天津大学 化工分离工程 教案 第四章 液液传质分离过程.ppt

4.液液传质分离过程4.1.1萃取剂的选择和萃取体系的分类萃取剂的搜寻方法：
(1)搜寻数据库。

(2)主要筛选方法：
a)选择同系物为萃取剂，b）罗宾斯表，c）氢键，d）极性作用，e)特定萃取剂的认定。案例(1)简单分子萃取体系
(2)中性络合体系
(3)酸性络合萃取体系
(4)离子缔合萃取体系
(5)胺类萃取体系案例4.1.2多级逆流萃取的计算各式可用质量单位或摩尔单位。由于在绝热萃取塔中温度变化一般都不大，因此一般不需要焓平衡方程，只有当原料与溶剂有较大温差或混和热很大时才需考虑。4.1.3分馏萃取4.1.4微分逆流萃取模型用苯作萃取剂在喷淋塔内萃取水溶液中的醋酸。已知塔高H=1.4m，塔截面积A=4.5×10-3(m2)，萃取相进出口的醋酸浓度分别为y1=0.00397，y0=0.0115，萃余相进出口醋酸浓度分别为x0=0.688，x1=0.683(均为kmol/m3)。苯的流率E=5.67×10-6m3/s，萃取平衡关系为：y=0.0247x。
试求：(1)萃取相总传质单元数；
(2)萃取相体积传质系数Koa。
解:设萃取塔中传质速率为N。
则N=E(y0－y1)=5.67×10-6(0.0115－0.00397)=4.269×10-8kmol/s
塔顶和塔底的萃取相平衡浓度为：
y0*=0.0247×0.688=0.01699kmol/m3
y1*=0.0247×0.683=0.01687kmol/m3
塔顶、塔底的传质推动力为：
y0*－y0=0.01699－0.0115=0.00549kmol/m3
y1*－y1=－.01687－0.00397=0.01290kmol/m3
对数平均浓度差为：

因此得：

则

此塔萃取相的总传质单元数为0.869，其萃取相的体积传质系数Koa等于7.816×10-41/s。4.1.4微分逆流萃取模型在实验室对某稀溶液物系进行萃取实验，活塞流工况下测得（HTU）ox=0.9144m。现放大设计一个工业塔，已知:（NTU）ox=4、Pex=19、Pey=50、E=0.5。求塔高是多少？
解：对于活塞流,塔高H活塞流=（HTU）ox（NTU）ox，将已知数据代入式（4-39）：

该方程为非线形方程，用迭代方法求解H=5.26m
效率=（HTU）ox（NTU）ox/H=4×0.9144/5.26×100%=69.5%
4.2超临界流体萃取4.2超临界流体萃取技术优势：
①超临界流体具有极强的溶解能力，能实现从固体中提取有效成分。
②可通过温度、压力的调节改变超临界流体的溶解能力的大小，因而超临界流体萃取具有较好的选择性。
③超临界流体传质系数大，可大大缩短分离时间。
④萃取剂的分离回收容易。
4.2.1超临界流体萃取的热力学基础4.2.1超临界流体萃取的热力学基础4.2.2超临界流体萃取过程典型的萃取流程4.2.3超临界流体萃取的应用4.3反胶团萃取4.3.2反胶团萃取机理4.3.2反胶团萃取机理反胶团萃取蛋白质的主要影响因素4.3.3反胶团萃取的应用案例双水相萃取（aqueoustwo-phaseextraction）是利用物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异来实现分离的一新型分离技术。由于它具有收率高、成本低、可连续化操作等技术优势，因而已被广泛应用于生物化学、细胞生物学和生物化工等领域，进行生物转化，蛋白质、核酸等产品的分离纯化。用此方法提纯的酶已达数十种，其分离也达到了相当规模。近年来又进行了双水相萃取氨基酸类和病毒小分子物质的研究，大大扩展了应用范畴并提高了选择性，使双水相萃取技术具有更大的潜力和美好的发展前景。4.4双水相萃取4.4.1双水相体系4.4.2双水相中溶质分配理论4.4.2双水相中溶质分配理论4.4.2双水相中溶质分配理论4.4.3双水相萃取的应用案例