第四章液液萃取课件

萃取基本原理：萃取基本原理：利利利利用用用用组组组组分分分分在在在在不不不不同同同同溶溶溶溶剂剂剂剂中中中中溶溶溶溶解解解解度度度度的的的的差差差差异异异异进进进进行行行行物物物物质质质质分分分分离离离离的操作（传质过程）的操作（传质过程）的操作（传质过程）的操作（传质过程）萃取基本原理：利用组分在不同溶剂中溶解度的差异进行物质1萃取中常用名词萃取中常用名词萃取中常用名词萃取中常用名词 （1 1）溶质）溶质）溶质）溶质A A：预分离的组分：预分离的组分：预分离的组分：预分离的组分 （2 2）稀释剂）稀释剂）稀释剂）稀释剂B B：原溶剂、惰性溶剂：原溶剂、惰性溶剂：原溶剂、惰性溶剂：原溶剂、惰性溶剂 （3 3）萃取剂）萃取剂）萃取剂）萃取剂S S：萃取过程外加溶剂：萃取过程外加溶剂：萃取过程外加溶剂：萃取过程外加溶剂 （4 4）萃取相）萃取相）萃取相）萃取相E E：以：以：以：以S S为主，溶有较多为主，溶有较多为主，溶有较多为主，溶有较多A A （5 5）萃余相）萃余相）萃余相）萃余相R R：以：以：以：以B B为主，含有未被萃取完为主，含有未被萃取完为主，含有未被萃取完为主，含有未被萃取完A A B+A+S B+A+S S+A+B S+A+B（6 6）萃取液）萃取液）萃取液）萃取液E E0 0 （7 7）萃余液）萃余液）萃余液）萃余液R R0 0 萃取中常用名词 （1）溶质A：预分离的组分 （2）稀释2适合采用萃取操作的分离过程适合采用萃取操作的分离过程 （1 1）分离溶液中的溶液）分离溶液中的溶液）分离溶液中的溶液）分离溶液中的溶液a a a a 接近接近接近接近1 1或形或形或形或形成恒沸物的溶液成恒沸物的溶液成恒沸物的溶液成恒沸物的溶液（2 2）提取稀溶液中的有价物质）提取稀溶液中的有价物质）提取稀溶液中的有价物质）提取稀溶液中的有价物质（3 3）溶液中回收热敏性物质）溶液中回收热敏性物质）溶液中回收热敏性物质）溶液中回收热敏性物质适合采用萃取操作的分离过程 （1）分离溶液中的溶液a 接3溶液组成表示方法，三角形相图溶液组成表示方法，三角形相图溶液组成表示方法，三角形相图溶液组成表示方法，三角形相图 （1 1）顶点代表纯组分）顶点代表纯组分）顶点代表纯组分）顶点代表纯组分 （溶质）（溶质）（溶质）（溶质）（原溶剂）（原溶剂）（原溶剂）（原溶剂）（萃取剂）（萃取剂）（萃取剂）（萃取剂）（2 2）每条边代表二元溶液）每条边代表二元溶液）每条边代表二元溶液）每条边代表二元溶液 坐标表示质量分数坐标表示质量分数坐标表示质量分数坐标表示质量分数 x xA A+x xB B=1 =1 （3 3）相图中点代表三元溶液）相图中点代表三元溶液）相图中点代表三元溶液）相图中点代表三元溶液 x xA A x xS S x xB B x xB B=1=1-x xA A-x xS S 溶液组成表示方法，三角形相图 （1）顶点代表纯组分 4杠杆规则杠杆规则杠杆规则杠杆规则 R R E E R R点：组成为点：组成为点：组成为点：组成为x xA A、x xB B、x xS S，质量为，质量为，质量为，质量为R R的溶液的溶液的溶液的溶液 E E点：组成为点：组成为点：组成为点：组成为y yA A、y yB B、y yS S，质量为，质量为，质量为，质量为E E的溶液的溶液的溶液的溶液 x xA A x xS S y yA A y yS S （1 1）表表表表示示示示新新新新混混混混合合合合液液液液组组组组成成成成的的的的MM点点点点落落落落在在在在表表表表示示示示两两两两原溶液组成的原溶液组成的原溶液组成的原溶液组成的E E、R R两点的连线两点的连线两点的连线两点的连线上上上上（2 2）MM点点点点位位位位置置置置由由由由线线线线段段段段MRMR与与与与MEME之之之之比比比比等等等等于于于于E E与与与与R R之比确定：之比确定：之比确定：之比确定：MRMR/MEME=E E/R R z zA A z zS S M M MM点称为点称为点称为点称为E E、R R两点的和点两点的和点两点的和点两点的和点 E E、R R两点称为差点两点称为差点两点称为差点两点称为差点 （和点）（和点）（和点）（和点）（差点）（差点）（差点）（差点）（差点）（差点）（差点）（差点）杠杆规则 R E R点：组成为xA、xB、xS，质量5原料液原料液原料液原料液F F中加入萃取剂中加入萃取剂中加入萃取剂中加入萃取剂S S，所得混合液，所得混合液，所得混合液，所得混合液MM的组成如何判断？