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化工原理总结.ppt

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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,1,章 流体流动,本章主要内容:,(1),静力学方程及其应用;,(2),柏努力方程及其应用;,(3),流动阻力及管路的计算;,(4),流速及流量的测量。,本章重点:,流体流动中的连续性方程及柏努力方程。并运用这些基本理论去分析和解决流体的输送问题。,混合液体的密度:,公式应用条件:混合前后体积不变,则,1kg,混合液的体积等于各组分单独存在时的体积之和。,(,3,)气体密度的计算,气体的密度随温度和压强而变化,液体混合物中各组分的质量分数,当气体的压强不太高、温度不太低时,,,气体密度,可按理想气体状态方程 来计算。,上式中的,0,为标准状态下气体的密度,,,T,0,、,p,0,分别为标准状态下气体的绝对温度和绝对压强。,混合气体的密度:,(,2,)流体的粘度,液体的粘度随温度升高而减小,气体的粘度则随温度升高而增大。,压强变化时,液体的粘度基本不变;气体的粘度随压强增加而增加的很少,在一般工程计算中可忽略不计。,国际单位制中粘度的单位为,Pas,物理单位制的粘度单位为,P,(泊)和,cP,(厘泊),它们的换算关系如下:,1Pas=10P=1000cP,(重点),粘度与密度之比称为运动粘度,以,表示,混合气体和液体的黏度用,P14 1-8,、,1-9,计算,(,1,)压力的单位,在,SI,制中,压力的,单位是,N/m,2,,称为帕斯卡,,以,Pa,表示。也可用其它单位表示:,atm,(标准大气压)、,at,(工程大气压),某流体柱高度或,kgf/cm,2,等。,(,2,)单位换算,1at=9.81,10,4,Pa=1.0kgf/cm,2,=10.0mH,2,O=735.6mmHg,1atm=1.013,10,5,Pa=1.033kgf/cm,2,=10.33mH,2,O=760mmHg,(,3,)压力的基准,压力可以有不同的计量基准,绝对压力,:,以绝对真空,(,即零大气压)为基准。,表压:以当地大气压为基准,。,表压绝对压力大气压力,真空度大气压力绝对压力,(,1,),U,形压差计,在正,U,形管中要求指示剂密度大于工作介质密度,一、,压强与压强差的测量,1.3,流体流动的基本方程,1.3.1,流量与流速,(,一,),流量,(,1,)体积流量:,单位时间内流体流经管道任一截面的流体的体积,,称为体积流量,以 表示,其单位为,m,3,/s,或,m,3,/h,。,(,2,)质量流量,:,单位时间内流体流经管道任一截面的流体的质量,,称为质量流量,以 表示,其单位为,kg/s,或,kg/h,。,体积流量与质量流量之间的关系为,(二)流速,(1),平均流速:流速是指单位时间内液体质点在流动方向上所流经的距离。,流量与流速关系为:,u,Vs/A,(重点),(2),质量流速:单位时间内流体流经管道单位截面的质量,称为质量流速(,mass velocity,),以,G,表示,单位为,kg/m,2,s,。,G,Ws/A=Au/A=u,(重点),例,1-3,用内径,105mm,的钢管输送压力为,2atm,、温度为,120,的空气。已知空气在标准状态下的体积流量为,630m,3,/h,,试求此空气在管内的流速和质量流速(取空气的平均分子量为,Mm=28.9,)。