3.精餾段和提餾段操作線方程

3.精餾段和提餾段操作線方程3.精餾段和提餾段操作線方程3.精餾段和提餾段操作線方程xxx公司3.精餾段和提餾段操作線方程文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計，管理制度《精餾段和提餾段操作線方程》教學(xué)設(shè)計課程名稱化工單元操作課題精餾段和提餾段操作線方程授課對象中職二年級學(xué)生課型理論課授課人數(shù)48人課時1教材分析教學(xué)目標(biāo)1.知識與技能：通過學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握精餾段和提餾段操作線方程。2.過程與方法：學(xué)生能通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，分析解決實際問題，培養(yǎng)合作意識和創(chuàng)造性思維能力。3.情感態(tài)度與價值觀：通過學(xué)習(xí)本節(jié)課，學(xué)生能正確對待學(xué)習(xí)，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，尋找有效的學(xué)習(xí)方法。教學(xué)重點精餾段和提餾段操作線方程及其畫法、有關(guān)計算教學(xué)難點精餾段和提餾段操作線方程的推導(dǎo)教學(xué)方式以PPT展示、黑板講授相結(jié)合為主，啟發(fā)、提問、討論等多種方法相結(jié)合。課前準(zhǔn)備1.全班分為8個學(xué)習(xí)小組，選好小組長；2.多媒體課件ppt；3.預(yù)習(xí)課本上《精餾段和提餾段操作線方程》有關(guān)內(nèi)容。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動時間復(fù)習(xí)回顧導(dǎo)入新知復(fù)習(xí)：精餾塔全塔物料衡算方程導(dǎo)入：在化工專業(yè)春季高考中，精餾的計算上非常重要的，特備上有關(guān)操作線方程的計算。今天我們就來學(xué)習(xí)精餾段和提餾段操作線方程及其計算。回答：總物料衡算：F=D+W易揮發(fā)組分衡算：FxF=DxD+WxW講授新知講述：在精餾塔中，任意塔板（n板）下降的液相組成xn與由其下一層塔板（n+1板）上升的蒸汽組成yn+1之間的關(guān)系稱之為操作關(guān)系，描述它們之間關(guān)系的方程稱為操作線方程。操作線方程可通過塔板間的物料衡算求得。在連續(xù)精餾塔中，因原料液不斷從塔的中部加入，致使精餾段和提餾段具有不同的操作關(guān)系，現(xiàn)分別予以討論。學(xué)生聆聽、記憶講授新知講述：1、精餾段操作線方程在圖片虛線范圍（包括精餾段的第n+1層板以上塔段及冷凝器）內(nèi)作物料衡算，以單位時間為基準(zhǔn)，可得：總物料衡算：V=L+D易揮發(fā)組分的物料衡算：Vyn+1=Lxn+DxD式中：V——精餾段內(nèi)每塊塔板上升的蒸汽摩爾流量，kmol/h；L——精餾段內(nèi)每塊塔板下降的液體摩爾流量，kmol/h；yn+1——從精餾段第n+1板上升的蒸汽組成，摩爾分率；xn——從精餾段第n板下降的液體組成，摩爾分率。將以上兩式聯(lián)立后，有：令R=L/D，R稱為回流比，于是上式可寫作：以上兩式均稱為精餾段操作線方程。點評小組的發(fā)言：（略）聆聽并看下圖學(xué)生書寫記憶：分析歸納：(小組發(fā)言)關(guān)于精餾段操作線方程的兩點討論（1）該方程表示在一定操作條件下，從任意板下降的液體組成xn和與其相鄰的下一層板上升的蒸汽組成yn+1之間的關(guān)系。