文档介绍：转盘萃取实验指导书
转盘萃取实验装置(CQ100B)——实验指导书
液-液转盘萃取
实验指导书
浙江中控科教仪器设备有限公司
转盘萃取实验装置(CQ100B)——实验指导书
液液转盘萃取
一、实验目的
1、了解转盘萃取塔的基本结构、操作方法及萃取的工艺流程。
2、观察转盘转速变化时,萃取塔内轻、重两相流动状况,了解萃取操作的主要影响因素,研究萃取操作条件对萃取过程的影响。
3、掌握每米萃取高度的传质单元数NOR、传质单元高度HOR和萃取率?的实验测法。
二、基本原理
萃取是分离和提纯物质的重要单元操作之一,是利用混合物中各个组分在外加溶剂中的溶解度的差异而实现组分分离的单元操作。使用转盘塔进行液-液萃取操作时,两种液体在塔内作逆流流动,其中一相液体作为分散相,以液滴形式通过另一种连续相液体,两种液相的浓度则在设备内作微分式的连续变化,并依靠密度差在塔的两端实现两液相间的分离。当轻相作为分散相时,相界面出现在塔的上端;反之,当重相作为分散相时,则相界面出现在塔的下端。
1、传质单元法的计算
计算微分逆流萃取塔的塔高时,主要是采取传质单元法。即以传质单元数和传质单元高度来表征,传质单元数表示过程分离程度的难易,传质单元高度表示设备传质性能的好坏。
H?HOR?NOR (6-1) 式中,H-萃取塔的有效接触高度,m;
HOR-以萃余相为基准的总传质单元高度,m;
NOR-以萃余相为基准的总传质单元数,无因次。
按定义,NOR计算式为
NOR??
式中,xF-原料液的组成,kgA/kgS; xFxRdx (6-2) x?x*
xR-萃余相的组成,kgA/kgS;
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x -塔内某截面处萃余相的组成,kgA/kgS;
x*-塔内某截面处与萃取相平衡时的萃余相组成,kgA/kgS。
当萃余相浓度较低时,平衡曲线可近似为过原点的直线,操作线也简化为直线处理,如图6-1所示。
图6-1萃取平均推动力计算示意图
则积
分式(6-2)得
NOR?xF?xR (6-3) ?xm
其中,?xm为传质过程的平均推动力,在操作线、平衡线作直线近似的条件下为
?xm?(xF?x*)?(xR?0)?(xF?yE/k)?xR (6-4)
FFElnln(R?0)xR
式中,k-分配系数,例如对于本实验的煤油苯甲酸相-水相,k=;
yE-萃取相的组成,kgA/kgS。
对于xF、xR和yE,分别在实验中通过取样滴定分析而得,yE也可通过如下的物料衡算而得
式中,F-原料液流量,kg/h;
F?S?E?RF?xF?S?0?E?yE?R?xR (6-5)
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S-萃取剂流量,kg/h;
E-萃取相流量,kg/h;
R-萃余相流量,kg/h。
对稀溶液的萃取过程,因为F?R,S?E,所以有
yE?F(xF?xR) (6-6)
S
2、萃取率的计算
萃取率?为被萃取剂萃取的组分A的量与原料液中组分A的量之比
??F?xF?R?xR
F?xF (