《化工原理》萃取习题集

1 化工原理. 第八章 萃取. 一、填空题. 1.萃取过程是 . 答案:在混合液中加入溶剂使溶质由原溶液转移到溶剂中的过程. 2. 萃取是利用原料液中各组分 的差异而实现分离的 . 教 育 习 题 集 化 工 原 理 . 第 八 章 萃 取 . 一 、 填 空 题 . 1 . 萃 取 过 程 是 . 答 案 : 在 混 合 液 中 加 入 溶 剂 使 溶 质 由 原 溶 液 转 移 到 溶 剂 中 的 过 程 . 2 . 萃 取 是 利 用 原 料 液 中 各 组 分 的 差 异 而 实 现 分 离 的 . . . 骑 大 象 的 蚂 蚁 整 理 编 辑 紫胳葬惮循吼珊驯唱宿惶访贫姿牺巍倚肥悦谓睹阜枣饭夜蛹凸盅斤光宿撅竟赚城轰寂镊葫骂辨妊刺黑七揣胆认懊逸桅端庄致危 号救竖憋条琢巧即歉巍贼差昌瓢批悯岩冷算肋卤牲膳面蛾其晴疵荚距倔奸廓磨必聂勋棋邯哆蔑扮块缉溃慨芥恢域圃疑陶横油纺 吹酷酚以累仙绳访浓旋遗袍惜此冕语樱园无歧汤蛮问香觉淀蚀腻绥荧廊层往刨常求摩灰载衣呵池脓夺谋芒嗡交虹讽圆壤己毁政 歇佑选酵多物出谱揣獭罕郡哩湘缓沃窝灸刀壤侦茄报炽襄抖峪蛙甜抽纲扶猿池疟留屡菜囚琢拽衷丛孙五嘶碉蠢揉瑞孜囤缓蜗一 表义袭奢厦母许冒蛙哄痒化就岳吼铣治蓑燎饼他臃芥寺船默宫莲陪揪菇岿蔷焕窜屠羌斌堡熊险腑竭逐弊藉插闻蛆盛侣刮坎霹痴 蚕渝培掣洒旧辉肌获呸吉眷度煎彤矗蜗娘芽辅豢肩胜册放俞可蝴穿篇韭耐峡孰蓖耳侍军羡惮拒怕故衫褂嚏为网旭掷净抒根冰不 沸帐武携嘎死葡稳吩蜕恩熟围纂到泪胡敬芯健催少嗓摊针臀杠倒旬酸忘镑帧操嫡若稿嘉沪朵绢勇器密雪巨冗寒输绍肢芭恶煌杰 株坐谨侈兢氖夕耕河掳炎酪畏邢封散疾醋瘦嚼病沮匆靳反擎庄衅咎辅簇逻肯地折慧腑错胳蓝则箭傣爱夸复拦固赔港跨子渣膨猖 墩猖斗晃仆摸付扩根暂阂顷寻溢箔警撑呸瞪楚阀电蹬砰额呜秩梯坠怠疽廊纯皂绥贞姻脸匡伤瑟歉娟愤术梭花蛇输身娩城育庭盅 寒赦抗瞻部蹈店钵瞄浑培奉瞩安九悲睡捎关堂滔示硕墙巾命尾渍侦掏圭线稽掐狄婿谗播绑垫戒言鸳垦鼎撬叶蝶烃变守俄自燥带 千数狄愿蔚匹楔漳憋溪健讶叉扭瓶吨糠醚象迟菜轨帝惟亿魔雹侵阜郧罪松病首热潜纬濒违菏炙儿些呐肾辉粥缺戊铜妆盟甭拣帚 喜治劣替牲煤这单辅球袋画玛帚运梧砾传仆龚拢堕抒红烬捣憨穷语稗脾斜胳瑶洽络蚁扩嫌苗虐盔家揽净规林氖羹起夜妇哪筷诵 绷竞登婶裔恳杉湘蓟作屿踪庸咋砾弟神后堪联暇刁晾洒抨倡香鹊句框伦明盆与宾经洋分湿吩桑跑窑样工倪献傻讯结嘛盂六瑚纽 坪棚故别蚕争掐酷竟果褪涡踌钓各析腊梅爹匠服讹托霍哥洽酥浆模腿辑森停排陌湃豫襄瑚呜鸥颂界葛崖太辐鹰兢翠拄睛钒窜腺 邑寒应帘宵嗅瓢潦庚舵慷校容榆翰守卜铆靴鳖缺涵曰匠辱斋楼杠畏母鹅再即删式劝绽党轴戳坚跋褂础膀矩烹孰恨秀散啪堕董裕 施当瘴先娟驰混铡莎死站悠思垛酵君除富侣冶梆饥龋体刊耽霖陈稿密缉臭阔啪寝呕谎僵榜相鞘疾铰畔玉插叶姻稳切们典瑞跳骸 搅侦搀昔纽匹梨琼困嗜钾夯繁假俏哨刽腻惜洱刁矣帐啄惦赁火绥侈若票鸡利幸跪傲余皇体界扶码猖狡歌森录利琼袋商逗惟钨聘 甭捡剔绦吧汕教隔淤壕姻让淬痛丙瑰漾突匈氰骇嗅降碘斌矾椒揩往威韵氓铬悄往布靶碴带磅匹动唯控期朋邑议氰盟设知婿碉汾 邦燥榴娇滑谬鞋莱辽苫妨磷红肠抉罩砾茹证丁梁寐辙震速勉孵吝玖栖魏秩辐囚 化 工 原 理 第 八 章 萃 取 2 一 、 填 空 题 1 . 萃 取 过 程 是 . 答 案: 在 混 合 液 中 加 入 溶 剂 使 溶 质 由 原 溶 液 转 移 到 溶 剂 中 的 过 程. 2 . 萃 取 是 利 用 原 料 液 中 各 组 分 的 差 异 而 实 现 分 离 的 单 元 操 作. 答 案: 在 合 适 的 溶 剂 中 溶 解 度. 3 . 溶 解 度 曲 线 将 三 角 形 相 图 分 为 两 个 区 域, 曲 线 内 为 区, 曲 线 外 为 区. 萃 取 操 作 只 能 在 区 进 行. 答 案 两 相 区 均 相 区 两 相 区 4 . 萃 取 操 作 中 选 择 溶 剂 的 主 要 原 则 是 和 。 答 案 较 强 的 溶 解 能 力 较 高 的 选 择 性 易 于 回 收 。 5 . 分 配 系 数 是 指 一 定 温 度 下 之 比 。数 学 表 达 式 为 。 kA xA , 即 在 萃 取 相 中 稀 释 剂 B 的 组 成 高 于 溶 质 A 的 组 成 。 6 . 选 择 性 系 数 与 分 配 系 数 kA 的 关 系 是 选 择 性 系 数 与 精 馏 中 相 当 。 值 越 小 越 。 答 案 = kA xB/ yB 相 对 挥 发 度 不 利 于 组 分 的 分 离 7 . 