CHƯƠNG 6 TRÍCH LY LỎNG LỎNG

QT & TB TRUYỀN KHỐI
MMH: 607050

BỘ MÔN: QT & TB CNHH
KHOA:
KỸ THUẬT HOÁ HỌC
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM
NGƯỜI SOẠN: PGS.TS. Trịnh Văn Dũng

18.11.2012

Truyền khối A

MSMH: 607050

1


CHƯƠNG 6
TRÍCH LY LỎNG - LỎNG
6.1 Khái niệm chung
6.2 Cân bằng pha hệ lỏng - lỏng
6.3 Trích ly một bậc
6.4 Trích ly nhiều bậc chéo chiều
6.5 Trích ly nhiều bậc ngược chiều
6.6 Trích ly liên tục
6.7 Thiết bò trích ly
6.8 Tính toán thiết bò trích ly

18.11.2012

Truyền khối A

MSMH: 607050

2


CHƯƠNG 6
TRÍCH LY LỎNG - LỎNG
6.1 Khái niệm chung

Trích ly là gì?
Trích ly (chiết):
tách một hay một vài cấu tử của hỗn hợp lỏng hay rắn;
bằng dung môi không tan trong dung dòch đầu;

(A+B) + S (C)  (S+B) + A
E
R (A+B+S)
Chất lỏng: dung môi hay tác nhân, chất trích ly;
Cấu tử cần tách: cấu tử bò trích ly;
Dung dòch thu được: dòch chiết – Extraction (E);
Chất lỏng đầu: nước cái – Raphinat (R);

18.11.2012

Truyền khối A

MSMH: 607050

3


CHÖÔNG 6
TRÍCH LY LOÛNG - LOÛNG
6.1 Khaùi nieäm chung
Trích ly xảy ra như thế nào?

Quá trình trích ly xảy ra theo 3 giai đoạn:
- Trộn hỗn hợp đầu với dung môi;
- Tách hai pha;
- Hoàn nguyên tác nhân trích ly;

18.11.2012

Truyền khối A

MSMH: 607050

4


CHÖÔNG 6
TRÍCH LY LOÛNG - LOÛNG
6.1 Khaùi nieäm chung

Trích ly xảy ra như thế nào?

3 giai đoạn nối tiếp nhau:
- Giai đoạn nào chậm quyết định tốc độ chung;

- Trong trích ly lỏng – lỏng để tách pha tốt cần lớn;
Để tái sinh dung môi:
- Đun bốc hơi;
- Chưng cất;

18.11.2012

Truyền khối A

MSMH: 607050

5


CHƯƠNG 6
TRÍCH LY LỎNG - LỎNG
6.1 Khái niệm chung
Quá trình trích ly được dùng khi nào?
a) Đối với hỗn hợp lỏng không tách được bằng chưng cất:
-Hỗn hợp đẳng phí;
-Hỗn hợp có nhiệt độ sôi cao;
b) Đối với hỗn hợp tách được bằng chưng cất nhưng chi phí cao:
-Dung dòch loãng;
-Dung dòch có nhiệt độ sôi gần nhau;

18.11.2012

Truyền khối A

MSMH: 607050

6


CHƯƠNG 6
TRÍCH LY LỎNG - LỎNG
6.1 Khái niệm chung
Quá trình trích ly có nhược điểm gì?
-

Quá trình trích ly phải dùng thêm dung môi nên:
Tăng chi phí cho dung môi;
Không tránh khỏi việc làm bẩn sản phẩm cần tách;
Khó tách hết dung môi khỏi sản phẩm;
Công nghệ phức tạp;

18.11.2012

Truyền khối A

MSMH: 607050

7


CHƯƠNG 6
TRÍCH LY LỎNG - LỎNG
6.1 Khái niệm chung
Chọn lựa tác nhân trích ly cần chú ý:
- Độ chọn lọc cao;

-Dễ hoàn nguyên (tái sinh): , CP, r nhỏ;
 lớn
-Ít độc hại: An toàn khi làm việc;
Với môi trường;
Ít ăn mòn thiết bò;
- Giá thành hạ, dễ kiếm, ổn đònh và dễ bảo quản...
18.11.2012

Truyền khối A

MSMH: 607050

8


CHƯƠNG 6
TRÍCH LY LỎNG - LỎNG
6.2 Cân bằng pha hệ lỏng - lỏng
Hỗn hợp lý tưởng tuân theo đònh luật phân bố
Hỗn hợp thực xây dựng
ng bằng thực nghiệm

18.11.2012

Truyền khối A

MSMH: 607050

9

CHƯƠNG 6
TRÍCH LY LỎNG - LỎNG
6.2 Cân bằng pha hệ lỏng - lỏng
Đònh luật phân bố:

y * t  const
m
 const
x

 y*  mx

y

t1

t2
t3
x
18.11.2012

Truyền khối A

MSMH: 607050

10


CHƯƠNG 6

TRÍCH LY LỎNG - LỎNG
6.2 Cân bằng pha hệ lỏng - lỏng
Hệ thực y* = f(x) được xây dựng
ng bằng TN
Dạng đường đẳng nhiệt:
1 – hệ lý tưởng;

y
•
•

1

2
3

2 – dung dòch thực không điện ly;
3 – dung dòch điện ly;