,1.3.3,连续性方程式,根据质量守恒定律,从截面,1-1,进入的流体质量流量应等于从截面,2-2,流出的流体质量流量,即,Ws,1,Ws,2,1,A,1,u,1,2,A,2,u,2,此关系可推广到管道的任一截面,,即,Au,常数。若液体不可压缩,,常数,则上式可简化为,Au,常数。,对于圆形管道,可得,(重点),H,称为压头或扬程,其物理意义为单位重量流体流经泵所获得的能量,单位为,m,。,We,为单位质量流体流经泵所获得的能量,也称为有效功,单位为,J/kg,。,(非常重要),实际流体的柏努利方程式(单位质量),有效功率:单位时间输送设备所作的有效功。以,Ne,表示:,(重点),离心泵的轴功率用,N,表示:,实际流体的柏努利方程式(单位体积),单位为,Pa,1.3.5,柏努力方程式的应用,(,1,)流量、流速;,(,2,)容器的相对位置;,(,3,)管路中的流体压强;,(,4,)管路中所需的外加能量。,Ws,的单位必须是,kg/s,层流特点:质点始终沿着与管轴平行的方向作直线运动,质点之间互不混合。,圆管中的流体就如一层一层的同心圆筒在平行地流动,。(滞流),湍流特点:流体质点除了沿着管道向前流动外,各质点还作剧烈的径向脉动。(紊流),层流与湍流的区别:层流只有轴向运动,而湍流不仅有轴向运动,而且还有径向运动。,Re2000,时,流动类型为层流;,Re4000,时,流动类型为湍流;,2000,Re,4000,,过渡区,流动类型不稳定。,1.4.2,流体在圆管内流动时的速度分布,层流流动时的速度分布为抛物线形状。,管中心的流速最大,向管壁的方向渐减,靠管壁的流速为零。,平均速度为最大速度的一半。,湍流速度分布:类似抛物线,顶部宽阔而平坦,管壁较陡。,Re,,顶部越平坦,管壁越陡。,(近似),u=0.82u,max,层流底层:,,在靠近管壁的区域,仍有一极薄的流体作层流流动,称为层流内层或层流底层。,流体的湍流程度越大,层流底层越薄。层流底层的存在,对传质、传热有重要影响。,u,湍动程度,,。,1.5,流体在管内的流动阻力,流动阻力产生的内因是流体的粘性,外因是流动。,流体在管内流动的总阻力,=,直管阻力,+,局部阻力,直管阻力:指流体流经直管时,由于流体流动产生的内摩擦力而产生的阻力。,局部阻力:指流体流经管件、阀门等由于改变方向产生旋涡而产生的阻力。,1.5.1,流体在直管中的流动阻力,(,1,)计算圆形直管阻力的通式(范宁公式),摩擦系数,,,与流体流动状况、管路粗糙度有关,或,(,2,)管壁粗糙度对摩擦系数的影响,化工所用管道分为光滑管和粗糙管。,管径常以,A*B,表示,其中,A,指管外径,,B,指管壁厚度,(,3,)层流时的摩擦系数,层流时的哈根,-,波谡叶方程,(重点),(,4,)湍流时的摩擦系数,湍流时摩擦系数是通过因次分析(量纲分析)和实验,得到,与,Re,和相对粗糙度的关系。并绘在图上,,P44,,,该图可分为四个区域:,层流区:,Re2000,,,与,Re,为直线关系,而与,/d,无关。,阻力损失与速度的一次方成正比,。,可计算,也可以查图。,=64/Re,=f(Re),过渡区:,2000Re100,即可达到湍流;,(,6,),需要被冷却物料一般选壳程,,便于散热。,4-7-3,换热器的传热强化途径,总传热速率方程:强化方法:,(一)增大传热面积,S,关于传热面积,S,的改变,不以增加换热器台数,改变换热器的尺寸来加大传热面积,S,,而是通过对传热面的改造,如开槽及加翅片、以不同异形管代替光滑圆管等措施来加大传热面积以强化传热过程。