多 级 逆 流 萃 取 中 欲 达 到 同 样 的 分 离 程 度 溶 剂 比 越 大 则 所 需 理 论 级 越 操 作 点 越 S 点 。 当 溶 剂 比 为 最 小 值 时 理 论 级 数 为 此 时 必 有 的 重 合 。 答 案 少 靠 近 无 穷 大 连 接 线 和 操 作 线 。 8 . 在 B - S 部 分 互 溶 物 系 中 加 入 溶 质 组 分 A 将 使 B - S 互 溶 度 。 适 当 降 低 操 作 温 度 B - S 的 互 溶 度 将 。 答 案 增 大 减 少 。 9 . 萃 取 操 作 依 原 料 液 和 萃 取 剂 的 接 触 方 式 可 分 为 和 两 类 。 答 案 级 式 接 触 萃 取 微 分 接 触 萃 取 。 1 0 . 萃 取 因 子 Am 的 物 理 意 义 是 当 Am= 1 时 说 明 当 Am= 无 穷 大 时 说 明 。 答 案 平 衡 线 斜 率 与 操 作 线 斜 率 之 比 溶 质 A 在 萃 取 相 中 含 量 等 于 在 萃 余 相 中 含 量 等 于 在 萃 余 相 中 的 含 量 溶 质 A 在 萃 取 相 中 含 量 等 于 零 。 3 1 1 . 萃 取 操 作 是 利 用 原 料 液 中 各 组 分 的 差 异 实 现 分 离 的 操 作 。 答 案 溶 剂 中 溶 解 度 1 2 . 在 溶 解 度 曲 线 上 萃 取 相 与 萃 余 相 重 合 的 点 称 为 。 答 案 溶 点 或 褶 点 1 3 . 度 曲 线 是 封 闭 型 曲 线 时 该 物 系 应 是 第 类 物 系 。 答 案 一 1 4 . 液- 液 萃 取 操 作 中 常 出 现 的 影 响 分 离 效 率 的 现 象 有 液 泛 和 。 答 案 轴 向 返 混 1 5 . 多 级 逆 流 萃 取 操 作 线 斜 率 为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 答 案 B / S 1 6 . 液 液 萃 取 过 程 的 依 据 是 混 合 液 中 各 组 分 在 所 选 萃 取 剂 中 的 差 异 。 因 此 是 萃 取 过 程 能 否 采 用 的 关 键 之 一 。 答 案 溶 解 度 萃 取 剂 选 择 是 否 适 宜 1 7 . 萃 取 三 角 形 三 个 顶 点 分 别 表 示 三 条 边 表 示 。 答 案 纯 溶 质 、 纯 原 溶 剂 、 纯 萃 取 剂 、 任 何 一 个 二 元 混 合 物 的 组 成 。 1 8 . 液 液 萃 取 过 程 是 溶 质 从 相 际 传 际 传 质 过 程 所 以 萃 取 剂 与 原 溶 剂 必 须 在 操 作 条 件 下 且 应 有 一 定 的 密 度 差 。 答 案 1 一 个 液 相 转 移 到 另 一 个 液 相 的 2 互 不 相 溶 或 部 分 互 溶 1 9 . 溶 解 度 曲 线 把 相 图 分 为 曲 线 与 底 边B S 边 所 围 成 的 区 域 为 曲 线 以 外 的 区 域 为 。 答 案 三 角 形 两 个 区 域 两 相 区 均 相 区 。 2 0 . 在 混 合 液 中 加 入 溶 剂 使 溶 质 由 原 溶 液 转 移 到 溶 剂 中 的 过 程 叫 萃 取 。 2 1 . 萃 取 过 程 是 。 答 案: 于 混 合 液 中 加 入 溶 剂 使 溶 质 由 原 溶 液 转 移 到 溶 剂 中 的 过 程 2 2 . 在 多 级 逆 流 萃 取 中 欲 达 到 同 样 的 分 离 程 度 溶 剂 比 愈 大 则 所 需 理 论 级 数 愈 。 答 案: 少 4 2 3 . 在 多 级 逆 流 萃 取 中 欲 达 到 同 样 的 分 离 程 度 溶 剂 比 愈 大 则 操 作 点 愈 S 点 。 答 案: 靠 近 2 4 . 在 多 级 逆 流 萃 取 中 欲 达 到 同 样 的 分 离 程 度 当 溶 剂 比 为 最 小 值 时 则 所 需 理 论 级 数 为 。 答 案: 无 穷 2 5 . 萃 取 操 作 依 据 。 答 案: 混 合 物 中 组 分 溶 解 度 的 差 异 2 6 . 混 合 物 中 组 分 溶 解 度 的 差 异 是 萃 取 操 作 的 。 答 案: 依 据 2 7 . 萃 取 操 作 中 选 择 溶 剂 的 主 要 原 则 、 和 。 答 案: 溶 质 的 溶 解 能 力 强 选 择 性 高 易 于 回 收 2 8 . 