Excel进行溶剂萃取工艺计算昆明理工大学化学工程系昆明650051介绍了溶剂萃取工艺计算的Excel电子表格方法,无需手工绘图和编程就可方便地得到计算结果。这种方法可用于教学和工程计算关键词Excel溶剂萃取化学工艺计算Abstractpaperintroducesextractionprocesscalculatingusingexcelspreadsheeteasy2to2usewithoutcalculatingwithoutprogrammingmethodcanengineeringcalculatingKeywordsExcelSolventextractionChemicalprocesscalculating溶剂萃取是化工基本分离方法之一,已广泛应用于无机化工、有机化工、石油、生化、环保和分析等广阔的生产领域。其工艺计算方法有代数公式法、图解法和逐级计算法。代数公式法要求萃取体系溶剂不互溶,各级萃取因子和所用的有机溶剂量相等图解法仅限于三元体系,且手工绘图繁琐和不精确,甚至有些情况下需要试差法作图;逐级计算法借助于计算机可解决复杂萃取体系的计算,精度高、速度快,方便共享。目前,可视化技术使编程变得轻松,各种应用程序更是方便了计算机使用。Excel已为人们所熟知,具有卓著的图表和数值计算功能,并将编程变成了方便形象的菜单和工具栏操作,可充分发挥计算机的高效特性。因此,为了方便教学和具体应用计算本文特介绍萃取工艺计算的Excel电子表格方法计算方法溶剂萃取分离通常采用“错流”与“逆流”两种多级萃取方式。错流萃取是将一次萃取后的萃余水相再次和新鲜萃取剂接触进行萃取,而逆流萃取过程是将多次萃取操作串联起来,实现水相与有机相的逆流操作来说,体系内被萃组分有两个方程式:第一个是分配帄衡关系式,也就是被萃组分离开级的浓度级分配系数。第二个是物料衡算式,分为,博士,从事化学工程教学和科研工作。E2mail:云南省应用基础研究基金98B004R和昆明理工大学科研发展基金98234资助项目2000212204收稿,2001204211计算机应用http:ΠΠ化学通报2002错流和逆流两种情况。对于逆流萃取过程yi+1yi+1yi+1式就是逆流萃取的级操作线分别表示原料液和萃取剂的初始浓度级作物料衡算,得到yi+1yi+1yi+1yi+1式是图解法的基础,即为多级逆流萃取流程的操作线方程yiyi级萃取剂用量,其余符号与逆流过程计算相同由已建立的关系式,可以在Excel中进行多级萃取流程工艺计算。首先要确定帄衡式体形式,这可利用各种活度系数关联式求得,但是可能得到的是帄衡数据表,此时将帄衡数据输Excel工作表中,插入图表,添加趋势线,可得拟合关系式。然后在新工作表中,输入已知量未知量初始值和各关系式。对于错流萃取,如图列输入已知值和未知量初始值,x′列输入式计算出的xi列计算xi与其计算值xi之差启动工具菜单中的“单变量求解”逐级计算浓度分布,其中设置Δxi为目标单元格,目标单元格的值,可变单元格取xi。当级数给定,限定某一组成的最终含量求萃取剂加量时,则需用工具菜单中的“规化求解”进行求解,并以中间各级浓度和萃取剂加量Vi为可变单元格,这可避免图解法对于逆流萃取,如图的已知值和相应的公式输入两列单元格中,其中列输入物料衡算式列输入分配帄衡式。由于原料液和萃取剂组成可知,当萃余液组成要求在某一数值以下求理论级数时y1可由物料衡算求得y0。但是当级数已知,求浓度分布时,要求得y1就必须用试差法设定xN。因此物料衡算式宜采用不含y1逆流萃取计算的Excel输入表格示例错流萃取计算的Excel输入表格示例http:ΠΠchinachemistrymagorg化学通报2002反算到第一级,这不同于由点开始作梯级的图解法。输入公式时,起初一行公式输入后,以下公式用自动填充功能完成。第二行为已知值。求解过程中需要用试差法确定xN可启动工具菜单中的“单变量求解”自动完成,当组分数增加时,则利用工具菜单中的“规化求解”自动求解2gΠL的苯液对苯甲酸水溶液进行错流萃取,使水中苯甲酸浓度由5gΠL降到2gΠL,每级所用的苯液体积皆为初始水液的一半,求理论级数和每级的萃余液浓度平衡数据xAΠgL56yAΠgL1218xA为苯甲酸在水中的浓度yA为苯甲酸在苯中的浓度先求得两相帄衡关系拟合式7564xA1228xA然后按照图将已知值输入表格,逐行计算各级浓度。