《化工分離工程》教案

＠＠大學(xué)《化工分離工》教案～

學(xué)年

第學(xué)期

程講

√√課時(shí)安排：5學(xué)

教學(xué)課型：理論課實(shí)驗(yàn)課□

習(xí)題課□

實(shí)踐課□

其eq\o\ac(□,它)題目（教學(xué)章、節(jié)或主題):第一章緒教學(xué)目的要求分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次)：

論了解分離工程在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，分離過(guò)程的分類以及常用的化工分離操作過(guò)程。了解工業(yè)上常用的分離單元操作的基本原理,解一些典型應(yīng)用實(shí)例。理解分離操作理論的形成和特性，分離過(guò)程的開(kāi)發(fā)方法和發(fā)展趨勢(shì)。掌握分離因子的定義和應(yīng)用,了解傳質(zhì)分離過(guò)程的分類和特征。識(shí)記分離劑的類型及分離過(guò)程的選擇方法。教學(xué)目的要求：識(shí)記：分離劑的類型,分離因子概念，分離過(guò)程的選擇方法。領(lǐng)會(huì)：分離過(guò)程的特征與分類.應(yīng)用：分離過(guò)程的研究?jī)?nèi)容與研究方法。本章重點(diǎn)：掌握分離過(guò)程的特征與分類，分離因子與固有分離因子的區(qū)別,平衡分離和速率分離的原理。本章難點(diǎn)：用分離因子判斷分離過(guò)程的難易程度，分離因子與級(jí)效率之間的關(guān)系。教學(xué)內(nèi)容（注明*重＃難點(diǎn)？點(diǎn)）:分離操作在化工生產(chǎn)中的重要性；傳質(zhì)分離過(guò)程的分類和特征；本課程的任務(wù)和內(nèi)容。第一節(jié)分離操在化工產(chǎn)中的重要第二節(jié)傳質(zhì)分過(guò)程分類和特征1．1平衡分過(guò)程1．．速分離過(guò)程第三節(jié)本課程的任務(wù)和內(nèi)容教學(xué)方式、手段、媒:多媒體為主黑板設(shè)計(jì)：左邊幻燈，右邊板書(shū)1

討論、思考題、作:2

√√課時(shí)安排：15學(xué)

教學(xué)課型：理論課實(shí)驗(yàn)課□

習(xí)題課□

實(shí)踐課□

其eq\o\ac(□,它)題目（教學(xué)章、節(jié)或主題第二章

多組分分離基礎(chǔ)教學(xué)目的要求（分掌握、熟悉、了解三個(gè)層：教學(xué)目的要求：1。掌相平衡各種關(guān)系式及計(jì)算；。掌多組分物系的泡點(diǎn)和露點(diǎn)溫度和壓力的計(jì);。掌等溫閃蒸和部分冷凝過(guò)程的計(jì)算。本章主要討論：設(shè)計(jì)變量；相平衡關(guān)系；泡點(diǎn)和露點(diǎn)的計(jì)算；閃蒸過(guò)程計(jì)算。本章重點(diǎn)：多組分物系的相平衡條件；平衡常數(shù)；分離因子；泡點(diǎn)方程和露點(diǎn)方程法；等溫閃蒸過(guò)程和部分冷凝過(guò)程；閃蒸方程本章難點(diǎn)：平衡常數(shù)計(jì)算；泡點(diǎn)壓力和露點(diǎn)溫度的計(jì)算；等溫閃蒸過(guò)程的計(jì)算。教學(xué)內(nèi)容（注明*重＃難點(diǎn)？點(diǎn)）:相平衡;多組分物系的泡點(diǎn)和露點(diǎn)計(jì)算；閃蒸計(jì)算。教內(nèi)：化工熱力學(xué)程基礎(chǔ)上面了解化工過(guò)程中經(jīng)常遇到的多組分物系的汽液平衡。通過(guò)本章的學(xué)習(xí)要求深刻理解并掌握設(shè)計(jì)變量的確定相平衡關(guān)系的計(jì)算多組分的泡點(diǎn)和露點(diǎn)的計(jì)算；單級(jí)平衡分離過(guò)程計(jì)算。本章主要討論：設(shè)計(jì)變量；相平衡關(guān)系；泡點(diǎn)和露點(diǎn)的計(jì)算；閃蒸過(guò)程計(jì)算。第一節(jié)相平衡132．1．1相平關(guān)系2相平衡常數(shù)的計(jì)算第二節(jié)多組分系的泡點(diǎn)和露點(diǎn)計(jì)算2．．泡溫度和壓力計(jì)算2．．露溫度和壓力計(jì)算第三節(jié)閃蒸過(guò)的計(jì)算2．．等閃蒸和部分凝過(guò)程2．3．2絕熱閃蒸程本章內(nèi)容應(yīng)作為本課程的重點(diǎn)之一。教學(xué)方式、手段、媒介：以多媒體為主黑板設(shè):左邊幻燈，右邊板書(shū)3