的组成如何判断？的组成如何判断？的组成如何判断？F F MM 增加萃取剂增加萃取剂增加萃取剂增加萃取剂S S的用量，的用量，的用量，的用量，MM点的位置如何变化？点的位置如何变化？点的位置如何变化？点的位置如何变化？M M 从从从从三三三三组组组组分分分分溶溶溶溶液液液液QQ1 1中中中中除除除除去去去去部部部部分分分分溶溶溶溶质质质质A A，所所所所得溶液得溶液得溶液得溶液QQ2 2组成如何判断？组成如何判断？组成如何判断？组成如何判断？QQ1 1 QQ2 2 和点总在连线上和点总在连线上和点总在连线上和点总在连线上差点在延长线上差点在延长线上差点在延长线上差点在延长线上 原料液F中加入萃取剂S，所得混合液M的组成如何判断？F 6二、部分互溶物系的相平衡二、部分互溶物系的相平衡二、部分互溶物系的相平衡二、部分互溶物系的相平衡 按按按按A A、B B、S S互溶性，将体系分为两类：互溶性，将体系分为两类：互溶性，将体系分为两类：互溶性，将体系分为两类：第第第第I I类类类类物物物物系系系系：A A完完完完全全全全溶溶溶溶于于于于B B及及及及S S，B B与与与与S S部部部部分分分分互互互互溶溶溶溶（B B与与与与S S不不不不互互互互溶溶溶溶）第第第第IIII类物系：类物系：类物系：类物系：A A、B B完全互溶，完全互溶，完全互溶，完全互溶，A A与与与与S S及及及及B B与与与与S S部分互溶部分互溶部分互溶部分互溶 1.1.溶解度曲线溶解度曲线溶解度曲线溶解度曲线 R R HH R R1 1 R R2 2 R R3 3 E E E E1 1 E E2 2 溶解度曲线溶解度曲线溶解度曲线溶解度曲线 二、部分互溶物系的相平衡 按A、B、S互溶72.2.平衡联结线平衡联结线平衡联结线平衡联结线 E E R R MM 平衡联结线：平衡联结线：平衡联结线：平衡联结线：联联联联结结结结两两两两共共共共轭轭轭轭液液液液相相相相组组组组成的直线成的直线成的直线成的直线 溶解度曲线：溶解度曲线：溶解度曲线：溶解度曲线：将将将将三三三三角角角角形形形形相相相相图图图图分分分分为为为为两个区域：两个区域：两个区域：两个区域：曲线以外为均相区曲线以外为均相区曲线以外为均相区曲线以外为均相区 曲线以内为两相区曲线以内为两相区曲线以内为两相区曲线以内为两相区 两两两两相相相相区区区区内内内内混混混混合合合合液液液液分分分分为为为为相相相相互互互互平平平平衡的两液相，称为共轭相衡的两液相，称为共轭相衡的两液相，称为共轭相衡的两液相，称为共轭相 2.平衡联结线 E R M 平衡联8联结线、溶解度曲线由实验测得平衡数据作出联结线、溶解度曲线由实验测得平衡数据作出联结线、溶解度曲线由实验测得平衡数据作出联结线、溶解度曲线由实验测得平衡数据作出 萃取操作只能在两相区内进行萃取操作只能在两相区内进行萃取操作只能在两相区内进行萃取操作只能在两相区内进行 R R 3.3.辅助线辅助线辅助线辅助线 E E 辅助线辅助线辅助线辅助线 ：利用辅助线可求任一平衡液相的共轭相：利用辅助线可求任一平衡液相的共轭相：利用辅助线可求任一平衡液相的共轭相：利用辅助线可求任一平衡液相的共轭相P P 4.4.临界混溶点（褶点）临界混溶点（褶点）临界混溶点（褶点）临界混溶点（褶点）（1 1）平平平平衡衡衡衡的的的的两两两两共共共共轭轭轭轭相相相相组组组组成成成成无无无无限限限限趋趋趋趋近近近近变变变变为为为为一相所对应的点一相所对应的点一相所对应的点一相所对应的点 （3 3）一一一一般般般般不不不不是是是是溶溶溶溶解解解解度度度度曲曲曲曲线线线线的的的的顶顶顶顶点，其位置可由实验测定点，其位置可由实验测定点，其位置可由实验测定点，其位置可由实验测定 （2 2）将溶解度曲线分为两部分：）将溶解度曲线分为两部分：）将溶解度曲线分为两部分：）将溶解度曲线分为两部分：靠靠靠靠B B一一一一侧侧侧侧为为为为萃萃萃萃余余余余相相相相部部部部分分分分，靠靠靠靠S S一一一一侧侧侧侧为为为为萃取相部分萃取相部分萃取相部分萃取相部分 联结线、溶解度曲线由实验测得平衡数据作出 R 3.