萃取题库计算题精选（课堂版） - 图文

j10b10048

在单级萃取操作中B-S部分互溶, 进料中含A 50kg，含B 50kg。用纯溶剂萃取。已知萃取相浓度yA/yB= 11/5，萃余相浓度xA/xB=1/3， 试求: ⑴选择性系数β; ⑵萃取液量与萃余液量之比值E’/R’. 解：(1) β= (yA/yB)/( xA/xB)=(11/5)/(1/3)=6.6

(2) 进料中溶质A的组成

xF =50/(50+50)=0.5 (质量分率，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)=1.33

j10a10038

在 B-S部分互溶物系的单级萃取中，料液中溶质 A与稀释剂B的质量比为40:60。采用纯溶剂 S=200kg，溶剂比S/F为 1，脱除溶剂后萃余液浓度 x’=0.3(质量分率)，选择性系数β=8。试求萃取液量 E’为多少kg? 解：萃取液浓度

y’=(βx’)/[1+(β－1)x’]=8×0.3/(1+7×0.3)=0.774 xF=40/(40+60)=0.4， 又S=F=200kg ， 据物料衡算(杠杆法则):

E’=F×(xF －x’)/(y’－x’)=200×(0.4－0.3)/(0.774－0.3)=42.2

j10a10039

使用纯溶剂 S对A、B混合液作萃取分离。在操作范围内， S-B不互溶，平衡关系Y= 1.2X(Y、X均为质量比)，要求最终萃余相中萃余分率φR=0.05。试求用单级萃取时，每kg稀释剂 B中，溶剂 S消耗量kg。 解：φR=(BX1)/(BXF)= X1/ XF ∴ X1=X F·φR

； Y1=KX1=K·φRX F

物料衡算: SY1=B(X F－X1)

∴ S/B=( X F－X1)/ Y1= X F·(1－φR)/(KφRXF) =(1－0.05)/(1.2×0.05)=15.83 kgS/kgB

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j10a10042

用纯溶剂S进行单级萃取，x F =0.15(质量分率，下同)。萃取相中A的浓度与萃余相中A 的浓度相同。采用溶剂比为 1。试求:（1）选择性系数β;

（2）当溶剂用量为最少时, 求萃取液浓度y’。(设分配系数KA均相同)

解：连FS取中点即M点，过M点作ER平行于BS，脱溶剂S 后得x’=0.1 ，y’=0.5 ， ∴选择性系数

β=[y’/(1－y’)]/[x’/(1－x’)]=[0.5/(1－0.5)]/[0.1/(1－0.1)]=9

(2)联点S、F，与溶解度曲线交于M'点，过M'点作平行于BS(虚线所示)的线，与溶解度曲线交于点E'，连S、E'两点延伸到AB上得y’=0.7

j10a10043

已知AB混合液组成如图中 F点所示。用纯溶剂单级萃取。萃余液的组成在R°点，物系的分配系数kA=1。 试求: ⑴选择性系数β; ⑵当(S/F)min时，萃取液组成yA°。

解：(1)连R°、S得R点，作RE平行于BS(∵kA=1)得E点，连ES延伸到AB边得E°，其组成为0.6 ， ∴ β=[0.6/(1－0.6)]/[0.2/(1－0.2)]=6

(2) 过M'点(该点满足(S/F)min条件)，作M'E'平行于BS，过E'点脱溶剂得yA°=0.75

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j10a15032

含 40%(质量，下同)丙酮的水溶液，用甲基异丁基酮进行单级萃取。欲使萃余相中丙酮的含量不超过 10%，求: ⑴处理每吨料液所需的溶剂量; ⑵萃取相与萃余相的量; ⑶脱溶剂后萃取相的量; ⑷丙酮的回收率。

解:⑴由x1=0.1，做出R点和E点，找到M点。 S/F=MF/MS=63/45=1.4，S =1.4 ，F=1.4吨 ⑵R+E=S+F=1.4+1=2.4吨 R/E=ME/MR=20/54=0.37 解得: E=1.75吨， R=0.65吨 ⑶R°+E°=F=1

R°/E°=FE°/FR°=45/30=1.5 解得: E°=0.4吨 ， R°=0.6吨 ⑷Y°=0.83

回收率η=(E°y°)/(FXF)=(0.4×0.83)/(1×0.4)=0.83

j10a15034 （与j10a15032基本相同）

用一单级接触式萃取器以 S为溶剂，由A、B溶液中萃取出 A。若原料液的质量组成为45%。质量为120kg ，萃取后所得萃余相中A 的含量为 10%(质量百分数)， 求: ⑴所需萃取剂用量; ⑵所得萃取相的质量和组成;

⑶将萃取相溶剂全部回收，所得萃取液的质量和组成。 解：⑴S/F=MF/MS=56/51=1.098 S=120×1.098=131.8 kg ⑵M=S+F=131.8+120=251.8kg E/M=MR/RE=49/65=0.754

E=0.754×251.8=189.8 kg 其中 A%=23 S%=66 B%=11%

⑶YA°=75% YB°=25% E°/F=FR°/R°E°=35/65=0.538 E°=120×0.538=64.56 kg

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j10b15037

某混合物含溶质A20%，稀释剂80%，拟用纯溶剂S单级萃取，要求萃余液中A的含量为10%，溶解度曲线如图所示。在操作范围内溶质A的分配系数kA=1，试求： (1)每处理100kg原料液所需溶剂用量多少kg? (2)所得萃取液中A的浓度为多少？ (3)过程的选择性系数为多少？ 解：kA=1,即yA=xA 由xF=0.2定F点，联接FS

