液液转盘萃取实验报告

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篇一：液液转盘萃取

表1原始实验数据记录：氢氧化钾的当量浓度

nKoh=0.02mol/L

表2数据处理表

表1原始实验数据记录：氢氧化钾的当量浓度

nKoh=0.02mol/L

表2数据处理表

篇二：液液萃取实验报告

篇三：转盘萃取实验

湖南大学

本科生实验论文转盘萃取实验

学生姓名：王贝贝所属院系：环境科学与工程学院专业班级：12级环境科学1班学生学号：20XX03020XX8指导老师：范长征完成日期：20XX年1月

转盘萃取实验

引言

萃取是利用物质在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使物质从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次萃取，将绝大部分的化合物提取出来。萃取时如果各成分在两相溶剂中分配系数相差越大(:液液转盘萃取实验报告)，则分离效率越高、如果在水提取液中的有效成分是亲脂性的物质，一般多用亲脂性有机溶剂，如苯、氯仿或乙醚进行两相萃取，如果有效成分是偏于亲水性的物质，在亲脂性溶剂中难溶解，就需要改用弱亲脂性的溶剂，例如乙酸乙酯、丁醇等。还可以在氯仿、乙醚中加入适量乙醇或甲醇以增大其亲水性。提取黄酮类成分时，多用乙酸乙脂和水的两相萃取。提取亲水性强的皂甙则多选用正丁醇、异戊醇和水作两相萃取。不过，一般有机溶剂亲水性越大，与水作两相萃取的效果就越不好，因为能使较多的亲水性杂质伴随而出，对有效成分进一步精制影响很大转盘萃取塔是一种逆流萃取设备,相分散依靠塔内平整的旋转圆盘来实现。转盘之间设挡板以减少轴向混合。这种塔在化工、石油、医药、废水处理以及湿法冶金等工业实践中成功的历史,突出证明了它优越的性能,特别是效率高

[1~2]，操作弹性好,设备及操作费用便宜。据比较,其投资仅为同等处理能力填料塔的30%~40%[3]。

转盘塔的结构和流程：

塔体呈圆筒形，其内壁上装有固定环，将塔分隔成许多

小室，塔的中心从塔顶插入一根转轴，蜗轮转盘即装在其上；转轴由塔顶的电动机带动。

塔的顶部和底部是澄清区，塔的中段为萃取区。互相接触的两种液体，可以间歇加入，也加连续加入，一般都用连续加入的方法。当采用并流操作时，两种液体同时从塔顶或者塔底加入塔内，当采用逆流操作时，不管间隙加料还是连续加料，都是重液从塔顶进入，轻液从塔底进入，这时，轻液和重液那一种都可作为连续相。

转盘塔靠平滑转盘在全塔上、下一致地对连续相(c)和分散相(d)整体输入能量造成以下问题.

(1)转速nR较高,导致c相轴向混合严重、能耗大、转轴晃动厉害,塔内界面张力σ大的物系更是如此;

(2)液滴平均直径dp、持液率轴向分布过宽.即进口端液滴不能被最初几块转盘充分分散,dp大上升快,小,较长一塔段(约0.5m左右)不能发挥有效作用.而液滴上升过程中会被转盘不断分散,以至出口端分散过度,dp过小、偏大,易过早出现液泛.塔内σ变化大的物系则更加突出。

转盘塔的工作原理:

当变速电机起动后，圆盘高速旋转，并带动两相一起转动，因而在液体中产生剪应力。剪应力使连续相产生涡流，处于湍动状态，使分散相破裂，形成许多大小不等的液滴，从而增大了传质系数及接触界面。固定环的存在，在一定程

度上抑制了轴向混合，因此转盘塔萃取效率高。

Kuhni高效转盘萃取塔，它在传统转盘萃取塔的基础上，在转盘上增加蜗轮叶片、在固定环上增设多个垂直挡板，将萃取区分成多个混合区和澄清区。混合区由定子分隔成许多小室，在每个小室有装置在同一转轴上的转盘型混合搅拌器。澄清区也有许多小室组成，用环形水平挡板分开。它具有传统转盘萃取塔原有分散作用，同时又有分开的澄清区，这样可以反复进行凝聚再分散，以减少了轴向的混合，使得理论级数可达10级/米。[4]

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）测量每米萃取高度的传质单元数、传质单元高度

和体积传质系数KYV，关联传质单元高度与脉冲萃取过程操

作变量的关系。

（4）计算萃取率η。

二、主要仪器设备

实验仪器

主要设备是转盘萃取塔，具体流程图见图1

1-原料液槽2-萃余液相3-电机搅拌系统4-电器控制箱5-转盘萃取塔6-萃取剂流量计7-萃取液槽8-磁力泵9-原料液流量计10-磁力泵11-萃取相导出管

图1.实验装置流程示意图

三、操作方法和实验步骤

1.向原料液储槽中注入配置好的原料液，向萃取剂槽中注入足量自来水。

2.电机转速至约100rpm，开萃取剂调节阀，向塔内加入水，并充满全塔。

3.调节萃取剂调节阀，设定萃取剂流量为10~20L/h，调节原料液流量与水流量相同，并维持不变。

4.待轻相在塔顶凝聚一定厚度的液层后，再调节萃取液出口阀门，使油、水相分界面控制在萃取剂与萃余液出口之间，并保持恒定。

5.第一次实验稳定时间约30~40分钟，当操作稳定后可取样分析，用中和滴定法测定萃余液及萃取液的组成。

6.改变转速，重复上述步骤。

7.实验结束后，依次关闭重相和轻相的磁力泵，同时关闭进出管路上的阀门，关闭电机搅拌装置，最后将实验装置和场地恢复原状。

四、实验内容和原理

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。

4.1萃取的物料衡算

萃取计算中各项组成可用操作线方程相关联，操作线方程的p（xR，Ys）h和点Q（xF，Ye）与装置的上下部相对应。

在第一溶剂b与萃取剂s完全不互溶时，萃取过程的操作线在x~Y坐标上时直线，其方程式如下形式：

Ye?YsY?Ys?xF?xRx?xR（1）

由上式得：Y?Ys?m?x?xs?,其中m?Ye?YsxF?xR

单位时间内从第一溶剂中萃取出的纯物质A的量m，可由物料衡算确定：

m?b?xF?xR??s?Ye?Ys?（2）

4.2萃取过程的质量传递

不平衡的萃取相与萃余相在塔的任一截面上接触，两相之间发生质量传递。物质A以扩散的方式由萃余相进入萃取相，该过程的界限是达到相间平衡，相平衡的相间关系为：Y*?kx（3）