辅9溶解度曲线溶解度曲线溶解度曲线溶解度曲线 均相区均相区均相区均相区 两相区两相区两相区两相区 联结线联结线联结线联结线 辅助线辅助线辅助线辅助线 临界混溶点临界混溶点临界混溶点临界混溶点 第第第第I I类物系直角三角形相图类物系直角三角形相图类物系直角三角形相图类物系直角三角形相图 均相区均相区均相区均相区 均相区均相区均相区均相区 两相区两相区两相区两相区 溶解度曲线溶解度曲线溶解度曲线溶解度曲线 溶解度曲线溶解度曲线溶解度曲线溶解度曲线 联结线联结线联结线联结线 第第第第IIII类物系直角三角形相图类物系直角三角形相图类物系直角三角形相图类物系直角三角形相图 溶解度曲线 均相区 两相区 联结线 辅助线 10三、分配系数和分配曲线三、分配系数和分配曲线 1.1.分配系数（分配系数（分配系数（分配系数（k k）一定温度下，一定温度下，一定温度下，一定温度下，某组分在互为平衡的某组分在互为平衡的某组分在互为平衡的某组分在互为平衡的E E、R R相中的组成之比相中的组成之比相中的组成之比相中的组成之比 A A的分配系数：的分配系数：的分配系数：的分配系数：B B：2.2.分配曲线分配曲线分配曲线分配曲线 分配曲线分配曲线分配曲线分配曲线 三、分配系数和分配曲线 1.分配系数（k）一11四、温度对相平衡关系的影响四、温度对相平衡关系的影响 温度温度温度温度，物系互溶度，物系互溶度，物系互溶度，物系互溶度 T T1 1 T T2 2 T T3 3 T T4 4 T T5 5 萃取操作范围萃取操作范围萃取操作范围萃取操作范围 降温有利于萃取降温有利于萃取降温有利于萃取降温有利于萃取 某某某某些些些些物物物物系系系系降降降降温温温温会会会会由由由由第第第第I I I I类类类类物系变为第物系变为第物系变为第物系变为第IIIIIIII类物系类物系类物系类物系 低低低低温温温温会会会会影影影影响响响响溶溶溶溶液液液液的的的的粘粘粘粘度度度度等等等等其其其其他他他他物物物物性性性性，萃萃萃萃取取取取操操操操作作作作应选择适当温度应选择适当温度应选择适当温度应选择适当温度 四、温度对相平衡关系的影响 温度，物系互溶度 T121.1.选择性选择性选择性选择性 萃取剂萃取剂萃取剂萃取剂S S为原料液中溶质为原料液中溶质为原料液中溶质为原料液中溶质A A的良溶剂，为原溶剂的良溶剂，为原溶剂的良溶剂，为原溶剂的良溶剂，为原溶剂B B的不良溶剂的不良溶剂的不良溶剂的不良溶剂 y yA A、y yB B：萃取相中溶质：萃取相中溶质：萃取相中溶质：萃取相中溶质A A、原溶剂、原溶剂、原溶剂、原溶剂B B的质量分数的质量分数的质量分数的质量分数 x xA A、x xB B：萃余相中：萃余相中：萃余相中：萃余相中A A、B B的质量分数的质量分数的质量分数的质量分数 =1=1 萃取相、萃余相在脱去萃取相、萃余相在脱去萃取相、萃余相在脱去萃取相、萃余相在脱去S S后有相同组成，后有相同组成，后有相同组成，后有相同组成，S S不适宜，无法萃取分离不适宜，无法萃取分离不适宜，无法萃取分离不适宜，无法萃取分离 萃取要求：萃取要求：萃取要求：萃取要求：1 1，k kA A越大越好，越大越好，越大越好，越大越好，k kB B越小越好越小越好越小越好越小越好 =，y yB B=0=0，B B、S S完全不互溶，萃取最理想情况完全不互溶，萃取最理想情况完全不互溶，萃取最理想情况完全不互溶，萃取最理想情况 五、萃取剂的选择五、萃取剂的选择 1.选择性 萃取剂S为原料液中溶质A的良溶剂，为原溶剂133.3.