1、1.、在逆流連續操作的塔內，以水為萃取劑從丙酮-苯混合液內提取丙酮。苯與水可視作完全不互溶。在操作條件下，丙酮在水和苯中以質量比為基準的分配系數為0.65，即:Y= 0.65X，原料的流率為1200kg/h，其中含丙酮0.35(質量分率，下同)，要求萃余相中丙酮含量不大于0.06。若用水量為最小量的1.6倍，試求水的實際用量kg/h。解：ZF=0.35/(1-0.35)=0.54 ZN=0.06/(1-0.06)=0.064Ymax=0.650.54=0.351(B/S)min=(Ymax-Z)/(ZF-ZN)=(0.351-0)/(0.54-0.064)=0.74(S/B)min=1/0.7

2、4=1.35Smin=1.351200=1620實際用水量S=1.61620=2592 kg/h2、在B-S部分互溶物系的單級萃取中，料液中溶質A與稀釋劑B的質量比為40：60。采用純溶劑S=200kg，溶劑比為1，脫除溶劑后萃余液濃度XA=0.3(質量分率)，選擇性系數=8。試求萃取液量E為多少kg?解：萃取液濃度 yA=(XA)/1(-1)XA=80.3/(170.3)=0.774 XF=40/(4060)=0.4 又 S=F=200 kg據物料衡算(杠桿法則)： E=F(XF-XA)/(YA-XA)=200(0.4-0.3)/(0.774-0.3)=42.23、使用純溶劑S對A、B混合液

3、作萃取分離。在操作范圍內，S-B不互溶，平衡關系YA= 1.2XA(Y、X均為比質量分率)，要求最終萃余相中萃余分率R=0.05。試求用單級萃取時，每kg稀釋劑B中，溶劑S消耗量kg。解：R=(BX)/(BXF)=X/XF X=XFR Y=KX=KRXF物料衡算：SY=B(XF-X) S/B=(XF-X)/Y=XF(1-R)/(KRXF)=(1-0.05)/(1.20.05)=15.83 kgS/kgB4、 用純溶劑S進行單級萃取，XF=0.15(質量分率，下同)。萃取相中A的濃度與萃余相中A 的濃度相同。采用溶劑比為1。試求: 選擇性系數； 當溶劑用量為最少時, 求萃取液濃度yA。(設所涉及

4、范圍內分配系數KA均相同)解：(1) yA=xA kA= yA/xA= 1 又 S/F = 1 5、 連FS取中點即M點，過M點作ER平行于BS，脫溶劑S后得xA=0.1 yA=0.5選擇性系數=yA/(1-yA)/xA/(1-xA)=0.5/(1-0.5)/0.1/(1-0.1)=9 (2)聯點S、F,與平衡線交于M點,過M點作平行于BS(虛線所示)的線,與平衡線交于點E連S、E兩點延伸到AB上得yA=0.76、已知AB混合液組成如圖中F點所示。用純溶劑單級萃取。萃余液的組成在R點，物系的分配系數kA=1。試求： 選擇性系數； 當(S/F)min時，萃取液組成yA。解：(1) 連R、S得R點

5、，作RE平行于BS(kA=1)得E點，連ES延伸到AB邊得E，其組成為0.6 =0.6/(1-0.6)/0.2/(1-0.2)=6(2) 過M點(該點滿足(S/F)min條件)，作ME平行于BS，過E點脫溶劑得yA=0.757、 采用純溶劑S進行單級萃取中，已知XF=0.3(質量分率)，萃取相濃度為yA/yB=1.5，圖中 P點為臨界互溶點，并知分配系數kA=2。試求：溶劑比S/F為多少?解：yA/yB=yA/(1-yA)=1.5解知：yA=0.6。連yA,S得E點，E點yA=0.08由kA=yA/xA=2，定xAR點。連E、R與F、S，交點 M=FS=ERS/F=FM/SM=45/15=3(

6、倍)8、現有含A組分30%(質量%)的A+B混合物，采用溶劑S進行萃取，A、B、S三元混合物的溶解度曲線如圖示。試求用單級萃取器時，萃取液中A組分最大濃度可達多少? (質量) 此時溶劑用量為多少? (用線段比及符號注明即可)解：最大濃度yA=55%；S=(MF/MS)F。9、 有A、B、S三種有機液體，A與B、A與S完全互溶，B與S部分互溶。其溶解度曲線與輔助曲線如圖，進料量為100Kg/h。試求： 若采用單級萃取，萃取液可達到最大濃度為多少？ 當進料為含A30%的AB混合液，萃取液的濃度達到了最大值，此時溶劑用量為多少？解： 從S點做溶解度曲線的切線和AB交于E點，其Y 即為最大濃度Y =8