设未知量xi初始值为,并作为“单变量求解”工具中的可变单元格,计算得每级的萃余液浓度为18gΠL。可见25wt%TBP2煤油溶液通过多级逆流萃取过程提取钍。已知原料液内含钍为48gΠL新鲜TBP萃取剂中不含钍,相比所示。现要求水相出口钍的浓度必须小于4gΠL,求理论级数60112716210224751440175024酸度:4molΠLHNO3其两相帄衡关系拟合式5451075010为了提高低浓度下的拟合精度,根据萃取分配原理,在稀溶液中分配系数为常数,因而为线gΠL范围内拟合得Excel表格计算结果为了求理论级数,先设定xN超过523gΠL时改用第二4723924883。为了求相应的浓度分布值,启动工具菜单中的“单变量求解”,并887gΠL所在单元格为目标单元格设为484gΠL所在单元格为可变单元http:ΠΠwwwchemistrymagorg56化学通报2002,有助于木材染成浅色;而少于,有助于木材染成深色。木材的密度决定了染色的难易程度。密度较小的中、软阔叶材较适合酸性染料染色WoodScienceSpringer2verlegNewYork,1975:83～135SolidWoodWashington:AmericanChemicalSociety,1984:42～212北京林学院主编木材学北京:中国林业出版社,1983:22～25南京林学院主编木制品生产工艺学北京国林业出版社,1983:319～325上海市纺织工业局《染料应用手册》编写组编染料应用手册:纺织工业出版社,1983:32～38酸性染料及酸性媒介染料北京:化学工业出版社,1988:29～46染料的分析与剖析北京:化学工业出版社,1987:32～105张江鸣工业产品着色与配色技术北京:中国轻工业出版社,1999:171～448云南经济木材志昆明:云南人民出版社,1989:40～108 招收博士研究生及招聘博士后上接第 59 重合,结果准确 。而作图法很难调整重合 结论由逐级推算法建立的计算式 ,应用图解法原理在 Excel 中计算方便 ,无需手工绘图和编程 利用Exce“l 单变量求解”或“规化求解”工具自动完成试差过程 ,速度快 、精度高 ,优于图解法 主编化学工程手册 14萃取及浸取 北京:化学工业出版社 ,1998 ,58～101 主编化工原理 天津:天津大学出版社 ,1999 ,166～209 主编液2液萃取过程和设备 北京 :原子能出版社 ,1993 ,135～184 MarkDodge CraigStinson 汉扬天地科技发展有限公司编译Excel 2000 中文版使用大全 北京 2000:53～64 信息服务段雪教授现任长江学者奖励计划特聘教授 ,北京化工大学博士生导师 ,可控化学反应科学与技术基础教 育部重点实验室主任和应用化学研究所所长 。主要研究方向为 超分子结构层柱型无机功能材料的插层组装 无机功能材料基础与应用基础研究。同时 ,还注重边缘学科及交叉学 科的研究 。实验室现承担 30 余项国家级重点科研项目 ,取得了一批具有显示度的成果 段雪教授领导的实验室与法国、英国 、德国等国家的高等院校及研究机构保持着密切的学术联系并开展 了卓有成效的合作 ,现与法国 Pascal 大学的国家研究中心联合培养双学位博士研究生 。研究梯队由 12 名具有 博士学位的青年教师组成 ,其中包括 名英国专家,帄均年龄 37 。现有50 余名在读硕士 、博士研究生 欢迎相关专业及交叉学科的报考或应聘者来本实验室学习和工作。特别要求报考或应聘者对科学研究 具有浓厚的兴趣 ,并有为科学事业而拼搏的精神 。让我们携手并肩共创辉煌 。有意者请与段雪教授联系 北京市朝阳区北三环东路15 北京化工大学98 信箱 邮编 :100029 电线;cn

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