回收性回收性回收性回收性 分层后两相，常以蒸馏法分离、回收萃取剂分层后两相，常以蒸馏法分离、回收萃取剂分层后两相，常以蒸馏法分离、回收萃取剂分层后两相，常以蒸馏法分离、回收萃取剂（1 1）萃取剂与其他组分的萃取剂与其他组分的萃取剂与其他组分的萃取剂与其他组分的a a a a大，浓度低组分为易挥发组分大，浓度低组分为易挥发组分大，浓度低组分为易挥发组分大，浓度低组分为易挥发组分 （2 2）被）被）被）被萃物挥发度低时，萃取剂汽化热要小萃物挥发度低时，萃取剂汽化热要小萃物挥发度低时，萃取剂汽化热要小萃物挥发度低时，萃取剂汽化热要小 4.4.其他性质其他性质其他性质其他性质 粘度较低粘度较低粘度较低粘度较低 稳定性好稳定性好稳定性好稳定性好腐蚀性小腐蚀性小腐蚀性小腐蚀性小毒性小毒性小毒性小毒性小价廉易得价廉易得价廉易得价廉易得2.2.分层分层分层分层 萃萃萃萃取取取取剂剂剂剂与与与与原原原原溶溶溶溶剂剂剂剂具具具具有有有有较较较较大大大大密密密密度度度度差差差差、具具具具有有有有适适适适中中中中表表表表面面面面张张张张力力力力，使萃取相与萃余相能较快分层使萃取相与萃余相能较快分层使萃取相与萃余相能较快分层使萃取相与萃余相能较快分层 3.回收性 分层后两相，常以蒸馏法分离、回14六、萃取过程图示六、萃取过程图示 原料液原料液原料液原料液F F（A+BA+B）萃取剂萃取剂萃取剂萃取剂S S 萃取相萃取相萃取相萃取相E E 萃余相萃余相萃余相萃余相R R 回收回收回收回收S S 萃取液萃取液萃取液萃取液E E 萃余液萃余液萃余液萃余液R R F F MM E E R R E E R R 整整整整个个个个过过过过程程程程将将将将F F分分分分离离离离为为为为含含含含A A较较较较多多多多的的的的萃萃萃萃取取取取液液液液E E 与含与含与含与含A A较少的萃余液较少的萃余液较少的萃余液较少的萃余液R R 六、萃取过程图示 原料液F（A+B）萃取剂S 154.3 4.3 萃取过程计算萃取过程计算物理萃取物理萃取物理萃取物理萃取化学萃取化学萃取化学萃取化学萃取 二元萃取二元萃取二元萃取二元萃取多元萃取多元萃取多元萃取多元萃取 分级接触式分级接触式分级接触式分级接触式 逆流微分接触式逆流微分接触式逆流微分接触式逆流微分接触式 4.3 萃取过程计算物理萃取二元萃取分级接触式 16一、计算前提一、计算前提 1.1.理论级理论级理论级理论级 离开的两相离开的两相离开的两相离开的两相R Rmm、E Emm呈相平衡关系，称为理论级呈相平衡关系，称为理论级呈相平衡关系，称为理论级呈相平衡关系，称为理论级 2.2.物料衡算物料衡算物料衡算物料衡算 总物料衡算：总物料衡算：总物料衡算：总物料衡算：R Rmm-1-1+E Emm+1+1=R Rmm+E Emm A A衡算：衡算：衡算：衡算：R Rmm-1-1x xmm-1,A-1,A+E Emm+1+1y ymm+1,A+1,A=R Rmmx xmm,A,A+E Emmy ymm,A,A S S衡算：衡算：衡算：衡算：R Rmm-1-1x xmm-1,S-1,S+E Emm+1+1y ymm+1,S+1,S=R Rmmx xmm,S,S+E Emmy ymm,S,S 一、计算前提 1.理论级 离开的两相Rm、Em呈相平17二、单级萃取流程及计算二、单级萃取流程及计算 1.1.单级萃取流程单级萃取流程单级萃取流程单级萃取流程 2.2.单级萃取计算单级萃取计算单级萃取计算单级萃取计算 （1 1）各液相组成均用）各液相组成均用）各液相组成均用）各液相组成均用A A的质量分数表示的质量分数表示的质量分数表示的质量分数表示（2 2）已知：相平衡条件、原料液用量）已知：相平衡条件、原料液用量）已知：相平衡条件、原料液用量）已知：相平衡条件、原料液用量F F及及及及x xF F、萃余相组成、萃余相组成、萃余相组成、萃余相组成x xR R （3 3）计算：溶剂用量）计算：溶剂用量）计算：溶剂用量）计算：溶剂用量S S、萃余相量、萃余相量、萃余相量、萃余相量R R、萃余相量、萃余相量、萃余相量、萃余相量E E及组成及组成及组成及组成y yE E （4 4）计算方法：解析法、图解法）计算方法：解析法、图解法）计算方法：解析法、图解法）计算方法：解析法、图解法 二、单级萃取流程及计算 1.