討論、思考題、作業(yè)：4

√ii√ii課時(shí)安排：15學(xué)

教學(xué)課型：理論課實(shí)驗(yàn)課□

習(xí)題課□

實(shí)踐課□

其eq\o\ac(□,它)題目（教學(xué)章、節(jié)或主題第三章

多組分精餾和特殊精餾教學(xué)目的要求（分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次:教學(xué)目的要求：1．掌握單元的設(shè)計(jì)變量Ne

、裝置的設(shè)計(jì)變量N；．解多組分精餾過(guò)程分析，掌握小回流比、最少理論板數(shù)和組分分配、實(shí)際回流比和理論板；3。掌握取精餾的基本原理過(guò)程分析與計(jì)算掌握共沸物的特性和共沸組成的計(jì)算,二元非均相共沸物的精餾；了解多元共沸精餾過(guò)程；識(shí)記：關(guān)鍵組分，清晰分割和非清晰分割，分配組分和非分配組分得含義，全回流,最少平衡級(jí)數(shù)的含義；恒沸精餾、萃取精餾的含義相恒沸物和非均相恒沸物的特征;沸精餾與萃取精餾的區(qū)別及各自使用情況，領(lǐng)會(huì)多組分精餾塔內(nèi)流量液相濃度和溫度分布特點(diǎn)最小回流比下不同情況時(shí)恒濃區(qū)的部位芬斯克公式求最少平衡級(jí)數(shù)的幾種形式響精餾操作壓力的因素的討論及操作壓力的選擇恒沸過(guò)程的特點(diǎn)恒沸劑的選擇原則及加入量分析萃取精餾過(guò)程溶劑作用原理，溶劑選擇原則，萃取精餾流程特點(diǎn)應(yīng)用多組分精餾的清晰分割的物料衡算恩德伍德法最小回流比的計(jì)算最少平衡級(jí)數(shù)及塔頂和塔釜組分分配的計(jì)算，實(shí)際回流比、平衡（理論）級(jí)數(shù)、適宜進(jìn)料位置的確定，影響精餾操作的壓力的因素的討論及操作壓力的選擇離恒沸物的雙壓精餾過(guò)程分析取精餾過(guò)程特點(diǎn)，萃取精餾的原理。本章重點(diǎn)：多組分精餾過(guò)程分析和簡(jiǎn)捷計(jì)算方法，特殊精餾過(guò)程、流程。本章難點(diǎn)普通多組分精餾過(guò)程的物料衡算非關(guān)鍵組分的分配復(fù)雜精餾過(guò)程的簡(jiǎn)捷計(jì)算。教學(xué)內(nèi)(注明：＊重點(diǎn)

難？點(diǎn):教學(xué)內(nèi)容：

相平衡；多組分物系的泡點(diǎn)和露點(diǎn)計(jì)算；閃蒸計(jì).本章主要討論：多組分精餾、恒沸精餾、萃取精餾、加鹽萃取精餾的分離原理，分析了各自分離過(guò)程的特點(diǎn)。通過(guò)本章的學(xué)習(xí)要求學(xué)生應(yīng)用化工分離過(guò)程的基本理論概念和知識(shí)掌握各種常用分離過(guò)程如精餾恒沸精餾萃取精餾過(guò)程的基本理論操作特點(diǎn)流程及其簡(jiǎn)捷計(jì)算方法以及塔內(nèi)的流率、濃度和溫度分布特點(diǎn)。5

