化工原理萃取大题.docx

1、在逆流连续操作的塔内,以水为萃取剂从丙阳笨混合液内提取丙阴.奉与水可视作完全不互溶.在操作条件下,丙IW在水和茉中以质量比为基准的安排系数为065MP：Y=O.65X.原料的流率为1.2(X)k钞h.其中含丙胡0.35(历后分率，下同),要求萃余相中丙胴含心不大于0.06,若用水汆为最小崎的1.6倍，试求水的实际用附kgh0解：ZF=O.35/(1-0.35)=0.54Zn=0.06(1-0.06)=0.064YnUX=O.65x0.54=0.351(B1'S)inin=(Ymax-Z)/(ZF-)=(0.351.-()/(0.54-0.064)=0.74(S/B)nin=1/0.74=1.35Smin=1.35×12(X)=1620实际用水量S=1.6×1620=2592kg,'h2,在B-S部分互溶物系的单级萃取中,料液中溶质A与稀释剂B的质盘比为40：60.采纳纯溶剂S=2(K)kg,溶剂比为I,脱除溶剂后萃余液浓度Xao=0.3(依分率),选择性系数。=8.试求萃取液;*E0为多少kg?解：萃取液浓度y0-tX0y(1+(-1)Xo1=8×0.3(I+7×03)=0.774Xf=40.'(40+M)=0.4又S=F=200kg据物料衡算(杠杆法则)：EO=FX(XFXn«YAjXn=200x(0.40.3)(0.774-0.3)=42.23、运用纯溶剂S对A、B混合液作萃取分别”在操作苞的内，S-B不互溶，平衡关系Y=1.2Xa(Y.X均为比质豉分率),要求最终萃余相中萃余分率r=0.05.试求川单级萃取时,每kg桶株剂B中,溶剂S消耗史kg.解：.=(BX)/(BXF)=X/Xf：.X=Xi<>rY=KX=KKXf物料衡算：SY=B(Xf-X)SB=(XrXMY=Xf(I-R)(KRXr)1.Z,=<1-0.05)/(1.2×0.05>=15.83I/'kgs倔BS1.用纯溶剂S进行单级草BS-取.Xf=O.15(质锻分率,下同屋萃取相中A的浓度与萃x>m余相中A的浓度相同.采纳溶剂比为1.试求：选择性系数;H<2>当溶剂用量为最少时，求萃取液浓度必。(设、所涉及范附内安排系数Ka均相同)_、解：VyA=XA：.kA=yXA=1又SF=1-y>5、连FS取中点即M点，过M点作ER平行于BS.Ff-Hf脱溶剂S后得XaWM>ao=0.5叠,"_选择性系数/1.=(yAo1.-yo)MxAo1-Xa°)1=(O.5/(1-O.5)J/1O.1/(1-0.1)=9BS(2)联点S,V,与平衡线交于W点,过M'点作平行于BS(虚税所示)的线,与平衡线交于点E,连S、E'两点延长到AB上得yJ=O.7yU1.-H-6、己知AB混合液组成如图中F点所示。用纯溶剂单级萃取。萃余液的组成在R。点.物系的安排系数1.=1.试求：选择性系数P：(2)当(S犷)min时,萃取液组成yA，解：连R。、S得R点，作RE平行于BS(YkA=I)A得E点，连ES延长到AB边得E。,其组成为0.6B=0.6(106MOz(I-0.2)J=6(2)过M，点(该点满意(S,F)min条件)，作M'E,平行于BS.过E点脱溶剂得yAM>.757、采纳纯溶剂S进行单级萃萃取相浓度为yy=15,图中数k%=2.试求:溶剂比S/F为多解：yy=yAo(IyA0)三1.5解知：yA*06连yHS得E点，E点y*=0.08i1.1.k=yX=2.定Xa-R点“连E、R与F、S,交点M=F+S=E+R取中,已知Xf=03(质贵分率).P点为临界互溶点.并知安排系少？ST=FMSM=45i5=3(»)8,现有含A细分30%（质量%）的A÷B混合物，柔原2纳溶剂S进行萃取，A,B,S三元混合物的溶解度曲.线如图示.试求用单级萃取器时.萃取液中A组分最m.大浓度可达多少？（质JiO此时溶剂用麻为多少？（用线.段比及符号注明即可）M-解：最大浓度y,°=55%:S=（MFMS）×F.-9、有A、B,S工种有机液体,A与B、A与S完*-全互溶，B与S部分互溶。其溶斛废曲线马t助曲戏如一图，进料量为100Kg/Ju试求：»若采纳单级萃取萃取液可达到最大浓度为多-当进料为含A30%的AB混合液,萃取液的浓度达到了最大（ft,此时溶剂用疑为多少？解：从S点做溶解度曲规的切雄和AB交于E'点，其Y'即为G大浓度Y'=86%。从E点作AB平行线和协助线交于P点,从P点对BS画平行城与溶解度线交点为R.S和R联线的延长线与AB交点R1.X'=7%4FMxF=MSxSAS=MF/MSXF=（41/59）X1.OO=69.5KgZhB00.20.40.60.1.s10、一混合液由A、B组成,现用溶剂S对A进行单级萃取,已知XF=O.3（质燧分率，下同要求萃余液的组成不大于（）.I.试用图解法计算该物系S与B存互溶性改变时.溶剂用房与萃取液组成的改变.可认为互溶性改变时，A的安排系数基本不变，Ka=2）附：该物系在不同温度下的溶解位曲爱.解：S=FK18.5/25.5=O.725FY=0.78S'=2I.F23=0.935FS'=0.935S0.725=1.29SY2'=0.42Y'=O.78/O.42×Y2-1.S6Y.I1.有一试聆空奘汽将含A10%的AB50公斤和含A80%的AB2Okg混合后，用溶剂S进行单级萃取，所汨萃取相和举余相脱落剂后又能得到原来的10%A和80%A的溶液。