7、6。 從E點作AB平行線和輔助線交于P點，從P點對BS畫平行線與溶解度線交點為R，S和R聯線的延長線與AB交點R，X7。 FMFMSSSMFMSF(4159)10069.5 Kg/h10、一混合液由、組成，現用溶劑對進行單級萃取，已知F=0.3（質量分率，下同），要求萃余液的組成不大于0.1。試用圖解法計算該物系與有互溶性變化時, 溶劑用量與萃取液組成的變化。（可認為互溶性變化時，A的分配系數基本不變，KA=2）附：該物系在不同溫度下的溶解度曲線。解：SF18.525.50.725F Y10.78 S 21.F230.935F S 0.935S0.7251.29S Y20.42 Y10.780

8、.42Y21.86Y2。11、有一實驗室裝置將含A10%的AB50公斤和含A80%的AB20kg混合后，用溶劑S進行單級萃取，所得萃取相和萃余相脫溶劑后又能得到原來的10%A和80%A的溶液。問此工作狀態下的選擇性系數=? 解：=(yA/xA)/(yB/xB) = (yA/xA)/(yB/xB) = (0.1/0.8)/(0.9/0.2) = 1/36 12、某A、B混合液用純溶劑 S單級萃取。已知：F=100kg/h，XF=0.4(質量分率，下同)。kA=1，萃余相的組成XA/XB=1/3。試求: 萃余液量；溶劑量。解：(1) xA/xB=xA/xB=xA/(1-xA)=1/3 解知萃余液組

9、成xA=0.25，連R1S得R點。 作RE平行于BS，連SE延長與AB邊交于點E,得萃取液組成yA=0.75。據杠桿法則： E=F(xF-xA)/(yA-xA)=100(0.4-0.25)/(0.75-0.25) = 30 kg/h(2) RE與FS交點M。 S=FFM/SM=10024/24 = 100 kg/h 以上答案由于在查圖中會因人而有所出入，因此評分標準著重思路與概念，作圖步驟說明從簡。凡萃取作圖題解均依此為準，以后不再重復說明了。13、已知：單級萃取中采用純溶劑。料液組成XF = 0.3(質量分率，下同)，選擇性系數為6 ，在萃余相中XA/XB=0.25，kA1。試求: 萃取液量

10、與萃余液量的比值； 溶劑比S/F是最小溶劑比(S/F)min的倍數(用線段表示)。解：(1) yA/yB=xA/xB=60.25=1.5 yA/(1-yA)=1.5 yA= 0.6又xA/(1-xA)=0.25xA=0.2連R、S及E、S得R點及E點(使kA1滿足) E/R=(xF-xA)/(yA-xF)=(0.3-0.2)/(0.6-0.3)=1/3 (2) S/F=FM/SM (S/F)min=FM/SM (S/F)/(S/F)min=FM/SMSM/FM14在兩個理論級的逆流萃取設備中，B-S完全不互溶。已知分配系數K=YA/XA=1，(Y、X-均為比質量分率)，料液F=100kg/h，

11、其中含A20%(質量%)，使用40kg/h純溶劑S 進行萃取。試求：最終萃余液中A的濃度X2(kgA/kgB)。解：對第二級作物料衡算: B(X1-X2)=S(Y1-Z) Z=0 相平衡方程: Y2=KX2 兩式聯解得: X2=X1/(1SK/B)=X1/(11/A)對整個系統(兩級)作物料衡算: B(XF-X2)=S(Y1-Z) Z=0相平衡方程: Y1=KX1 經整理得: X2=XF/(11/A1/A2)萃取因數1/A=SK/B=401/80=0.5 A=2 XF=xF/(1-xF)=0.2/(1-0.2)=0.25 kgA/kgB B=F/(1XF)=100/(10.25)=80 X2=

12、0.25/(10.51/22=0.25/1.75=0.142815擬設計一個多級逆流接觸萃取塔。在操作范圍內所用純溶劑S與料液中稀釋劑B完全不互溶；以質量比表示的分配系數為2。已知入塔頂F=100kg/h，其中含溶質A 為0.2(質量分率)，要求出塔底的萃余相中A的濃度降為0.02(質量分率)。試求: 最小的萃取劑用量Smin； (2) 取S=60kg/h，則離開第二塊理論板(理論級)的液相組成X2 kgA/kgB。(塔序由塔頂算起)。解：(1) XF=xF/(1-xF)=0.2/(1-0.2)=0.25 XN =xN/(1-xN)=0.02/(1-0.02)=0.02041B =F/(1XF

13、)=100/(10.25)=80Smin=B(XF-XN)/Y1 (Z=0)Y1=2XF=20.25=0.5 Smin=80(0.25-0.02041)/0.5=36.73 kg/h(2) Y1=(B/S)(XF-XN)=(80/60)(0.25-0.02041)=0.306 X1=Y1/K=0.306/2=0.153Y2=(B/S)(X1-XN)=(80/60)(0.153-0.02041)=0.177X2=Y2/K=0.177/2=0.088416 在單級萃取操作中B-S部分互溶， 進料中含A50kg，含B50kg.用純溶劑萃取.已知萃取相濃度yA/yB=11/5，萃余相濃度xA/xB=1

