《化学工程手册 第14篇 萃取及浸取》求取 ⇩

第一部分液-液萃取1

14.1 引言1

14.1.1 液-液萃取过程1

14.1.2 液-液萃取过程应用于无机物质的分离1

14.1.3 液-液萃取过程应用于有机物质的分离3

14.1.4 液-液萃取过程的经济问题4

参考文献5

14.2 非电解质溶液相平衡7

14.2.1 三元体系液-液相平衡7

(1)三角座标7

(1.1)双结点曲线7

(1.2)褶点8

(1.3)结线9

(1.4)分配系数10

(1.5)温度影响12

(1.6)固体溶质在两液相中分配的相图14

(1.7)特殊三元相图和温度影响15

(2)直角座标17

14.2.2 分配图18

14.2.3 结线关联18

14.2.4 四元体系23

14.2.5 多元体系24

14.2.6 液-液系统互溶度与相平衡测定方法24

14.2.7 三组分与多组分互溶度与相平衡实验数据及资料检索25

(1)过量自由能与活度系数32

14.2.8 非电解质溶液活度系数计算方法32

(2)非电解溶液中活度系数的关联式34

(2.1)Margules方程34

(2.2)Van Laar方程35

(2.3)Scatchard-Hildebrand方程37

(2.4)Wilson方程40

(2.5)NRTL方程(Non-Random Two Liquid)41

(2.6)UNIQUAC法42

(3)参数估值方法46

(3.2)以组分在两液层间呈平衡的浓度实验值(ex)与计算值(cal)之差为最小47

(3.1)以组分在两液层中活度差为最小47

(4)三元平衡数据的预测48

14.2.9 溶剂选择49

(1)溶剂的选择性49

(2)分配系数49

(3)萃取容量49

(5)溶剂可回收性50

(6)溶剂的物性50

(4)溶解度50

(7)其他51

14.2.10 溶剂的筛选方法51

14.2.11 液相扩散系数52

(1)非电解质溶液52

(1.1)稀溶液52

(1.2)浓溶液53

(2)电解质溶液53

(3)扩散系数数据54

符号表55

参考文献56

14.3 逐级萃取及计算58

14.3.1 单级萃取58

(1)溶剂部分互溶的萃取体系58

(1.1)三角形图解法58

(1.2)Janecke图解法59

(2)溶剂不互溶的萃取体系61

(2.1)图解法61

(1)溶剂部分互溶的萃取体系62

14.3.2 多级错流萃取62

(2.2)代数公式法62

(2)溶剂不互溶的萃取体系63

(2.1)图解法63

(2.2)代数公式法63

14.3.3 多级逆流萃取66

(1)溶剂部分互溶的萃取体系66

(1.1)三角形图解法67

(1.2)Janecke及直角座标图解法68

(2)溶剂不互溶的萃取体系70

(2.1)图解法70

(1.3)矩阵解法70

(2.2)代数公式法72

(2.3)矩阵解法75

14.3.4 分馏萃取75

(1)溶剂部分互溶的萃取体系75

(1.1)三角形图解法75

(1.2)Janecke及直角座标图解法79

(1.3)矩阵解法79

(2.1)图解法81

(2)溶剂不互溶的萃取体系81

(2.2)代数公式法86

(2.3)逐级计算法87

(2.4)矩阵解法90

14.3.5 带有回流的分馏萃取91

(1)溶剂部分互溶的萃取体系91

(1.1)图解法91

(1.2)矩阵解法93

(2.1)图解法94

(2)溶剂不互溶的萃取体系94

(2.2)代数公式法96

14.3.6 串级模拟实验方法98

符号表100

参考文献101

14.4 微分逆流萃取及其计算102

14.4.1 微分逆流萃取过程分析102

14.4.2 微分逆流萃取过程的计算(一)——活塞流模型104

(1)对数平均推动力计算法104

(2)图解积分计算法107

(3)一般情况下传质单元数的计算109

(4)理论级和理论级当量高度的计算112

14.4.3 微分逆流萃取过程的计算(二)——扩散模型114

(1)轴向混和及其对微分逆流萃取过程的影响114

(2)扩散模型及其微分方程组115

(3)扩散模型的近似解法(一)117

(4)扩散模型的近似解法(二)119

参考文献121

符号表121

14.5 液-液接触的动力学特性123

14.5.1 液-液接触的流体力学123

(1)分散相与连续相123

(2)通量与液泛123

(3)滞留分率124

(4)穿过小孔时液滴的形成125

(5)在湍流场中液滴商的形成125

(1)微分质量衡算式126

14.5.2 传质与传质模型126

(6)液滴的凝聚126

(2)膜理论128

(3)溶质渗透及表面更新模型129

(4)相际传质130

(5)液滴的传质模型131

(5.1)液滴形成时的传质132

(5.2)液滴在上升或下降时的传质132

(5.3)滴外传质系数133

(6.1)界面张力梯度导致的不稳定性134

(6)界面现象与界面不稳定性134

(6.2)密度梯度引起的不稳定性135

(6.3)表面活性剂的作用136

14.5.3 轴向混和及对传质推动力的影响136

(2)扩散模型136

(1)级模型和返流模型137

(3)轴向扩散系数的测试142

(4)级模型、返流模型与扩散模型的关系143

14.5.4 级效率144

参考文献146

符号表146

14.6 萃取设备及设计计算方法148

14.6.1 喷淋塔149

(1)液泛速度149

(2)传质速率150

14.6.2 填料塔152

(1)特性速度152

(2)液泛速度154