第一節(jié)設(shè)計(jì)變3．1．1單元的設(shè)計(jì)量3．1．2裝置的設(shè)計(jì)變量第二節(jié)多分餾過(guò)程3．2．1多組分餾過(guò)程析3．2．2最小回比3．2．3最少理論塔板數(shù)和組分分配實(shí)際回流比和理論板數(shù)第三節(jié)萃精餾和共沸精餾3．．萃精餾3．．共沸精餾第四節(jié)吸和出過(guò)程3．4．1吸和蒸出過(guò)程流程3．4．2多分吸收和蒸出過(guò)程分析3．4．3多分吸收和蒸出的簡(jiǎn)捷計(jì)法3．4化學(xué)吸第五節(jié)萃取過(guò)3．5．1萃流程3．5．2逆萃取計(jì)算的集團(tuán)法教學(xué)方式、手段、媒:多媒體為主黑板設(shè)計(jì)：左邊幻燈,右邊板書(shū)討論、思考題、作業(yè)：6

√√課時(shí)安排：學(xué)時(shí)

教學(xué)課型：理論課實(shí)驗(yàn)課□

習(xí)題課□

實(shí)踐課□

其eq\o\ac(□,它)題目（教學(xué)章、節(jié)或主題第四章

氣體吸收和解吸教學(xué)目的要求（分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次通過(guò)本章的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握吸收和解吸過(guò)程的基本原理，概念和知識(shí)，操作特點(diǎn)程及其簡(jiǎn)捷計(jì)算方法及塔內(nèi)的流率度和溫度分布特點(diǎn)解吸收過(guò)程的特點(diǎn)及分類，掌握多組分吸收簡(jiǎn)捷計(jì)算法、吸收因子法。識(shí)記化學(xué)吸收的相平衡吸收和解吸過(guò)程的熱效應(yīng)和溫度分布的分析;平均有效因子法和平均有效解吸因子法計(jì)算平衡級(jí);化學(xué)吸收的有關(guān)計(jì)算。領(lǐng)會(huì)吸收和精餾的異同亨利定律的使用條件吸收和解吸過(guò)程設(shè)計(jì)變量和關(guān)鍵組分的確定吸收因子和解吸因子定義多組分吸收和解吸的簡(jiǎn)捷計(jì)算方法和應(yīng)用化學(xué)吸收的類型和增強(qiáng)因子的定義。應(yīng)用:吸收的工業(yè)應(yīng)用，物理吸收過(guò)程的平衡；吸收和解吸過(guò)程的流程特點(diǎn)及其分類塔內(nèi)單向傳質(zhì)和濃度分布的討論；吸收過(guò)程的平衡,平均吸收因子和平均解吸因子、吸收率和解吸率級(jí)不可逆反應(yīng)和擬一級(jí)不可逆反應(yīng)的化學(xué)吸收的類型和增強(qiáng)因子和吸收速率的計(jì)算。本章重點(diǎn)：多組分吸收和解吸過(guò)程分析，簡(jiǎn)捷計(jì)算方法。本章難點(diǎn):多組分吸收和解吸過(guò)程計(jì)算的平均吸收因子和有效因子法。教學(xué)內(nèi)容（注明*重＃難點(diǎn)？點(diǎn)：第4章氣體收和解吸4.1多分吸收和解吸過(guò)程分一、吸收和解吸二、工業(yè)生產(chǎn)中的吸收過(guò)程三、吸收過(guò)程的分類四、吸收過(guò)程的特點(diǎn)一、吸收和解吸吸收是利用液體處理氣體混合物，根據(jù)氣體混合物中各組分在液體中溶解度的不而達(dá)到分離目的傳質(zhì)過(guò)程吸收是一個(gè)分離過(guò)程，且分離的是氣體混合物，分離的介質(zhì)是某一種液體溶劑稱為吸收劑被吸收的氣體混合物稱為溶質(zhì)當(dāng)吸收過(guò)程用于中間產(chǎn)物分離時(shí)，離開(kāi)吸收塔的吸收液需進(jìn)行解吸操其作用是將溶質(zhì)從吸收液中驅(qū)趕出來(lái)，并使吸收劑獲得再生，所以解吸是吸收的逆過(guò)程。二、工業(yè)生產(chǎn)中的吸收過(guò)程①凈化或精制氣體7

