液-液萃取效率

Overview

资料来源: 凯瑞先生和迈克尔 g. 本顿, 路易斯安那州立大学化学工程系, 巴吞鲁日, LA

液-液萃取 (LLE) 是一种分离技术, 用于代替蒸馏: (a) 所分离的化合物的相对挥发性非常相似;(b) 一个或多个混合组分的温度敏感度甚至接近环境条件;(c) 蒸馏需要非常低的压力或极高的馏分/饲料比。¹传质的推动力是一种物质 (溶质) 在其他两种混溶或部分混溶流中溶解度的差异 (馈源和溶剂)。饲料和溶剂流混合, 然后分离, 使溶质从饲料转移到溶剂。通常情况下, 这一过程是重复使用逆流流的连续阶段。溶质丰富的溶剂被称为提取物, 当它离开时, 溶质耗尽的饲料是余。当饲料和溶剂流之间存在合理的密度差时, 可以使用垂直柱来完成萃取, 但在其他情况下可使用一系列混合和沉淀罐。

在这个实验中, 操作目标是提取异丙醇 (国际音标, 〜 10-15 重量%, 溶质) 从混合物的 c₈到-c₁₀碳氢化合物使用纯净水作为溶剂。约克-Scheibel 类型 (垂直混合器和 coalescers, 每个物理阶段的一个) 提取专栏是可利用的。和大多数提取物一样, 这一列的整体效率 (数理论阶段/物理阶段) 很低, 特别是与许多蒸馏塔相比。低效率从两个缓慢的质量调动升起 (二液体抵抗而不是一个作为在蒸馏) 和经常也从阶段的不。评价了搅拌速度对萃取液中溶质回收率和总柱效率的影响。

Procedure

在这个实验中, n-壬的性质是一个很好的近似的碳氢化合物混合物的平衡数据目的。三元体系水/异丙醇/n-壬展品类型 I 平衡行为 (有一定的成分范围, 相分裂将不会发生) 在室温。该系统的平衡数据可在附录中找到。

1. 操作约克-Scheibel 专栏

用碳氢化合物混合物/投资促进剂饲料 (如有必要) 填充萃取器, 并从饲料线排出空气。关闭进纸流。
启动搅拌机, 保持搅拌器转速恒定。
打开溶剂、饲料、萃取物和余球阀;并开始流动的溶剂 (水) 进入列。
如果溶剂入口和余出口之间没有接口, 则让分散相上升并形成上层界面。
当上层接口形成时, (重新) 启动进料流。
通过从塔底的提取线上调整倒 U 的高度来控制界面水平。上层接口电平调整 (倒 U) 是敏感的。一英寸的一小部分的运动往往是足够的。
用气相色谱法定期检查余流的稳态状态。气体 chromotagraph 将分离和量化样品中的组分。
使用比重来测量萃取液流的比重并确定其组成

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Results

图3和4显示的结果时, 搅拌和饲料流动率在很大范围内变化。在渐近前, 整体效率和采收率均有所增加, 这是液体-液体萃取剂的典型特征。在近水淹条件下, 总的效率和回收率预计将急剧下降。请注意, 与蒸馏不同, 水驱可在高溶剂或高进料率 (或比) 的液-液萃取过程中进行。¹在本实验中, 较轻的有机相也是分散的 (液滴) 相, 因此在高进料率下, 在水淹之前, ?...

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Application and Summary

液-液萃取 (LLE) 是一种替代蒸馏依赖于溶剂-饲料溶 (或轻微的相容性) 和有利的溶质分配系数, 以获得高溶质回收率在一个溶剂相低的溶剂/饲料比实用。虽然流动的范围 ("夜床") 在哪些 LLE 将是有效的通常是有限的, 并且, 当阶段效率是低的, 当阶段平衡没有达到时, 某些混合物不可能用其他方法分离在连续逆流过程。对这种萃取机平衡操作的数学分析遵循了熟悉的麦凯布蒂勒型程序 (尽管回流经常是...

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References

T.C. Frank, L. Dahuron, B.S. Holden, W.D. Prince, A.F. Seibert and L.C. Wilson, Ch. 15 of “Chemical Engineers Handbook, 8^th Edition”, R.H. Perry and D.W. Green, Eds., McGraw-Hill, New York, 2008.
W.L. McCabe, J.C. Smith, and P. Harriott, “Unit Operations of Chemical Engineering”, 7th Ed., McGraw-Hill, New York, 2005, Ch. 23; C.J. Geankoplis, “Transport Processes and Unit Operations”, 3^rd Ed., Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1993, Ch. 12; R.K. Sinnott, “Coulson and Richardson’s Chemical Engineering Vol. 6 – Chemical Engineering Design (4^th ed.): http://app.knovel.com/hotlink/toc/id:kpCRCEVCE2/coulson-richardsons-chemical/coulson-richardsons-chemical
B.E. Poling, G.H. Thomson, D.G. Friend, R.L. Rowley and W.V. Wilding, Ch.2 of “Chemical Engineers Handbook, 8^th Edition”, R.H. Perry and D.W. Green, Eds., McGraw-Hill, New York, 2008.
J.C. Godfrey, R. Reeve and F.I.N. Obi, Chem. Eng. Prog. Dec. 1989. pp. 61-69; I. Alatiqi, G. Aly, F. Mjalli and C.J. Mumford, Canad. J. Chem. Eng., 73, 523-533 (1995).
http://www.pharmaceuticalonline.com/doc/podbielniak-contactor-a-unique-liquid-liquid-0003 (accessed 12/19/16).
C.J. King, Ch. 18.5 of “Handbook of Solvent Extraction”, T.C. Lo, M.H.I Baird and C. Hanson, Eds., Wiley, New York, 1983.
“Methods in Enzymology, Vol. 228, Aqueous Two-Phase Systems,” H. Walter and G. Johannson, Eds., Academic, San Diego, 1994.
A.I. Vorobeva and M.Kh. Karapetyants, Zh. Fiz. Khim., 41, 1984 (1967). Fits to data from: J. Gmehling, and U. Onken, "Vapor-liquid equilibrium data collection", Dechema, 1977.

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在这个实验中, n-壬的性质是一个很好的近似的碳氢化合物混合物的平衡数据目的。三元体系水/异丙醇/n-壬展品类型 I 平衡行为 (有一定的成分范围, 相分裂将不会发生) 在室温。该系统的平衡数据可在附录中找到。

1. 操作约克-Scheibel 专栏

用碳氢化合物混合物/投资促进剂饲料 (如有必要) 填充萃取器, 并从饲料线排出空气。关闭进纸流。
启动搅拌机, 保持搅拌器转速恒定。
打开溶剂、饲料、萃取物和余球阀;并开始流动的溶剂 (水) 进入列。
如果溶剂入口和余出口之间没有接口, 则让分散相上升并形成上层界面。
当上层接口形成时, (重新) 启动进料流。
通过从塔底的提取线上调整倒 U 的高度来控制界面水平。上层接口电平调整 (倒 U) 是敏感的。一英寸的一小部分的运动往往是足够的。
用气相色谱法定期检查余流的稳态状态。气体 chromotagraph 将分离和量化样品中的组分。
使用比重来测量萃取液流的比重并确定其组成。(这也可以帮助确认已达到稳定状态。在佩里的手册中可以找到萃取液的组成与比重表。³此数据可用于对国际音标的权重进行插值。
使用比重来测量饲料和余的比重, 以便在随后的计算中使用。

2. 关机程序

一旦实验完成, 关闭搅拌器和主电源开关。
关闭饲料和溶剂球阀, 离开余和提取球阀打开。

PLAYLIST

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