单级萃取流程 2.单183.3.图解法图解法图解法图解法 F F x xF F x xR R R R E E y yE E M M （1 1）其其其其他他他他已已已已知知知知条条条条件件件件不不不不变变变变，但但但但S S非非非非纯纯纯纯溶溶溶溶剂剂剂剂，其其其其中中中中A A含含含含量量量量为为为为y yS S，求，求，求，求S S、R R、E E、y yE E S S 3.图解法 F xF xR R E yE 19（2 2）从从从从E E、R R中中中中脱脱脱脱去去去去全全全全部部部部S S，求求求求萃萃萃萃取取取取液液液液和和和和萃萃萃萃余余余余液液液液的的的的量量量量EE、RR及组成及组成及组成及组成E E R R （2）从E、R中脱去全部S，求萃取液和萃余液的量E、R及20E E R R F F M M H H G G （3 3）萃取液所能得最高含量为多少）萃取液所能得最高含量为多少）萃取液所能得最高含量为多少）萃取液所能得最高含量为多少 （5 5）萃取剂的最大用量为多少）萃取剂的最大用量为多少）萃取剂的最大用量为多少）萃取剂的最大用量为多少 （6 6）萃取剂的最小用量为多少）萃取剂的最小用量为多少）萃取剂的最小用量为多少）萃取剂的最小用量为多少 F F与与与与S S的的的的和和和和点点点点落落落落在在在在溶溶溶溶解解解解度度度度曲曲曲曲线线线线上上上上时，对应时，对应时，对应时，对应S S的最大或最小用量，的最大或最小用量，的最大或最小用量，的最大或最小用量，物系只有一相，无法萃取分离物系只有一相，无法萃取分离物系只有一相，无法萃取分离物系只有一相，无法萃取分离（4 4）E R F M H G （3）萃取液所能得最高21例例例例1.1.部部部部分分分分互互互互溶溶溶溶物物物物系系系系单单单单级级级级萃萃萃萃取取取取，料料料料液液液液量量量量100kg100kg，含含含含溶溶溶溶质质质质A A为为为为40kg40kg，其其其其余余余余为为为为稀稀稀稀释释释释剂剂剂剂B B，用用用用纯纯纯纯溶溶溶溶剂剂剂剂萃萃萃萃取取取取。脱脱脱脱溶溶溶溶剂剂剂剂后后后后萃萃萃萃余余余余液液液液浓浓浓浓度度度度 =0.3=0.3，选择性系数选择性系数选择性系数选择性系数 =8=8。求萃取液量。求萃取液量。求萃取液量。求萃取液量E Eo o解解：解解：例1.部分互溶物系单级萃取，料液量100kg，含溶质A为422例例例例2.2.某某某某三三三三元元元元物物物物系系系系的的的的溶溶溶溶解解解解度度度度曲曲曲曲线线线线与与与与平平平平衡衡衡衡联联联联结结结结线线线线如如如如图图图图所所所所示示示示。用用用用纯纯纯纯溶溶溶溶剂剂剂剂对对对对100kg100kg进进进进料料料料进进进进行行行行单单单单级级级级萃萃萃萃取取取取，x xA,FA,F=0.3=0.3，x xS,FS,F=0=0，求求求求：（1 1）萃萃萃萃取取取取液液液液可可可可达达达达到到到到的的的的最最最最大大大大浓浓浓浓度度度度为为为为多多多多少少少少（2 2）为为为为使使使使萃萃萃萃取取取取液液液液浓浓浓浓度度度度达达达达到到到到最最最最大大大大，溶剂用量应为多少（溶剂用量应为多少（溶剂用量应为多少（溶剂用量应为多少（3 3）萃余百分数）萃余百分数）萃余百分数）萃余百分数 为多少为多少为多少为多少解：（解：（解：（解：（1 1）作图画切线，作图画切线，作图画切线，作图画切线，E E R R x xA,FA,F （2 2）作）作）作）作ERER线，再作线，再作线，再作线，再作FSFS线线线线 F F M M S S=0.31=0.31F F=31 kg =31 kg （3 3）MM=F F+S S=131 kg =131 kg x xA A 读图得读图得读图得读图得x xA A=0.18 =0.18 例2.某三元物系的溶解度曲线与平衡联结线如图所示。用纯溶剂23三、多级错流萃取流程及计算三、多级错流萃取流程及计算 1.1.