5.2 萃取实验 Ⅰ转盘萃取塔 一、 实验目的 1、 掌握转盘萃取塔操作的工艺流程特点； 2、 学习转盘萃取塔效率或传质单元高度的测定方法； 3、 研究不同搅拌转速对萃取塔效率或传质单元高度的影响。 二、实验内容 1、 测定转盘萃取塔效率或传质单元高度； 2、 测定外加能量对萃取塔传质效率的影响。 三、实验原理 萃取塔是石油炼制、化学工业和环境保护等部门广泛应用的一种液-液传质设备，具有结构简单、便于安装和制造等特点。在液-液传质系统中，两相间的重度差较小，界面张力差也不大，导致推动相际传质的惯性力较小，已分层的两相分层分离能力也不高。为了提高液液相传质设备的效率，常常补给外加能量，如搅拌、脉冲、振动等。本实验所采用的设备为转盘萃取塔，通过调节转盘的速度可以改变外加能量的大小。 本实验以水为萃取剂，从煤油中萃取苯甲酸，苯甲酸在煤油中的浓度约为0.2%（质量）。水相为萃取相（用字母E 表示，又称连续相、重相），煤油相为萃余相（用字母R 表示，又称分散相、轻相）。在萃取过程中苯甲酸部分地从萃余相转移至萃取相。萃取相及萃余相的进出口浓度由容量分析法测定。考虑水与煤油是完全不互溶的，且苯甲酸在两相中的浓度都很低，可认为在萃取过程中两相液体的体积流量不发生变化。 萃取塔的分离效率可以用传质单元高度或理论级当量高度表示。在轻重两相流量固定的条件下，增加转盘的速度，可以促进液体分散，改善两相流动条件，提高传质效果和萃取效率，降低萃取过程的传质单元高度。但过多的外加能量加入反而会使萃取效率下降，因此寻找适度的外加能量成为本实验的重要目的。 1、 按萃余相基准的总传质单元数和总传质单元高度： ORORHHN (5-2) 式中H ——萃取塔的有效接触高度； ORH——萃余相基准的总传质单元高度，表示设备传质性能的好坏程度； ORN——萃余相基准的总传质单元数，表示过程分离的难易程度。 *FRxORxdxNxx (5-3) 式中x ——萃取塔内某处萃余相中溶质的浓度，以质量分率来表示（下同）； *x ——与相应萃余相浓度成平衡的萃取相中溶质的浓度； Fx ，Rx ——分别表示进塔和出塔的萃余液中溶质的浓度。 若平衡线为直线ykx，则可按下式计算ORN： FRORmxxNx (5-4) 式中 (/)/lnFERmFERxykxxxykx，Ey ——出塔萃取相中溶质的浓度。 于是：/ORORHHN，其大小反映萃取设备传质性能的好坏。 2、萃取塔效率的计算： FRFFxRxFx...