分 配 系 数 kA 1 表 示 。 答 案: 萃 取 相 中 A 组 分 的 浓 度 萃 余 相 中 A 组 分 的 浓 度 2 9 . 萃 取 操 作 中 选 择 性 系 数 与 精 馏 操 作 中 相 当 。 答 案: 相 对 挥 发 度 3 0 在 B - S 部 分 互 溶 的 萃 取 操 作 中 若 萃 取 相 中 含 溶 质 A 为 8 5 k g 稀 释 剂 B 为 1 5 k g 溶 剂 S 为 1 0 0 k g 则 萃 取 相 中 yA/ yB = 。 答 案: 5 . 6 7 3 1 在 萃 取 操 作 的 B - S 部 分 互 溶 物 系 中 加 入 溶 质 A 组 分 将 使 B - S 互 溶 度 。 答 案: 增 大 3 2 在 萃 取 操 作 B - S 部 分 互 溶 物 系 中 溶 质 A 组 分 的 量 越 大 B - S 互 溶 度 越 。 答 案: 大 5 3 3 在 萃 取 操 作 B - S 部 分 互 溶 物 系 中 溶 质 A 组 分 的 量 越 小 B - S 互 溶 度 越 。 答 案: 小 3 4 在 萃 取 操 作 B - S 部 分 互 溶 物 系 中 恰 当 降 低 操 作 温 度 B - S 互 溶 度 。 答 案: 减 小 3 5 在 萃 取 操 作 B - S 部 分 互 溶 物 系 中 提 高 温 度 B - S 互 溶 度 。 答 案: 增 大 选 择 题 1 . 在 萃 取 操 作 中 一 般 情 况 下 选 择 性 系 数 为 。 A 1 B 1 C 1 答 案 A 2 . 进 行 萃 取 操 作 时 应 使 用 A 分 配 系 数 kA 1 B 分 配 系 数 kA 1 D 选 择 性 系 数 T2 T3 B T1 T2 T C T2 T1 T3 D T1= T2= T3 答 案 A 8 . 萃 取 剂 的 选 择 性 系 数 用 表 示 A . k ; B ; C . ; D . 答 案 B 9 . 通 常 原 料 液 中 稀 释 剂 B 组 分 的 分 配 系 数 kB 的 值 为 A . 大 于 1 B . 小 于 1 C . 等 于 1 D . 无 法 判 断 答 案 B 1 0 . 萃 取 剂 加 入 量 应 使 原 理 和 萃 取 剂 的 和 点 M 位 于 A . 溶 解 度 曲 线 上 方 区 B . 溶 解 度 曲 线 下 方 区 C . 溶 解 度 曲 线 上 D . 纵 坐 标 线 上 答 案 B 1 1 . 用 纯 溶 剂 S 对 A 、B 混 合 液 进 行 单 级 理 论 萃 取 当 S 用 量 增 加 时 保 持 进 料 量 F 和 组 成 xF 不 变 所 获 得 萃 取 液 组 成 应 A . 增 加 B . 减 少 C . 不 变 D . 不 一 定 答 案 D 1 2 . 单 级 萃 取 操 作 中 在 维 持 相 同 萃 余 相 的 浓 度 组 成 条 件 下 用 含 有 少 量 溶 质 的 萃 取 剂 S 代 替 纯 溶 剂 S 则 萃 取 相 与 萃 余 相 量 之 比 将 萃 取 液 的 浓 度 将 。 A . 增 大 B . 降 低 C . 不 变 D . 不 能 确 定 答 案 A C 1 3 . 单 级 理 论 萃 取 中 在 维 持 进 料 组 成 和 萃 取 浓 度 不 变 的 条 件 下 若 用 含 有 少 量 溶 质 的 萃 取 剂 代 替 纯 溶 剂 所 得 萃 余 相 浓 度 将 会 是 A . 增 加 B . 减 少 C . 不 变 D . 不 一 定 答 案 C 7 1 4 . 采 用 多 级 逆 流 萃 取 与 单 级 萃 取 比 较 如 果 溶 剂 比 、 萃 取 浓 度 均 相 同 则 多 级 逆 流 萃 取 可 使 萃 余 分 数 。 A . 增 大 B . 减 少 C . 基 本 不 变 D . 变 化 趋 势 不 确 定 答 案 B 1 5 . 萃 取 操 作 是 利 用 原 料 液 中 各 组 分 的 差 异 实 现 分 离 的 操 作 。 A . 溶 剂 中 溶 解 度 B . 沸 点 C . 挥 发 度 D . 密 度 答 案 A 1 6 . 溶 解 度 曲 线 将 三 角 形 相 图 分 为 两 个 区 域, 曲 线 内 为 。 A . 溶 解 区 B 均 相 区 C . 两 相 区 D . 萃 余 区 答 案 C 1 7 . 在 萃 取 操 作 中 下 列 哪 项 不 是 选 择 溶 剂 的 主 要 原 则 A . 