《化工分離工程》教案

1、大學(xué)化工分離工程教案學(xué)年第學(xué)期課程學(xué)時(shí)65學(xué)課專(zhuān)主程講名教院稱(chēng)業(yè)師化學(xué)工程化工分離工程化工工藝課時(shí)安排：5學(xué)時(shí)題目（教學(xué)章、節(jié)或主題教學(xué)課型：理論課實(shí)驗(yàn)課習(xí)題課實(shí)踐課其它第一章 緒論教學(xué)目的要求（分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次：教學(xué)目的要求：識(shí)記：分離劑的類(lèi)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(lèi)。應(yīng)用：分離過(guò)程的研究?jī)?nèi)容與研究方法。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* 重點(diǎn)# 難點(diǎn)？疑點(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(lèi)和特征；本課程的任務(wù)和內(nèi)容。第一節(jié)分離操作在化工生產(chǎn)中的重要性第二節(jié)傳質(zhì)分

2、離過(guò) 程的 分類(lèi)和特 征1平衡分離過(guò)程122速率分離過(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)：討論、思考題、作業(yè)：課時(shí)安排： 15 學(xué)時(shí)題目（教學(xué)章、節(jié)或主題教學(xué)課型：理論課實(shí)驗(yàn)課習(xí)題課實(shí)踐課其它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)層次： 掌握相平衡各種關(guān)系式及計(jì)算；掌握多組分物系的泡點(diǎn)和露點(diǎn)溫度和壓力的計(jì)算；掌握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

3、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* 重點(diǎn)# 難點(diǎn)？疑點(diǎn)：相平衡；多組分物系的泡點(diǎn)和露點(diǎn)計(jì)算；閃蒸計(jì)算教學(xué)內(nèi)容：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131相平衡關(guān)系2相平衡常數(shù)的計(jì)算221222第三節(jié)閃蒸過(guò)程的計(jì)算12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)：討論、思考題、作業(yè)：課時(shí)安排： 15 學(xué)時(shí)題目（教學(xué)章、節(jié)或主題教學(xué)課型：理論課實(shí)驗(yàn)課習(xí)題課實(shí)踐課其它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：

4、1掌握單元的設(shè)計(jì)變量N e、裝置的設(shè)計(jì)變量N u；ii了解多組分精餾過(guò)程分析，掌握最小回流比、最少理論板數(shù)和組分分配、實(shí)際回流比和理論板；二元非均相共沸物的精餾；了解多元共沸精餾過(guò)程；理，溶劑選擇原則，萃取精餾流程特點(diǎn)。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。計(jì)算。教學(xué)內(nèi)容（注明* 重點(diǎn)# 難點(diǎn)？疑點(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)算。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)。以及塔內(nèi)的流率、濃度和溫度分布特點(diǎn)。第一節(jié)設(shè)計(jì)變量第一節(jié)設(shè)計(jì)變量311312裝置的設(shè)計(jì)變量第二節(jié)多組分精餾過(guò)程321多組

5、分精餾過(guò)程分析322最小回流比323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)萃取精餾和共沸精餾1萃取精餾2共沸精餾第四節(jié)吸收和蒸出過(guò)程吸收和蒸出過(guò)程流程多組分吸收和蒸出過(guò)程分析多組分吸收和蒸出的簡(jiǎn)捷計(jì)算法4化學(xué)吸收第五節(jié)萃取過(guò)程萃取流程逆流萃取計(jì)算的集團(tuán)法教學(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)：課時(shí)安排：10 學(xué)時(shí)題目（教學(xué)章、節(jié)或主題教學(xué)課型：理論課實(shí)驗(yàn)課習(xí)題課實(shí)踐課其它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：掌握多組分吸收簡(jiǎn)捷計(jì)算法、吸收因子法。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。類(lèi)型和增強(qiáng)因子的

6、定義。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* 重點(diǎn)# 難點(diǎn)？疑點(diǎn)第4章 氣體吸收和解吸4.1 多組分吸收和解吸過(guò)程分析一、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(lèi)四、吸收過(guò)程的特點(diǎn)一、吸收和解吸質(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(chēng)為吸收劑被吸收的氣體混合物稱(chēng)為溶質(zhì)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)程凈化或精制氣體分離氣體混合物將最終氣態(tài)產(chǎn)品制成溶液或中間產(chǎn)品廢氣治理三、吸收過(guò)程的分類(lèi)按組分的相對(duì)溶解度的大小單組分吸