,(,二)增大传热平均温度差,(三)增大总传热系数,K,(设法减小对,K,值影响较大的热阻),减小热阻的主要方法有,(1),加大流速;(,2,)防止结垢和及时地清除垢层。,5.1,湿空气的性质及湿度图,5-1-1,湿空气的性质,一、湿度,又称为湿含量。它以湿空气中所含水蒸气的质量与绝对干空气的质量之比表示,,用符号表示,其单位为,kg,水气,/kg,干空气,第,5,章 干 燥,二、相对湿度百分数,湿空气为饱和空气,湿空气为绝干空气,三、比容,(湿容积),在,p,总,=101.3kPa,时,重点,六、干球温度和湿球温度,对于某一定干球温度的湿空气,其相应的温度越低,湿球温度值越低,并且干球温度大于湿球温度,而对于饱和湿空气而言,其湿球温度与干球温度相等。,八、露点,不饱和的湿空气在湿含量不变的情况下冷却,达到饱和状态时的温度,称为该湿空气的露点,,用符号 表示。,露点是湿空气的一个物理性质,当达到露点时,空气的湿度为饱和湿度。当空气从露点继续冷却时,其中部分水蒸气便会以水的形式凝结出来。,对于不饱和湿空气为,对于饱和的湿空气则有,5.2,干燥过程的物料衡算与热量衡算(本章重点),5-2-1,湿物料中含水量的表示方法,一、湿基含水量,是,以湿物料为计算基准的水分的质量百分数,,即,二、干基含水量,是以湿物料中绝对干物料为计算基准的水分的质量比,即,湿物料中水分质量与绝对干料的质量之比,。,第一章 蒸馏,本章重点:二组分连续精馏塔的计算,2,)用相对挥发度表示的气液平衡关系,蒸馏的依据是混合液中各组分挥发度的不同。,在一定条件下纯组分的挥发度由该组分在给定条件下的饱和蒸气压表示。在混合溶液中,其挥发度用它在气相中的分压与其液相中摩尔分率的比表示。,习惯上将易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比称为相对挥发度,以 表示,。,用相对挥发度表示的易挥发组分,A,的气液相平衡方程式,在一定温度范围内,,可近似为常数。,值的大小反映了混合液分离的难易程度。若,=1,,则表明这种混合液不能用普通方法分离。,越大,分离越容易。,3,两组分理想溶液的气液平衡相图,蒸馏中常用的相图有恒压下的温度,-,组成图和气液平衡相图。,1,)温度,-,组成图(,t-x-y,图),蒸馏通常在一定外压下进行,溶液的温度随组成而变,故恒压下的温度组成图(,t-x-y,图)对蒸馏过程的分析具有重要意义。,重点,1.4,精馏原理和流程,1.4.1,精馏过程原理和条件,精馏:,利用混合物中各组分挥发能力的差异,通过液相和气相的回流,使气、液两相逆向多级接触,在热能驱动和相平衡关系的约束下,使得易挥发组分不断从液相往气相中转移,而难挥发组分却由气相向液相中迁移,使混合物得到不断分离,称该过程为精馏。,精馏的原理,:,多次部分汽化、多次的部分冷凝。,精馏过程既传热又传质,属传质过程控制。,1.5,两组分连续精馏的计算,计算内容:,馏出液及釜液的流量、塔板数,或填料高度、进料口的位置、塔高、塔径等。,1.5.1,理论板的概念及恒摩尔流假定,1,、理论板的概念,理论板指离开该板的气相组成与离开该板的液相组成之间互成平衡的理想化塔板。