特殊精馏-萃取精馏10.11.ppt

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1、萃取精馏分离工程河北科技大学刘玉敏特殊精馏-萃取精馏1、萃取精馏的基本原理2、萃取剂的选择3、萃取精馏的工艺流程4、萃取精馏的计算一、萃取精馏的基本定理(1)萃取精馏的定义(1)萃取精馏的定义一、萃取精馏的基本定理溶剂S的选择性越大，即↑，组分1，2越易分离(2)溶剂S的选择性加入溶剂S后，被分离组分之间的相对挥发度与无溶剂存在时被分离组分之间的相对挥发度的比值，为溶剂的选择性一、萃取精馏的基本定理可以用三元系Margules,Wilson,NRTL,Unifac等公式计算，也可用Wohl方程直接算出两者的比值。一、萃取精馏的基本定理(3)的计算

2、：双组分三组分怎么求呢？①可以查手册中的图表,也可用Antoine公式计算一、萃取精馏的基本定理(3)的计算：⑤⑥②用柯干公式计算①②将①代入②在有溶剂存在时代入：③通过③④式即可计算溶剂选择性的计算式：一、萃取精馏的基本定理(3)的计算：若无溶剂时，xS=0则上式变为④可用双组分溶液的计算公式求出，这样即可求出当溶剂S含量较大时，组分1，2的含量就减少，这样上式可以简化为：组分1，2分别单独存在于溶剂中(Xs=常数)，按双组分活度系数算得的相对挥发度。组分1和S形成的二元溶液中组分1的活度系数。组分2和S形成的二元溶液中组分1的活度系数。例题：

3、正丁烷和1-丁烯混合物，用糠醛作萃取剂时（Xs=0.8），求在65oC时的相对挥发度（α12）S已知：正丁烷(1)65oC时，1-丁烯(1)65oC时，当xS=0.85时解：一、萃取精馏的基本定理(4)影响溶剂选择性的因素对下式进行分析▲溶剂浓度xs的影响选择性↑但一般取组分1，2的相对浓度表示的y’-x’图由图可知：在常压下苯的沸点为80.1℃，环己烷的沸点为80.73℃苯—环己烷溶液加入糠醛后α的变化一、萃取精馏的基本定理(4)影响溶剂选择性的因素▲S与组分1，2的相互作用的影响(4)影响溶剂选择性的因素要求越大越好显示出负偏差，引力显示出正

4、偏差，斥力大于0肯定没有问题的啦！！！▲原物系的性质和浓度的影响在塔顶，在塔釜，无论使溶剂选择性在全塔范围内增加的充分必要条件是：一般要求萃取剂具备以下条件：选择性好容易回收沸点要高稳定性好，无毒无腐蚀，无化学反应，价格低，来源足二、萃取剂的选择几个主要的选择溶剂中的问题：①实验方法求(α12)S常以等摩尔的被分离组分混合液中加入等质量的萃取剂(例如混合液及萃取剂各100g)相混合后,通过测定汽液两相的平衡组成,并计算其相对挥发度。相对挥发度越大,萃取剂选择性越强。二、萃取剂的选择几个主要的选择溶剂中的问题：①实验方法求(α12)S越大分离效果越

5、好！！！②计算方法估算(α12)S二、萃取剂的选择几个主要的选择溶剂中的问题：②计算方法估算(α12)S可以看出：可以作为选择溶剂的基准一般取二、萃取剂的选择几个主要的选择溶剂中的问题：③萃取剂的溶解度溶剂溶解度的大小直接影响萃取剂的用量、动力和热量的消耗。④从同系物中选择萃取剂希望：这种情况可是不多见啊！！！实际：只要在同系物中选择就会有这种情况比较容易找到！！！二、萃取剂的选择几个主要的选择溶剂中的问题：④从同系物中选择萃取剂比如甲醇-丙酮混合物甲醇沸点64.7℃，丙酮沸点56.4℃，溶液具有最低共沸点,t恒=55.7℃、x(CH3OH)=0

6、.2的非理想溶液,如用萃取精馏分离时,萃取剂可有两种类型表7-12√三、萃取精馏的工艺流程萃取精馏装置流程示意图提馏段精馏段回收段1、流程三、萃取精馏的工艺流程2、萃取剂的加入位置但是：▲萃取剂的沸点较高，组分1沸点较低；▲组分1与溶液有正偏差；▲回收段S的浓度很小。鉴于上述原因，回收段的理论板数需要的不是太多，一般可取N回收=0.5-1.0(1.0-2.0)即可满足要求。①塔顶要有回收段萃取剂加入位置的考虑因素有两个：在塔顶减少溶剂的损失，保证组分1的纯度使萃取剂在塔内的浓度恒定不变回收段的理论板数可以通过计算求得。三、萃取精馏的工艺流程2、萃

7、取剂的加入位置②进料状态的影响★气相进料q=0,L=L精馏段和提馏段各板的液相流量皆相同，若萃取剂在精馏段上方加入，则全塔各板的萃取剂浓度维持不变，即xS=const，这样在y’-x’图上平衡曲线是连续的。x’x’Fy’q=0xS=const所以汽相进料时，萃取剂可以全部从回收段下面加入。精馏段提馏段2、萃取剂的加入位置②进料状态的影响★液相进料q=1,L=L+F有两个不利因素：▲若使精馏段xP=0.6-0.8，则提馏段的xp’就会降低，这样就降低了分离效果。▲若使提馏段的xp’=0.6-0.8，则精馏段xP就会很高，这样会引起精馏段L/V↑，漏

8、塔，板效率下降等现象。精馏段提馏段若原料以液相加入萃取精馏塔，则提馏段中溶剂浓度将会因料液的加入而变得比精馏段低。在相图上则表现为不连续