多级错流萃取流程多级错流萃取流程多级错流萃取流程多级错流萃取流程 （1 1）每一级均用新鲜萃取剂，）每一级均用新鲜萃取剂，）每一级均用新鲜萃取剂，）每一级均用新鲜萃取剂，传质推动力较大传质推动力较大传质推动力较大传质推动力较大 （2 2）上一级萃余相为下一级原料液）上一级萃余相为下一级原料液）上一级萃余相为下一级原料液）上一级萃余相为下一级原料液 （3 3）溶剂总用量为各级用量之和，一般各级溶剂用量相等）溶剂总用量为各级用量之和，一般各级溶剂用量相等）溶剂总用量为各级用量之和，一般各级溶剂用量相等）溶剂总用量为各级用量之和，一般各级溶剂用量相等 三、多级错流萃取流程及计算 1.多级错流萃取流程 242.B2.B、S S部分互溶多级错流计算部分互溶多级错流计算部分互溶多级错流计算部分互溶多级错流计算图解法图解法图解法图解法 图解步骤：图解步骤：图解步骤：图解步骤：a.a.由由由由x xF F、F F、S S和杠杆原理定和点和杠杆原理定和点和杠杆原理定和点和杠杆原理定和点MM1 1 x xF F F F MM1 1 b.b.利用辅助线过利用辅助线过利用辅助线过利用辅助线过MM1 1作共轭线，定点作共轭线，定点作共轭线，定点作共轭线，定点R R1 1、E E1 1及其大小及其大小及其大小及其大小R R1 1 E E1 1 c.c.由由由由R R1 1、S S和杠杆原理定和点和杠杆原理定和点和杠杆原理定和点和杠杆原理定和点MM2 2 MM2 2 b.b.利用辅助线过利用辅助线过利用辅助线过利用辅助线过MM2 2作共轭线，定点作共轭线，定点作共轭线，定点作共轭线，定点R R1 1、E E2 2 R R2 2 E E2 2 d.d.如如如如此此此此重重重重复复复复，直直直直至至至至x xn n小小小小于于于于指指指指定定定定x xR R为为为为止止止止，共共共共轭轭轭轭线线线线个个个个数数数数即即即即为为为为理理理理论论论论级数级数级数级数MM3 3 R R3 3 E E3 3 2.B、S部分互溶多级错流计算图解法 图解步骤：25例例例例3.3.三三三三级级级级错错错错流流流流萃萃萃萃取取取取，使使使使用用用用纯纯纯纯溶溶溶溶剂剂剂剂，溶溶溶溶解解解解度度度度曲曲曲曲线线线线如如如如图图图图所所所所示示示示。已已已已知知知知x xF F，各各各各级级级级溶溶溶溶剂剂剂剂比比比比：S S1 1/F F=S S2 2/R R1 1=S S3 3/R R2 2=1=1，各各各各级级级级分分分分配配配配系系系系数数数数k kA A为为为为1 1，试在相图中表示三级错流过程。试在相图中表示三级错流过程。试在相图中表示三级错流过程。试在相图中表示三级错流过程。解：解：解：解：F F MM1 1 E E1 1 R R1 1 1 1 MM2 2 E E2 2 R R2 2 MM3 3 E E3 3 R R3 3 2 2 3 3 例3.三级错流萃取，使用纯溶剂，溶解度曲线如图所示。已知x26例例例例4.4.如如如如图图图图为为为为三三三三元元元元物物物物系系系系溶溶溶溶解解解解度度度度曲曲曲曲线线线线与与与与平平平平衡衡衡衡联联联联结结结结线线线线。用用用用31kg31kg纯纯纯纯溶溶溶溶剂剂剂剂对对对对100kg100kg进进进进料料料料进进进进行行行行两两两两级级级级错错错错流流流流萃萃萃萃取取取取，x xA,FA,F=0.3=0.3，x xS,FS,F=0=0，求求求求（1 1）萃萃萃萃余余余余相相相相的量（的量（的量（的量（2 2）萃余百分数）萃余百分数）萃余百分数）萃余百分数j j j j=R Rn nx xA,A,n n/FxFxA,FA,F为多少？为多少？为多少？为多少？解解解解：（：（：（：（1 1）作作作作FSFS线，线，线，线，确定和点确定和点确定和点确定和点MM1 1位置位置位置位置 31kg31kg溶剂分两次，每次溶剂分两次，每次溶剂分两次，每次溶剂分两次，每次15.5kg 15.5kg 作辅助线过作辅助线过作辅助线过作辅助线过MM1 1作共轭线作共轭线作共轭线作共轭线 R R1 1 计算计算计算计算R R1 1量量量量 E E1 1 作作作作R R1 1S S线，线，线，线，定定定定MM2 2点点点点 MM2 2 过过过过MM2 2作共轭线，作共轭线，作共轭线，作共轭线，R R2 2 E E2 2 计算计算计算计算R R2 2量量量量 （2 2）x xA,2A,2 读图得读图得读图得读图得x xA,2A,2=0.12 =0.12 例4.