，通过已知点R１、R２…分别作边BS的平行线，再通过相应连接线的另一端点E１、E２…分别作边AB的平行线，各平行线分别交于F，G…点，连接这些交点所得平滑曲线即为辅助曲线。利用辅助曲线可以求任一已知平衡液相的共轭相。通常，一定温度下的三元物系溶解度曲线、联结线、辅助曲线及临界混溶点的数据均由实验测得，有时也可从手册或有关专著中查得。辅助曲线示意图02三、萃取效果的衡量参数任务二 确定萃取操作条件1.三角形相图在一定温度下，当三元混合液的两个液相达到平衡时，某组分在互成相平衡的两相中的浓度比称为该组分的分配系数，以K表示。溶剂A在E相与R相中的分配系数KA为：式中:——萃取相中组分的质量分数；——萃余相中组分 的质量分数；同理:式中:——萃取相中组分的质量分数；——萃余相中组分 的质量分数；02任务二 确定萃取操作条件分配系数一般不是常数，其值随组成和温度而变,不同物系具有不同的分配系数值，同一物系值随温度而变。在恒定温度下，值随溶质A的组成而变。只反映S对A的溶解能力，不反映A、B的分离程度。当,；>1, >将组分A在液液相平衡的组成,之间的关系在直角坐标中表示，该曲线称为分配曲线，如图（b）所示。图中P点为临界混溶点，此时两相组成相同。组分部分互溶时的分配曲线分配曲线表示溶质 在互成平衡的相 与相中的分配系数。若已知 ，则可根据分配曲线求出其共轭相组成 。02任务二 确定萃取操作条件2.选择性系数式中:——萃取相中组分的质量分数；——萃余相中组分的质量分数；选择性是指萃取剂 对原料液中 、 组分的溶解度差异，萃取剂的选择性可用选择性系数 表示。两相平衡时，萃取相 中 、 组成之比与萃余相 中 、 组成之比的比值称为选择性系数，用 表示，即：——组分的分配系数。02任务二 确定萃取操作条件选择性系数反映了指萃取剂对原料液中两个组分溶解能力的差异，即、的分离程度。值大，表示萃取分离效果越好。若＞1，说明组分在萃取相中的相对含量比萃余相中的高，即组分、得到了一定程度的分离；若=1，组分萃取相和萃余相具有相同的组成，并且等于原料液的组成，即、两组分不能用此萃取剂分离。所有工业的萃取操作中，值均大于1，且值越大，萃取分离效果越好。值直接与 有关， 值大， 值也越大，即影响 的因素也影响β值，比如物系的温度、浓度等。02任务二 确定萃取操作条件3.萃取率（提取率）定义：萃取率是指萃取体系达到平衡后，溶质进入萃取剂的量与原料液中溶质的总量的百分数比，通常以表示。即：萃取率反映了萃取剂对溶质的萃取能力。值越大，值越小，萃取分离效果越好。02四、萃取率任务二 确定萃取操作条件1.萃取剂的选择原则⑴萃取剂的选择性⑵萃取剂的物理性质（密度、黏度、界面张力等）⑶萃取剂回收的难易⑷萃取剂的化学性质⑸其他因素（毒性小、无刺激性，难挥发，来源丰富，价格便宜，循环使用中损耗小）02任务二 确定萃取操作条件2.工业上常用的萃取剂萃取剂的种类繁多，大多数为有机溶剂，常用的工业萃取剂有：醇类：异戊醇、仲辛醇、取代伯醇等；醚类：二异丙醚、乙基己基醚等；酮类：甲基异丁基酮、环己酮等；酯类：乙酸乙酯、乙酸戊酯、乙酸丁酯等；羧酸类：肉桂酸、脂肪酸、月桂酸、环烷酸等；磺酸类：十二烷基苯磺酸、三壬基萘磺酸等；磷酸酯类：己基磷酸二（2-乙基己基）酯、二辛基磷酸辛酯、磷酸三丁酯等；亚砜类：二辛基亚砜、二苯基亚砜、烃基亚砜等；有机胺类：三烷基甲胺、二癸胺、三辛胺、三壬胺等。