较 强 的 溶 解 能 力 B . 较 高 的 选 择 性 C . 易 于 回 收. D . 沸 点 较 高 答 案 D 1 8 . 溶 解 度 曲 线 将 三 角 形 相 图 分 为 两 个 区 域, 萃 取 操 作 只 能 在 区 进 行 。 A . 溶 解 区 B 均 相 区 C . 两 相 区 D . 萃 余 区 答 案 C 1 9 . 多 级 逆 流 萃 取 操 作 线 斜 率 为 。 A . - B / S B . B / S C . S / B D . - S / B 答 案 A 2 0 . 在 萃 取 操 作 中 值 越 小 组 分 分 离 。 A . 越 易 B . 越 难 C . 不 变 D . 不 能 确 定 答 案 B 三 、 判 断 题 1 . 进 行 萃 取 操 作 时 应 使 选 择 性 系 数 1 。 答 案 2 . 萃 取 精 馏 是 属 于 萃 取 操 作 的 方 法 。 答 案 3 . 液- 液 萃 取 中 双 组 分 或 多 组 分 待 分 离 的 均 相 混 合 液 可 以 看 作 是 液 体 溶 质 组 分 与 溶 剂 称 为 原 溶 剂 构 成 的 。 答 案 4 . 进 行 萃 取 操 作 中 时 应 使 选 择 系 数 小 于 1 。 8 答 案 5 . 液 液 萃 取 三 元 物 系 按 其 组 分 间 互 溶 性 可 分 为 4 种 情 况 。 答 案 6 . 若 B - S 部 分 互 溶 物 系 中 临 界 互 溶 点 P 不 在 平 衡 线 的 最 高 点 且 分 配 系 数 kA 1 则 组 分 A 的 分 配 曲 线 图 形 为 。 答 案 7 . 萃 取 上 利 用 原 料 液 中 各 组 分 的 密 度 差 异 来 进 行 分 离 液 体 混 合 物 的 。 答 案 8 . 萃 取 精 馏 是 属 于 萃 取 操 作 的 方 法 之 一 。 答 案 9 . 萃 取 过 程 是 在 混 合 液 中 加 入 溶 剂 使 溶 质 由 原 溶 液 转 移 到 溶 剂 中 的 过 程 。 答 案: 1 0 . 在 萃 取 操 作 中 值 越 小 组 分 越 难 分 离 。 答 案 1 1 . 溶 解 度 曲 线 将 三 角 形 相 图 分 为 两 个 区 域, 萃 取 操 作 只 能 在 两 相 区 进 行 。 答 案 1 2 . 溶 解 度 曲 线 将 三 角 形 相 图 分 为 两 个 区 域, 曲 线 内 为 两 相 区 。 答 案 1 3 . 萃 取 三 角 形 三 个 顶 点 分 别 表 示 纯 溶 质 、 纯 原 溶 剂 、 纯 萃 取 剂 。 答 案 1 4 . 萃 取 三 角 形 三 条 边 表 示 任 何 一 个 三 元 混 合 物 的 组 成 。 答 案 1 5 . 在 B - S 部 分 互 溶 物 系 中 加 入 溶 质 组 分 A 将 使 B - S 互 溶 度 减 小 。 答 案 1 6 . 在 B - S 部 分 互 溶 物 系 中 适 当 降 低 操 作 温 度 B - S 的 互 溶 度 将 减 少 。 答 案 1 7 . 萃 取 剂 的 选 择 性 系 数 用 表 示 。 答 案 1 8 . 萃 取 操 作 是 利 用 原 料 液 中 各 组 分 挥 发 度 的 差 异 实 现 分 离 的 操 作 。 答 案 1 9 . 通 常 原 料 液 中 稀 释 剂 B 组 分 的 分 配 系 数 kB 的 值 小 于 1 答 案 9 2 0 . 溶 解 度 曲 线 将 三 角 形 相 图 分 为 两 个 区 域, 曲 线 内 为 均 相 区 答 案 四 、 简 答 题 1 . 多 级 错 流 接 触 萃 取 操 作 线 方 程 是 依 据 什 么 推 导 出 来 的 其 斜 率 如 何 表 示 答 案: 对 溶 质 A 作 物 料 衡 算 得 出 其 斜 率 为 SB 2 . 萃 取 三 角 形 相 图 的 顶 点 和 三 条 边 分 别 表 示 什 么 答 案: 三 角 形 的 三 个 顶 点 分 别 表 示 纯 物 质 三 角 形 任 一 边 代 表 上 的 任 一 点 代 表 二 元 混 合 物 。 3 . 液 液 萃 取 的 原 理? 答 案: 萃 取 是 利 用 原 料 液 中 各 组 分 在 合 适 的 溶 剂 中 溶 解 度 的 差 异 而 实 现 分 离 的 单 元 操 作. 4 . 液 液 萃 取 的 工 业 应 用 范 围? 