k为分配系数，只有在较简单体系中，k才是常数，一般情况下均为变数。本实验已给出平衡数据，见附表。

与平衡组成的偏差程度是传质过程的推动力，在装置的顶部，推动力是：

*?YR?YR?Ys（4）

在塔的下部是：

*?YF?YF?Ye（5）

传质过程的平均推动力，在操作线和平衡线为直线的条件下为：

?Ym??YF??YR

?YlnF

?YR（6）

物质A由萃余相进入萃取相的过程的传质动力学方程式为：

m?KYA?Ym（7）

2Kkg/m?s?kg/kg?；Y式中：——单位相接触面积的传质系数，

A——相接触表面积，m。

该方程式中的萃取塔内相接触表面积A不能确定，因此通常采用另一种方式。2

相接触表面积A可以表示为：A?aV?a?h（8）

式中：a——相接触比表面积，m/m；V——萃取塔有效操作段体积，m；233?——萃取塔横截面积，m；h——萃取塔操作部分高度，m。

这时，2m?KYaV?Ym?KYVV?Ym（9）

3K?Kakg/m?s?kg/kg?。YVY式中：——体积传质系数，根据（2）、（7）、（8）和（9）式，可得

转盘萃取塔实验装置实验指导书

化工原理实验装置系列之 转盘萃取塔实验装置实验指导书 杭州言实科技有限公司 2006.4

目录 一、实验目的 (3) 二、实验原理 (3) 三、实验装置 (5) 四、实验方法 (6) 五、注意事项 (7) 六、报告内容 (7) 七、思考题 (7) 八、附录 (8)

转盘萃取塔实验 一、实验目的 ⒈了解液--液萃取塔的结构及特点。 ⒉掌握液--液萃取塔的操作。 ⒊掌握传质单元高度的测定方法，并分析外加能量对液--液萃取塔传质单元高度和量的影响。 二、实验原理 1、液—液萃取设备的特点 液--液相传质和气液相传质均属于相同传质过程。因此这两类传质过程具有相似之处，但也有相当差别。在液液系统中，两相间的重度差较小，界面张力也不大：所以从过程进行的流体力学条件看，在液液相的接触过程中，能用于强化过程的惯性力不大，同时已分行的流体力学条件看，在液液相的接触过程中，能用于强化过程的惯性力不大，同时已分散的两相，分层分离能力也不高。因此，对于气液接触效率较高的设备，用于液液接触就显得效率不高。为了提高液液相传质设备的效率。常常补给能量，如搅拌、脉动、振动等。为使两相逆流和两相分离，需要分层段，以保证有足够的停留时间，让分散的液相凝聚，实现两相的分离。 2、液—液萃取塔的操作 （1）分散相的选择 在萃取设备中，为了使两相密切接触，其中一相充满设备中的主要空间，并呈连续流动，称为连续相kl一相以液滴的形式，分散在连续相中，称为分散相，哪一相作为相对设备的操作性能、传质效果有显著的影响。分散相的选择可通过小试或中试确定，也可根据以下几方面考虑。 1）为了增加相际接触面积，一般将流量大的一相作为分散相；但如果两相的流量相差很大，并且所选用的萃取设备具有较大的轴向混合现象，此时应将流量小的一相作为分散相，以减小轴向混合。 2）应充分考虑界面张力变化对传质面积的影响，对于>0系统，即系统的界面张力随溶质浓度增加而增加的系统；当溶质从液滴向连续相传递时，液滴的稳定性较差，容易破碎，而液膜的稳定性较好，液滴不易合并，所以形成的液滴平均直径较小，相际接触表面较大；当溶质从连续相向液滴传递时，情况刚好相反。在设计液液传质设备时，根据系统性质正确选择作为分散相的液体，可在同样条件下获得较大的相际传质表面积，强化传质进程。 3）对于某些萃取设备，如填料塔和筛板塔等，连续相优先润湿填料或筛板是相当重要的。此时，宜将不易润湿填料或筛板的一相作为分散相。 4）分散相液滴连续相中的沉降速度，与连续相的粘度有很大的关系。为了减小塔径，提高二相分离的效果，应将粘度大的一相作为分散相。 5）此外，从成本、安全考虑，应将成本高的、易燃、易爆物料作为分散相。 （2）液滴的分散 为了使其中一相作为分散相，必须将其分散为液滴的形式，一相液体的分散，亦即液滴的形成，必须使液滴有一个适当的大小。因为液滴的尺寸不仅关系到相际接触面积，而且影响传质系数和塔的流通量。 较小的液滴，固然相际接触面积较大，有利于传质；但是过小的液滴，其内循环消失，液滴的行为趋于固体球，传质系数下降，对传质不利。所以，液滴尺寸对传质的影响必须同时考虑这两方面的因素。

液液萃取原理

液液萃取原理 液液萃取是指两个完全不互溶或部分互溶的液相接触后，一个液相中的溶质经过物理或化学作用另一个液相，或在两相中重新分配的过程。如图所示： 几个概念 1. 原溶液：之欲分离的原料溶液，原溶液中欲萃取组份成为溶质A，其余称稀释剂B 2. 溶剂S：为萃取A而加入的溶剂，也称萃取剂 3. 萃取相：原溶剂和稀释剂混合萃取后，分成两相，含溶剂S较多的一相； 4. 萃余相：主含稀释剂的一相 5. 萃取液：萃取相脱溶剂后的溶液 6. 萃余液：萃余相脱溶剂后的溶液 萃取过程的条件 1．两个接触的液相完全不互溶或部分互溶； 2．溶质组分和稀释剂在两相中分配比不同； 3．两相接触混合和分相； 4．溶剂S对A和B的溶解能力不一样，溶剂具有选择性，即 其中：y表示萃取相内组分浓度；x表示萃余相内组分浓度。上式表明：萃取相中A／B的浓度比值应大于萃余相中A／B的浓度比值。

典型工业萃取过程 1.以醋酸乙酯为溶剂萃取稀醋酸水溶液中的醋酸，制取无水醋酸。由于萃取相中含有水，萃余相中含有醋酸乙酯，所以萃取后产品和溶剂均须通过精馏分离实现。 2．以醋酸丁酯为溶剂萃取青霉素产品。 3．以环砜为溶剂从石油轻馏分中提取环烃； 4．以轻油为溶剂从废水中脱酚； 5．以丙烷为溶剂从植物油中提取维生素。 萃取过程的经济性 1. 混合物的相对挥发度下或形成恒沸物，用一般精馏方法不能分离或很不经济； 2．混合物浓度很稀，采用精馏方法必须将大量稀释剂B气化，能耗高； 3 混合液含热敏性物质（如药物等），采用萃取方法精制可避免物料受热破坏。 萃取过程对萃取剂要求 ①选择性好； ②萃取容量大； ③化学稳定性好； ④分相好； ⑤易于反萃取或精馏分离； ⑥操作安全、经济、毒性小 常用的工业萃取剂 醇类：异戊醇；仲辛醇；取代伯醇 醚类：二异丙醚；乙基己基醚 酮类：甲基异丁基酮；环己酮 酯类：乙酸乙酯、乙酸戊酯、乙酸丁酯 磷酸酯类：己基磷酸二（2－乙基己基）酯、二辛基磷酸辛指、磷酸三丁酯

