萃取的习题解答

1、第四章 萃取的习题解答2在单级萃取装置中,用纯水萃取含醋酸309毛(质量分数,下同)的醋酸一庚晦3棍合液1刷屿,要求萃余相中醋酸组成不大于1096。操作条件下的平衡数据见习题1。试求:")水的用量为若干公斤?(2)萃余相的量及醋酸的萃余率(即萃余相中的醋酸占原料液中醋酸的百分数)。解： 由在边上确定.(见习题1附图1) 5联接过 由在溶解度曲线上确定,过作联结线并与线交于,则水的用量和萃余相的量可根据杠杆规则确定，即（1） 水的用量 （2） 萃余相的量和萃余率 所以萃余率3. 在25下,用甲基异丁基甲酮(MBK)从含丙酮40%(质量分数)的水溶液中萃取丙酮。原料液的流量为1500kg

2、/h。试求:(1)当要求在单级萃取装置中获得最大组成的萃取液时,萃取剂的用量为若干(kg/h)?(2)若将(l)求得的萃取剂用量分作两等份进行两级错流萃取,试求最终萃余相的流量和组成。(3)比较(1)(2)两种操作方式中丙酮的回收率(即萃出率)。操作条件下的平衡数据见本题附表。习题3附表1溶解度曲线数据(质量分数)丙酮(A)水(B)MIBK(S)丙酮(A)水(B)MIBK(S)02.297.348.524.12744.62.393.l50.725.923.418.93.977.246.632.820.624.44.671.042.645.012428.95.565.630.964.15.037

3、.67.854.620.975.93.243.210.746.13.794.22.147.014.838.2098.02.048.518.832.8习题3附表2联结线数据(丙酮的质量分数)水 层MIBK层水 层MIBK层5.5810.6629.540.011.8318.032.042.515.3525.536.045.520.630.538.O47.023.835.341.548.0解：根据附表数据绘溶解度曲线及辅助曲线如附图所示（1）萃取剂用量 过作溶解度曲线的切线并延长交边于点，过点作联结线与交于点,利用杠杆规则求得 （3） 两级错流萃取的最终萃余相的组成和流量每级溶剂的用量由和的流量确定

4、，且过作联结线,由杠杆规则确定联结,由和确定,过作联结线 由杠杆规则确定第二级萃余相的流量,即 由图读得 （4） 两种操作方式中丙酮的萃取率 单级萃取： 丙酮的萃取率 4. 在多级错流接触萃取装置中,以水作萃取剂从含乙醛6%(质量分数,下同)的乙醛一甲苯混合液中提取乙醛。原料液的流量为120kg/h,要求最终萃余相中乙醛含量不大于0.5%。每级中水的用量均为25kg/h。操作条件下,水和甲苯可视作完全不互溶,以乙醛质量比组成表示的平衡关系为:Y=2.2X。试在X-Y坐标系上用作图法和解析法分别求所需的理论级数。 解：由题给条件可知 （1） 用作图法求理论级数由平衡关系知，分配曲线为通过原点的直

5、线，如本题附图所示操作线斜率为： 由在横轴上确定点. 过点作斜率为的操作线交分配曲线于点,点代表第一级所对应的萃取相与萃余相组成的坐标点，过点作轴的垂线交轴于点,过点做操作线，如此重复，。即共需6.5个理论级。（2） 解析法求理论级数5将习题3的两级错流接触萃取改为两级逆流接触萃取,其他条件均相同,试求丙嗣的萃取率。解：由题给条件知 ，, 由习题3的平衡数据作溶解度曲线与辅助曲线，由已知量确定点由于为未知，故需试差法。即先假设，若由作图求得的与假设相符，则计算结果有效。 假设，由此确定,连接，延长后与溶解度曲线交于,联结与,两线近似平行，可按操作线平行试差。试差结果表明，原设正确，由图读得。根

6、据杠杆规则 丙酮的萃取率 6在级式接触萃取器中用纯溶剂S逆流萃取A、B棍合液中的溶质组分A。原料液的流量为1000kg/h其中A的组成为0.30(质量分数,下同),要求最终萃余相中A的质量分数不大于0.010采用的溶剂比(S/F)为0.8。操作范围内的平衡关系为试求所需的理论级数。解：已萃取装置为对象做物料衡算 组分 组分 式中 联立以上各式，解得 又由 解得对第一级列物料衡算及平衡关系式，得组分 组分 解得 又由 解得两个理论级即可满足分离要求7某混合液含A、B两组分,在填料层高度为3m的填料塔内用纯搭剂S逆流萃取混合液中的组分A。原料液流量为1500kg/h,其中组分A的质量比组成为0.0

7、18,要求组分A的回收率不低于90%,溶剂用量为最小用量的1.2倍,试求:(1)溶剂的实际用量,kg/h(2)填料层的等板高度HETS,取KA=0.855,再用解析法计算；(3)填料层的总传质单元数NOR。操作条件下的分配曲线数据如本题附表所示。组分B、S可视作完全不互溶。习题7附表X/(kgA/kgB)0.0020.0060.010.0140.0180.020Y(kgA/kgs)0.00180.00520.00850.0120.01540.0171解：由题给数据在坐标系中绘出分配曲线,由图看出，在操作条件下，分配曲线为过原点的直线。由于组分为完全不互溶，操作线也为直线。故可用对数平均推动法求解由题给条件知 , （1） 求溶剂用量由及在轴上定出及两点，过作轴的垂直线交分配曲线于点，连接线，此即最