,2,、恒摩尔流假定,(,1,)恒摩尔气流,精馏段:,V,1,=V,2,=Vn=V,提馏段:,V1=V2=Vn=V,(除饱和液体进料外,其余,VV,),(,2,)恒摩尔液流,精馏段,:,L,1,=L,2,=Ln=L,提馏段:,恒摩尔流假定成立的条件:,(1),各组分的摩尔汽化潜热相等;(主要条件),(2),气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略;,(3),塔设备保温良好,热损失可以忽略不计。,1.5.2,物料衡算和操作线方程,1,、,全塔物料衡算,(重点),塔顶易挥发组分的回收率,塔底难挥发组分的回收率,2,、精馏段操作线方程,(重点),例 用连续精馏方法分离乙烯、乙烷混合物。已知进料中含乙烯,0.88,(摩尔分数,下同),流量为,200kmol/h,。今要求馏出液中乙烯的回收率为,99.5%,,釜液中乙烷的回收率为,99.4%,,试求所得馏出液、釜液的流量和组成。,3,、,提馏段操作线方程,1.5.3,进料热状况的影响,(,1,)过冷液体(温度低于泡点);,q1,(,2,)饱和液体(温度等于泡点);,q=1,(,3,)气液混合物(温度在泡点和露点之间);,0,q1,(,4,)饱和蒸气(温度等于露点);,q=0,(,5,)过热蒸气(温度高于露点)。,q1,q=1,q=0,1,q=0,q0,过冷液体进料,饱和液体进料,气液混合物进料,饱和蒸气进料,过热蒸气进料,1.5.4,理论板层数的求法,相平衡关系,精馏操作方程,提馏段操作线方程,1,、逐板计算法,逐板计算法是利用相平衡方程和操作线方程,根据塔顶馏出液或塔釜液的组成,从塔顶或塔底开始向塔的进料板方向计算。,计算精馏段理论板数,利用精馏段操作线方程和相平衡方程;计算提馏段理论板数,利用提馏段操作线方程和相平衡方程。,精馏段理论板数与提馏段理论板数之和,即为全塔理论板数。,2,、,q,线方程,在进料板上,同时满足精馏段和提馏段的物料衡算,故两操作线的交点落在进料板上。当,q,为定值,改变塔操作的回流比时,两操作线交点轨迹即,q,线。,当一定操作回流比条件下,不同热状态对提馏段存在显著的影响,(重点),3,图解法,(,1,)在直角坐标系中绘出物系的相平衡曲线和对角线,。,(,2,)绘出精馏段操作线,(精馏段操作线通过,D,、,C,两点)。,(,3,)绘出,q,线,(,q,线与精馏段操作线相交于,Q,点,),(,4,)连接,W,点与,q,线与精馏段操作线的交点,Q,,得到提馏段操作线。,(,5,)在平衡线与精馏段操作线之间作梯级,,当梯级跨过两操作线的交点时,应改在提馏段操作线与平衡线之间作梯级,直至梯级达到或跨过点,w,为止。此时,,梯级数,N,(含再沸器),为所求的理论塔板数,N,,,跨过两操作线交点的板为进料板。,(重点),3,、适宜回流比,以获得精馏总成本最低的回流比为最优回流比。总成本为投资费用和操作费用之和。,操作费用和投资费用之和最小的回流比为最适宜的回流比。,这一回流比,R,通常选最小回流比倍数经验范围:大多数文献建议,R=,(,1.1,2.0,),Rmin,1.7,恒沸精馏和萃取精馏,恒沸精馏和萃取精馏方法的应用条件:,(,1,)一些具有恒沸点的非理想溶液;,(,2,)有些相对挥发度接近,1,的体系。,1.7.1,恒沸精馏,在双组分混合液中加入第三组分(称为夹带剂),该组分能与原溶液中的一个或两个组分形成一新的最低恒沸物,恒沸物从塔顶蒸出,塔底引出较纯产品,这种精馏称之为恒沸精馏,。,乙醇,-,水常压下恒沸点为,78.15,,其恒沸点组成是,乙醇,0.894,,水,0.006,(摩尔分数)。当加入夹带剂苯时,即可形成更低沸点的三元恒沸物。其组成是:苯,0.544,,乙醇,0.23,,水,0.226,,沸点为,64.6,。