02子任务2计算萃取剂用量任务二 确定萃取操作条件萃取剂的选择是萃取操作的关键，萃取剂的种类及其用量直接影响萃取操作能否进行，从而影响萃取产品的产量、质量、过程的经济性。一、三角相图在萃取过程中的应用对于第Ⅰ类物系，用y表示萃取相中溶质组成，用x表示萃余相中溶质组分的组成，萃取过程的萃取液与萃余液的组成及量，可按以下步骤确定：①由已知相平衡数据在三角形相图中画出溶解度曲线及辅助曲线。②根据原料液F的组成xF，在三角相图的AB边上确定点F；根据萃取剂的组成，确定S点；连接点S、F，则S和F形成的新三元混合物M必在FS连线上。02任务二 确定萃取操作条件③由萃余相的组成x，在相图上确定点R；再由点R和辅助曲线确定点E，读出萃取相E的组成y；连接点R、E，RE线与FS线的交点即为S和F形成的新三元混合物的组成点M。④由物料衡算和杠杆规则求出F、E、S的量。⑤连接点S、E和点S、R，延长SE、SR分别于AB边交于点E’、R’，即萃取液E’和萃余液R’，E’和R’的组成可由相图读出，E’和R’的量可由杠杆规则求得。三角相图的应用021.杠杆规则任务二 确定萃取操作条件二、杠杆规则与萃取剂用量计算假设萃取过程中各级均为理论级，即离开每级的E相和R相互为平衡，确定平衡各相之间的相对数量可以用杠杆规则求得。如图所示，将任意两个混合物E和R混合，形成新的混合物M，在三角形相图中表示其组成的点M必在的E和R的连线上，且点M的位置按以下关系确定：杠杆规则原理示意图或式中:E, R, M——混合液E、R及M质量流量，kg/s；MR, ME, RE——线段MR, ME, RE的长度。这一关系称为杠杆规则，其实质是质量守恒定律。02任务二 确定萃取操作条件点M称为点E和点R的“和点”，点E（或R）称为点M与R（或E）的“差点”。根据杠杆规则，可以由其中的任意二点求得第三点。若将两个质量流量为E和R、组成分别为xAR、xBR、xSR和xAE、xBE、xSE的三元混合物混合成一个质量流量E+R=M和组成为xAM、xBM、xSM的三元混合物。则其物料衡算式为：物料衡算与杠杆规则是用于描述两个混合物E和R形成一个新的混合物M时，或者一个混合物M分离为E和R两个混合物时，其质量之间的关系。02任务二 确定萃取操作条件2.萃取剂的用量的计算吸收剂用量S的确定对于单级萃取过程，萃取剂用量可以根据物料衡算原理求出，即:已知原料液的量F和质量分数xF，若要求萃余相R的质量分数xF，可由图解法和杠杆定律求得吸收剂S的量：同理，可确定萃取过程中萃取剂极限用量S：萃取操作应满足下列条件：最大萃取液组成与最小萃余液组成分别为图中的和对应的组成。02子任务3确定萃取装置的工艺参数任务二 确定萃取操作条件萃取过程是在萃取设备内完成的，萃取设备的大小是随萃取过程处理的物料量、处理要求及物料性质的不同而改变的。萃取物系依据溶质-溶剂-萃取剂互溶关系，其平衡关系亦不同，需要的分离装置也不一样，其分离设备多为萃取塔，且每一次分离均可认为达到平衡。萃取装置的工艺参数主要是萃取塔的塔高和塔径。对于连续接触式萃取塔，其塔高的确定采用精馏塔塔高的计算方法，先确定理论级数，再采用等级高度法或传质方程法。02任务二 确定萃取操作条件萃取过程中，若原料液与萃取剂在混合器中充分进行液液相际接触传质，然后在澄清器中充分静止分层得到相互平衡的萃取相和萃余相，这样的过程即为一次萃取理论级，类似于精馏操作中的理论板，萃取理论级也是一种理想状态。萃取过程中，因为要使液液两相充分混合接触传质达到平衡且使混合两相彻底分离，理论上需要无限长的时间，实际过程中也是无法实现的。