化工原理第十章液-液萃取和液-固浸取电子教案.docx

化 工 原 理 第 十 章 液 -液萃取和液-固浸取 第十章液-液萃取和液-固浸取 1.25C时醋酸（A）-庚醇-3 （B） -水（ S）的平衡数据如本题附表所示 习题1附表1溶解度曲线数据（质量分数/%） 醋酸 庚醇-3 水（S） 醋酸 庚醇-3 水 0 : 96.4 3.6 48.5 12.8 38.7 3.5 93.0 3.5 47.5 7.5 45.0 8.6 87.2 4.2 42.7 3.7 53.6 19.3 74.3 6.4 36.7 1.9 61.4 24.4 67.5 7.9 29.3 1.1 69.6 30.7 58.6 10.7 24.5 0.9 74.6 41.4 39.3 19.3 19.6 0.7 79.7 45.8 26.7 27.5 14.9 0.6 84.5 46.5 24.1 29.4 7.1 0.5 92.4 47.5 20.4 32.1 0.0 0.4 99.6 习题1附表2联结线数据（醋酸的质量分数 %） 水层 庚醇-3层 水层 庚醇-3层 6.4 P 5.3 38.2 P 26.8 13.7 10.6 42.1 30.5 19.8 14.8 44.1 32.6 26.7 19.2 48.1 37.9 33.6 23.7 47.6 44.9 试求：（1）在直角三角形相图上绘出溶解度曲线及辅助曲线，在直角坐标 图上绘出分配曲线。（2）确定由200 kg醋酸、200 kg庚醇-3和400 kg水组成的 混合液的物系点位置。混合液经充分混合并静置分层后，确定两共轭相的组成和 质量。（3）上述两液层的分配系数kA及选择性系数 。（4）从上述混合液中蒸 出多少千克水才能成为均相溶液？ 解：（1）溶解度曲线如附图1中曲线SEPHRJ所示。辅助曲线如附图1曲线 SNP所示。分配曲线如附图2所示。 （2）和点醋酸的质量分率为 200200 200 4000.25 200 200 200 400 0.25 水的质量分率为 Xs400 Xs 400 200 200 400 0.50 由此可确定和点M的位置，如附图1所示。由辅助曲线通过试差作图可确定 M 点的差点R和E。由杠杆规则可得 13m40800kg 260kg 13m 40 800kg 260kg 40 E M R 800 260 kg 540kg 习题1附图1 习题1附图1 习题1附图2 由附图1可查得E相的组成为 y 0.28, ys 0.71, yB 0.01 R相的组成为 Xa Xa 0.20, xS 0.06, xB 0.74 分配系数 Ya 0.28 Xa 0.20 kBYb kB Yb 0.01 Xb 0.74 0.0135 选择性系数1.40.0135103.7 选择性系数 1.4 0.0135 （4）随水分的蒸发，和点M将沿直线SM移动，当M点到达H点时，物系分 34553455800kg494.5kg 34 55 34 55 800kg 494.5kg 需蒸发的水分量为 M H 800 494.5 kg 305.5kg 在单级萃取装置中，以纯水为溶剂从含醋酸质量分数为 30%的醋酸 長醇-3 混合液中提取醋酸。已知原料液的处理量为 1 000 kg/h，要求萃余相中醋酸的质 量分数不大于10%。试（1）水的用量；（2）萃余相的量及醋酸的萃取率。操作 条件下的平衡数据见习题1 解：（1）物系的溶解度曲线及辅助曲线如附图所示 由原料组成xf=0.3可确定原料的相点F，由萃余相的组成xA=0.1可确定萃余相的 相点R。借助辅助曲线，由R可确定萃取相的相点E。联结RE、FS，则其交点 M即为萃取操作的物系点。由杠杆规则可得 F 37 S 26 372637 1000kg 1423kg 37 26 37 1000kg 1423kg 习题2 习题2附图 (2)由杠杆规则可确定萃余相的量 R 49 M 16 1649161000 16 49 16 1000 49 1423 kg 791kg 由附图可读得萃取相的组成为 yA 0.14 0.14 2423 791 萃取率= 76.2% 1000 0.3 在三级错流萃取装置中，以纯异丙醚为溶剂从含醋酸质量分数为 30%的醋酸 水溶液中提取醋酸。已知原料液的处理量为 2000 kg,每级的异丙醚用量为800 kg,操作温度为20 C,试求(1)各级排出的萃取相和萃余相的量和组成； (2)若用一级萃取达到同样的残液组成，则需若干千克萃取剂。 20 C时醋酸(A) -水 ( B)卅丙醚(S)的平衡数据如下： 习题3附表20 C时醋酸(A) -水 ( B)-异丙醚(S)的平衡数据(质量分数) 水相 有机相 醋酸 (A) 水(B) 异丙醚 (S) 醋酸 (A) 水(B) 异丙醚 (S) 0.69 98.