再由xA’=0.1确定R’,联R’S交于平衡曲线得R点，过R点作平行线交溶解度曲线于E点 ，

联RE交FS于M S=F×MF/MS=100×56/44=127kg 联ES交AB于E’ ， yA’=0.3 β=[y’/(1- y’)]/[x’/(1-x’)] =(0.3/0.7)/(0.1/0.9)=3.857

某混合液含溶质Ａ30％（质量％，下同）原溶剂B70%，用纯溶剂S进行单级萃取，要求萃余液中Ａ的浓度不超过10%，此时Ａ组分的分配系数kA=1.5。试求： （1）所需溶剂比；

（2）所得萃取液中Ａ的浓度； （3）过程的选择性系数。 物系的溶解度曲线如右图所示：

解：1．在相图上找到R’点，连R',S，交平衡线于R点。由图读出R中溶质浓度约9%,

∵ kA =yA /xA

∴ yA =kA xA =1.5×9%=13.5% 由此知E点，如图。 联S、E并延长交于AB于E'。联R及E,与SF线交于M点. 由此知：所需溶剂比为 S/F=MF/SM=0.6/0.4=3/2

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2.由E' 知，萃取液中A的浓度为 yA ' =53% 3.β=(yA/yB)/(xA/xB) =(yA'/yB')/(xA'/xB')

=[0.53/(1-0.53)]/(0.1/0.9) ∴β=10.1

有A、B、S三种有机溶剂，其溶解度曲线及辅助线如图所示，进行单级萃取，进料量为100kg/h，试求： （1）萃取液可达的最大浓度；

（2）当进料为含30%A的A、B溶液，萃取液达到最大值，此时溶剂 用量。

解：（1）由S点作溶解度曲线的切线和y轴交于E点，则EAmax=0.86 （2）作图求解如下，有

FM×F=MS×S 得

S=F×MF/MS=100×41/59=69.5kg

j10a10031

在逆流连续操作的塔内，以水为萃取剂从丙酮——苯混合液内提取丙酮。苯与水可视作完全不互溶。在操作条件下，丙酮在水和苯中以质量比为基准的分配系数为 0.65，即: Y = 0.65 X , 原料的流率为1200kg/h，其中含丙酮0.35(质量分率，下同)，要求萃余相中丙酮含量不大于0.06。若用水量为最小量的 1.6倍，试求水的实际用量kg/h。 解：XF = 0.35/(1－0.35)=0.54，

Xn=0.06/(1-0.06)=0.064，YF=0.65×0.54=0.351，

(B/S)max=(YF－Ys)/( XF－Xn)=(0.351－0)/(0.54－0.064)=0.74， (S/B)min=1/0.74=1.35 ， Smin=1.35×1200×(1－0.35)=1053 kg/h； 实际用水量S=1.6×1053=1685 kg/h

’

’

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j10a10041

在多级逆流接触萃取器中, 每小时用 40kg纯溶剂S 对某 A、B两组分混合液进行萃取分离。操作条件下,B与S 完全不互溶,以质量比表示的分配系数为1.5。已知稀释剂B的流量为30kg/h, 原料液中A的质量比组成Xf = 0.3 kgA/kgB, 要求最终萃余相质量比组成XN=0.05kgA/kgB。试求完成分离任务所需的理论级数。

解：逐级计算: B(Xf－XN)=S(Y1－Ys) ， YS=0(纯溶剂) 30×(0.3－0.05) = 40 Y1 →Y1=0.1875 ， X1=Y1/K = 0.1875/1.5 = 0.125 ， B(X1－XN) = SY2

，

∴ Y2= (B/S)×(X1－XN) = (30/40)×(0.125－0.05) = 0.05625 X2= Y2/K = 0.05625/1.5 = 0.0375 < XN= 0.05 ∴ 共需二个理论级 j10b10046

在两个理论级的逆流萃取设备中，B-S完全不互溶。已知分配系数K=YA/XA=1，(Y、X--均为比质量分率)，料液F=100kg/h，其中含A20%(质量%)，使用40kg/h纯溶剂S 进行萃取。试求: 最终萃余液中A 的浓度X2(kgA/kgB)。

B X1

解： B Xf → → → B X2

① ②

S Y1

← ← S Ys S Y2

对第二级作物料衡算: B(X1－X2)=S(Y2－Ys) Ys=0 相平衡方程: Y2= KX2

两式联解得: X2=X1/(1+SK/B)=X1/(1+Am) 对整个系统(两级)作物料衡算: B(Xf－X2)=SY1 相平衡方程: Y1=KX1

经整理得: X2=Xf/(1+ Am+ Am)

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Xf=xf/(1－xf)=0.2/(1-0.2)=0.25 kgA/kgB B=F/(1+Xf)=100/(1+0.25)=80 kg

∴萃取因数Am=SK/B=40×1/80=0.5 ∴X2=0.25/(1+0.5+1/2)=0.25/1.75=0.1428

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/xd0t.html