如图为三元物系溶解度曲线与平衡联结线。用31kg纯溶27四、多级逆流萃取流程及计算四、多级逆流萃取流程及计算 1.1.多级逆流萃取流程多级逆流萃取流程多级逆流萃取流程多级逆流萃取流程 （1 1）原原原原料料料料液液液液从从从从第第第第1 1级级级级进进进进入入入入流流流流经经经经各各各各级级级级，成成成成为为为为各各各各级级级级萃萃萃萃余余余余相相相相，从从从从第第第第n n级流出级流出级流出级流出（2 2）萃萃萃萃取取取取剂剂剂剂从从从从第第第第n n级级级级进进进进入入入入，依依依依次次次次与与与与各各各各级级级级萃萃萃萃余余余余相相相相逆逆逆逆向向向向接接接接触触触触，从从从从第第第第1 1级流出级流出级流出级流出 四、多级逆流萃取流程及计算 1.多级逆流萃取流程 （282.B2.B、S S部分互溶多级逆流萃取计算部分互溶多级逆流萃取计算部分互溶多级逆流萃取计算部分互溶多级逆流萃取计算 （1 1）图解法求级数）图解法求级数）图解法求级数）图解法求级数n n依据依据依据依据 总物料衡算：总物料衡算：总物料衡算：总物料衡算：F F+S S=R Rn n+E E1 1 S S R Rn n =E E1 1 F F 第第第第1 1级物料衡算：级物料衡算：级物料衡算：级物料衡算：F F+E E2 2=R R1 1+E E1 1 E E1 1 F F=E E2 2 R R1 1 第第第第2 2级物料衡算：级物料衡算：级物料衡算：级物料衡算：R R1 1+E E3 3=R R2 2+E E2 2 E E2 2 R R1 1=E E3 3 R R2 2 第第第第n n级物料衡算：级物料衡算：级物料衡算：级物料衡算：E En n R Rn n-1-1 =S S R Rn n E E1 1 F F=E E2 2 R R1 1=E E3 3 R R2 2=E En n R Rn n-1-1=S S R Rn n =（净流量）（净流量）（净流量）（净流量）和点和点和点和点 差点差点差点差点 差点差点差点差点 和点和点和点和点 差点差点差点差点 和点和点和点和点 和点和点和点和点 和点和点和点和点 差点差点差点差点 差点差点差点差点 差点差点差点差点 操作线方程操作线方程操作线方程操作线方程 2.B、S部分互溶多级逆流萃取计算 （1）图解法求29（2 2）图解法求级数）图解法求级数）图解法求级数）图解法求级数n n步骤步骤步骤步骤 a.a.确定确定确定确定F F、S S、R Rn n位置位置位置位置 x xF F x xn n F F R Rn n M M c.c.连结连结连结连结R Rn n、MM，延长得，延长得，延长得，延长得E E1 1 b.b.由由由由F F、S S量确定和点量确定和点量确定和点量确定和点MM E E1 1 d.d.连点连点连点连点F F、E E1 1 ，R Rn n、S S，延长得交点，延长得交点，延长得交点，延长得交点 e.e.过过过过E E1 1作共轭线作共轭线作共轭线作共轭线E E1 1R R1 1 R R1 1 f.f.连结连结连结连结R R1 1 ，交溶解度曲线于，交溶解度曲线于，交溶解度曲线于，交溶解度曲线于E E2 2 E E2 2 g.g.过过过过E E2 2作作作作共共共共轭轭轭轭线线线线E E2 2R R2 2，连连连连结结结结R R2 2 ，交交交交溶溶溶溶解解解解度曲线于度曲线于度曲线于度曲线于E E3 3 R R2 2 E E3 3 h.h.如如如如此此此此反反反反复复复复，直直直直至至至至所所所所作作作作R R R Rn n，共共共共轭轭轭轭线线线线条数即为理论级数条数即为理论级数条数即为理论级数条数即为理论级数操作线操作线操作线操作线 操作点操作点操作点操作点 （2）图解法求级数n步骤 a.