学号： 日期： 地点： 课程名称： 过程工程原理实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 萃取实验 实验类型：____同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得
一、 实验目的
1、 了解脉冲萃取实验装置以及萃取操作； 2、 测量脉冲萃取过程的体积传质系数
和每米有效萃取高度的传质单元数；
3、 关联传质单元高度与脉冲萃取过程操作变量的关系（创新性实验）； 4、 计算萃取率；
装 订 二、 实验原理
计算微分逆流萃取塔的塔高时，主要是采取传质单元法。重相由塔顶加入，轻相由塔底加入，假定两液体在塔内均作平推流动，即在塔的横截面上无径向流动，流速和浓度均匀一致。对塔内任意高度处取一微元高度 ，可得：
(1) (2)
线 当萃取浓度低时，平衡关系可简化为过原点的直线，这时可用与低浓度吸收相类似的对数平均推动力法进行计算：
(4)
(5)
(6)
式中：
——以萃取相溶质浓度差为推动力的体积传质系数，——以萃取相溶质浓度差为推动力的传质系数，
；
；
(3)
a——单位塔体积中的相界面面积，
；
——以萃取相表示的总传质单元高度，m； ——以萃取相表示的总传质单元数； 、——萃取相、萃取剂中溶质与溶剂的质量比，
——塔顶、底的平均推动力，
；
；
；
——萃取相的质量流量，
——萃取相的有效高度，m ，本装置Z=1m; ——萃取相的横截面积，
，本装置D内径=50mm。
1、 原料液、萃取相的组成XF、XR的测定
由中和滴定法分析得到。取原料液V1ml，加1~2滴溴百里酚兰指示剂，用摩尔浓度为Nb的KOH-CH3OH溶液滴定至终点，记所用KOH-CH3OH溶液量为V2ml，则根据等当量原则，可计算出原料液中苯甲酸的摩尔浓度。
则原料液溶质的质量分数、质量比分别为
(8)
(7)
(9)
式中：
——原料液中苯甲酸的摩尔浓度，——溶质A的分子量，——原料液密度，
；
；
；
同理，萃余相的质量分数和质量比也可用上述方法求得：
(10)
(11)
式中： 、——分别为萃余相的取样量和滴定所消耗的标准碱的体积数，ml。
2、 萃取相组成的测定
(12)
对流量计的读数应进行校正，再经一定的转化可得3、 传质平均推动力
的计算
。
与平衡组成的偏差程度是传质过程的推动力。在操作线与平衡线为直线的条件下：
(13)
其中
4、 传质单元数
的计算
(14)
5、 体积传质系数
(15)
(16)
式中： ——萃取塔有效操作段体积，。
6、 萃取率的计算
萃取率为被萃取剂萃取的组分A的量与原料液中组分A的量之比。 三、 实验仪器与装置
萃取实验装置如图1所示：
(17)
1.萃余液收集槽 2.萃取液收集槽 3.萃余液取样阀 4.5.6.界面调节阀 7.萃取液出口 8.萃取液取样阀 9.萃取塔 10.脉冲流量调节阀 11.原料液转子流量计 12.调节阀 13.萃取剂转子流量计 14.调节阀 15.离心泵 16.萃取剂贮槽 18.原料液贮槽 19.22.充气阀 20.23.缓冲罐 24.脉冲转向器
图1 萃取实验装置流程示意图
四、
实验步骤
次序 项目 脉冲频率 (rpm) 1 20.10 2 40.50 3 59.60 幅度 水转子流量计读数 水质量流量 转子流量计读数 校正体积流量 原料液密度 原 料 液 原料液质量流量 原料液取样量 滴定用碱量 原料液浓度 原料液质量分数 (mm) (ml/min) (kg/min) (ml/min) (ml/min) (kg/m) (kg/min) (ml) (ml) (mol/L) % 39 200 0.200 182 792.5 10 35.9 7 200 0.200 180 792.5 10 35.9 0.7950 10 18.40 5 200 0.200 180 792.0 10 35.9 0.7940 10 19.30 原料液质量比XF % 萃余相密度 萃 余 相 萃余相取样量 滴定用碱量 苯甲酸浓度 萃余相质量分数 (kg/m) (ml) (ml) (mol/L) % 3 0.7950 10 17.05 萃余相质量比XR % 萃余相浓度YE % % % % m kg/min·m3
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