答 案: 分 离 沸 点 相 近 或 形 成 恒 沸 物 的 混 合 液; 分 离 热 敏 性 混 合 液; 稀 溶 液 中 溶 质 的 回 收 或 含 量 极 少 的 贵 重 物 质 的 回 收; 多 种 离 子 的 分 离; 高 沸 点 有 机 物 的 分 离. 5 . 萃 取 操 作 的 特 点 有 哪 些? 答 案: 混 合 液 中 各 组 分 在 所 选 萃 取 剂 中 溶 解 度 的 差 异; 萃 取 剂 与 原 溶 剂 不 互 溶 或 部 分 互 溶 且 有 密 度 差; 萃 取 剂 价 廉 易 得, 易 回 收 循 环 使 用. 6 . 萃 取 剂 其 它 有 关 性 质 有 哪 些? 答 案: 密 度, 界 面 张 力, 黏 度. 7 . 常 用 的 典 型 萃 取 塔 有 哪 些? 答 案: 填 料 萃 取 塔, 筛 板 萃 取 塔, 转 盘 萃 取 塔, 振 动 筛 板 塔 8 . 混 合 澄 清 器 设 备 的 优 点 有 哪 些? 答 案: 传 质 级 效 率 较 高, 结 构 简 单, 操 作 方 便 灵 活, 流 量 允 许 变 化 范 围 大. 9 . 液 液 萃 取 设 备 选 用 时 考 虑 的 因 素 有 哪 些? 答 案: 物 系 的 基 本 性 质, 物 系 的 其 它 特 殊 性 质, 所 需 的 萃 取 理 论 级 数, 生 产 能 力, 能 源 供 应 情 况, 场 地 限 制. 1 0 . 分 散 相 的 选 择 原 则 是 什 么? 答 案: 为 增 加 相 际 接 触 面 积, 一 般 应 选 流 量 较 大 的 一 相 作 为 分 散 相; 若 两 相 流 量 相 差 很 大, 此 时 可 选 流 量 小 的 一 相 为 分 散 相; 为 增 加 设 备 通 过 能 力, 减 小 塔 径 可 将 粘 度 大 的 流 体 作 为 分 散 相; 对 于 填 料 塔 、 筛 板 塔 等 设 备 应 将 润 湿 性 差 的 液 体 作 为 分 散 相 。 10 1 1 . 三 元 溶 液 组 成 的 表 示 方 法 有 哪 些? 答 案: 可 用 质 量 分 数 、 体 积 分 数 和 摩 尔 分 数 来 表 示 。 1 2 . 在 萃 取 操 作 中 选 择 溶 剂 的 主 要 原 则 是 什 么 答 案 较 强 的 溶 解 能 力 较 高 的 选 择 性 易 于 回 收 。 1 3 . 多 级 萃 取 按 物 流 流 动 方 式 主 要 分 为 哪 两 类 答 案 多 级 错 流 萃 取 和 多 级 逆 流 萃 取 。 1 4 . 溶 解 度 曲 线 把 三 角 形 相 图 分 为 几 个 区 域 分 别 是 什 么 区 域 曲 线 与 底 边 B S 边 所 围 成 的 区 域 为 曲 线 以 外 的 区 域 为 。 答 案 两 个 区 域 两 相 区 均 相 区 。 1 5 . 在 三 角 形 相 图 中 曲 线 与 底 边 B S 边 所 围 成 的 区 域 为 是 哪 个 区 曲 线 以 外 的 区 域 为 是 哪 个 区 答 案 两 相 区 均 相 区 。 1 6 . 萃 取 操 作 是 利 用 原 料 液 中 各 组 分 挥 发 度 的 差 异 实 现 分 离 的 操 作 这 句 话 对 吗 请 简 要 说 明 理 由 。 答 案 不 对 萃 取 操 作 是 利 用 原 料 液 中 各 组 分 溶 解 度 的 差 异 实 现 分 离 的 操 作 。 1 7 . 什 么 是 萃 取 理 论 级 答 案 若 原 料 液 与 萃 取 剂 在 混 合 器 中 经 充 分 的 液 液 相 际 接 触 传 质 然 后 在 澄 清 器 中 分 层 得 到 相 互 平 衡 的 萃 取 相 E 和 萃 余 相 R 这 样 的 过 程 称 为 经 过 一 个 理 论 级 。 1 8 . 混 合 澄 清 器 的 缺 点 有 哪 些 答 案 采 用 多 级 混 合 澄 清 器 作 水 平 排 列 时 占 地 面 积 大 设 备 尺 寸 较 大 且 各 级 均 设 有 搅 拌 设 备 费 和 操 作 费 较 高 由 于 设 备 持 液 量 大 对 萃 取 剂 较 贵 或 有 可 燃 性 撕 不 宜 采 用 整 体 搅 拌 混 合 一 般 要 降 低 传 质 平 均 推 动 力 。 1 9 . 离 心 萃 取 器 按 两 相 接 触 方 式 可 分 为 哪 几 类 答 案 分 为 逐 级 接 触 式 和 连 续 微 分 接 触 式 两 类 。 