液液萃取传质单元高度测定实验

一、实验目的 1、了解液—液萃取设备的结构和特点。 2、掌握液—液萃取塔的操作。 3、掌握传质单元高度的测定方法，并分析搅拌转速对液—液萃取塔传质单元高度和萃取率的影响。 二、基本原理 萃取是分离液体混合物的一种常用操作。它的工作原理是在待分离的混合液中加入与之不互溶(或部分互溶)的萃取剂，形成共存的两个液相。利用原溶剂与萃取剂对各组分的溶解度的差别，使原溶液得到分离。 1．液液传质特点 液液萃取与精馏、吸收均属于相际传质操作，它们之间有不少相似之处，但由于在液液系统中，两相的重度差和界面张力均较小，因而影响传质过程中两相充分混合。为了促进树相的传质，在液液萃取过程常常要借甩外力将一相强制分散于另一相中(如利用外加咏小的脉冲塔、利用塔盘旋转的转盘塔等等)。然而两相一旦混合，要使它们充分分离也很小．因此萃取塔通常在顶部与底部有扩大的相分离段。 在萃取过程中，两相的混合与分离好坏，直接影响到萃取设备的效率。影响混合、分离的因素很多，除与液体的物性有关外，还有设备结构，外加能量，两相流体的流量等等有关，很难用数学方程直接求得。因而表示传质好坏的级效率或传质系数的值多用实验直接测定。 研究萃取塔性能和萃取效率时，观察操作现象十分重要，实验时应注意了解以下几点： (1)液滴分散与聚结现象； (2)塔顶、塔底分离段的分离效果； (3)萃取塔的液泛现象； (4)外加能量大小(改变转速)对操作的影响。 本实验重点考察桨叶转速对传质单元数和萃取率的影响。 2．液液萃取传质单元高度和总传质系数的计算 萃取过程与气液传质过程的机理类似，如求萃取段高度目前均用理论级数、

级效率或者传质单元数、传质单元高度法。对于本实验所用的桨叶式旋转萃取塔这种微分接触装置，一般采用传质单元数、传质单元高度法汁算。当溶液为稀溶液，且溶剂与稀释剂完全不互溶时，萃取过程与填料吸收过程类似，可以仿照吸收操作处理。 本实验以水为萃取剂，从煤油中萃取苯甲酸，苯甲酸在煤油中的浓度约为0.2%（质量）。水相为萃取相（用字母E 表示，在本实验中又称连续相、重相），煤油相为萃余相（用字母R 表示，在本实验中又称分散相）。在萃取过程中苯甲酸部分地从萃余相转移至萃取相。萃取相及萃余相的进出口浓度由容量分析法测定之。考虑水与煤油是完全不互溶的，且苯甲酸在两相中的浓度都很低，可认为在萃取过程中两相液体的体积流量不发生变化。 按萃取相计算的传质单元数计算公式为： ** b b t t Y X OE OR Y X dY dX N N Y Y X X ==--? ? 用Y E ─X R 图上的分配曲线(平衡曲线)与操作线可求得1 *Y Y -～Y E 关系。再 进行图解积分或用辛普森积分可求得N OE 。液相的平衡关系可用体系的分配曲线求得。 传质单元高度： OE OE OR OR OE OR OE OR H H N H N H H N N H H === = 式中：H —— 萃取段高度，m ； H OE 、H OR —— 分别以连续相和分散相计算的总传质单元高度，m ； 体积总传质系数： E R OE OR Ea Ra E R Ea Ra OE OR V V H H K K V V K K H H ==ΩΩ= =ΩΩ N OE 、N OR —— 分别以连续相和分散相计算的总传质单元： **b b t t Y X OE OR Y X dY dX N N Y Y X X ==--? ? 式中：K Ea —— 为连续相总体积传质系数，kg ／(m 3·s)；

第八章 液 液 萃 取

第八章液液萃取 第一节概述 液液萃取是分离液体混合物的单元操作，它是依据待分离溶液中各组分在萃取剂中溶解度的差异来实现传质分离的。 8-1-1 萃取的工艺流程 萃取过程通过加入第二相萃取剂的方法将一个难分离的液体混合物变成两个易分离的混合物，萃取装置后通常还设有萃取相和萃余相的回收分离装置。对于一个合理的萃取工业流程，应着重解决下面三个问题：（1）选择一个合适的萃取剂；(2) 提供一个具有良好传质条件的萃取设备；（3）完成萃取的后续分离过程。 8-1-2 萃取分离的应用场合 在下列情况下可以考虑采取萃取操作： （1）分离沸点相近或有恒沸物的混合液。 （2）混合液中含有热敏物质，采用萃取方法可避免物料受热破坏 （3）混合液中溶质A的浓度很稀时 第二节液液相平衡 8-2-1 三角形相图 一、组成表示方法 三角形坐标图通常有等边三角形坐标图、等腰直角三角形坐标图两种。在三角形坐标图中，每个顶点分别代表一个纯组分，三条边上的任一点代表一个二元混合物系，第三组分的组成为零。三角形坐标图内任一点代表一个三元混合物系。 二、物料衡算和杠杆定律 物料衡算在三角形相图中满足杠杆定律，可由此得到组成和量的相互关系： E = ? E? M M R R 上式表明由溶液R和E混合后得到的混合液组成点M必定在直线RE上，其在线上的位置可由杠杆定律给出；反过来，若混合液M可以分为R和E两部分，已知点M和R（或E），可由杠杆定律在直线MR（或ME）上定出点E（或R）的位置和组成。通常将M称为R与E的和点，而R（或E）为M与E（或R）的差点。 8-2-2 部分互溶体系的平衡相图 一、溶解度曲线、联结线及临界混溶点 溶解度曲线用来表示三元部分互溶体系的A、B和S的相平衡关系，它是在一定的温度

化工原理实验—萃取

液液萃取塔的操作 一、实验目的 （1）了解液液萃取设备的结构和特点； （2）掌握液液萃取塔的操作； （3）掌握传质单元高度的测定方法，并分析外加能量 对液液萃取塔传质单元高度和通量的影响。 二、基本原理 1．液液萃取设备的特点 液液相传质和气液相传质均属于相间传质过程。因此这 两类传质过程具有相似之处，但也有相当差别。在液液系统中，两相间的重度差较小，界面张力也不大，所以从过程进行的流体力学条件看，在液液相的接触过程中，能用于强化过程的惯性力不大，同时已分散的两相，分层分离能力也不高。因此，对于气液接触效率较高的设备，用于液液接触就显得效率不高。为了提高液液相传质设备的效率，常常补给能量，如搅拌、脉动、振动等。为使两相逆流和两相分离，需要分层段，以保证有足够的停留时间，让分散的液相凝聚，实现两相的分离。 2．液液萃取塔的操作 (1)分散相的选择在萃取设备中，为了使两相密切接触，其中一相充满设备中的主要空间，并呈连续流动，称为连续相；另一相以液滴的形式，分散在连续相中，称为分散相。哪一相作为分散相对设备的操作性能、传质效果有显著的影响。分散相的选择可通过小试或中试确定，也可根据以下几方面综合考虑： 1)为了增加相际接触面积，一般将流量大的一相作为分 散相；但如果两相的流量相差很大，并且所选用的萃取设备具有较大的轴向混合现象，此时应将流量小的一相作为分散相，以减小轴向混合。 2)应充分考虑界面张力变化对传质面积的影响，对于 dx d >0的系统，即系统的界面张力随溶质浓度增加而增加的系统；当溶质从液滴向连续相传递时，液滴的稳定性较差，容易破碎，而液膜的稳定性较好，液滴不易合并，所以形成的液滴平均直径较小，相际接触表面较大，当溶质从连续相向液滴传递时，情况刚好相反。在设计液液传质设备时，根据系统性质正确选择作为分散相的液体，可在同样条件下获得较大的相际传质表面积，强化传质过程。 3)对于某些萃取设备，如填料塔和筛板塔等，连续相优 先润湿填料或筛板是相当重要的。此时，宜将不易润湿填料或筛板的一相作为分散相。 4）分散相液滴在连续相中的沉降速度，与连续相的粘度