确定F、S、R30（3 3）溶剂比对多级逆流萃取的影响）溶剂比对多级逆流萃取的影响）溶剂比对多级逆流萃取的影响）溶剂比对多级逆流萃取的影响 溶剂比：溶剂比：溶剂比：溶剂比：a a.S.S/F F较小时，点较小时，点较小时，点较小时，点 在相图左侧，在相图左侧，在相图左侧，在相图左侧，R R为和点，为和点，为和点，为和点，S S越小，越小，越小，越小，越靠近越靠近越靠近越靠近S S b.b.S S/F F较大时，点较大时，点较大时，点较大时，点 在相图右侧，在相图右侧，在相图右侧，在相图右侧，E E为和点，为和点，为和点，为和点，S S越小，越小，越小，越小，越远离越远离越远离越远离S S （3）溶剂比对多级逆流萃取的影响 溶剂比：a.31多级逆流萃取多级逆流萃取-说明说明操作点操作点位于左侧还是右侧：位于左侧还是右侧：S量量小小时可能在时可能在左左侧侧,S量量大大时可能在时可能在右右侧侧!多级逆流萃取-说明操作点位于左侧还是右侧：S量小时可能在32多级逆流萃取多级逆流萃取-说明说明操作点操作点1 1、2 2 哪个代表的哪个代表的S S大大：操作点操作点在左侧时，在左侧时，S越越小小，离离B点越近点越近多级逆流萃取-说明操作点1、2 哪个代表的S大：操作点33多级逆流萃取多级逆流萃取-说明说明操作点操作点在右侧时，在右侧时，S越越大大，离离S点越近点越近操作点操作点1 1、2 2 哪个代表的哪个代表的S S大：大：多级逆流萃取-说明操作点在右侧时，S越大，离S点越近操作3435/53当在左侧时，延长所有的联结线与RNS相交，得1、2、3.，取最远离S点的为min。当在右侧时，延长所有的联结线与SRN相交，得1、2、3.，取最靠近S点的为min。作图法求35/53当在左侧时，延长所有的联结线与RNS相交，得135五、五、B、S完全不互溶物系萃取过程计算完全不互溶物系萃取过程计算 1.1.组成与相平衡表示方法组成与相平衡表示方法组成与相平衡表示方法组成与相平衡表示方法 （1 1）组成）组成）组成）组成 萃取相：萃取相：萃取相：萃取相：S+AS+A萃余相：萃余相：萃余相：萃余相：B+AB+A 都只含两个组分，类似吸收都只含两个组分，类似吸收都只含两个组分，类似吸收都只含两个组分，类似吸收 用比质量分数用比质量分数用比质量分数用比质量分数X X、Y Y分别表示分别表示分别表示分别表示A A在在在在R R、E E中的含量中的含量中的含量中的含量 （2 2）相平衡）相平衡）相平衡）相平衡 Y Y=KXKX K K：分配系数：分配系数：分配系数：分配系数 分配曲线分配曲线分配曲线分配曲线 五、B、S完全不互溶物系萃取过程计算 1.组成与相平衡362.2.单级萃取计算单级萃取计算单级萃取计算单级萃取计算 物料衡算物料衡算物料衡算物料衡算：S S(Y YE E Y YS S)=)=B B(X XF F X XR R)Y Y=KXKX 解两个未知数解两个未知数解两个未知数解两个未知数 （1 1）解析法）解析法）解析法）解析法 （2 2）图解法）图解法）图解法）图解法 S S(Y YE E Y YS S)=)=B B(X XF F X XR R)操作线方程操作线方程操作线方程操作线方程 X XF F 操作线操作线操作线操作线 X XR R Y YE E F F 2.单级萃取计算 物料衡算：S(YE YS373.3.多级错流萃取多级错流萃取多级错流萃取多级错流萃取 X XF F Y Y1 1 X X1 1 -B/SB/S1 1 -B/SB/S2 2 X X2 2 Y Y2 2 -B/SB/S3 3 Y Y3 3 X X3 3 -B/SB/S4 4 Y Y4 4 X X4 4 3.多级错流萃取 XF Y1 X1 -B384.4.多级逆流萃取多级逆流萃取多级逆流萃取多级逆流萃取 物料衡算：物料衡算：物料衡算：物料衡算：B B(X XF F X Xn n)=)=S S(Y Y1 1 Y YS S)Y YS S X Xn n Y Y1 1 X XF F 操作线操作线操作线操作线 斜率斜率斜率斜率B/SB/S 1 1 2 2 3 3 4.多级逆流萃取 物料衡算：B(XF Xn)=39