萃取

1．将含A、B组成分别为0.5的400kg混合液与含A、C组成分别为0.2、0.8的混合液600kg进行混合，试在三角形坐标中表示：

（1）两混合液混合后的总组成点M1，并由图读出其总组成；

（2）由图解方法确定将混合液M1脱除200kg的C组分而获得混合物M2的量和组成； （3）将混合物M2的C组分完全脱除后所得混合物M3的量和组成。

2．丙酮（A）-醋酸乙酯（B）及水（S）的三元混合液在时，其平衡数据如下表所示：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 要求：

（1）绘出以上三元混合物三角形相图及辅助曲线。

（2）若将50kg含丙酮0.3、含醋酸乙酯0.7的混合液与100kg含丙酮0.1、含水0.9

的混合液混合，试求所得新的混合物总组成为多少？并确定其在相图中的位置。 （3）以上两种混合物混合后所得两共轭相的组成及质量分别为多少？

质量分数（醋酸乙酯相） A 0.00 4.80 9.40 13.50 16.6 20.0 22.4 26.0 27.8 32.6 B 96.5 91.0 85.6 80.5 77.2 73.0 70.0 65.0 62.0 51.0 S 3.50 4.20 5.00 6.00 6.20 7.00 7.60 9.00 10.2 13.4 A 0.00 3.20 6.00 9.50 12.8 14.8 17.5 19.8 21.2 26.4 质量分数（水相） B 7.40 8.30 8.00 8.30 9.20 9.80 10.2 12.2 11.8 15.0 S 92.6 88.5 /86.0 82.2 78.0 75.4 72.3 68.0 67.0 58.6 3．在互呈平衡的均含有A、B、S组分的液-液两相中，R相及E相的量分别为300kg和600kg，且R相中A的含量为0.3（质量分数），该三元混合物系的相图如图所示。试求： （1）A、B组分在两相中的分配系数；

（2）若向混合物中加入组分A，两相A的组成将如何变化？当加入多少A组分时，它

们将成为均相混合液？此时，混合液的组成为多少？

（3）如果不向系统加入A，而向系统加入溶剂S，其两相A的组成将如何变化？加入多

少溶剂S时，系统变成均相混合液？组成为多少？

4．以水为溶剂从丙酮-醋酸乙酯中萃取丙酮，通过单级萃取，使丙酮含量由原料液中的0.3降至萃余液中的0.15（均为质量分数）。平衡数据见题2。若原料液量为100kg，试求： （1）溶剂水的用量；

（2）所获得的萃取相的量及组成；

（3）为获取含丙酮浓度最大的萃取液所需的溶剂用量。

5．在25℃时，以水为溶剂，通过三级错流萃取从醋酸-氯仿混合液中萃取醋酸。已知原料液量为1000kg，含醋酸0.45（质量分数），平衡数据如下表所示：

质量分数[氯仿层（R相）] 醋酸 0.00 6.77 17.72 25.72 27.65 32.08 34.16 42.5

水 0.99 1.38 2.28 4.15 5.20 7.93 10.03 16.5 醋酸 0.00 25.10 44.12 50.18 50.56 49.41 47.87 42.50 质量分数[水层（E相）] 水 99.16 73.69 48.58 34.17 31.11 25.30 23.28 16.50 若每级加入溶剂量为250kg，试求： （1）最终萃余液的组成能降至多少？

（2）若保持溶剂总用量相同，采用单级萃取其萃余液组成能降至多少？并与以上多级错流

萃取结果进行比较。

6．在25℃下，对含40%的醋酸水溶液以乙醚为溶剂进行多级逆流萃取。原料液量及溶剂用量均为1000kg，要求萃余液中醋酸的含量不大于2%（以上均为质量分数），试求所需的理论级数。平衡数据见下表：

质量分数（水层） 醋酸 93.3 88.0 84.0 78.2 72.1 65.0 55.7

7. 用单级萃取回收6kg丙酮-醋酸乙酯溶液中的丙酮，原料液中丙酮的质量分数为30%，溶剂水的用量为6kg。试求：平衡两相中丙酮的分配系数和溶剂水的选择性稀疏。 8．用三氯乙烷为溶剂，在具有5个平衡级的逆流萃取塔中萃取丙酮-水溶液中的丙酮。已知原料液处理量为2000kg/h，其中含丙酮的组成为0.32（质量分数，下同），溶剂用量为700 kg/h。试求：该塔最终的萃余相中溶质组成能降至多少？丙酮-水-三氯乙烷物系相图如附图所示。

9．今以含溶质A为0.025（质量分数，下同）A、S混合液为溶剂，采用多级错流萃取方法从含A为0.3的A、B混合液中提取A组分，原料液处理量为1000kg/h。若各级加入相

水 0 5.1 8.8 13.8 18.4 23.1 27.9 乙醚 6.7 6.9 7.2 8.0 9.5 11.9 16.4 醋酸 2.3 3.6 5.0 7.2 10.4 15.1 23.6 质量分数（乙醚层） 水 0 3.8 7.3 12.5 18.1 23.6 28.7 乙醚 97.7 92.6 87.7 80.3 71.5 61.3 47.7 同溶剂量200kg，试求使萃余相中溶质降至0.05时所需的理论级数。已知B、S两组分完全不互溶，其溶质的分配曲线如附图所示，图中X、Y均为质量比。

10．拟设计以多级逆流接触萃取塔，以水为溶剂萃取乙醛-甲苯混合液中的乙醛。原料液流

量为1000kg/h，其中含乙醛15%及甲苯85%（以上均为质量分数）。在操作范围内，物系中的甲苯、水可视为完全不互溶，乙醛在两相中的平衡关系可表示为Y=2.2X（X、Y为质量比）。要求萃余相中乙醛含量降至1.0%，试求： （1）最小溶剂用量。

（2）若使用的溶剂量qmS =1.5qmS，min，求所需的理论级数。