液液萃取

实验15 液—液萃取实验 一．实验目的 1．了解液-液萃取原理和实验方法。 2．熟悉转盘萃取塔的结构、操作条件和控制参数。 3．掌握评价传质性能（传质单元数、传质单元高度）的测定和计算方法。 二．实验原理 液-液萃取是分离液体混合物和提纯物质的重要单元操作之一。在欲分离的液态混合物（本实验暂定为：煤油和苯甲酸的混合溶液）中加入一种与其互不相溶的溶剂（本实验暂定为：水），利用混合液中各组分在两相中分配性质的差异，易溶组分较多地进入溶剂相从而实现混合液的分离。萃取过程中所用的溶剂称为萃取剂（水），混合液中欲分离的组分称为溶质（苯甲酸），萃取剂提取混合液中的溶质称为萃取相，剩余的混合液称为萃余相。 图2-15-1是一种单级萃取过程示意图。将萃取剂加到混合液中，搅拌混合均匀，因溶质在萃取相的平衡浓度高于在混合液中的浓度，溶质从混合液向萃取剂中扩散，从而使溶质与混合液中的其他组分分离。 图2-15-1单级萃取过程示意图 由于在液-液系统中，两相间的密度差较小，界面张力也不大，所以从过程进行的流体力学条件看，在液-液的接触过程中，能用于强化过程的惯性力不大。为了提高液-液相传质设备的效率，常常从外界向体系加能量，如搅拌、脉动、振动等。本实验采用的转盘萃取塔属于搅拌一类。 与精馏和吸收过程类似，由于过程的复杂性，传质性能可用理论级和级效率表示，或者用传质单元数和传质单元高度表示，对于转盘萃取塔、振动萃取塔这类微分接触萃取塔的传质过程，一般采用传质单元数和传质单元高度来表征塔的传质特性。

萃取相传质单元数N OE 表示分离过程的难易程度。对于稀溶液，近似用下式表示： * *ln *21 1 2 x x x x x x dx N x x OE --=-=? (2-15-1) 式中：N OE ——萃取相传质单元数 x ——萃取相的溶质浓度（摩尔分率，下同） x * ——溶质平衡浓度 x l 、x 2 ——分别表示萃取相进塔和出塔的溶质浓度。 萃取相的传质单元高度用H OE 表示： OE OE H/N H = (2-15-2) 式中：H 为塔的有效高度（m ）。 传质单元高度H OE 表示设备传质性能的优劣。H OE 越大、设备效率越低。影响萃取设备传质性能（H OE ）的因素很多，主要有设备结构因素、两相物性因素、操作因素以及外加能量的形式和大小。 三．实验装置流程及试剂 1．实验装置 本实验装置为转盘式萃取塔，见图2-15-2。转盘式萃取塔是一种效率比较高的液-液萃取设备。转盘塔塔身由玻璃制成（有效高度1.134 m ），转轴、转盘、固定盘由不锈钢制成。转盘塔上下两端各有一段澄清段，使每一相在澄清段有一定的停留时间，以便两液相的分离。在萃取区，一组转盘固定在中心转轴上，转盘有一定的开口，沿塔壁则固定着一组固定圆环盘，转轴由在塔顶的调速电机驱动，可以正反两个方向调解速度。分散相(油相)被转盘强制性混合搅拌，使其以较小的液滴分散在连续相(水)中，并形成强烈的湍动，促进传质过程的进行。转盘塔具有以下几个特点：1)结构简单、造价低廉、维修方便、操作稳定；2)处理能力大、分离效率高；3)操作弹性大。 2．实验流程 实验流程见图2-15-3。实验中将含有苯甲酸的煤油从油循环槽经油泵通过转子流量计打入转盘塔底部，由于两相的密度差，煤油从底部住上运动到塔顶。在塔的上部设置一澄清段，以保证有足够的停留时间，让分散的液相凝聚实现两相分离。经澄清段分层后，油相从塔顶出口排出返回到油循环槽。水相经转子流量计进入转盘塔的上部，在重力的作用下从上

化工基础仿真萃取实验

实验八 仿真萃取实验 一、实验目的 1 了解转盘萃取塔的结构和特点； 2 掌握液—液萃取塔的操作； 3 掌握传质单元高度的测定方法，并分析外加能量对液液萃取塔传质单元高度和通量的影响。 二、实验原理 萃取是利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度不同而使原料液混合物得以分离。 将一定量萃取剂加入原料液中，然后加以搅拌使原料液与萃取剂充分混合，溶质通过相界面由原料液向萃取剂中扩散，所以萃取操作与精馏、吸收等过程一样，也属于两相间的传质过程。 与精馏，吸收过程类似，由于过程的复杂性，萃取过程也被分解为理论级和级效率；或传质单元数和传质单元高度，对于转盘塔，振动塔这类微分接触的萃取塔，一般采用传质单元数和传质单元高度来处理。传质单元数表示过程分离难易的程度。 对于稀溶液，传质单元数可近似用下式表示： ? -=1 2 x x *OR x x dx N 式中 N OR ------萃余相为基准的总传质单元数； x------萃余相中的溶质的浓度，以摩尔分率表示； x*------与相应萃取浓度成平衡的萃余相中溶质的浓度，以摩尔分率表示。 x 1、x 2------分别表示两相进塔和出塔的萃余相浓度传质单元高度表示设备传质性能的好坏，可由下式表示： OR OR N H H = Ω= OR x H L a K

式中 H OR ------以萃余相为基准的传质单元高度，m; H------ 萃取塔的有效接触高度,m; Kxa------萃余相为基准的总传质系数，kg/(m3?h?△x); L------萃余相的质量流量，kg/h; ------塔的截面积,m2; 已知塔高度H和传质单元数N OR 可由上式取得H OR 的数值。H OR 反映萃取设备传 质性能的好坏，H OR 越大，设备效率越低。影响萃取设备传质性能H OR 的因素很多， 主要有设备结构因素，两相物质性因素，操作因素以及外加能量的形式和大小。 三、实验设备 图1-1 四、实验步骤 1 点击开始实验（8）；打开一起总电源开关与电压调节开关（1 7）；并调节电压（2）至40 2 调节上图中4处进样阀至50%处，待液面升高至柱高的一半时，调节（5）号阀门至40%处。