在较低温度下,苯与乙醇、水不互溶而分层,从而苯被分离出来。,对夹带剂的要求是:,夹带剂应能与被分离组分形成新的恒沸物,且该恒沸物易于和塔底组分分离;,新恒沸物中夹带剂的含量要少,;,新恒沸物最好为非均相混合物,;,价格低廉、安全可靠。,1.7.2,萃取精馏,萃取精馏是向原料液中加入第三组分(称为萃取剂或溶剂),以改变原组分间的相对挥发度而达到分离要求的特殊精馏方法。,萃取剂本身挥发性很小,不与混合物形成共沸物,却能显著地增大原混合物组分间的相对挥发度,以便采用精馏方法加以分离。,常压下环己烷与苯相对挥发度接近,若以糠醛作为萃取剂,则苯由易挥发组分变为难挥发组分,且相对挥发度发生显著改变。,苯的沸点,80.1,,,环己烷的沸点,80.73,选择萃取剂的原则:,萃取剂应使原组分间相对挥发度发生显著的变化;,萃取剂本身的挥发性小,且不与原组分形成恒沸物;,无毒、无腐蚀性,热稳定性高,;,来源方便,,价格低廉。,与恒沸精馏相比,,萃取精馏具有以下特点:可以作为萃取剂的物质较多,故萃取剂比夹带剂易于选择;萃取剂以液态从塔顶加入,从塔底流出,不像夹带剂以气态形式夹带组分从塔顶流出,故萃取精馏的能耗较少;萃取剂的加入量可以在较大范围内变动,而适宜夹带剂的量多为一定,故萃取精馏的操作方式灵活,易控制;萃取精馏不宜采用间歇操作,而恒沸精馏则可采用间歇操作方式。,本章重点:填料吸收塔的工艺计算,第,2,章 吸收,2-1-1,气体的溶解度,在一定温度和压力下,气液两相接触时将发生溶质气体向液相转移,使其在液相中的浓度增加,当长期充分接触后,液相中溶质浓度不再增加达到饱和,这时两相达到相平衡。此时,,溶质在液相中的浓度称为平衡溶解度。简称为溶解度。,溶解度随温度和溶质气体的分压不同而不同,,平衡时溶质在气相中的分压称为平衡分压,。,溶质组分在两相中的组成服从相平衡关系。,加压和降温有利于吸收操作,反之,升温和减压对解吸有利,。,但加压、减压费用太高一般不采用。,2.1,气体吸收的相平衡关系,2-1-2,亨利定律,(适用于稀溶液),当总压不高(一般小于,500KPa,)时,在一定温度下,稀溶液上方气相中溶质的平衡分压与其在液相中的浓度之间存在着如下的关系:,式中,:Pi*-,溶质,A,在气相中的平衡分压,kPa,xi-,溶质在液相中的摩尔分率,E,亨,利系数,,kPa,说明:同一溶剂中,易溶气体的,E,值很小,难溶的很大。,亨利定律其它几种表达形式,:,亨利定律各系数之间的关系,:,(重点),H,值随温度升高而减小,易溶气体,H,值大,难溶则小,2.1.3,吸收剂的选择:,P48,(,)对被吸收的组分要有较大的溶解度,且有较好的选择性。,()要有较低的蒸气压,,以减少吸收过程中溶剂的挥发损失,。,()要有较好的化学稳定性,,以免使用过程中变质。,()腐蚀性要小,以减小设备费用和维修费。,(,5,)吸收后的溶剂应易于再生。,2.1.4,相平衡关系在吸收过程中的应用,P53,1,判断传质进行的方向,不平衡的气液两相接触后所发生的传质过程是吸收还是解吸,取决于相平衡关系。,吸收过程,平衡过程,解吸过程,2,确定传质的推动力,在吸收过程中,通常,以实际的气、液相组成与其平衡组成的偏离程度来表示吸收过程推动力。,实际组成偏离平衡组成越远,过程推动力越大,过程速率也越快。