（2）該方程為一直線方程，該直線過對角線上a(xD，xD)點，以R/(R+1)為斜率，或在y軸上的截距為xD/(R+1)。講授新知講述：2、提餾段操作線方程在圖虛線范圍（包括提餾段第m層板以下塔段及再沸器）內(nèi)作物料衡算，以單位時間為基準(zhǔn)，可得：總物料衡算：L’=V’+W易揮發(fā)組分衡算：L’xm=V’ym+1+WxW式中：L’——提餾段中每塊塔板下降的液體流量，kmol/h；V’——提餾段中每塊塔板上升的蒸汽流量，kmol/h；xm——提餾段第m塊塔板下降液體中易揮發(fā)組分的摩爾分率；ym+1——提餾段第m+1塊塔板上升蒸汽中易揮發(fā)組分的摩爾分率。將以上兩式聯(lián)立后，有：或上式兩式均稱為提餾段操作線方程。提餾操作線方程的其他表現(xiàn)形式令：，R’稱為再沸比再沸比R’是提餾段內(nèi)各塊塔板下降的液體量與塔底引出的釜液（餾殘液）量之比。則提餾操作線可改寫為：聆聽并看下圖學(xué)生書寫記憶：分析歸納：(小組發(fā)言)關(guān)于提餾段操作線方程的兩點討論（1）該方程表示在一定操作條件下，提餾段內(nèi)自任意板下降的液體組成xm，和與其相鄰的下一層板上升蒸汽組成ym+1之間的關(guān)系。（2）提餾段操作線方程為一直線方程，在定常連續(xù)操作過程中，該直線過對角線上b(xw，xw)點，以L’/V’為斜率，或在y軸上的截距為－WxW/V’。典型例題投影：將含24%（摩爾分?jǐn)?shù)，下同）易揮發(fā)組分的某液體混合物送入一連續(xù)精餾塔中。要求餾出液含95%易揮發(fā)組分，釜液含3%易揮發(fā)組分。送入冷凝器的蒸氣量為850kmol/h，流入精餾塔的回流液為670kmol/h，試求：1、每小時能獲得多少kmol/h的餾出液多少kmol/h的釜液2、回流比R為多少3、寫出精餾段操作線方程；4、若進料為飽和液體，寫出提餾操作線方程。學(xué)生討論、作答：小組代表發(fā)言具體答案見ppt講授新知3、操作線的作法講述：用圖解法求理論板層數(shù)時，需先在x–y圖上作出精餾段和提餾段的操作線。前已述及，精餾段和提餾段的操作線方程在x－y圖上均為直線。作圖時，先找出操作線與對角線的交點，然后根據(jù)已知條件求出操作線的斜率（或截距），即可作出操作線。（1）精餾段操作線的作法由：當(dāng)xn＝xD時，yn+1＝xD。說明精餾線有一點其橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)相等，這一點必然落在對角線上，可從對角線上查找。由分離要求xD和經(jīng)確定的回流比R可計算出截距xD/(R＋1)。由一點加上截距（兩點式）在x－y圖上作出直線即為精餾操作線。學(xué)生活動：練習(xí)繪制精餾段操作線的方法。如下圖中的直線ab所示（2）提餾段操作線的作法由：當(dāng)xm＝xW時，ym+1＝xW。說明提餾線也有一點其橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)相等，這一點必然落在對角線上，可從對角線上查找。由分離要求xW和經(jīng)確定的再沸比R’可計算出截距－xW/(R’＋1)。由一點加上截距（兩點式）在x－y圖上作出直線即為提餾操作線。由圖可看出，提餾段操作線的截距數(shù)值很小。因此，提餾段操作線不易準(zhǔn)確作出，且這種作圖方法不能直接反映出進料熱狀況的影響。故提餾段操作線通常按以下方法作出（兩點式）。先確定提餾段操作線與對角線的交點c，再找出提餾段操作線與精餾段操作線的交點d（其坐標(biāo)可聯(lián)立兩操作線方程求得），直線cd即為提餾段操作線。學(xué)生活動：練習(xí)繪制提餾段操作線的方法。如下圖中的直線cd所示課堂練習(xí)選擇題：見ppt點評學(xué)生練習(xí)情況學(xué)生完成練習(xí)計算