18.11.2012

Truyền khối A

0

MSMH: 607050

x
11

CHƯƠNG 6
TRÍCH LY LỎNG - LỎNG
6.2 Cân bằng pha hệ lỏng - lỏng
H2 O
99,89
89,79
79,69
69,42
58,64
46,28
27,41
25,66

18.11.2012

Lớ p nướ c
C3 H6 O
0
10
20
30
40
50
60
60,58

C7 H8 Cl
0,11
0,21

0,31
0,58
1,36
3,72
12,59
13,76

Truyền khối A

Lớ p clorua benzen
H2 O
C3 H6 O
C7 H8 Cl
0,18
0
99,82
0,49
10,79
88,72
0,79
22,23
76,98
1,72
37,48
60,80
3,05
49,44
47,51
7,24
59,19

33,57
12,85
61,07
15,08
13,76
60,58
25,66

MSMH: 607050

12


CHƯƠNG 6
TRÍCH LY LỎNG - LỎNG
6.2 Cân bằng pha hệ lỏng - lỏng
Xét đồ thò tam giác đều:
Ba đỉnh A,B,C là các cấu tử nguyên chất;
Các cạnh AB, BC, AC:
dung dòch 2 cấu tử nối 2 đỉnh;
Điểm trong tam giác:
3 cấu tử A, B, C

18.11.2012

Truyền khối A

MSMH: 607050

13

CHệễNG 6
TRCH LY LONG - LONG
6.2 Caõn baống pha heọ loỷng - loỷng

18.11.2012

Truyn khi A

MSMH: 607050

14


CHệễNG 6
TRCH LY LONG - LONG
6.2 Caõn baống pha heọ loỷng - loỷng

18.11.2012

Truyn khi A

MSMH: 607050

15


CHệễNG 6
TRCH LY LONG - LONG

6.2 Caõn baống pha heọ loỷng - loỷng

18.11.2012

Truyn khi A

MSMH: 607050

16


CHệễNG 6
TRCH LY LONG - LONG
6.2 Caõn baống pha heọ loỷng - loỷng
y

A

y* = f(x)
AC

B

18.11.2012

C

Truyn khi A

0

MSMH: 607050

x17


CHƯƠNG 6
TRÍCH LY LỎNG - LỎNG
6.3 Trích ly một bậc
6.3.1 Trích ly một bậc
6.3.2 Trích ly nhiều bậc chéo chiều
6.3.3 Trích ly nhiều bậc ngược chiều
6.3.4 Trích ly liên tục

18.11.2012

Truyền khối A

MSMH: 607050

18


CHƯƠNG 6
TRÍCH LY LỎNG - LỎNG
6.3 Trích ly một bậc
F
S
1

Cho F(A + B) và C  S vào thiết bò
Khuấy trộn đều
Khi khuấy mạnh và đủ lâu
Coi quá trình đạt cân bằng
Cho sang thiết bò lắng 2: Rafinat (R)
Dòch chiết (E)
Tiến hành mẻ khác
18.11.2012

Truyền khối A

M

MSMH: 607050

2
R

E

19


CHƯƠNG 6
TRÍCH LY LỎNG - LỎNG
6.3 Trích ly một bậc
F
S
b) Cho: Cho số liệu cân bằng;
F, xF, xR;

Tính: S, E, R, yE;
Giới hạn

1
M

2
R

E

18.11.2012

Truyền khối A

MSMH: 607050

20


CHệễNG 6
TRCH LY LONG - LONG
6.3 Trớch ly moọt baọc
Caõn baống chung:
F+S=M=R+E

B

MF
SF

MS

FM
MR
EM
F 1
MS
RE


MR

RE


R=ME

F M1
xF

M
xR

R

A
18.11.2012

Truyn khi A

E

M2
C

MSMH: 607050

21


CHÖÔNG 6
TRÍCH LY LOÛNG - LOÛNG
6.3 Trích ly moät baäc

S min

FM 1
F
M 1S

S max

FM 2
F
M 2S

B

F M1
xF

M
xR

R

A
18.11.2012

Truyền khối A

E

M2
C

MSMH: 607050

22


CHÖÔNG 6
TRÍCH LY LOÛNG - LOÛNG
6.3 Trích ly moät baäc
B
x*F

F M1
xF

M
xR

R

A
18.11.2012

Truyền khối A

E

M2
C

MSMH: 607050

23


CHƯƠNG 6
TRÍCH LY LỎNG - LỎNG
6.3 Trích ly một bậc
c) Ưu điểm: đơn giản;
công nghệ linh động;
vốn đầu tư thấp;
Nhược điểm: hiệu suất thấp;
độ thu hồi không cao;
nồng độ nhỏ;
năng suất không lớn;

c) Phạm vi sử dụng: dùng để tách sơ bộ
hệ có độ hòa tan lớn;
chỉ phù với năng suất thấp.
18.11.2012

Truyền khối A

MSMH: 607050

24


CHƯƠNG 6
TRÍCH LY LỎNG - LỎNG
6.4 Trích ly nhiều bậc chéo chiều
a) Sơ đồ nguyên lý:
S
F

S1

R1

1
E1

S2

R2

2

Si

E2

Ri

i
Ei

Dung dòch đầu cho vào bậc 1
nước cái bậc 1 vào bậc 2
ra khỏi bậc 2 đi vào bậc 3 …;
dung môi cho vào mỗi bậc;
Tiến hành cho đến khi đạt yêu cầu thi tách sản phẩm ra
18.11.2012

Truyền khối A

MSMH: 607050

25