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(hào)：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(jì)，管理制度《精餾段和提餾段操作線方程》教學(xué)設(shè)計(jì)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(duì)象中職二年級(jí)學(xué)生課型理論課授課人數(shù)48人課時(shí)1教材分析教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)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(shí)際問題，培養(yǎng)合作意識(shí)和創(chuàng)造性思維能力。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過學(xué)習(xí)本節(jié)課，學(xué)生能正確對(duì)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(diǎn)精餾段和提餾段操作線方程及其畫法、有關(guān)計(jì)算教學(xué)難點(diǎn)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(gè)學(xué)習(xí)小組，選好小組長(zhǎng)；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(dòng)學(xué)生活動(dòng)時(shí)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(jì)算上非常重要的，特備上有關(guān)操作線方程的計(jì)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(jì)算?；卮穑嚎偽锪虾馑悖篎=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(shí)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(diǎn)評(píng)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(diǎn)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(duì)角線上a(xD，xD)點(diǎn)，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(shí)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(diǎn)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(duì)角線上b(xw，xw)點(diǎn)，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(shí)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(jìn)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(shí)，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(shí)，先找出操作線與對(duì)角線的交點(diǎn)，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(shí)，yn+1＝xD。說明精餾線有一點(diǎn)其橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)相等，這一點(diǎn)必然落在對(duì)角線上，可從對(duì)角線上查找。由分離要求xD和經(jīng)確定的回流比R可計(jì)算出截距xD/(R＋1)。由一點(diǎn)加上截距（兩點(diǎn)式）在x－y圖上作出直線即為精餾操作線。學(xué)生活動(dòng)：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(shí)，ym+1＝xW。說明提餾線也有一點(diǎn)其橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)相等，這一點(diǎn)必然落在對(duì)角線上，可從對(duì)角線上查找。由分離要求xW和經(jīng)確定的再沸比R’可計(jì)算出截距－xW/(R’＋1)。由一點(diǎn)加上截距（兩點(diǎn)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(jìn)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(diǎn)式）。先確定提餾段操作線與對(duì)角線的交點(diǎn)c，再找出提餾段操作線與精餾段操作線的交點(diǎn)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(dòng)：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(diǎn)評(píng)學(xué)生練習(xí)情況學(xué)生完成練習(xí)計(jì)算