萃取实验

实验九液－液萃取实验 一、实验内容 通过以水为萃取剂，萃取煤油中的苯甲酸，掌握传质单元高度的测定原理和方法。 二、实验目的 ⒈了解液－液萃取设备的一般结构和特点。 ⒉熟悉液－液萃取操作的工艺流程，掌握液－液萃取装置的操作方法。 ⒊学习和掌握液－液萃取塔传质单元数，传质单元高度及体积总传质系数的测定方法，分析外加能量对液－液萃取塔传质单元高度和通量的影响。 三、实验基本原理 原料液中含有溶质A和溶剂B，为使A与B尽可能地分离，需选择一种溶剂，称为萃取剂S，要求它对A的溶解能力要大，而与原溶剂（稀释剂）B的相互溶解度愈小愈好。萃取的第一步是使原料液与萃取剂在混合器中保持密切接触，溶质A将通过两液相间的界面由原料液向萃取剂中传递；在充分接触、传质之后，第二步是使两液相在分层器中因密度的差异而分为两层。一层以萃取剂S为主，并溶有较多的溶质，称为萃取相；另一层以原溶剂B为主，还含有未被萃取完的部分溶质，称为萃余相。若溶剂S和B为部分互溶，则萃取相中还含有B，萃余相中亦含有S。当萃取相和萃余相达到相平衡时，则称上图中的设备为一个理论级。 萃取相和萃余相都是均相混合液，为了得到产品A，并回收溶剂S供循环使用，还需对它们作进一步的分离，通常是应用蒸馏；当溶质很难挥发时，也可采用蒸发。 由上可知，为了分离液体混合物，萃取的过程比蒸馏要复杂，但在遇到以下情况时，直接用蒸馏却不一定经济合理。 ①当溶质A的浓度很稀，特别是溶剂B为易挥发组分时，以蒸馏法回收A的单位热耗甚大。这时可用萃取先将A富集在萃取相，然后对萃取相进行蒸馏，因而使耗热量显著降低。 ②当溶液是恒沸混合物或所需分离的组分沸点相近时，一般的蒸馏方法不适用。除可以采用恒沸蒸馏或萃取蒸馏外，有些场合以应用先萃取再蒸馏的方法较为经济。 ③当需要提纯或分离的组分不耐热时，若直接用蒸馏，往往需要在高真空之下进行，而应用常温下操作的萃取过程，通常较为经济。 液－液传质过程和气－液传质过程均属于相际传质过程，这两类传质过程既有相似之处，又有明显差别。在液－液系统中，如果两相密度差较大，两相的分散和流动仅靠密度差即可实现，此时的萃取设备为重力流动设备，不需外界做功。若两相间的密度差较小，界面张力差也不大，所以从过程进行的流体力学条件看，在液－液接触过程中，推动相际传质的惯性力较小，同时已分散的两相，分层分离能力也不高。因此，对于气－液相分离效率较高的设备用于液－液传质，效率不会很高。为了提高液－液传质设备的效率，常常需要补给外加能量，如采用搅拌、脉动、振动等。为使两相分离，通常在萃取塔的顶部和底部都设有扩大的相分层段，以保证有足够的停留时间，让分散的液相凝聚，。 当溶液为稀溶液，且原溶剂与萃取剂完全不互溶时，微分萃取过程与填料塔吸收过程类似，萃取塔有

萃取和分液实验报告

萃取和分液实验报告 一、实验目的： （1）了解萃取分液的基本原理。 （2）熟练掌握分液漏斗的选择及各项操作。 二、实验原理： 利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液中提取出来，在利用分液的原理和方法将它们分离开来。 三、实验仪器和药品： 药品：碘水、CCl4 器材：分液漏斗、100ml烧杯、带铁圈的铁架台、20ml 四、实验步骤： 1、分液漏斗的选择和检验：验分液漏斗是否漏水，检查完毕将分液漏斗置于铁架台上； 2、振荡萃取：用量筒量取10 ml碘水，倒入分液漏斗，再量取5 ml萃取剂CCl4加入分液漏斗，盖好玻璃塞，振荡、放气；需要重复几次振荡放气。 3、静置分层：将振荡后的分液漏斗放于铁架台上，漏斗下端管口紧靠烧怀内壁； 4、分液：调整瓶塞凹槽对着瓶颈小孔，使漏斗内外空 气相通，轻轻旋动活塞，按“上走上，下走下”的原则分 离液体； 五、实验室制备图：（见右图） 六、实验总结（注意事项）: 1、分液漏斗一般选择梨形漏斗，需要查漏。方法为： 关闭活塞，在漏斗中加少量水，盖好盖子，用右手压住分 液漏斗口部，左手握住活塞部分，把分液漏斗倒转过来用 力振荡，看是否漏水。 2、将溶液注入分液漏斗中，溶液总量不超过其容积的3/4； 3、振荡操作要领：右手顶住玻璃塞，左手握住活塞，倒置振荡；振荡过程中要放气2-3次，让分液漏斗仍保持倾斜状态，旋开旋塞，放出蒸气或产生的气体，使内外压力平衡； 4、要及时记录萃取前后的液面情况及颜色变化；振荡前，上层为黄色，下层为无色；振荡静置后，上层为无色（或淡黄色），下层为紫色；

5、萃取剂的选择 a.溶质在萃取剂的溶解度要比在原溶剂（水）大。 b.萃取剂与原溶剂（水）不互溶。 c.萃取剂与溶液不发生发应。 6、按“上走上，下走下”的原则分离液体是为了防止上层液体混带有下层液体。 七、问题： 1、如果将萃取剂换成苯，实验现象是否相同使用哪种有机溶剂做萃取剂更好些为什么