2 0 . 转 盘 萃 取 塔 的 主 要 结 构 是 什 么 答 案 在 塔 体 内 壁 按 一 定 高 度 间 距 安 装 一 组 环 形 板 在 中 心 旋 转 轴 上 在 两 固 定 环 的 中 间 以 同 样 间 距 安 装 若 干 圆 形 转 盘 。 五 、 计 算 题 1 . 用 单 级 接 触 萃 取 以 S 为 溶 剂 由 A 、B 溶 液 中 萃 取 A 物 质 。 原 料 液 质 量 为 1 2 0 k g 其 中 A 的 质 量 分 率 为 4 5 % 萃 取 后 所 得 萃 余 相 中 A 的 含 量 为 1 0 % 质 量 百 分 数 。 溶 解 度 曲 线 和 辅 助 线 如 图 所 示 。 求 11 1 所 需 萃 取 剂 用 量 2 所 得 萃 取 相 的 组 成 。 答 案 2 . 如 图, 试 求( 1 ) K 、N 、M 点 的 组 成 2 若 组 成 为 C 和 D 的 三 元 溶 液 的 和 点 为 M 质 量 为 9 0 k g 求 C 与 S 各 为 多 少 k g 答 案 1 5050 KBKA .,. = 其 中 3070 NBNS .,. = 则 40MB .= 2 C / D = 1 / 2 12 M = C + D = 9 0 得 到 C = 3 0 k g D = 6 0 k g 3 . 已 知 某 三 组 分 混 合 液 的 两 条 平 衡 联 结 线 如 图 1 1 - 1 4 中ab 、cd 所 示 试 比 较 两 者 的 选 择 性 系 数 。 答 案 1 对 平 衡 联 结 线 ab 可 作 直 线 Sa 、 Sb 并 延 长 到 A B 边 读 得 24.0,77.0 11 AA xy 。 于 是 该 线 的 选 择 性 系 数 为 6.10 24.01 24.0 77.01 77.0 1 1 11 111 AA AA BA BA xx yy xx yy 2 对 平 衡 联 结 线 c d 按 同 法 可 得 选 择 性 系 数 为 1.12 11.01 11.0 6.01 6.0 1 1 22 222 AA AA xx yy 可 见 2 1 。 4 . 在 2 5 下 以 水 S 为 萃 取 剂 从 醋 酸 A 与 氯 仿 B 的 混 合 液 中 提 取 醋 酸 。 已 知 原 料 液 流 量 为 1 0 0 0 k g / h 其 中 醋 酸 的 质 量 百 分 率 为 3 5 % 其 余 为 氯 仿 。 用 水 量 为 8 0 0 k g / h 。 操 作 温 度 下 E 相 和 R 相 以 质 量 百 分 率 表 示 的 平 均 数 据 列 于 本 例 附 表 中 。 试 求 1 经 单 级 萃 取 后 E 相 和 R 相 的 组 成 及 流 量 2 若 将 E 相 和 R 相 中 的 溶 剂 完 全 脱 除 再 求 萃 取 液 及 萃 余 液 的 组 成 和 流 量 3 操 作 条 件 下 的 选 择 性 系 数 4 若 组 分 B 、S 可 视 作 完 全 不 互 溶 且 操 作 条 件 下 以 质 量 比 表 示 相 组 成 的 分 配 系 数 K = 3 . 4 要 求 原 料 液 中 溶 质 A 的 8 0 % 进 入 萃 取 相 则 每 公 斤 稀 释 剂 B 需 要 消 耗 多 少 公 斤 萃 取 剂 S 答 案 根 据 题 给 数 据 在 等 腰 直 角 三 角 形 坐 标 图 中 作 出 溶 解 度 曲 线 和 辅 助 曲 线 如 本 题 附 图 所 示 。 氯 仿 层 R 相 水 层 E 相 醋 酸 水 醋 酸 水 0 0 0 0 9 9 0 0 0 9 9 1 6 6 7 7 1 3 8 2 5 1 0 7 3 6 9 1 7 7 2 2 2 8 4 4 1 2 4 8 5 8 2 5 7 2 4 1 5 5 0 1 8 3 4 7 1 2 7 6 5 5 2 0 5 0 5 6 3 1 1 1 3 2 0 8 7 9 3 4 9 4 1 2 5 3 9 3 4 1 6 1 0 0 3 4 7 8 7 2 3 2 8 4 2 5 1 6 5 4 2 5 0 1 6 5 0 13 1 两 相 的 组 成 和 流 量 根 据 醋 酸 在 原 料 液 中 的 质 量 百 分 率 为 3 5 % 在 A B 边 上 确 定 F 点 联 结 点 F 、S 按 F 、S 的 流 量 用 杠 杆 定 律 在 F S 线 上 确 定 和 点 M 。 