文档介绍:萃取实验—、实验目的
1、熟悉转盘式萃取塔的结构、流程及各部件的结构作用;
2、了解萃取塔的正确操作;
3、测定转速、处理量、塔高等对分离提纯效果的影响,并计算出传质单元高度。
二、实验装置、流程及操作说明1、实验装置及流程示意
。通过本实验装置可以达到这方面的训练。本实验是 通过对水煤油中的苯甲酸萃取进行的验证性实验。
2、萃取塔结构特征
需要适度的外加能量;需要足够大的分层空间。
3、分散相的选择
(1)、体积流量大者作为分散相;(本实验油体积流量大)
(2)、不易润湿的相作为分散相;(本实验油为不易润湿)
⑶、界面张力理论,正系统do/dx>0[・一00]作分散相;
(4)、粘度大的、含放射性的、成本高的选为分散相;
(5)、从安全考虑,易燃易爆的作为分散相。
4、外加能量的大小
有利:(1)、增加液液传质表面积;(2)、增加液液界面的湍动提高界面传质系数。
不利:⑴、返混增加,传质推动力下降;(2)、液滴太小,内循环消失,传质系数下降;
(3)、外加能量过大,容易产生液泛,通量下降。
5、液泛
定义:当连续相速度增加,或分散相速度降低,此时分散相上升(或下降)速度为零,对应的连续 相速度即为液泛速度。
因素:外加能量过大,液滴过多太小,造成液滴浮不上去;连续相流量过大或分散相过小也可能导致 分散相上升速度为零;另外和系统的物性等也有关。
6、传质单元法计算传质单元数
塔式萃取设备,其计算和气液传质设备一样,既要求确定塔径和塔高两个基本尺寸。塔径的尺寸取 决于两液相的流量及适宜的操作速度,从而确定设备的产能;而塔高的尺寸则取决于分离浓度要求及分 离的难易程度,本实验装置是属于塔式微分设备,其计算采用传质单元法,与吸收操作中填料层高度的 计算方法相似计算萃取段的有效高度。
假设:(1)、B和S完全不互溶,浓度X用质量比计算比较方便。
(2)、溶质组成较稀时,体积传质系数Kxa在整个萃取段R常数。
h = HOR ・Nor
上式中:h—萃取段有效高度,[m]o本实验h=—传质单元高度,[m]。
Nor—传质单元数。
传质单元数Nor,对平衡线和操作线均可看作直线的情况下,其计算方法仍可采用平均推动力法进 行计算,计算分解示意图如下:
s-重相-萃取剂
Ys=。
R-萃余相
Xr=测定
—A
△ X2 = Xr—Xr*
Xr*二Ys/K=o
△ XuXf—Xf*
Xf* 二 Ye/K
F-轻相-原料液
Xf=测定
E-萃取相
Y e= Xf—Xr
Y-萃取剂-水
其计算式为:
Nd
()R Mn
* = Xf—Xr =M-理
AX2
AX1 =XF-X;
S = Xr — x,
上式中Xf、Xr可以实际测得,而平衡组成X*可根据分配曲线计算:
x;=% = 9 = ox;=%穴K kK
Ye为出塔的萃取相中质量比组成,可以实验测得或根据物料衡算得到。
根据以上计算,即可获得其在该实验条件下的实际传质单元高度。然后,可以通过改变实验条件进 行不同条件下的传质单元高度计算,以比较其影响。
说明:
为以上计算过程更清晰,需要说明以下几个问题: ⑴、物料流计算
根据全塔物料衡算
F+S=R+E
FXf+SYs=RXr+EYe