,以气相表示的吸收过程推动力,以液相表示的吸收过程推动力,2.3,吸收塔的计算(本章重点),已知:,V-,惰性气体的摩尔流量,kmol/h,Y,1,-,进塔气体中溶质摩尔比,Y,2,-,离 塔气体中溶质摩尔比,X,2,-,进塔吸收液中溶质的摩尔比,求:,(1),完成分离任务所需吸收剂的用量,L,(2),出塔液体中溶质的摩尔比,X,1,(3),所需的填料层高度,Z,(4),填料塔塔径,D,2.3.1,吸收塔的物料衡算与操作线方程,出塔气体摩尔比,Y,2,的给出形式,:,(,1,)如果溶质是有害气体,一般直接规定,Y,2,的值。,(,2,)如果吸收的目的是回收有用物质,则以回收率的形式给出。,(重要),2.3.2,吸收剂的用量的决定,(重要),若平衡关系可用,(重点),吸收剂用量的大小从设备费和操作费两方面影响生产过程的经济效益,,应权衡利弊,选择适宜液气比,使总费用为最小。一般情况下,P74,例,2-8,2-3-3,塔径的计算,Vs-,在操作条件下混合气体的体,积流量,,,m,3,/s,u-,混合气体的空塔速度,,m/s,在吸收过程中,由于溶质不断进入液相,故混合气体流量由塔底至塔顶逐渐渐小。,在计算塔径时,一般应以塔底的气体流量为依据。,2.3.4,填料层高度的计算,1,、填料层高度的基本计算式,2,)脱吸因数,(S),法(吸收因数法,A),应用前提是:在吸收过程涉及的浓度范围内平衡关系可以用线性方程,Y*=mX+b(,注:,b,可以,0,或,0),表示的情况。,吸收因数,脱吸因数,X=X,2,+V/L,(,Y-Y,2,),(重点),P118,3,)对数平均推动力法,应用前提:在吸收过程涉及的浓度范围内平衡关系可以用线性方程,Y*=mX+b(,注:,b,可以,0,或,0),表示的情况。,(重点),(重点),气相对数平均推动力。,同理,液相总传质单元数为:,或,可用算术平均值代替对数平均值。,液相对数平均推动力,第,3,章 蒸馏和吸收塔设备,3.1,概述,1,、塔设备基本功能,(,1,)是为混合物的气、液两相提供多级的充分、有效的接触与及时、完全分离的条件;,(,2,)在塔内使气、液两相最大限度接近逆流,以提供最大的传质推动力。,2,、塔,设备性能评价指标,生产能力、分离效率、操作弹性。,3,、塔设备的分类,板式塔和填料塔,3.2,板式塔,板式塔性能要求:,生产能力大;,塔板效率高;,具有适当的操作弹性;,塔板阻力小;,塔结构简单,易于加工制造,维修保养。,液相总流向,重力,顶,底,板上横向流过;,气相总流向,压差,底顶,穿过每层板。,总体上,气液两相逆流接触;,塔板上,气液两相错流接触。,六、负荷性能图,第,4,章 液,-,液萃取,4.1,概述,液,-,液萃取(抽提):利用液体混合物中各组分对溶剂溶解度的差异来,分离或提纯物质,的传质过程。,目的,:,分离液,-,液混合物。,依据,:,利用混合物中各组分在某一溶剂中的,溶解度之间的差异,。,(,1,)几个基本概念,萃取剂,(,溶剂,),S,:所用的溶剂;,原料液,F,:,所处理的混合液;,溶质,A,:,原料液中易溶于溶剂的组分;,原溶剂,B,:,原料液中较难溶于溶剂的组分。,两相,萃取相,E,y,溶剂,S,相中出现,A,B,:,(S+A+B),萃余相,R,x,原溶剂,B,相中出现,S,:,(B+S+A),萃余相,R,脱除溶剂得萃余液,R,x,脱溶剂后,萃取相,E,脱除溶剂得萃取液,E,y,(,3,)实现萃取操作的基本要求,选择适宜的溶剂,。,溶剂能选择性地溶解各组分:对溶质有显著的溶解能力,对其他组分和原溶剂完全不溶或部分互溶。,原料液与溶剂充分混合、分相,形成的液,-,液两相较易分层。,脱溶剂得到溶质,回收溶剂。溶剂易于回收且价格低廉。,(4),萃取后组成之间的变化,萃取后,:,使组分,A,、,B,得到一定程度的分离。