②分離氣體混合物③將最終氣態(tài)產(chǎn)品制成溶液或中間產(chǎn)品④廢氣治理三、吸收過(guò)程的分類⑴按組分的相對(duì)溶解度的大小①單組分吸收只有一個(gè)組分在吸收劑中具有顯著的溶解度，其它組分的溶解度均小到可以忽略不計(jì)。如制氫工業(yè)中空進(jìn)行深冷分離用堿液脫出其中的二氧化碳以凈化空氣時(shí)CO2僅堿液中具有顯著的溶解度，而空氣中的氮、氧、氬等氣體的溶解度均可忽略。②多組分吸收氣體混合物中具有顯著溶解度的組分不止一吸收目產(chǎn)物的同時(shí)也吸收了其他組分。如用油吸收法分離石油裂解氣，除氬以,其它組分都程度不同的從氣相溶到吸收劑中⑵吸收過(guò)程有無(wú)化學(xué)反應(yīng)①物理吸收所溶組分與吸收劑不起化學(xué)反應(yīng)②化學(xué)吸收溶質(zhì)與溶劑有顯著的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。如用氫氧化鈉或碳酸鈉溶液吸收二氧化碳、用稀硫酸吸收氨等過(guò)程?；瘜W(xué)反應(yīng)能大大提高單位體積液體所能吸收的氣體量并加快吸收速率。⑶吸收過(guò)程溫度變化是否顯著⑷按吸收量的多少⑸按汽液兩相接觸方式和采用的設(shè)備形式§吸收和解吸過(guò)程流程一、單純吸收工藝流程二、吸收—解吸法三、吸收蒸出塔欲分離氨氣＋空氣的混合,選擇水做溶劑，因?yàn)榘彼谒械娜芙舛茸畲?，而空氣幾乎不溶于水。?—3多組分吸收和解吸過(guò)程簡(jiǎn)捷計(jì)算一、吸收過(guò)程工藝計(jì)算的基本概念二、吸收因子吸收因素）三、吸收因子法的基本方程四、平均吸收因子法五、平均有效吸收因子法§化吸收4.4.1化吸收的類型和增強(qiáng)因子。。2化吸收速率4.4.3化吸收的計(jì)算化學(xué)吸收通常指溶質(zhì)氣體A溶溶液,即溶液中不揮發(fā)的反應(yīng)劑B組進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程；是一種傳質(zhì)與反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程。由于在吸收的同時(shí)液相伴有化學(xué)變化,使中的溶質(zhì)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物。優(yōu)點(diǎn):①化學(xué)反應(yīng)提高了吸的選擇性；②吸收速率快，設(shè)備投資費(fèi)和能耗低；8

③反應(yīng)增加了溶質(zhì)在液相中的溶解度，吸收劑用量少；④反應(yīng)降低了溶質(zhì)在氣相中的平衡分壓，可較徹底地除去氣相中很少量的有害氣.缺點(diǎn):解吸困難，解吸能耗若反應(yīng)為不可反應(yīng)劑不能循環(huán)使用，用途大受限化學(xué)吸收（溶質(zhì)與吸收劑之間的化學(xué)反應(yīng)對(duì)吸收過(guò)程具有顯著影響。主要特:吸收過(guò)程中溶質(zhì)進(jìn)入液后在擴(kuò)散路徑上不斷被化學(xué)反應(yīng)所消耗。雙膜理論由和Whitman在上世紀(jì)二十年代提出是早出現(xiàn)的傳質(zhì)理論雙理論基本論點(diǎn)（相接觸的兩流體間存在著穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)各存在著一個(gè)很薄(等效厚度分別為和）流體膜層。溶質(zhì)以分子擴(kuò)散方式通過(guò)此兩膜層。相界面沒(méi)有傳質(zhì)阻力，即溶質(zhì)在相界面處的濃度處于相平衡狀態(tài)。（3)在層以外的兩相主流區(qū)由于流體湍動(dòng)劇烈，傳質(zhì)速率高，傳質(zhì)阻力可以忽略不計(jì)，相際的傳質(zhì)阻力集中在兩個(gè)膜層內(nèi)。教學(xué)方式、手段、媒介：以多媒體為主黑板設(shè)計(jì)：左邊幻燈，右邊板書(shū)討論、思考題、作業(yè)：9

