化工原理 下册 天津大学柴诚敬 39－40学时.ppt

1、第十章 液液萃取和液固浸取,10.3 液液萃取过程的计算,10.3.1 单级萃取的计算,10.3.2 多级错流萃取的计算,10.3.3 多级逆流萃取的计算,10.3.4 微分接触逆流萃取的计算,一、微分接触逆流萃取的流程,连续相 分散相 重 相 轻 相,微分接触逆流萃取流程,分散相选择的原则,用填料塔时，,两相黏度相差较大时，,安全角度考虑，,一、微分接触逆流萃取的流程,两相流量相差较大时，,流量大的作为分散相,润湿性能差的作为分散相,黏度大的作为分散相,易燃、易爆的液体作为分散相,二、萃取塔工艺尺寸的确定,1. 萃取塔有效高度的确定,(1) 等板高度法,提示：HETS与HETP不一定相等。,

2、与填料吸收塔类似,萃取级数,等板高度,(2)传质单元数法,与填料吸收塔类似,二、萃取塔工艺尺寸的确定,萃余相总传质单元数,萃余相总传质单元高度,萃余相总传质单元数的计算,与填料吸收塔类似,二、萃取塔工艺尺寸的确定,2. 萃取塔塔径的计算,UC、 UD 连续相和分散相的表观速度，m/s,萃取塔塔径,二、萃取塔工艺尺寸的确定,、 连续相和分散相的体积流量，m3/s,UCF 连续相的液泛表观速度，m/s,连续相表观速度的计算,一相的流速过大，将另一相夹带由其自身的入口处流出塔外。,二、萃取塔工艺尺寸的确定,萃取塔液泛,填料萃取塔的液泛速度关联图,横坐标,纵坐标,10.1 萃取过程概述,第十章 液液萃

3、取和液固浸取,10.2 液液相平衡关系,10.3 液液萃取过程的计算,10.4 液液萃取设备,10.4.1 萃取设备的基本要求与分类,一、萃取设备的基本要求,萃取设备的基本要求,两相充分的接触并伴有较高程度的湍动,有利于液体的分散与流动,有利于两相液体的分层,二、萃取设备的分类,第十章 液液萃取和液固浸取,10.4 萃取设备,10.4.1 萃取设备的基本要求与分类,10.4.2 萃取设备的主要类型,萃取设备的主要类型(自学),自学要求, 掌握 5 种以上主要萃取设备的名称。 了解主要萃取设备的结构形式。 了解主要萃取设备的工作原理。,第十章 液液萃取和液固浸取,10.4 萃取设备,10.4.1

4、 萃取设备的基本要求与分类,10.4.2 萃取设备的主要类型,10.4.3 萃取设备的选择,萃取设备选择考虑的因素,生产能力,物系的物性,物系的稳定性和液体在设备内的停留时间,萃取设备的选择,需要的理论级数,其他,密度差,界面张力,腐蚀性,能源供应,场地条件,10.1 萃取过程概述,第十章 液液萃取和液固浸取,10.2 液液相平衡关系,10.3 液液萃取过程的计算,10.4 液液萃取设备,10.5.1 超临界流体萃取,10.5 其他萃取技术简介,一、超临界萃取的基本原理,1超临界流体,如果某种气体处于临界温度之上，则无论压力增至多高，该气体也不能被液化，称此状态的气体为超临界流体。,超临界流体

5、,二氧化碳,乙烯,乙烷,丙烷,2. 超临界流体的基本性质,超临界流体 的基本性质,密度,黏度,自扩散系数,接近于液体。,接近于气体。,介于气体和液体之间，比液体大100倍左右。,一、超临界萃取的基本原理,3. 超临界流体的溶解性能,物质在超临界流体中的溶解度C与超临界流体的密度的关系,C,超临界流体既具有与液体相近的溶解能力，萃取时又具有远大于液态萃取剂的传质速率。,比例系数,常数,一、超临界萃取的基本原理,不同物质在二氧化碳中的溶解度,1甘氨酸 2弗朗鼠李甙 3大黄素 4对羟基苯甲酸 51,8-二羟基蒽醌 6水杨酸 7苯甲酸,液体(或固 体)混合物,压缩到超 临界状态,升温、降压,溶剂与萃取

6、 组分分离,萃 取 剂,在超临界状态下，压力微小变化引起密度变化很大，使溶解度增大。,萃取剂 回用,萃取 组分,一、超临界萃取的基本原理,3. 超临界萃取的原理,二、超临界萃取的典型流程,超临界萃取过程分为萃取和分离两个阶段，按分离方法不同分为三种流程。,超临界萃 取的流程,等温变压流程,等压变温流程,等温等压吸附流程,超临界萃取等温变压流程,1萃取器 2膨胀阀 3分离槽 4压缩机 T1 = T2 p1 p2,1萃取器 2加热器 3分离槽 4泵 5冷却器 T1 T2 p1 = p2,超临界萃取等压变温流程,1萃取器 2吸附剂 3分离槽 4泵 T1 = T2 p1 = p2,超临界萃取等温等压吸

7、附流程,三、超临界萃取的特点,超临界萃取的特点,超临界流体密度接近于液体，溶解能力与液体 溶剂基本相同,超临界流体具有气体的传递特性，具有更高的 传质速率,适合于热敏性、易氧化物质的分离或提纯,操作压力高，设备投资较大,四、超临界萃取的应用示例,超临界萃取是具有特殊优势的分离技术。多年来，众多的研究者以炼油、食品、医药等工业中的许多分离体系为对象开展了深入的应用研究。在石油残渣中油品的回收、咖啡豆中脱除咖啡因、啤酒花中有效成分的提取等工业生产领域，超临界萃取技术已获得成功地应用。,用超临界CO2从咖啡中提取咖啡因的流程,1萃取塔；2水洗塔；3蒸馏塔；4脱气罐,活性炭超临界再生流程,1、2再生器；3换热器；4分离器； 5压缩机；6冷却器,第十章 液液萃取和液固浸取,10.5.1 超临界流体萃取,10.5 其他萃取技术简介,10.5.2 回流萃取(选读),10.5.3 化学萃取(选读),10.6 液固浸取(选读),练 习 题 目,思考题,作业题: 7、8,1.微分逆流接触萃取的计算与逆流吸收有何异同？ 2.何为超