,萃取操作的应用范围,混合物中各组分的相对挥发度接近,1,,,用精馏办法不经济;,混合物蒸馏时形成恒沸物;,欲回收的物质为热敏性物料;,混合物中含有较多的轻组分,利用精馏的方法能耗较大;,提取稀溶液中有价值的物质。,脱除溶剂后,:,A,点:,x,A,=1.0,K,点:,x,A,=0.6,x,B,=0.4,P,点:,x,A,=0.3,x,B,=0.3,x,S,=0.4,注意:组成的归一性,即,1.0,S,0,0.2,0.4,0.6,0.8,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,A,B,P,D,C,F,E,H,G,K,三角形坐标,单相区,两相区,R,n,B,、,S,部分互溶物系的三角形相图,E,n,联结线,溶解度曲线,S,A,B,M,K,M,n,(,2,)数据标绘及各区的状态,溶解度曲线,:,各平衡组成点连成一条曲线;,联结线,:,各对共轭相组成点之间的联线;,混溶点,:,曲线内为两相区,曲线外为单相区,曲线上的点称为混溶点;,临界混溶点,:,共轭相的组成相同,其位置和物系有关;,萃取相和萃余相,:,以原溶剂为主的相称为萃余相,以溶剂为主的相称为萃取相。,3,、分配系数和分配曲线,(,1,)分配系数,说明:,k,A,和温度有关:温度升高,,k,A,下降;,k,A,与浓度有关:溶质浓度升高,,k,A,下降。,但浓度较低时,,k,A,可视为常数(恒温、恒压)。,即:,原溶剂的分配系数:,4.2.3,、杠杆规则,质量分别为,R,和,E,的两种三元混合物两者混合后形成的新的混合物,M,M,点称为,R,、,E,点的和点。,R,点称为,M,、,E,点的差点。,E,点称为,M,、,R,点的差点。,注意:图中,R,、,E,代表液相组成的坐标,而杠杆规则中的,R,、,E,代表液相的质量或质量流量。,若于,A,、,B,二元料液,F,中加入纯溶剂,S,,则混合液总组成的坐标点,M,点沿,SF,线而变,具体位置有杠杆规则确定。,A,S,F,M,E,R,E,R,萃取过程在三角相图上的表示,4.2.4,萃取剂的选择,萃取剂的性质直接影响萃取操作的经济性,因此选择适宜的萃取剂是萃取操作的关键。,1,、,萃取剂的选择性和选择性系数,萃取操作中要求萃取剂对溶质具有较大的溶解度,对其它组分具有较小的溶解度。这种选择性的大小或选择性的优劣通常用选择性系数,衡量。,(脱除溶剂后,,A,,,B,组分含量比不变。,),或,选择性系数,类似于蒸馏过程的相对挥发度,,反映了,A,、,B,组分溶解于溶剂,S,的能力差异。对于萃取操作,,越大,分离效果越好,应选择,远大于,1,的溶剂。,若,=1,或,即萃取后脱除溶剂的萃取液和萃余液具有相同的组成,且等于原料液的组成,说明原料液经过萃取操作组成未发生变化,因此该萃取过程没有分离效果。,所以,接近于,1,,萃取操作的,分离能力很差,此类溶剂不宜选择用于萃取操作。,2,、萃取剂,S,与原溶剂,B,的互溶度,萃取剂与原溶剂的互溶度越小,两相区越大,萃取操作的范围越大。,(,3,)由已知的萃余相组成,在图上确定出,R,点,再利用辅助线求得与之平衡的,E,点,,,作,R,与,E,的连结线,,RE,线与,FS,线的交点即为混合液的组成点,M,。,(,4,)由物料衡算和杠杆定律求出各流股的量,。,(重点),B,K,E,R,S,R,E,M,F,
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