萃取实验报告

实验名称：萃取实验一、实验目的 ①了解转盘萃取塔的结构和特点；②掌握液—液萃取塔的操作；③掌握传质单元高 度的测定方法，并分析外加能量对液液萃取塔传质单元高度和通量的影响。 二、实验器材 萃取实验装置 三、实验原理 萃取是利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度不同而使原料液混合物得以分离。 将一定量萃取剂加入原料液中，然后加以搅拌使原料液与萃取剂充分混合，溶质通过相 界面由原料液向萃取剂中扩散，所以萃取操作与精馏、吸收等过程一样，也属于两相间的传 质过程。 与精馏，吸收过程类似，由于过程的复杂性，萃取过程也被分解为理论级和级效率；或 传质单元数和传质单元高度，对于转盘塔，振动塔这类微分接触的萃取塔，一般采用传质单 元数和传质单元高度来处理。传质单元数表示过程分离难易的程度。 对于稀溶液，传质单元数可近似用下式表示： nor? 式中 nor------萃余相为基准的总传质单元数； x------萃余相中的溶质的浓度，以摩尔分率表示； x*------与相应萃取浓度成平衡的萃余相中溶质的浓度，以摩尔分 率表示。 x1、x2------分别表示两相进塔和出塔的萃余相浓度传质单元高度 表示设备传质性能的好坏，可由下式表示： hor? hnorlhor? ? x1 dxx?x * x2 kxa? 式中 hor------以萃余相为基准的传质单元高度，m; h------ 萃取塔的有效接触高度,m; kxa------萃余相为基准的总传质系数，kg/(m3?h?△x); l------萃余相的质量流量， kg/h; ? ------塔的截面积,m2; 已知塔高度h和传质单元数nor可由上式取得hor的数值。hor反映萃取设备传质性能 的好坏，hor越大，设备效率越低。影响萃取设备传质性能hor的因素很多，主要有设备结 构因素，两相物质性因素，操作因素以及外加能量的形式和大小。 图-1 转盘萃取塔流程 1、萃取塔 2、轻相料液罐 3、轻相采出罐 4、水相贮罐 5、轻相泵 6、水泵 1、流程说明： 本实验以水为萃取剂，从煤油中萃取苯甲酸。煤油相为分散相，从塔底进，向上流动从 塔顶出。水为连续相从塔顶入向下流动至塔底经液位调节罐出。水相和油相中的苯甲酸的浓 度由滴定的方法确定。由于水与煤油是完全不互溶的，而且苯甲酸在两相中的浓度都非常低，

萃取试验讲义

萃取实验 一、实验目的 1．了解液-液萃取设备的结构和特点； 2．掌握液-液萃取塔的操作； 3．掌握传质单元高度的测量方法，并分析外加能量对液－液萃取塔传质单元高度和通量的影响。 二、实验原理 液液相传质和气液相传质均属于相间传质过程。因此这两类传质过程具有相似之处，但也有相当差别。在液液系统中，两相间的重量差较小，界面张力也不大，所以从过程进行的流体力学条件看，在液液相的接触过程中，能用于强化过程的惯性力不大，同时已分散的两相，分层分离能力也不高。因此，对于气液接触效率较高的设备，用于液液接触就显的效率不高。为了提高液液相传质设备的效率，常常补给能量，如搅拌、脉动、振动等。为使两相逆流和两相分离，需要分层段，以保证有足够的停留时间，让分散的液相凝聚，实现两相的分离。 在液－液萃取塔的操作过程中，首先要确定哪一相作为分散相，本装置选用煤油（苯甲酸）－水系统，以水作为萃取剂，萃取煤油中的苯甲酸，根据分散相选择的原则选煤油作为分散相为宜，液液的分散借助往复振动的筛板，液滴尺寸的大小不仅关系到相际接触面积，而且影响传质系数和塔的流通量，较小的液滴，其内循环消失，液滴的行为趋势于固体球，传质系数下降，对传质不利。所以，液滴尺寸对传质的影响必须同时考虑这两方面的因素。 此外，萃取塔内连续相所允许的极限速度（泛点速度）和液滴的运动速度有关，而液滴的运动速度和液滴的尺寸有关，一般较大的液滴，其泛点速度较高。那么塔的通量较大。反之则通量较低。 萃取过程一般采用传质单元数和传质单元高度来处理，用传质单元数来表示过程分离程度的难易，用传质单元高度来表示设备传质性能的好坏。 H=H OR·N OR N OR：萃余相为基准的总传质单元数。 H OR：萃余相为基准的总传质单元高度。 H ：萃取塔的有效接触高度。

萃取实验报告

实验名称：萃取实验 一、 实验目的 ① 了解转盘萃取塔的结构和特点； ② 掌握液—液萃取塔的操作； ③ 掌握传质单元高度的测定方法，并分析外加能量对液液萃取塔传质单元高度和通量的影响。 二、 实验器材 萃取实验装置 三、 实验原理 萃取是利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度不同而使原料液混合物得以分离。 将一定量萃取剂加入原料液中，然后加以搅拌使原料液与萃取剂充分混合，溶质通过相界面由原料液向萃取剂中扩散，所以萃取操作与精馏、吸收等过程一样，也属于两相间的传质过程。 与精馏，吸收过程类似，由于过程的复杂性，萃取过程也被分解为理论级和级效率；或传质单元数和传质单元高度，对于转盘塔，振动塔这类微分接触的萃取塔，一般采用传质单元数和传质单元高度来处理。传质单元数表示过程分离难易的程度。 对于稀溶液，传质单元数可近似用下式表示： ? -=1 2 x x *OR x x dx N 式中 N OR ------萃余相为基准的总传质单元数； x------萃余相中的溶质的浓度，以摩尔分率表示； x*------与相应萃取浓度成平衡的萃余相中溶质的浓度，以摩尔分 率表示。 x 1、x 2------分别表示两相进塔和出塔的萃余相浓度传质单元高度 表示设备传质性能的好坏，可由下式表示： OR OR N H H = Ω= OR x H L a K 式中 H OR ------以萃余相为基准的传质单元高度，m; H------ 萃取塔的有效接触高度,m; Kxa------萃余相为基准的总传质系数，kg/(m 3?h?△x); L------萃余相的质量流量，kg/h; Ω------塔的截面积,m 2;

液液萃取设备(作业综述)

液-液萃取设备 姓名：肖普班级：化工3班学号：0910370315 课程：化工原理 引言 液-液萃取设备必须同时满足两相的充分接触（传质）和较完全的分离。液-液两相间密度差小，界面张力不大，为了提高萃取设备的效率，通常要补给能量，如搅拌、脉冲、振动等。 在液-液萃取过程中，要求在萃取设备内两相能密切接触并伴有较高的湍动，以实现两相之间的质量传递；尔后，又能使两相较快的分离。但是，由于液-液萃取中两相间的密度差较小，实现两相的密切接触和快速分离要比气-液系统困难的多。 根据两相接触方式，萃取设备分为逐级接触和微分接触式两种；根据有无外功输入分为外加能量和无外加能量两种。 原则： 1、当两相流量相差很大时，将流量大的选做分散相可增加相际传质面积。但是， 若所用的设备可能产生严重轴向返混时，应选择流量小的作分散相，以减小返 混的影响。 2、在填料塔、筛板塔等萃取设备中，应将润湿性差的液体作为分散相。 3、当两相年度相差较大时，应将粘度大的液体作为分散相，这样液滴在连续相内 沉降（或升浮）速度较大，可提高设备生产能力。 4、为减小液滴尺寸并增加液滴表面的湍动，对于界面张力梯度大于零的无锡，溶 质应从液滴向连续相传递。