7、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)。CO2 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。多組分吸收氣體混合物中具有顯著溶解度的組分不止一個(gè), 吸收目的產(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，除氬以外，其它組分都程度不同的從氣相溶到吸收劑中。吸收過(guò)程有無(wú)化學(xué)反應(yīng)物理吸收所溶組分與吸收劑不起化學(xué)反應(yīng)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。 吸收過(guò)程溫度變化是否顯著按吸收量的多少按汽液兩相接觸方式和采用的設(shè)備形式4-2 一、單純吸收工藝流程二、吸收-解吸法三、吸

8、收蒸出塔欲分離氨氣空氣的混合物，可選擇水做溶劑，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4.4 化學(xué)吸收化學(xué)吸收的類(lèi)型和增強(qiáng)因子化學(xué)吸收速率化學(xué)吸收的計(jì)算化學(xué)吸收通常指溶質(zhì)氣體A 溶于溶液后，即與溶液中不揮發(fā)的反應(yīng)劑B 組分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程；物。優(yōu)點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)提高了吸收的選擇性；吸收速率快，設(shè)備投資費(fèi)和能耗低；反應(yīng)增加了溶質(zhì)在液相中的溶解度，吸收劑用量少；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體。 化

9、學(xué)吸收 (Chemical absorption)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。主要特點(diǎn)：吸收過(guò)程中溶質(zhì)進(jìn)入液相后在擴(kuò)散路徑上不斷被化學(xué)反應(yīng)所消耗。雙膜理論由 W.K.Lewis 和 在上世紀(jì)二十年代提出，是最早出現(xiàn)的傳質(zhì)理論。雙膜理論基本論點(diǎn)相互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?。ǖ刃Ш穸确謩e為1 和2 ）的流體膜層。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)。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)：課時(shí)安排：10 學(xué)時(shí)題目（教學(xué)章、節(jié)或主題教

10、學(xué)課型：理論課實(shí)驗(yàn)課習(xí)題課實(shí)踐課其它第六章分離過(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)程及設(shè)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。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。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)備效率的經(jīng)驗(yàn)方法和機(jī)理模

11、型。分離工程的有效能分析和節(jié)能。教學(xué)內(nèi)容（注明* 重點(diǎn)# 難點(diǎn)？疑點(diǎn)：氣液傳質(zhì)設(shè)備的處理能力與效率氣液傳質(zhì)設(shè)備處理能力的影響因素氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率及其影響因素氣液傳質(zhì)設(shè)備的效率萃取設(shè)備的處理能力、傳質(zhì)效率與放大萃取設(shè)備的處理能力和塔徑影響萃取塔效率的因素萃取塔效率萃取設(shè)備的放大傳質(zhì)設(shè)備的選擇氣液傳質(zhì)設(shè)備的選擇萃取設(shè)備的選擇分離過(guò)程的選擇可行性分離過(guò)程的類(lèi)型生產(chǎn)規(guī)模教學(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)黑板設(shè)計(jì)：左邊幻燈，右邊板書(shū)討論、思考題、作業(yè)：課時(shí)安排：10 學(xué)時(shí)題目（教學(xué)章、節(jié)或主題教學(xué)課型：理論課實(shí)驗(yàn)課習(xí)題課實(shí)踐課其它第七章其他分離方法教學(xué)目的要求（分掌握、熟悉

12、、了解三個(gè)層次：了解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)、液膜分離；了解吸附原理和吸附劑、建立吸附平衡、吸附速率方程，掌握吸附生產(chǎn)工藝；教學(xué)目的要求（分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次：的種類(lèi)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。BET 等溫式的適用條件。反應(yīng)精餾流程。膜的種類(lèi)和特點(diǎn)置、催化劑裝料位置。應(yīng)用：對(duì)新分離技術(shù)：吸附、反應(yīng)精餾、膜分離的特點(diǎn)和運(yùn)用場(chǎng)合有了解。電滲析的原理?，F(xiàn)象。反應(yīng)精餾流程。教學(xué)內(nèi)容（注明* 重點(diǎn)# 難點(diǎn)？疑點(diǎn)：7吸附71概述711吸附過(guò)程712吸附劑72吸附平衡721氣體吸附平衡722液相吸附平衡*吸附機(jī)理外擴(kuò)散傳質(zhì)過(guò)程顆粒內(nèi)部傳質(zhì)過(guò)程吸附分離過(guò)程攪拌槽固定床吸附器變溫吸附循環(huán)變壓吸附連續(xù)逆流吸附膜分離膜分離概述膜*膜組件*反滲透與納濾超濾微濾氣