14、/3，試求: 選擇性系數；萃取液量與萃余液量之比值E/R。解：(1) =(yA/yB)/(xA/xB)=(11/5)/(1/3)=6.6(2) 進料中溶質A的組成 xF=50/(5050)=0.5 (質量分率，下同) xA/xB=xA/xB=xA/(1-xA)=1/3 xA=0.25 yA/yB=yA/(1-yA)=11/5 yA=0.6875 E/R=(xF-xA)/(yA-xF)=(0.5-0.25)/(0.6875-0.5)=1.3317 已知在最小溶劑比(S/F)min時操作點min的位置如下圖所示。今以S/F=1.2(S/F)min進行逆流多級萃取，試求此時操作點的位置。解：連F、m

15、in兩點交E點，RNE與FS兩線交點M，則(S/F)min=FM/SM=31/31=1 當S/F=1.2(S/F)min時，M點延伸至M點。設延伸長度為Xmin，則： S/F=(FM+X)/(SM-X)=(31+X)/(31-X)=1.21 解知：X=2.82 mm確定了M點，連RN、M兩點延伸至E點，連F、E兩點延長交于點。 18、某混合液含溶質A30%（質量%，下同）原溶劑B70%，用純溶劑S進行單級萃取，要求萃余液中A的濃度不超過10%，此時A組分的分配系數kA=1.5。試求： 所需溶劑比； 所得萃取液中A的濃度； 過程的選擇性系數。 物系的溶解度曲線如圖所示。解：.在相圖上找到R 點，

16、連R,S，交平衡線于R點。由圖讀出R中溶質濃度約為9。 AYA/XA YAAXA1.5913.5 由此知E如圖。聯S、E并延長交于AB于E，聯R及E,與SF線交于M點，由此知：所需溶劑比為SFMFSM0.6/0.432 由E 知，萃取液中A的濃度為YA 53 (yA/yB)/(xA/xB) =(yA/yB)/(xA/xB)=0.53/(1-0.53)/(0.1/0.9)10.119、溶質A，原溶劑B，萃取劑所構成的三元系統的溶解度曲線如圖所示。原溶液含A35%、B65%，采用單級萃取。所用萃取劑為含A為5%，S為95%的回收溶劑。求：（）當萃取相中A的濃度為30%時，每處理100Kg原料液需用

17、多少Kg回收 溶劑？（）在此原料條件下，單級萃取能達到的萃余相中A的最低濃度為多少？解：(1) XF=0.35， YA=0.3， XA=0.2 作圖 FM/MS =34/67=S/F=0.507 S =1000.507=50.7 Kg(2) 如圖，Xmin =0.0620含40%(質量，下同)丙酮的水溶液，用甲基異丁基酮進行單級萃取。欲使萃余相中丙酮的含量不超過10%，求： 處理每噸料液所需的溶劑量； 萃取相與萃余相的量； 脫溶劑后萃取相的量； 丙酮的回收率。解： S/F=MF/MS=63/45=1.4 S=1.4 F=1.4噸 RE=SF=1.41=2.4噸 R/E=ME/MR=20/54=

18、0.37 解得: E=1.75 R=0.65 RE=F=1 R/E=FE/FR=45/30=1.5解得: E=0.4噸 R=0.6噸 Y=0.83 回收率=(Ey)/(FXF)=(0.40.83)/(10.4)=0.8321、 用一單級接觸式萃取器以S為溶劑，由A、B溶液中萃取出A。若原料液的質量組成為45%。質量為120kg，萃取后所得萃余相中A的含量為10%(質量百分數)，求： 所需萃取劑用量； 所得萃取相的質量和組成； 若將萃取相溶劑全部回收后，所得萃取液的質量和組成。解： S/F=MF/MS=56/51=1.098 S=1201.098=131.8 kg M=SF=131.8120=251.8 kg E/M=MR/RE=49/65=0.754 E=0.754251.8=189.8 kg 其中 A=23 S=66 B=11 YA=75 YB=25 E/F=FR/RE=35/65=0.538 E=1200.538=64.56 kg22、某混合物含溶質A20%，稀釋劑B80%，擬用純溶劑 S進行單級萃取，要求萃余液中A的含量為10%，溶解度曲線如圖示。在操作范圍內溶質A的分配系數KA=1，試求: 當處理 100kg原混合液時，需溶劑用量為多少kg? 所得萃取液中A的濃度為多少? 過程的選擇性系數為多少? 用什么辦法在不影響萃取液中 A的含量的條件