一、混合-澄清槽 混合-澄清槽是典型的逐级接触式萃取设备。它可单级操作，也可多级组合操作。每个萃取级包括混合槽和澄清器两个主要部分。混合槽中安装搅拌装置，也可采用静态混合器、脉冲或喷射器来实现两相的充分混合。 澄清器的作用是将已接近平衡状态的两液相进行有效分离。对易于澄清的混合液，可以依靠两相间的密度差进行重力沉降（或升浮）。对于难分离的混合液，可采用离心式澄清器加速两相分离过程。 操作时，被处理的混合液和萃取剂首先在混合槽内充分混合，再进入澄清器中进行澄清分层。 多级混合-澄清槽是由多个单级萃取单元组合而成。 混合-澄清槽的优点：传质效率高（级效率一般80%以上）；操作方便；运转稳定可靠；结构简单；可处理含有悬浮固体的物料。 混合-澄清槽的缺点：水平排列的设备占地面积大；每级内都有搅拌装置；液体在级间流动需泵输送，故能耗多；设备费及操作费较高。为克服水平排列多级的缺点，可采用箱式和立式混合-澄清萃取设备。 二、塔式萃取设备 习惯上，将高径比很大的萃取装置统称为塔式萃取设备。为了获得满意的萃取效果，塔设备应具有分散装置，以提供两相间较好的混合条件。同时，塔顶、塔底均有足够的分离段，使两相很好的分层。由于使两相混合和分离所采用的措施不同，因此出现了不同结构形式的萃取塔。 1、填料萃取塔和脉动填料萃取塔 用于萃取的填料塔与用于气-液传质过程的填料塔结构基本相同，即在塔体内支承板上充填一定高度的填料层。 萃取操作时，连续相充满整个塔中，分散相以液滴状通过连续相。为防止液滴在填料入口处聚结和过早出现液泛，轻相入口管应在支承器之上25~50mm处。选择填料材质时，除考虑料液的腐蚀性外，还应使填料只能被连续相润湿而不被分散相润湿，以利于液滴的生成和稳定。当填料层高度较大时，每隔3~5m高度应设置再分布器，以减小轴向返混。填料尺寸应小于塔径的1/8~1/10，以降低壁效应的影响。 填料塔结构简单，操作方便，特别适合处理腐蚀性料液。当工艺要求小于三个萃取理论级时，可选用填料塔。

化工原理液液萃取概念题

化工原理《液-液萃取》概念题 一、单项选择题 1、单级萃取中，若增加纯溶剂S 的加入量，则萃取液的浓度y A 将 。 A.不变 B.减小 C.增大 D.不确定 2、单级萃取操作时，若降低操作温度，其他条件不变，则溶剂的选择性将 。 A.变差 B.变好 C.不变 D.不确定 3、选用溶剂进行萃取操作时，其必要条件为 。 A.分配系数k A ＜1 B.萃取相含量y A ≤萃余相含量x A C.选择性系数β＞1 D.分配系数k B =1 4、单级萃取中，若升高操作温度，则萃取液中溶质的浓度y A 将 。 A.不变 B.减小 C.增大 D.不确定 5、对于萃取过程，若溶剂的选择性好，则溶剂的溶解度也将 。 A.变大 B.变小 C.不变 D.不确定 6、当萃取过程溶剂比S/F 减小时，萃取液中溶质A 的浓度 ，所需理论级数 。 A.不变，减小 B.减小 ，减小 C.增大，减小 D.减小，增大 7、萃取过程的能耗主要集中在 。 A.萃取操作时溶剂的输送 B.萃取操作时原溶液的输送 C.萃取操作时溶剂的回收 D.萃取操作时温度的升高 8、以下说法错误的是 。 A.临界混溶点位于溶解度曲线最高点 B.临界混溶点左方曲线表达式为： )(A S x x ψ= C.临界混溶点右方曲线表达式为：)(A S y y ?= D.溶解度曲线内的平衡联结线两端的表达式为：)(A A x f y = 9、一般情况下，稀释剂B 组分的分配系数k B 值 。 A.大于1 B.小于1 C.等于1 D.难以判断，都有可能 10、单级(理论)萃取中，在维持进料组成和萃取相浓度不变的条件下，若用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂所得萃余相浓度将 。 A. 增加 B.减少 C.不变 D.不一定 11、单级(理论)萃取操作中，在维持相同萃余相浓度下，用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂，则萃取相量与萃余相量之比将 。 A.增加 B.不变 C.降低 D.不定 12、单级(理论)萃取操作中，在维持相同萃余相浓度下，用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂，萃取液的浓度(指溶质)将 。 A.增加 B.不变 C.降低 D.不定 13、萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M 位于 。 A.溶解度曲线之上方区 B.溶解度曲线上 C.溶解度曲线之下方区 D.座标线上 14、萃取是利用各组分间的 差异来分离液体混合物的。 A.挥发度 B.离散度 C.溶解度 D.密度

实验七 转盘萃取塔实验讲义

实验七液-液萃取塔的操作及其传质单元高度的测定 转盘塔是一种外输入能量的液—液萃取设备，具有结构简单、生产能力大、 功率小等优点，广泛应用于食物油纯化，核燃料处理、原油净化、维生素净化、 废水处理等方面。 一、实验目的 1.掌握萃取塔传质单元高度的测定方法，学会分析外加能量对液-液萃取塔传质单元的影响； 2.了解引起萃取塔液泛不正常现象出现的原因以及处理方法； 3.了解液-液萃取设备的结构和特点。 二、实验原理 萃取是分离混合液体的一种方法，它是一种弥补精馏操作无法实现分离的方法之一，特别适用于稀有分散昂贵金属的冶炼和高沸点多组分分离，它是依据液体混合物各组分在溶剂中溶解度的差异而实现分离的。但是，萃取单元操作得不到高纯物质，它只是将难以分离的混合液转化为容易分离的混合液，增加了分离设备和途径，导致成本提高。所以，经济效益是评价萃取单元操作成功于否的标准。 1.萃取和吸收的区别 ⑴相同之处： 两者均是利用混合物中的各组分在某溶剂中溶解度的不同而达到分离的。吸收是气液接触传质，萃取是液-液接触传质，两者同属相际传质，因此两者的速率表达式和传质推动力的表达式是相同的。 图1. 萃取和吸收的区别 ⑵不同之处： 由于液-液萃取体系的特点，两相的密度比较接近，界面张力较小，所以，能用

于强化过程的推动力不大，加上分散的一相，凝聚分层能力不高；而气液吸收两相密度相差很大，界面张力较大，气液两相分离能力很大，由此，对于气液接触效率较高的设备，用于液-液接触效率不一定高。为了提高液-液相际传质设备的效率，常常需外加能量，如搅拌、脉动、振动等。另外，为了让分散的液滴凝聚，实现两相的分离，需要有足够的停留时间也即凝聚空间，简称分层分离空间。 2.萃取塔结构特征 由于液-液萃取体系的特点，从而使萃取塔的结构发生了根本性变化： ⑴需要适度的外加能量； ⑵需要足够大的分层分离空间。 3.萃取塔的操作特点 ⑴分散相的选择 a.容易分散的一相为分散相：在现实操作过程中，很易转相，为了避免此类情况发生，宜选择容易分散的一相为分散相。 b.不易润湿材质的一相作为分散相：对某些没有外加能量的萃取设备，像填料塔和筛板塔等，使连续相优先润湿塔器内壁，对萃取效率的提高相当重要。 c.根据界面张力理论：由于界面张力变化对传质面积影响很大，对正系统 dx d ＞0，传质方向如图2所示，此时的液滴稳定性较差，容易破碎，而液膜的稳定性较好，液 滴不易合并，所形成的液滴平均直径较小，相际接触表面较大。 图2. 表面张力理论图 d.粘度大的、含放射性的、成本高的、易燃易爆的物料选为分散相。本次实验所选用的物系是清水萃取煤油中的苯甲酸，它正好符合上面a 、b 、c 、d 四项依据，因此选油相为分散相。 ⑵外加能量的大小

