学时二多级逆流萃取的计算化工传质与分离过程教学

整理得)(11FiiXSBYXSBY操作线方程斜率SB过点),(1YXF),(SnYX二、多级逆流萃取的计算XFJ多级逆流萃取直角坐标图图解计算XnXn计算≤Xn规定n=4YSY1D斜率B/S1234(2)解析法KXY设平衡关系为类似于逆流吸收]1//)11ln[(ln1mSnSFmmAKYXKYXAAn)(S)(SY)(B)(FX)(S)(1Y)(B)(nXV1YS2XS1XV2Y]1)11ln[(ln1*22*21AYYYYAANT二、多级逆流萃取的计算萃取因子(3)适宜溶剂量的确定处理量F一定SS/F操作费n～设备费()min0.2~1.1SS=二、多级逆流萃取的计算～根据工程经验适宜溶剂用量XF最小溶剂用量XnYSY11YSB/)/(SB1YmaxminmaxSBmaxminBSnFSXXYY*1max一、微分接触逆流萃取的流程1.萃取塔2.流量计3.离心泵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，两相粘度相差较大时，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粘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HETSnH•=提示：HETS与HETP不一定相等。与填料吸收塔类似HETPNZT萃取级数等板高度(2)传质单元数法OGYYYNHYYdXaKVZOG12*与填料吸收塔类似ORORXXXNHXXdXaKBHFn*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mnnnFmmORAXXXXAAN1)11(ln111**与填料吸收塔类似SYYYYSSNOG*22*21)1(ln11二、萃取塔工艺尺寸的确定2.萃取塔塔径的计算ccUVD4Vc连续相的体积流量，m3/sUc连续相的表观速度（空塔速度)，m/s萃取塔塔径二、萃取塔工艺尺寸的确定cFcUU8.0~5.0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5.12.0)()(acc纵坐标cccDcFaUUU25.0])/(1[cFU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、萃取设备的分类液体分散的动力逐级接触式微分接触式重力差筛板塔喷洒塔填料塔外加能量脉冲脉冲混合－澄清器脉冲填料塔液体脉冲筛板塔旋转搅拌混合澄清器夏贝尔塔转盘塔(RDC)偏心转盘塔(ARDC)库尼塔往复搅拌往复筛板塔离心力卢威离心萃取机POD离心萃取机一、超临界流体及其基本性质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粘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、超临界流体及其基本性质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ρ的关系mkClnlnρ～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。一、超临界流体及其基本性质比例系数常数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5－1,8-二羟基蒽醌6－水杨酸7－苯甲酸二、超临界萃取的基本原理液体(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。萃取组分三、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=T2P1P21－萃取器2－加热器3－分离槽4－泵5－冷却器T1T2P1=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=T2P1=P2超临界萃取等温等压吸附流程四、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，设备投资较大五、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－冷却器练习题目思考题作业题:5、81.微分逆流接触萃取的计算与逆流吸收有何异同？2.萃取设备如何分类，有哪些主要类型？本章小结本章重点掌握内容萃取过程的液－液相平衡关系组成在三角形相图上的表示方法溶解度曲线平衡方程与分配系数选择性系数萃取过程的计算单级萃取过程的计算