应用理论级的概念是为了便于对萃取设备操作效率进行分析，同时在萃取设备计算时，先确定理论级，再依据经验得出的级效率或等级高度，确定实际萃取级数，最终确定萃取装置的工艺参数。一、萃取理论级02任务二 确定萃取操作条件二、理论级的确定萃取过程理论级的确定方法与萃取流程、萃取物系性质有关。下面就完全不互溶物系的萃取理论级的确定方法进行介绍；而部分互溶物系的萃取理论级的确定，建议参照相关资料。萃取过程中，若B和S完全不互溶或互溶度很小，则整个萃取过程中，B和S均可看成不变量，只有溶质A在两相(B、S)间进行转移，这种情况类似于单组分吸收过程。02任务二 确定萃取操作条件1.相组成与相平衡表示方法因萃取过程中，B和S不互溶，A在两相中的组成采用质量比表示。萃取相中溶质A的组成：萃余相中溶质A的组成：溶质A在平衡两相中的组成可用X-Y坐标系中的分配曲线表示。2.单级萃取过程的理论级当原料液(A+B)与萃取剂S在萃取器中充分接触时，溶质A从原溶剂B向萃取剂S中转移，B和S在两液相中的量不变，最后达到两相平衡。02任务二 确定萃取操作条件对萃取器作溶质 A 的物料衡算有：即是或：式中:B —原料液或萃余相中溶剂B的质量，kg或kg/hXF—原料液中溶质A的质量比，kgA/kgBS —萃取剂或萃取相中萃取剂S的质量，kg或kg/hXR—萃余相中溶质A的质量比，kgA/kgBXS—萃取剂中溶质A的质量比，kgA/kgBXE—萃取相中溶质A的质量比，kgA/kgB该式为单级萃取过程的操作线方程，在X-Y坐标图中为一直线，该直线过D（XF，YS）点，斜率为02任务二 确定萃取操作条件当已知B、XF，YS及S，则可依据操作线方程和相平衡关系直接求解(XR，YE);或规定XR，求解YE和S。也可采用图解法求解，如图（b）所示，在X-Y图中绘制相平衡线OE，根据分离任务XF，YS作点F(XF, 0),并过点F作斜率为-B/S的直线交平衡线OE于点D，FD为单级萃取过程操作线，交点为D(XF，YS)。若确定分离要求XR，则可依据FD操作线求-B/S，再求S的量。完全不互溶物系的单级萃取023.多级萃取过程的理论级任务二 确定萃取操作条件⑴多级错流萃取过程多级错流萃取过程实际上是单级萃取的多次串联过程，图(a)所示为B、S完全不互溶物系四级错流萃取过程。每一级的萃取相和萃余相的S和B的量均不变。其理论级的计算有解析法和图解法两种方法。互不相溶物系多级错流萃取过程02任务二 确定萃取操作条件①解析法。萃取若在操作范围内，其分配系数为常数，且YS=0，在Y-X坐标系内的分配曲线可近似为过原点的直线，即类似于吸收操作中的表达式：对第一级作A组分的衡算，由操作线方程得：将,代入上式得：令为萃取因素，则：同理，对于第二级，有：以此可求出经过n个理论级错流萃取后的萃余相组成Xn和相应的萃取相Yn；或相应由上式，求解使溶液由XF降至要求的Xn所需理论级数02任务二 确定萃取操作条件②图解法。若萃取操作过程的平衡线（分配曲线）为曲线（直线亦如此），可采用图解法。若，由第一级的操作线方程为依次可得第二级、第三级、…、第N级的操作线方程…各操作线的斜率均-B/S，分别通过X轴上的点R1(XF, 0)，R2(X1, 0)，…，Rn(Xn-1, 0)。其图解步骤如下：a.在Y-X坐标图上，依据萃取物系平衡数据，作平衡线OE；b.过X轴上点R1(XF, 0)作斜率为-B/S的直线，得第一级操作线，交平衡线于F1(X1, Y1)，得出第一级的萃取相与萃余相的组成Y1与X1；02任务二 确定萃取操作条件c.