工作报告之液液萃取实验报告

液液萃取实验报告 【篇一：液液转盘萃取实验】 化工原理实验报告 学院：专业：班级： 【篇二：萃取实验报告】 实验名称：萃取实验一、实验目的 ①了解转盘萃取塔的结构和特点；②掌握液—液萃取塔的操作； ③掌握传质单元高度的测定方法，并分析外加能量对液液萃取塔传质单元高度和通量的影响。 二、实验器材 萃取实验装置 三、实验原理 萃取是利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度不同而使原料液混合物得以分离。 将一定量萃取剂加入原料液中，然后加以搅拌使原料液与萃取剂充分混合，溶质通过相界面由原料液向萃取剂中扩散，所以萃取操作与精馏、吸收等过程一样，也属于两相间的传质过程。 与精馏，吸收过程类似，由于过程的复杂性，萃取过程也被分解为理论级和级效率；或传质单元数和传质单元高度，对于转盘塔，振动塔这类微分接触的萃取塔，一般采用传质单元数和传质单元高度来处理。传质单元数表示过程分离难易的程度。 对于稀溶液，传质单元数可近似用下式表示： nor? 式中 nor------萃余相为基准的总传质单元数； x------萃余相中的溶质的浓度，以摩尔分率表示； x*------与相应萃取浓度成平衡的萃余相中溶质的浓度，以摩尔分率表示。 x1、x2------分别表示两相进塔和出塔的萃余相浓度传质单元高度表示设备传质性能的好坏，可由下式表示： hor? hnorlhor? ? x1 dxx?x

* x2 kxa? 式中 hor------以萃余相为基准的传质单元高度，m; h------ 萃取塔的有效接触高度,m; kxa------萃余相为基准的总传质系数，kg/(m3?h?△x); l------萃余相 的质量流量，kg/h; ? ------塔的截面积,m2; 已知塔高度h和传质单元数nor可由上式取得hor的数值。hor反 映萃取设备传质性能的好坏，hor越大，设备效率越低。影响萃取设 备传质性能hor的因素很多，主要有设备结构因素，两相物质性因素，操作因素以及外加能量的形式和大小。 图-1 转盘萃取塔流程 1、萃取塔 2、轻相料液罐 3、轻相采出罐 4、水相贮罐 5、轻相 泵 6、水泵 1、流程说明： 本实验以水为萃取剂，从煤油中萃取苯甲酸。煤油相为分散相，从 塔底进，向上流动从塔顶出。水为连续相从塔顶入向下流动至塔底 经液位调节罐出。水相和油相中的苯甲酸的浓度由滴定的方法确定。由于水与煤油是完全不互溶的，而且苯甲酸在两相中的浓度都非常低，可以近似认为萃取过程中两相的体积流量保持恒定。 2、要设备技术参数： 塔经：50mm., 塔高：750mm, 有效高度：600mm, 转盘数：16， 转盘间距：35mm , 转盘直径：34 mm, 固定环内径：36mm。 五、实验内容及步骤 1. 实验内容 以水萃取煤油中的苯甲酸为萃取物系①以煤油为分散相，水为连续相，进行萃取过程的操作；②测定不同流量下的萃取效率（传质单 元高度）；③测定不同转速下的萃取效率（传质单元高度）。 2. 实验步骤①在水原料罐中注入适量的水，在油相原料罐中放入配好浓 度(如0.002 kg苯甲酸/kg煤油)的煤油溶液。 ②全开水转子流量计，将连续相水送入塔内，当塔内液面升至重相 入口和轻相出口中点附近时，将水流量调至某一指定值（如 4 l/h），并缓慢调节液面调 节罐使液面保持稳定。

实验十二--液-液萃取实验

实验十二 液-液萃取 一、实验目的 1. 了解萃取塔的结构。 2．熟悉萃取实验装置的流程，掌握萃取实验的操作。 3. 掌握萃取塔性能的测定与计算方法。 二、实验原理 本实验以水为萃取剂，从煤油中萃取苯甲酸 。水相为萃取相( 用字母E 表示，本实验又称连续相、重相 )。煤油相为萃余相( 用字母 R 表示，本实验中又称分散相、轻相)。轻相入口处，苯甲酸在煤油中的浓度应保持在0.0015-0.0020(kg 苯甲酸/kg 煤油)之间为宜。轻相由塔底进入，作为分散相向上流动，经塔顶分离段分离后由塔顶流出；重相由塔顶进入作为连续相向下流动至塔底经π形管流出；轻重两相在塔内呈逆向流动。在萃取过程中，苯甲酸部分地从萃余相转移至萃取相。萃取相及萃余相进出口浓度由容量分析法测定。考虑水与煤油是完全不互溶的，且苯甲酸在两相中的浓度都很低，可认为在萃取过程中两相液体的体积流量不发生变化。 按萃取相计算传质单元数N OE 的计算公式为： ()?-= Eb Et Y Y E E E OE Y Y dY N * （12-1） 式中：Y Et -苯甲酸在进入塔顶的萃取相中的质量比组成，kg 苯甲酸/kg 水， 本实验中Y Et ＝0； Y Eb -苯甲酸在离开塔底萃取相中的质量比组成，kg 苯甲酸/kg 水； Y E -苯甲酸在塔内某一高度处萃取相中的质量比组成，kg 苯甲酸/kg 水； Y E *-与苯甲酸在塔内某一高度处萃余相组成X R 成平衡的萃取相中的质量比 组成，kg 苯甲酸/kg 水。 用Y E -X R 图上的分配曲线(平衡曲线)与操作线可求得） （E E Y Y -*1 -Y E 关 系。再进行图解积分可求得N OE 。对于水-煤油-苯甲酸物系, Y Et -X R 图上的分配曲线可由实验测定得出。 1．传质单元数N OE (图解积分) 在画有平衡曲线的Y E -X R 图上再画出操作线，因为操作线必然通过以下两点：（X Rb ，Y Eb ）和（X Rt ，Y Et ），其中X Rb 为轻相入口浓度，X Rt 为轻相出口浓度，Y Eb 为重相出口浓度，Y Et 为重相入口浓度，Y Et ＝0。在Y E -X R 图上找出以上两点，连接两点即为操作线。在直角坐标