流体相平衡
  • |设为首页|收藏本站
  • 从专业的视角解析工业过程中遇到的实际流体相平衡问题和精确的相平衡数据获取方法,为工业过程设计、运行和优化提供精确数据支撑

  • 网站首页
  • 相平衡概述
  • 相平衡相图
  • 实验与模型
  • 特殊体系相平衡
  • 相平衡应用
  • 数据查询
  • 资源与技术
  • 合作交流

相平衡应用

蒸馏过程
萃取过程
吸收-解吸过程

联系方式

网  站:流体相平衡
联  系:李老师
电  话:13776830287
电  邮:fpe@equilibria.cn
网  址:www.equilibria.cn

当前位置:网站首页 > 相平衡应用 > 萃取过程
萃取过程

萃取过程的相图表示

        假设有A和B两种物质形成的混合液体,需要将其中的溶质A和溶剂B分开,而由于某些原因,如两者相对挥发度接近于1、某物质在较高温度下分解或失活等,此时需要借助添加第三种物质——萃取剂S来完成溶质A向S的转移,最终实现A和B的分离。在选择萃取剂S时,需要考虑很多因素(溶解性、流动性、经济性等),其中最重要的莫过于是A、B和S之间的溶解性问题,也即三者形成的液液平衡问题,因此在选择萃取剂S时,进行实验测定液液相平衡是必不可少的,通过液液相平衡相图可以获得分离所能达到的极限、所需溶剂的量等等。

    图1为一典型的液液萃取过程相图表述实例。三个顶点A、B和S代表各自为纯组份,图中拱形曲线为三元液液平衡线,由图可知溶剂B和萃取剂S部分互溶。连接R、E两点的线为联结线,R和E为共轭相,即在RE联结线上的三相组成均分裂为R和E两相,通常称E相为萃取相,而R相称为萃余相。

流体相平衡与热力学 

图1 液液萃取过程相图

假设有一组成为xF的A和B混合物溶液,进料量为F。逐渐在混合液中加入萃取剂S,从而三相混合物的状态点随着S加入量的增加在FS线上从F点逐渐向S点移动(在混合液中随着萃取剂S的加入,状态点只能在FS的连线上移动,这时因为A和B两者在混合液中比例与加入的S量无关,始终保持不变);在第一次与液液平衡线相交时,即O点,该处对应的为要实现萃取操作所需要最少量萃取剂的点;继续增加S的量则进入液液分相区,如与RE线相交于M点,在该点液体混合物分为E和R两相,实现A和B的分离;再继续增加S的量,直至P点,该点对应的加入萃取剂最大量的点,当再增加S时,则进入A、B和S完全混溶区,无法实现分离的操作。

假设加入的萃取剂S的量正好使三元混合物的状态点落于M点,则此时三元混合物分相为萃取相E和萃余相R,这样溶质A就得到了分离。如图,连接SE并延长与AB线相交于S’点,该点则表示萃取相E经过脱溶剂后获得的A和B混合液;同理,R’则表示萃余相经过脱溶剂后获得的A和B混合液。由图可知,经过分离后,萃取相E经脱溶剂后的溶液中溶质A得到了增加,而萃余相中A减少了,达到了分离的目的。

此外,根据相图,还可以确定某萃取剂S经过一次萃取过程能够获得的萃取相中溶质A最高浓度值,由此可以判断萃取剂选择的优劣。如图1,通过萃取剂S点做液液平衡曲线的切线,并延长与AB线相交,交点为E’max,该点即为萃取剂S一次萃取过程所能达到的极限分离效果。

    在液液相平衡图中,各点的量可以通过杠杆原理获得,即相互之间的关系可以通过线段(实质是浓度大小)的比值来求取。如图1中M点处,加入的萃取剂的量S与原料液F的关系可以表示为F/S = SM/FM;萃取相E和萃余相R的量之间的关系可表示为E/R = MR/ME;对于脱溶剂后的萃取相E’和萃余相R’之间量的比值则为E’/R’ = FR’/FE’;其他则可类推。

点击次数:  更新时间:2016-01-17 16:59:33  【打印此页】  【关闭】
上一条:精馏过程原理  下一条:平衡蒸馏
相平衡概述|相平衡相图|实验与模型|特殊体系相平衡|相平衡应用|数据查询|资源与技术|合作交流

我的网站 版权所有 2015-2025、沪ICP备15045434

Tel.: +86 137-7683-0287 E-mail: fpe@equilibria.cn

工业和信息化部政务服务平台

从专业的视角解析工业过程中遇到的实际流体相平衡问题和精确的相平衡数据获取方法,为工业过程设计、运行和优化提供精确数据支撑

Powered by MetInfo 5.3.4 ©2008-2023  www.metinfo.cn