(3)传质速率155

14.6.3 筛板塔159

(1)塔径160

(1.1)开孔区面积160

(1.2)降液区面积161

(1.3)无孔区面积162

(2)塔高162

(2.1)板间距的确定162

(2.2)筛板传质效率的计算163

(2.3)塔高计算163

14.6.4 混和澄清器166

(1)混和澄清器的类型和特点167

(2)级效率171

(3)混和澄清器的放大和设计172

(3.1)混和器172

(3.2)澄清器173

14.6.5 转盘塔(RDC)及其改型174

(1)转盘塔(RDC)174

(1.1)转盘塔的特性176

(1.2)转盘塔的放大和设计178

(2)转盘塔的改型183

(3)不对称转盘塔(ARD)184

(3.1)操作数据184

(3.2)放大和设计184

14.6.6 往复振动板塔186

(1)往复振动筛板塔(RPEC)186

(1.1)往复振动筛板塔的设计186

(1.2)放大方法188

(2)多级振动盘塔(MVDC)189

14.6.7 脉冲塔190

(1)概述190

(2)脉冲筛板塔190

(2.1)脉冲筛板塔的操作特性191

(2.2)脉冲筛板塔的流体力学特性192

(2.3)脉冲筛板塔的传质特性196

(2.4)脉冲筛板塔的设计200

(3)脉冲填料塔202

(1.1)微分接触离心萃取器203

14.6.8 离心萃取器203

(1)离心萃取器的结构类型203

(1.2)逐级接触离心萃取器207

(2)表征离心萃取器性能的若干参数215

(2.1)离心分离因数215

(2.2)离心萃取器的压力平衡和控制216

(2.3)离心萃取器的滞留分率219

(2.4)返混220

(2.5)离心萃取器的液泛与处理容量220

14.6.9 其它萃取设备221

(1)Scheibel塔221

(2)Oldshue-Rushton(Mixco)塔221

(3)Kühni塔222

(4)Graesser萃取器223

(5)静态混和器224

14.6.10 萃取设备的标定224

(1)各种萃取设备的操作性能评价225

(1.1)体积效率225

14.6.11 萃取设备的评价与操作性能比较225

(1.2)以单位长度或高度(米)的理论级数与通量进行标绘226

(2)设备费用评价226

14.6.12 萃取设备的选用227

符号表229

参考文献230

(1)络合反应236

14.7.2 溶质与溶剂的化学作用236

14.7.1 概述236

14.7 化学萃取236

(1.1)中性含磷萃取剂237

(1.2)中性含硫萃取剂237

(1.3)中性含氧萃取剂238

(1.4)中性含氮萃取剂238

(2)阳离子交换反应239

(2.1)螯合物萃取239

(2.2)酸性有机磷类萃取剂的萃取240

(2.3)羧酸和磺酸的萃取240

(3.1)阴离子萃取241

(3)离子缔合反应241

(3.2)阳离子萃取242

(4)加合反应242

(5)带同萃取反应244

14.7.3 化学萃取相平衡260

(1)萃取等温线与平衡面260

(2)化学萃取相平衡关系表达式262

(3)化学萃取相平衡数据的关联——分配平衡数学模型264

(3.1)经验模型264

(3.2)模拟气液平衡的经验模型265

(3.3)化学基础模型266

(3.4)热力学活度模型268

14.7.4 化学萃取速率方程272

(1)萃取过程控制步骤的分类272

(2)萃取过程控制步骤的判别272

(2.1)搅拌强度判别法272

(2.3)界面积判别法273

(2.2)温度判别法273

(3)化学反应控制过程的萃取速度方程274

(4)扩散控制过程的速率方程279

(5)混合机制控制过程的萃取速率方程279

参考文献281

14.8 液-液接触技术的其它应用285

14.8.1 直接传热285

14.8.2 熔融金属萃取和熔盐萃取286

(1)熔融金属萃取287

(2)熔盐萃取288

14.8.3 其它萃取技术292

(1)两相均为连续相的液液接触292

(2)静电场中液液萃取293

(3)液膜萃取293

(3.1)逆流萃取294

(3.2)并流萃取295

参考文献296

(1)固体的性质及预处理298

14.9.1 概述298

14.9 固体浸取298

第二部分浸取298

(2)溶剂选择299

(3)浸取温度299

14.9.2 浸取过程相平衡299

(1)三角座标299

(2)相平衡301

(3.1)三元平衡图302

(3)平衡图302

(3.2)Ponchon-Savarit图303

14.9.3 浸取过程设计计算方法304

(1)概述304

(1.1)浸取的理论级和平衡304

(1.2)设计计算步骤305

(1.3)物料衡算和操作线方程式305

(2)代数法306

(3)图解法307

(3.2)多级错流浸取308

(3.1)单级浸取308

(3.3)多级逆流浸取309

(3.4)Ponchon-Savarit图解法312

(3.5)其它方法315

(4)解析法315

(4.1)单级和多级错流浸取315

(4.2)多级逆流浸取317

(4.3)变底流的解析法325

(5)化学反应浸取327

(2)渗滤浸取器328

(2.1)分批操作渗滤浸取器328

14.9.4 浸取设备328

(1)概述328

(2.2)连续操作渗滤器330

(3)分散固体浸取器332

(3.1)搅拌槽332

(3.2)连续分散浸取器333

(4)螺旋输送浸取器333

符号表334

参考文献335