(6.1)--12.1化工原理绪论化工原理.ppt

****在只含有组分A和B的原料液F中加入一定量的萃取剂S后，得到新的混合液M，由杠杆规则知F、S和M之间的关系为M静置分层得萃取相E和萃余相R，其质量关系为四、萃取在三角形坐标图上的表示法ABSREME’R’FE’max从萃取相E中除去萃取剂S后得萃取液E’；Emax从萃余相R中除去萃取剂S后得萃余液R’；单级萃取中，溶质A在萃取相中的最大含量为Emax点的组成，对应的萃取液组成点为E’max。****第三节液-液萃取动力学一、液滴的分散、凝聚、界面扰动二、液滴的传质特性三、萃取分离效果及萃取剂的选择四、温度对萃取过程的影响****液-液传质设备中，两相之间、分散的液滴间以及两相流体与设备间均存在着十分复杂的相互作用。影响传质效果的动力学因素：液滴的破碎；液滴间的凝聚；界面扰动；轴向混合(返混)等。在萃取设计中，需同时考虑相平衡关系和相际传质速率。传质速率取决于相际接触面积、传质系数和传质推动力。一般将一相分散成液滴与另一相接触，以增加传质面积。由于萃取设备的两相流动现象极为复杂，目前必须依靠经验和半经验的方法来处理萃取过程的设计和放大。****一、液滴的分散、凝聚、界面扰动液液传质过程中，分散相既可以是重相，也可以是轻相。根据系统性质合理选择分散相，可在同样条件下获得较大的相际传质面积，强化传质过程。分散相的选择应考虑以下几方面：(1)两相体积流率相差不大时，以体积流率大的作为分散相。对同样尺寸的液滴，可以有较大的接触界面；(2)两相体积流率相差很大时，以体积流率小的作为分散相；(3)从安全方面考虑，应将易燃易爆的液相作为分散相；(4)从传质方向、表面张力和界面扰动方面考虑：对于d?/dc0的系统，宜选择原料液作为分散相，以利于溶质从原料液向萃取相进行传质；对于d?/dc0的系统，则宜选择萃取剂作分散相，使利于传质方向从连续相向液滴进行。(5)从设备内构件的润湿特性考虑，一般选择不润湿内部构件的那一相作为分散相。****二、液滴的传质特性液-液萃取过程传质速率方程式为式中：NA－萃取通量，kg/(m2·s)；kx－以萃余相为基准的分传质系数，kg/(m2·s)；x、xi－分别为萃余相主体、界面浓度；ky－以萃取相为基准的分传质系数，kg/(m2·s)；y、yi－分别为萃取相主体、界面浓度。式中：Ky－以萃取相为基准的总传质系数，kg/(m2·s)；Kx－以萃余相为基准的总传质系数，kg/(m2·s)；y*－与萃余相组成x成平衡的萃取相组成；x*－与萃取相组成y成平衡的萃余相组成。****三、萃取分离效果及萃取剂的选择1、萃取率E：2、萃取剂的选择A、分配系数（Distributioncoefficient）一般kA不为常数，而随温度、溶质A的浓度变化。在A浓度变化不大的情况下，kA可视为常数（平衡常数m），其值由实验测得。一定温度下，溶质A在相互平衡的两液相中的浓度比注意：kA只反映S对A的溶解能力，不反映A、B的分离程度。（4-2）****B、选择性系数?（Selectivitycoefficient）kA?，kB?，??。?表示S对A、B组分溶解能力差别，即A、B的分离程度。kB一定：kA?，??。kA一定：kB?，??。两相平衡时，萃取相中A、B组成之比与萃余相中A、B组成之比的比值。选择与原溶剂互溶度小的萃取剂，可增加分离效果。（4-3）****C、化学稳定性(1)溶解度：萃取剂在料液相中的溶解度要小。(2)密度：密度差大，有利于分层，不易产生第三相和乳化现象，两液相可采用较高的相对速度逆流。(3)界面张力：界面张力大，有利于液滴的聚集和两相的分离；另一方面，两相难以分散混合，需要更多外加能量。由于液滴的聚集更重要，故一般选用界面张力较大的萃取剂。(4)粘度：低粘度有利于两相的混合与分层、流动与传质，对萃取有利。对高粘度萃取剂，可加入其它溶剂进行调节。萃取剂应不易水解或热解，耐酸、碱、盐、氧化剂或还原剂，腐蚀性小。在原子能工业中，还应具有较高的抗辐射能力。D、物理性质****E、回