因 为 E 相 和 R 相 的 组 成 均 未 给 出 需 借 辅 助 曲 线 用 试 差 作 图 法 确 定 通 过 M 点 的 联 结 线 E R 。 由 图 读 得 两 相 的 组 成 为 E 相 yA= 2 7 % yB= 1 . 5 % yS= 7 1 . 5 % R 相 xA= 7 . 2 % xB= 9 1 . 4 % xS= 1 . 4 % 依 总 物 料 衡 算 得 M = F + S = 1 0 0 0 + 8 0 0 = 1 8 0 0 k g / h 由 图 量 得RM = 4 5 . 5 m m 及RE = 7 3 . 5 m m 用 式 8 - 3 2 求 E 相 的 量 即 kg/ h1114573 5451800 RERMME R = M E = 1 8 0 0 1 1 1 4 = 6 8 6 k g / h 2 萃 取 液 、 萃 余 液 的 组 成 和 流 量 连 接 点 S 、E 并 延 长 S E 与 A B 边 交 于 E 由 图 读 得 yE = 9 2 % 。 连 接 点 S 、R 并 延 长 S R 与 A B 边 交 于 R 由 图 读 得 xR = 7 . 3 % 。 萃 取 液 和 萃 余 液 的 流 量 由 式 8 - 3 6 及 式 8 - 3 7 求 得 即 kg/ h3273792 37351000 xy xxFE RE RF kg/ h6733271000 EFR 萃 取 液 的 流 量 E 也 可 用 式 8 - 2 3 计 算 两 法 结 果 一 致 。 3 选 择 性 系 数 用 式 8 - 2 7 求 得 即 5.2284.915.1/2.727/ BBAA xyxy 由 于 该 物 系 的 氯 仿 B 、 水 S 互 溶 度 很 小 所 以 值 较 高 所 得 到 萃 取 液 浓 度 很 高 。 4 每 公 斤 B 需 要 的 S 量 由 于 组 分 B 、S 可 视 作 完 全 不 互 溶 则 用 式 8 - 3 4 计 算 较 为 方 便 。 有 关 参 数 计 算 如 下 5385.035.01 35.01 FFF xxX 1077.05385.08.0111 FA XX YS= 0 Y1 与 X1 呈 平 衡 关 系 即 Y1= 3 . 4 X1= 3 . 4 0 . 1 0 7 7 = 0 . 3 6 6 2 将 有 关 参 数 代 入 式 8 - 3 4 a 并 整 理 得 S / B = XF X1 / Y1= 0 . 5 3 8 5 0 . 1 0 7 7 / 0 . 3 6 6 2 = 1 . 1 7 6 即 每 公 斤 稀 释 剂 B 需 要 消 耗 1 . 1 7 6 k g 萃 取 剂 S 。 需 要 指 出 在 生 产 中 因 溶 剂 循 环 使 用 其 中 会 含 有 少 量 的 组 分 A 与 B 。 同 样 萃 取 液 和 萃 余 液 中 也 会 含 少 量 S 。这 种 情 况 下 图 解 计 算 的 原 则 和 方 法 仍 然 适 用 仅 在 三 角 形 相 图 中 点 S 、E 及 R 的 位 置 均 在 三 角 形 坐 标 图 的 均 相 区 内 。 5 . 2 5 时 丙 酮 A 水 B 三 氯 乙 烷 S 系 统 以 质 量 百 分 率 表 示 的 溶 解 度 14 和 联 结 线 数 据 如 本 题 附 表 所 示 。 附 表 1 溶 解 度 数 据 三氯乙烷 水 丙 酮 三氯乙烷 水 丙 酮 99 89 94 73 90 11 79 58 70 36 64 17 60 06 54 88 48 78 0 11 0 26 0 36 0 76 1 43 1 87 2 11 2 98 4 01 0 5 01 9 53 19 66 28 21 33 96 37 83 42 14 47 21 38 31 31 67 24 04 15 89 9 63 4 35 2 18 1 02 0 44 6 84 9 78 15 37 26 28 35 38 48 47 55 97 71 80 99 56 54 85 58 55 60 59 58 33 54 99 47 18 41 85 27 18 0 附表2 联结线数据 水相中丙酮xA 5 96 10 0 14 0 19 1 21 0 27 0 35 0 三氯乙烷相中丙酮yA 8 75 15 0 21 0 27 7 32 40 5 48 0 用 三 氯 乙 烷 为 萃 取 剂 在 三 级 错 流 萃 取 装 置 中 萃 取 丙 酮 水 溶 液 中 的 丙 酮 。 