化工過程系統(tǒng)工程-在線瀏覽
2025-01-31 18:08本頁面
【正文】 萃取劑 (2)萃取劑選擇要點(diǎn) ① 選擇性好 表現(xiàn)為分離系數(shù)大 。 ③ 化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng) 耐酸堿 、 抗氧化還原 、 耐熱 、 無腐蝕 。 ⑤ 易于反萃或分離 便于萃取劑的重復(fù)利用 。 ⑦ 經(jīng)濟(jì)性好 成本低 、 損耗小 。 ② 有機(jī)酸萃取劑 包括有機(jī)磷酸 、 有機(jī)磺酸 、 羧酸等 。 ④ 螯合萃取劑 各種有機(jī)螯合物 、 冠醚等 。 ?其中 ， 為被萃物 A在萃取相 （ 有機(jī)相 ） 中的濃度； 為被萃物A在被萃相 （ 水相 ） 中的濃度 。 ?D通常不是常數(shù) ， 要受萃取體系和萃取條件的影響 ， 應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)來測(cè)定； D=0， 表示待萃取物完全不被萃取 ， D=∞ ， 表示完全被萃取 。 ?在連續(xù)萃取過程中 ， 通常用兩相的流比取代相比 。 )()( / ao VVR ?)(oV )(aV LGr /?LG TSHY 萃取過程中的常用名詞 3. 分離系數(shù) ?分離系數(shù)又稱為分離因子 ， 表示被萃相中兩種物質(zhì)可被某種萃取劑所分離的難易程度 ， 它等于這兩種物質(zhì)在相同萃取條件下的分配比之比 。 BA DD /?? TSHY 液液相平衡 略 TSHY 萃取過程計(jì)算 萃取過程分析 常用的工業(yè)萃取過程根據(jù)使用的設(shè)備通常分為逐級(jí)萃取過程和微分萃取過程 。 特點(diǎn)是每一個(gè)萃取級(jí)構(gòu)成一個(gè)平衡級(jí) ， 易實(shí)現(xiàn)過程分解 、 組合與控制 。 特點(diǎn)是設(shè)備緊湊 ， 操作簡(jiǎn)單 ， 結(jié)構(gòu)形式選擇多；但易出現(xiàn)軸向返混 ， 影響萃取效率 。 ?操作線： 斜率 =L/G 即 ， 被萃相與萃取相的流量之比 。 TSHY 逐級(jí)萃取過程 (2)逐級(jí)計(jì)算法 ?逐級(jí)計(jì)算法是逐級(jí)萃取過程的基本計(jì)算方法 ， 特別是各萃取級(jí)分配系數(shù)不同時(shí) ， 采用逐級(jí)計(jì)算法計(jì)算萃取過程所需理論級(jí)數(shù)和各級(jí)濃度分布是最常用和最穩(wěn)妥的方法 。 TSHY 例 42 各級(jí)分配系數(shù)變化時(shí)的逐級(jí)計(jì)算 ?水 相 料 液 (L) 中含 Cu2+ 為 xf=， 含 H2SO4 為Hf=；有機(jī)相為含萃取劑 (LIX64)10%的煤油溶液 (G)，由于是萃取反萃循環(huán)使用 ， 其中殘留 Cu2+為 yf=；兩相體積流比為 G/L=60/75；要求經(jīng)多級(jí)逆流萃取后 ， 萃余相中Cu2+的含量為 x1=。 TSHY 解例 42 ① 用 LIX64萃取水相硫酸銅中的 Cu2+反應(yīng)式為： 其中 ， R代表 LIX64。 ② 通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定該萃取體系中 ， 在不同硫酸濃度下 Cu2+在水相和有機(jī)相中的平衡曲線 。 由于 1molCu2+ 能生成1molH2SO4， 根據(jù)它們的分子量比 ， 相當(dāng)于 1kgCu2+可生成的 H2SO4為： 98/=。 ?對(duì)第一級(jí)做物料衡算： 計(jì)算 x2和 H2得： 根據(jù) x2和 H2查平衡圖 ， 得： y2=LxGyLxGy f 112 ??? )(kg/)( 32 ???????x GyyLHLH f )( 112 ??? )(kg/)( 32 ??????H TSHY 解例 42 ?對(duì)第二級(jí)做物料衡算： 計(jì)算 x3和 H3得： 根據(jù) x3和 H3查平衡圖 ， 得： y3=。 LxGyLxGy 3342 ??? )(kg/)( 34 ???????x GyyLHLH )( 2334 ??? )(kg/)( 34 ??????H TSHY 逐級(jí)萃取過程 (3)代數(shù)公式法 ?假設(shè)兩相不互溶 ， 且被萃物在各平衡級(jí)的分配比 D相同 。 分散區(qū)的大小應(yīng)滿足兩相實(shí)現(xiàn)要求傳質(zhì)量的接觸時(shí)間 (停留時(shí)間 )。 聚并區(qū)：在分散區(qū)內(nèi)完成傳質(zhì)過程的兩相需要在相對(duì)平穩(wěn)的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行聚并分相 ， 以便于兩相分離 。 TSHY 萃取流程和設(shè)備的設(shè)計(jì) (2) 多級(jí)萃取或反萃設(shè)備 ——混合澄清槽 TSHY 萃取流程和設(shè)備的設(shè)計(jì) ?設(shè)計(jì)要點(diǎn) ① 混合池容積 與處理能力和相比有關(guān) ， 與兩相接觸時(shí)間 (即達(dá)到萃取平衡的時(shí)間 )有關(guān) 。 ③ 分散攪拌強(qiáng)度 與分散相的穩(wěn)定性 (粘度 、 乳化性等 )有關(guān) 。 ⑤ 反萃級(jí)數(shù) 與被萃物質(zhì)的分配比 、 兩相的相比有關(guān) 。 ② 塔高 與兩相接觸時(shí)間 (即達(dá)到萃取平衡的時(shí)間 )有關(guān) ， 與被萃物質(zhì)的分配比 、 兩相的相比有關(guān) 。 ④ 反萃方式 與萃取相性質(zhì)有關(guān) ， 與萃合物性質(zhì)有關(guān) 。 ?處于臨界點(diǎn)狀態(tài)的物質(zhì)可實(shí)現(xiàn)液態(tài)到氣態(tài)的連續(xù)過渡 ， 兩相相界面消失 ， 汽化熱為零 。 TSHY 超臨界流體萃取 2. 超臨界流體萃取的基本原理 超臨界流體的基本性質(zhì) 流體 密度 (g/cm3) 粘度 () 擴(kuò)散系數(shù) (cm2/s) 常壓氣體 1530℃ (~2)103 (1~3)105 ~ 臨界流體 Tc， Pc ~ (1~
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