实验简介

液-液萃取是分离液体混合物和提纯物质的重要单元操作之一。本实验采用转盘萃取塔， 通过转盘萃取塔液-液萃取实验测定传质单元数和传质单元高度。

仿真实验意义

通过仿真实验，可以进行液-液萃取测定实验流程的模拟操作。解决了 液-液萃取测定实验过程中的预习难、实验讲解难、实验操作难、练习难、数据处理难、实验考核难、实验教学管理难等一系列问题，提高了教与学的质量。

仿真实验目的

通过液-液萃取测定实验仿真系统，学生可以了解液-液萃取测定实验的目 的、原理、设备、操作流程以及数据处理方法等。学习装置中各个部件的 名称、用途。通过模拟仿真操作，学生掌握液-液萃取测定实验的操作流程 及每一步操作会产生的响应。掌握评价传质性能的传质单元数和传质单元高度的测定和计算方法。

实验装置及流程

实验中将含有苯甲酸的煤油从油循环槽经油泵通过转子流量计打入转盘塔底部， 由于两相的密度差，煤油从底部住上运动到塔顶。在塔的上部设置一澄清段，以 保证有足够的保留时间，让分散的液相凝聚实现两相分离。经澄清段分层后，油相 从塔顶出口排出返回到油循环槽。水相经转子流量计进入转盘塔的上部，在重力的 作用下从上部住下与煤油混合液逆流接触，在塔底澄清段分层后排出。在塔中，水和 含有苯甲酸的煤油在转盘搅拌下被充分混合，利用苯甲酸在两液相之间不同的平衡关系，实现苯甲酸从油相转移到水相中。

实验原理

在欲分离的液态混合物（本实验暂定为：煤油和苯甲酸的混合溶液）中加入一种与 其互不相溶的溶剂（本实验暂定为：水），利用混合液中各组分在两相中分配性质 的差异，易溶组分较多地进入溶剂相从而实现混合液的分离。萃取过程中所用的溶剂 称为萃取剂（水），混合液中欲分离的组分称为溶质（苯甲酸），萃取剂提取了混 合液中的溶质称为萃取相，分离出溶质的混合液称为萃余相。

与精馏和吸收过程类似，由于过程的复杂性，过程也被分解为理论级和级效率，或 者传质单元数和传质单元高度，对于转盘萃取塔、振动萃取塔这类微分接触萃取塔 的传质过程，一般采用传质单元数和传质单元高度来表征塔的传质特性。

萃取相传质单元数NOE表示分离过程的难易程度。对于稀溶液，近似用下式表示：

式中：N_OE ——萃取相传质单元数

x ——萃取相的溶质浓度（摩尔分率，下同）

x* ——溶质平衡浓度

xl、x2 ——分别表示萃取相进塔和出塔的溶质浓度。 萃取相的传质单元高度用HOE表示：

式中：H为塔的有效高度（m）。

传质单元高度HOE表示设备传质性能的优劣。HOE越大、设备效率越低。影响萃取设备传质性能 的优劣HOE因素很多，主要有设备结构因素、两相物性因素、操作因素以及外加能量的形式和大小。

仿真实验特点

仿真实验中包括实验预习、实验设备、实验流程、实验操作、数据采集、数据处理、实验报告八个部分。

液-液萃取测定仿真实验特点：

（1）具有实验设备流程图，学生可以通过系统进行实验的整个流程的操作，实现操作部件与设备内部物流的正确物流响应关系；

（2）可以让学生熟悉实验流程，掌握实验及各部分零部件的工作原理；

（3）实现预习、练习、测试一体化效果。