由F1作垂线交X轴于R2(X1, 0)，过R2作斜率为-B/S的直线得第二级操作线，交平衡线于F2(X2, Y2)d.依次作操作线，直至萃余相组成等于或小于要求的Xn为止，这一级为第n级。说明：若入口萃取剂中，则可依据操作线和平衡线按照上述方法自行作图求解萃取理论级。02任务二 确定萃取操作条件⑵多级逆流萃取过程互补相溶物系多级逆流萃取过程如图所示，此操作中，各级萃余相和萃取相中的B、S量均不变，虚线框为衡算范围，作第i级到第n级溶质A组分衡算有：若，则式中:Xi-1, XN—离开第i-1级、N级的萃余相组成，kgA/kgBYi—离开第i级萃取相组成，kgA/kgB——为多级逆流萃取操作的操作线方程。萃取流程02任务二 确定萃取操作条件对多级逆流萃取操作全系统作溶质A的物料衡算可得方程多级逆流萃取过程理论级的计算方法（图解法）介绍如下：由上式可知，该操作线必过点(XF, Y1)、(Xn, 0)，即图中的P1、S，斜率为B/S萃取图解法先在Y-X坐标系中画平衡线OE和操作线SP1，再按梯级法作图，自P1起作水平线交平衡线于F1，得到与F1对应的相平衡组成(X1,Y1)；由F1作垂线交操作线于P2点，得出离开第一级萃取相组成Y1，依次在平衡线OE和操作线SP1之间作阶梯，直至Xn等于或低于分离要求的最终萃余相组成为止。其中所得阶梯数即为S、B互不相溶物系多级逆流萃取操作的理论级数。02任务二 确定萃取操作条件提示：当分离要求Xn一定时，减少萃取剂的用量S，其操作线斜率B/S将增大，即操作线向平衡线靠拢，萃取理论级数将增多；且当S降至操作线与平衡线相交，此时所需理论级数将增至无穷多，此时的S量为最小萃取剂用量，而(S/B)min即为最小溶剂比。实际操作中溶剂比必须大于最小溶剂比，才能达到规定的分离要求。适宜的溶剂比需均衡设备费用和操作费用。02任务二 确定萃取操作条件三、萃取装置工艺参数的确定确定萃取装置工艺参数最主要的是确定萃取塔的工艺参数，即是萃取塔的塔高和塔径。1.萃取塔的塔径塔径的确定仍采用确定精馏塔和吸收塔塔径的方法：式中Vs——液相流率，m3/s；u——适宜流速，m/s。02任务二 确定萃取操作条件2.萃取塔的塔高对于连续接触式萃取塔，其塔高的确定方法有：等级高度法和传质方程法⑴等级高度（HETS）法等级高度法类似于模块五（精馏技术）中的等板高度法。当已知萃取分离物系分离一个理论级的的当量高度（等级高度）he时，即可利用下式，计算完成分离任务需要的有效高度。说明：等级高度法虽然较简单，但是HETS随物系的物性、浓度、流率和塔的结构而变，范围非常大，故在应用时需有与分离条件一致的数据，否则结果与实际差别较大，一般较少采用。02任务二 确定萃取操作条件2.萃取塔的塔高⑵传质方程法传质方程法类似于模块六（吸收技术）中对填料层高度的计算法。以萃取相的溶质总质量分数差为推动力的传质方程为：式中NA—溶质A由萃余相向萃取相传递的速率，kgA/(m2相界面·h)；y—萃取相中溶质A的组成，质量分数；y*—萃余相平衡的萃取相溶质A的组成，质量分数；Ky—以萃取相溶质浓度差(y*-y)为推动力的总传质系数，kg/(m2·h).02任务二 确定萃取操作条件式中α—单位塔体积中的相界面面积，m2/m3；Ω—塔截面面积，m2；E—萃取相的流率，kg/h；对塔微分高度dh内的传质有：当萃取相中溶质浓度低，且两相互不相溶时，E可作为常数，则由上述两式积分可得萃取塔所需的有效高度：02任务二 确定萃取操作条件式中yayb—萃取相在入塔、出塔时的溶质组成，质量分数m2/m3；NOE—萃取相为稀溶液时总传质系数；HOE—萃取相为稀溶液时总传质单元高度，m，；NOE. C—萃取相为浓溶液时总传质系数；HOE. C—萃取相为浓溶液时总传质单元高度，m，。