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錯流萃取
鎖定
- 中文名
- 錯流萃取
- 外文名
- cross-current extraction
- 優 點
- 簡單,得到的萃餘水相較純
- 缺 點
- 萃取物反萃工作量較大
- 適 用
- 實驗室分離
- 領 域
- 化工原理
錯流萃取基本概述
水相和有機相僅接觸一次,往往達不到較完全的分離。在實際生產中,常常把若干個萃取器串聯,組成所謂串級萃取,即多級萃取,使兩相多次接觸而提高分離效果。根據水和有機相流動的方式,將如下圖這種流動方式的萃取成為錯流萃取。
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錯流萃取錯流萃取的特點
下圖所示為錯流萃取的流程,每級加入新鮮萃取溶劑S。因料液F自第一級加入,其萃餘相R1引入第二個萃取器,由於新鮮萃取溶劑S接觸而再次進行萃取。依次進行,經過若干級萃取器,直到最後一級。由於各級均加入了新鮮萃取溶劑,萃取的傳推動力大,能用較少的級數獲得較好的效果,當βA/B很大時可得到純B,但B的回收率低,有機相消耗大。
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S-萃取溶劑;R-萃餘相;X-萃餘相中溶質A的含量;E-萃取相;Y-萃取相中溶質A的含量
錯流萃取錯流萃取的物料平衡
由於萃取溶劑S與水相中的B不互溶或互溶度很小,顧可認為萃餘相中只有組分A和B,而萃取相中只有組分A和S。萃取相E中溶質A的含量用質量比Y來表示,即指組分A與萃取溶劑S的質量比,kg/kg。萃餘相R中溶質的含量質量比X表示,即指組分A與組分B的質量比,kg/kg。
假設進入各級的萃取溶劑S中含有少量溶質A(含量為Ys),根據上圖各級進行物料平衡計算:
第一級:mBFXF+mS1YS=mBFX1+mS1Y1
即:Y1-Ys=-mBF(X1-XF)/mS1
第n級:Yn-Ys=-mBF(Xn-Xn-1)/mSn
該式為錯流萃取操作線方程,它表示離開第n級的萃取相En中溶質A的組成Yn與萃餘相Rn中溶質A的組成Xn之間的關係。式中,mBF—原料液中惰性組分的量,kg(或kg/h);mSn—加入第n級中的溶劑量,kg(或kg/h);Ys—溶劑中溶質A的含量;XF—原料液中溶質A的含量。
Y1,Y2…Yn——分別為第1,2…n級萃取相中溶質A的含量,kg/kg。
錯流萃取錯流萃取的理論級數
錯流萃取理論級數的確定可採用圖解法。
即在直角座標上,以系統的萃取平衡數據繪出平衡線0Q,根據原料液組成及溶劑組成確定C1點,以-mBF/mSF為斜率,自C1點交平衡線與D1點,D1(X1,Y1)為第一個理論機萃取相與萃餘相的組成。再從點X1做直線X=X1交直線Y=Y0於C2點,自C2點以斜率作直線與平衡線相交於D2點,D2點座標(X2,Y2)為第二個理論級的兩相組成。依次作圖,直到某直線與平衡線交點橫座標小於生產指標為止,重複作圖的次數即為所需的理論級數。
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下圖是理論級數為3的圖解確定過程。