√√課時(shí)安:10時(shí)

教學(xué)課型：理論課實(shí)驗(yàn)課□

習(xí)題課□

實(shí)踐課□

其eq\o\ac(□,它)題目（教學(xué)章、節(jié)或主題):第六章

分離過(guò)程及設(shè)備的效率與節(jié)能教學(xué)目的要求分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次教學(xué)目的要求：了解分離過(guò)程及備的選擇與放大的主要方法與影響因素通過(guò)本章學(xué)習(xí)要求學(xué)生掌握影響氣液接觸設(shè)備能力的因素；氣液接觸設(shè)備的級(jí)效率及其影響因素；掌握強(qiáng)化分離操作的途徑和精餾過(guò)程的節(jié)能技術(shù)。識(shí)記：氣液傳質(zhì)設(shè)備效率的各種定義；有關(guān)分離操作的節(jié)能經(jīng)驗(yàn)規(guī)則。領(lǐng)會(huì)：氣液傳質(zhì)設(shè)備效率的定義；分離工程的最小分離功的定義；分離過(guò)程的節(jié)能。應(yīng)用：影響級(jí)效率的因素和塔級(jí)上流動(dòng)液相的三種混合類型級(jí)效率計(jì)算方法中的機(jī)理模型方法；多組分混合物的最小分離功、凈功消耗、熱力學(xué)效率計(jì)算；節(jié)能的重要途徑。本章重點(diǎn):氣液傳質(zhì)設(shè)備效率的估算方法。實(shí)際分離工程的有效能損失，分離工程的最小功。精餾過(guò)程的節(jié)能,熱力學(xué)效率。本章難點(diǎn):確定氣液傳質(zhì)設(shè)效率的經(jīng)驗(yàn)方法和機(jī)理模型離工程的有效能分析和節(jié)能。教學(xué)內(nèi)(注明*重＃點(diǎn)？點(diǎn)．氣傳質(zhì)設(shè)備的處理能力與效率．．1氣傳質(zhì)設(shè)備處理能力的響因素．．2氣傳質(zhì)設(shè)備的效率及其響因素．．3氣傳質(zhì)設(shè)備的效率．萃取設(shè)備的處理能力、傳質(zhì)效率與放大．．1萃設(shè)備的處理能力和塔．．2影萃取塔效率的因素．．3萃塔效率．．4萃設(shè)備的放大．傳質(zhì)設(shè)備的選擇．．1氣傳質(zhì)設(shè)備的選擇．．2萃設(shè)備的選擇．分過(guò)程的選擇．．1可性．．2分過(guò)程的類型．．3生規(guī)模教學(xué)方式、手段、媒介：以多媒體為主10

黑板設(shè):左邊幻,邊板書(shū)討論、思考題、作業(yè)：11

課時(shí)安排：學(xué)時(shí)

教學(xué)課型理論課√實(shí)驗(yàn)課□

習(xí)題課□

實(shí)踐課□

其eq\o\ac(□,它)題目（教學(xué)章、節(jié)或主題:第七章

其他分離方法教學(xué)目的要求（分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次。了分離用膜和膜分離技術(shù)、反滲透、超濾、電滲透、氣體膜分離技術(shù)、液膜分；。了吸附原理和吸附劑、建立吸附平衡、吸附速率方程，掌握吸附生產(chǎn)工;。了膜分離過(guò)程分析；了解工藝生產(chǎn)情;教學(xué)目的要求分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次通過(guò)本章的學(xué)習(xí)要求學(xué)生對(duì)一些新分離技術(shù)有一定的了解；吸附分離過(guò)程的基本概念、原理，業(yè)上吸附及變壓吸附分離的方法。超臨界流體與氣體性質(zhì)的區(qū)別，掌握超臨萃取的原理及其流程了解膜的種類和特點(diǎn)；反滲透、超濾、電滲析的原理。掌握滲透壓的定義和濃差極化現(xiàn)象。本章主要討論吸附；反應(yīng)精餾；膜分離。離子交換和液液萃取不做考核要求。識(shí)記：佛羅德利希等溫式、朗格