当萃取相的溶质浓度较高时，可依据下式计算。：说明：同上，也可以采用萃余相的溶质总质量分数差为推动力的传质方程进行萃取塔高度的计算。02任务二 确定萃取操作条件化工集团生产丙酮，得到丙酮–水溶液，其中丙酮的质量分数为45%，采用萃取操作从丙酮-水溶液中分离丙酮，要求萃余相中丙酮的质量分数为10%。表中列出了常温下丙酮-水-三氯乙烷三元物系的连接线数据。依据要求完成以下任务：⑴选择合适的萃取剂；⑵如以CHCl3作萃取剂，试求所需萃取剂的用量及三元混合液中水和丙酮的质量分数；⑶试求所得萃取相E的量；⑷试求萃取相E脱除萃取剂S后所得萃取液E’和萃余液R’的量。02任务二 确定萃取操作条件丙酮-水-CHCl3连接线数据表（质量分数/%）三元物系的单级萃取操作02任务二 确定萃取操作条件解：依题意绘出溶解度曲线和辅助曲线⑴根据萃取剂的选择原则，从丙酮-水溶液中萃取丙酮，可选用的萃取剂有：三氯甲烷、异丙醚、乙醚、三正辛胺、乙酸乙酯等。下面将以三氯甲烷为萃取剂，确定萃取操作参数。⑵根据题意，在三角形相图上标出F点、R点，由R点和辅助曲线确定萃取相E点，连接E、R点，ER线与SF线相交于M点，M点即为混合物的组成点，读出M中含水量为14%，含丙酮为15%，含三氯甲烷71%。根据杠杆定律得：02任务二 确定萃取操作条件⑶如图所示，根据杠杆定律⑷根据杠杆定律对于实际生产的萃取过程，由于萃取剂的循环使用，萃取剂S中含有少量的A和B，萃取液E’和萃余液R’中也含有少量的S，故点S、R’、E’在三角形相图的均相区内。即02任务二 确定萃取操作条件对训练1的物系，今有含丙酮(A)20%（质量分数，下同）的水(B)溶液，流量为800 kg/h。按错流流程，用三氯甲烷(S)作萃取剂，且每一级的S用量均为320 kg/h若要求萃余相中A降至5%，则:⑴需要的理论萃取级是多少？⑵此时的萃取相和萃余相的组成是多少？解：由体系的平衡数据可知（训练1中的表），当A含量低于20%时，B-S的互溶度很小，可近似按互不相溶物系处理，即忽略B中的S量和S中的B量。依质量分数与质量比的关系，可将表中的2~5数据转化为下表的数据。序号XY序号XY10.06630.095930.16240.262320.11110.176540.23530.3824以质量比X-Y表示的平衡关系02任务二 确定萃取操作条件将X、Y平衡数据绘制在X-Y坐标上，得OE线（平衡线）为一过原点的直线，斜率为1.62。由已知条件有：操作线斜率为：原料液的组成为：萃余相的组成为：萃取因子：丙酮-水-三氯甲烷平衡物系02任务二 确定萃取操作条件当理论萃取级为3时，其萃余相和萃取相组成分别为：在上图中，找出点F1(0.25, 0)，过F1作斜率为-2的直线交OE线于E1点；自E1作垂线，交X轴于F2点，过F2再斜率为-2的直线，交OE线于E2点；依次作图得到F3、F4(X3，0),得萃余相组成X3=0.042＜Xn=0.05，故要使萃余相低于5%需要理论萃取级为3级。

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