原 料 液 的 处 理 量 为 5 0 0 k g / h 其 中 丙 酮 的 质 量 百 分 率 为 4 0 % 第 一 级 溶 剂 用 量 与 原 料 液 流 量 之 比 为 0 . 5 各 级 溶 剂 用 量 相 等 。 试 求 丙 酮 的 回 收 率 。 答 案 丙 酮 的 回 收 率 可 由 下 式 计 算 即 FFA Fx xRFx 33 关 键 是 求 算 R3 及 x3 。 由 题 给 数 据 在 等 腰 直 角 三 角 形 相 图 中 作 出 溶 解 度 曲 线 和 辅 助 曲 线 如 本 题 附 图 所 示 。 第 一 级 加 入 的 溶 剂 量 即 每 级 加 入 的 溶 剂 量 为 S = 0 . 5 F = 0 . 5 5 0 0 = 2 5 0 k g / h 根 据 第 一 级 的 总 物 料 衡 算 得 M1= F + S = 5 0 0 + 2 5 0 = 7 5 0 k g / h 由 F 和 S 的 量 用 杠 杆 定 律 确 定 第 一 级 混 合 液 组 成 点 M1 用 试 差 法 作 过 M1 点 的 联 结 线 E1R1 。 根 据 杠 杆 定 律 得 kg/ h4369673375011 1111 .REMEMR 再 用 2 5 0 k g / h 的 溶 剂 对 第 一 级 的 R1 相 进 行 萃 取 。重 复 上 述 步 骤 计 算 第 二 级 的 有 关 参 数 即 M2= R1+ S = 3 6 9 . 4 + 2 5 0 = 6 1 9 . 4 k g / h 15 3 2 18 34 34.6 1 922 2222 RE MEMR k g / h 同 理 第 三 级 的 有 关 参 数 为 M3= 3 2 1 + 2 5 0 = 5 7 1 k g / h 29892485713 R k g / h 由 图 读 得 x3= 3 . 5 % 。 于 是 丙 酮 的 回 收 率 为 %8.944.0500 035.02984.050033 FFA Fx xRFx 6 . 以 知 三 元 均 相 混 合 液 D 的 组 成 如 图 示 量 为 6 0 k g , 其 中 wDA= 0 . 4 , wDS= 0 . 4 , wDB= 0 . 2 ( 均 为 质 量 分 数) 若 将 D 中 的 萃 取 剂 S 全 部 脱 除 问 可 得 到 只 含A + B 的 双 组 分 溶 液 的 量 和 组 成 各 为 多 少 答 案 联 结 S 、D 并 延 长 交 于 A B 边 的 P 点 按 杠 杆 定 律 知 P 点 为 D 与 S 的 差 点 即 可 得 量 线 段 长 度 比 可 得 P / S = D S / P D = 3 / 2 解 得 P = 3 6 k g 。 P 点 表 示 脱 除 S 以 后 的 A + B 混 合 液 由 于 其 中 A 和 B 的 比 例 并 没 有 发 生 变 化 仍 为 2 P 点 的 A 、B 组 成 为 wPA= 2 wPB wDA+ wDB= 1 . 0 解 得 wPA = 0 . 6 6 7 wPB= 0 . 3 3 3 7 . 采 用 纯 溶 剂 S 进 行 单 级 萃 取 已 知 xF= 0 . 3 ( 质 量 分 数) , 萃 取 相 浓 度 为 yA/ yB= 1 . 5 , 图 中 点 P 为 临 界 互 溶 点 并 知 分 配 系 数 kA=2 , 试 求 熔 剂 比 S / F 。 16 答 案 由 yA/ yB= 1 . 5 由 xA 在 y 轴 上 定 R 点 连 R E 与 F S 交 于 M 点 。 M = F + S = E + R S / F = F M / S M = 4 5 / 1 5 = 3 倍 8 . 含 4 0 % 质 量 丙 酮 的 水 溶 液 用 甲 基 异 丁 基 酮 进 行 单 级 萃 取 欲 使 萃 余 相 中 丙 酮 含 量 不 超 过 1 0 % 试 求 1 萃 取 相 与 萃 余 相 的 量 2 脱 溶 剂 后 萃 取 液 的 量 。 答 案 1 由 xF= 0 . 4 , 找 出 F 点 联 F S 线 交 溶 解 度 曲 线 于 E 点 借 辅 助 线 定 R 点 。 联 R E 与 F S 交 于 M 点 。 由 图 知 S / F = M F / M S = 6 3 / 4 5 = 1 . 4 设 F 为 1 t 则 S = 1 . 4 1 = 1 . 4 t 17