(10)第十章 液-液萃取習(xí)題解答

第十章 液-液萃取解：（1）溶解度曲線如附圖1中曲線SEPHRJ所示。輔助曲線如附圖1曲線SNP所示。分配曲線如附圖2 所示。 （2）和點(diǎn)醋酸的質(zhì)量分率為 水的質(zhì)量分率為 由此可確定和點(diǎn)M的位置，如附圖1所示。由輔助曲線通過(guò)試差作圖可確定M點(diǎn)的差點(diǎn)R和E。由杠桿規(guī)則可得 由附圖1可查得E相的組成為習(xí)題1 附圖1 習(xí)題1 附圖2 R相的組成為 （3）分配系數(shù) 選擇性系數(shù) （4）隨水分的蒸發(fā)，和點(diǎn)M將沿直線SM移動(dòng)，當(dāng)M點(diǎn)到達(dá)H點(diǎn)時(shí)，物系分層消失，即變?yōu)榫辔锵?。由杠桿規(guī)則可得 需蒸發(fā)的水分量為 2. 解：（1）物系的溶解度曲線及輔助曲線如附圖所示。由原料組成xF=0.3可確定原料的相點(diǎn)F，由萃余相的組成xA=0.1可確定萃余相的相點(diǎn)R。借助輔助曲線，由R可確定萃取相的相點(diǎn)E。聯(lián)結(jié)RE、FS，則其交點(diǎn)M即為萃取操作的物系點(diǎn)。由杠桿規(guī)則可得 習(xí)題2 附圖 （2）由杠桿規(guī)則可確定萃余相的量。 由附圖可讀得萃取相的組成為 萃取率= 3 解：由平衡數(shù)據(jù)在直角三角形坐標(biāo)圖上繪出溶解度曲線及輔助曲線，如附圖所示。 由原料組成xF=0.3，在圖中確定原料相點(diǎn)F。由物料衡算確定一級(jí)萃取物系的組成 習(xí)題3 附圖 由此可確定一級(jí)萃取物系點(diǎn)M1的位置。借助輔助曲線，通過(guò)試差作圖可由M1確定一級(jí)萃取的萃取相點(diǎn)E1和萃余相點(diǎn)R1。由杠桿規(guī)則可得 由附圖可讀得一級(jí)萃取相和萃余相的組成為 由R1的量及組成，以及所加萃取劑的量，通過(guò)物料衡算可求得二級(jí)萃取的物系點(diǎn)M2。與一級(jí)萃取計(jì)算方法相同可得 kg kg 與二級(jí)萃取計(jì)算相同，可得三級(jí)萃取計(jì)算結(jié)果 kg kg （2）若采用一級(jí)萃取達(dá)到同樣的萃取效果，則萃取物系點(diǎn)為附圖中的N點(diǎn)。由杠桿規(guī)則可得 習(xí)題4 附圖解：（a）直角坐標(biāo)圖解法 在XY直角坐標(biāo)圖上繪出平衡曲線Y=2.2X，如附圖所示。 原料中稀釋劑的量為 操作線的斜率為 過(guò)XF作斜率為4.512的直線，與平衡線交于Y1，則XFY1為一級(jí)萃取的操作線。過(guò)Y1作Y軸的平行線，與X軸交于X1。過(guò)X1作XFY1的平行線，與平衡曲線交于Y2，X1Y2即為二級(jí)萃取的操作線。同理可作以后各級(jí)萃取的操作線，其中Xi為第i級(jí)萃余相的組成，直至Xn小于或等于所規(guī)定的組成0.005為止。操作線的條數(shù)即為理論級(jí)數(shù)，即 n=7 （b）解析法 由于B與S不互溶，故可采用式（1035）計(jì)算理論級(jí)數(shù)。 取n=7 也可采用迭代計(jì)算求理論級(jí)數(shù)。平衡關(guān)系為 操作關(guān)系為 由此可得迭代關(guān)系為 迭代計(jì)算結(jié)果為 即所需理論級(jí)數(shù)為7級(jí)。 5 解：（1）由平衡數(shù)據(jù)在直角三角形坐標(biāo)圖上繪出溶解度曲線及輔助曲線，如附圖所示。習(xí)題5 附圖由原料組成xF=0.40，在圖中確定原料相點(diǎn)F。F=1000kg/h、S/F=0.9，再根據(jù)杠桿規(guī)則可確定F、S的和點(diǎn)M。由最終萃取要求xn=0.06確定Rn。聯(lián)結(jié)Rn、M，其延長(zhǎng)線與溶解度曲線交于E1，F(xiàn)E1、RnS兩線的交點(diǎn)即為操作點(diǎn)。 借助輔助曲線作圖可得E1的共軛相點(diǎn)R1（第一級(jí)萃取萃余相點(diǎn)），聯(lián)結(jié)R1與溶解度曲線交于E2。同理可找到R2、R3 ，直至萃余相的組成小于0.06為止，操作線的條數(shù)即為理論級(jí)數(shù)。由作圖可得 n=6 （2）聯(lián)結(jié)S、E1，并延長(zhǎng)交AB與E，E即為萃取液的相點(diǎn)，讀圖可得 由杠桿規(guī)則可得 8解：（1）由分配曲線數(shù)據(jù)在XY直角坐標(biāo)系中繪出分配曲線，如附圖曲線NBQ所示。 萃取劑用量最小時(shí)的操作線為XnB，其斜率為 （2）操作線的斜率為； 過(guò)點(diǎn)Xn作斜率為0.792的直線交X=XF=0.018于J，XnJ即為操作線。在操作線與分配曲線之間作級(jí)梯，可得理論級(jí)數(shù)為 （3）由附圖可看出，平衡線及操作線均為直線，因此，可采用積分計(jì)算填料層的傳質(zhì)單元數(shù)。由附圖可求得平衡線方程為 操作線方程為 8