问此工作状态下的选择性系数-?解：-(yAXAWyBXB>=Ga'/XAMyB'XB')=(0.1),8M0.9),2)=1/3612、某A、B混合液用纯溶剂S单级萃取。已知：F=K)OkghX产0.4(质宛分率，卜同)。k=1.萃余相的组成XaXb=13试求：萃余液技：(2)溶剂量解：x.xb=Xaoxbd=xao(1-XAo)=1/3解知萃余液组成"。=0.25,连R1.S得R点。作RE平行于BS,连SE延长与AB边交于点E',得萃取液组成B'×ft,yAo=O.75.据杆杆法则：Eo=Fx(Xf-XAy(yA-XA)=W×<0.40.25)(0.75-0.25)=30kgh(2)RE与FS交点M.S=FXFWSM=100X2421=100p.xfkg.,h以上答案由于在查图中会因人而有所出入,因此评R,.,分标准为城思路与概念，作图步骤说明从简.凡萃取作图题解均依此为准，以后不再Hi1.i说明白。B13、已知；单级萃取中采纳纯溶剂。料液殂成XF=O.3(质献分率，下同),选择性系数为6,在萃余相中XXb=025,kA<1.试求:萃取液质与萃余液状的比值:(2)溶剂比S/F是助小溶剂比(SF)min的倍数(用统段表示)，解：(Dy>,B-xXB=6×0.25=!.5，yA°(->'Ao>=1.5-*yAo=0.6又XAW1.-XA°M25f0=O2连R。、SftE0,S得R点及E点(使kA<1.满意)EoRo=(xX°Myo-x)=<0.3-0.2V(0.6-0.3)=1.3(2)SZF=FMeM(SF)min=FMVSM(STMSF)Inin=FMZSMxSMVFM'14在两个理论段的逆流萃取设备中，B-S完全不互溶，已知安排系数K=YX,=1,(Y、X-均为比质量分率).料液F=100kgZh.其中含A2(>%(质设%),运用40kgh纯溶剂S进行萃取.试求：最终萃余液中A的浓度Xj(kgAkgB).W：对其次级作物料衡算：B(Xi-X2)=S(Y1-Z)Z=O相平衡方程：Y>=KX?西式联斛得：X2=X(+SK.'B)=Xi(1+I/A)对整个系统(两级)作物料衡算：B(Xf-X2)=S(Yi-Z)Z=O相平询方程：Y1.=KX1.羟整理行：X2=Xf(1.+A+1A2)萃取因数1.A=SK.B=4O×b8O=O.5=2，Xf=x<1-xf)=0.2(1-0.2)=0.25kgABB=F(1+×F)=10(1.+0.25)=80：.Xj=O.25(1+0.5+1.22=0.251.75=().142815拟设计一个多级逆流接触萃取塔.在操作范用内所用纯溶剂S与料液中稀样剂B完全不互溶：以质瓜比灰示的安排系数为2.已知入塔TjiF=I(X)kgh,式中含溶鲂A为0.2。员求分率，要求出塔底的窄余相中A的浓度降为0.02(质做分率。试求：最小的萃取剂用灿Smin：(2)JUS=60kg'h.则离开其次块理论板(理论级)的液相如成X"gA&gB,(塔序出塔顶算起).解：(I)Xf=xf(I-xf)=0.2(I-0.2)=0.25Xn=x(I-XN)=O.02/(1-0,02)=0.02041B=F(1+XF)=y(1.+0.25)=80Smin=B(XFXWY(Z=O)Yi=2Xf=2x().25=O.5Smin=8O×(O.25O.O2O41>,0.5=36.73kg/hY1=(BSXXi>Xn>=<8060)(0.25-0.02041)=0.306Xi=YjK=O.306/2=0.153Yj=(BsXX1.-Xz)=(So/60X0.1534).02()41.)=O.1.77X2=YK=0.177/2=0.088116在单级萃取操作中B-S部分互溶，进料中含A50kg,含B50kg.用纯溶剂萃取.已知萃取相浓度y1yB="5,莘余相浓度XMXB=I/3,试求：选择性系数生萃取液量与萃余液fit之比(ftE"R,ft?：(I)=<y>'BMxAXB)=(I/5)/(I/3)=6.6(2)进料中溶质A的组成xf=5O(5O+5O)=O5(质以分率，下同)xxb=xa0xb0=x0(1-x,0)-1/3xc'=O.25y.>'8=yAo(-yAo)=1.1.5-»yAo=0.6875：.EoRo=(XRXo)(y0-XF)=<0.5-0.25W0.6875-0.5>=1.3317已知在最小溶剂比($，Emin时操作点min的位置如下图所示.今以S,F=i.2(S,F)min进行逆流多级萃取,试求此时操作点的位置.解：连F、Amin两点交E'点，RnE与FS两线交点MWJ(SF)min=FM7SM,=31/31=1当SF=1.2(SF)min时,M'点延长至M点。设延长长度为Xmin,则：SF=(FM"X)(SM'X)=+X)(31X)=1.2x1.解知：X=2.82mm礴定了M点，连Rz、M两点延长至E点，连F、E两点延长交于点。ka=Ya/Xa18、某混合液含溶顺A30%（质H%,TPj）原溶剂B70%,用纯溶剂S进行单级萃取，要求萃余液中A的浓度不超过10%,此时A组分的安排系数k=1.5.试求：1 .所需溶剂比：2 .所得萃取液中A的浓度:3 .过程的选齐性系数，物系的溶解及曲践如图所示。解：1.在相图上找到R'点,连R',S,交平衡线于R点,由图