化工原理教案 - 臺(tái)州學(xué)院

化工原理教案葛昌華面向21世紀(jì)教材陳敏恒等編（第三版）教學(xué)內(nèi)容0.緒論1.流體流動(dòng)2.流體輸送設(shè)備3.液體的攪拌4.流體通過(guò)顆粒層的流動(dòng)5.顆粒的沉降和液態(tài)化6.傳熱7.蒸發(fā)8.氣體吸收9.液體精餾10.氣液傳質(zhì)設(shè)備11.液液萃取12.其它傳質(zhì)分離過(guò)程13.熱質(zhì)同時(shí)傳遞過(guò)程14.固體干燥0.緒論0.1化工生產(chǎn)過(guò)程0.2單元操作0.3化工原理課程的兩條主線(xiàn)0.4化工原理課程所回答的問(wèn)題0.5化工原理在化工領(lǐng)域中的地位

0.1化工生產(chǎn)過(guò)程

化學(xué)工業(yè)是對(duì)原料進(jìn)行化學(xué)加工以獲得有用產(chǎn)品的工業(yè)。化學(xué)工業(yè)的核心問(wèn)題是化學(xué)反應(yīng)過(guò)程及其設(shè)備-反應(yīng)器，為了使反應(yīng)過(guò)程有效進(jìn)行，反應(yīng)器內(nèi)應(yīng)保持適宜的壓力、溫度和物料組成等。原料必須預(yù)處理，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過(guò)各種后處理加以精制，獲得最終產(chǎn)品。這些處理過(guò)程-單元操作乙炔法制取聚氯乙烯塑料的生產(chǎn)過(guò)程圖

乙炔→提純

→單體合成→單體精制

氯化氫→提純↓

→單體壓縮冷凝→聚合→脫水干燥→成品↓除去有害物質(zhì)除去有害物質(zhì)防止催化劑中毒除去HCl以免腐蝕設(shè)備，除去副產(chǎn)物，影響聚合反應(yīng)和聚合物的質(zhì)量反應(yīng)熱反應(yīng)熱整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程分兩個(gè)過(guò)程，即化學(xué)反應(yīng)和單元操作。化學(xué)反應(yīng)過(guò)程有單體合成和聚合單元操作過(guò)程有氣體流動(dòng)、輸送和壓縮，傳熱、精餾、干燥、固體流態(tài)化等過(guò)程?；ぴ砭褪茄芯扛鞣N單元操作的原理和單元操作的設(shè)備0.1化工生產(chǎn)過(guò)程各種單元操作按目的可分為：（1）物料的增壓、減壓和輸送；（2）物料的混合和分散；（3）物料的加熱和冷卻；（4）非均相混合物的分離；（5）均相混合物的分離。0.2單元操作由于被加工物料相態(tài)不同，也可以進(jìn)一步細(xì)分。為了達(dá)到同樣的目的，依據(jù)不同的原理采用不同的方法。如液體的分離可以采用精餾，也可以采用溶劑萃取分離?；瘜W(xué)工業(yè)中常用的單元操作，如表1所示。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，新的單元操作又不斷發(fā)展。表1化學(xué)工業(yè)中常用的單元操作單元操作目的物態(tài)原理傳遞過(guò)程流體輸送攪拌過(guò)濾沉降加熱冷卻蒸發(fā)氣體吸收液體精餾液體萃取干燥吸附輸送混合或分散非均相混合物的分離非均相混合物的分離升溫、降溫、相變?nèi)軇┡c不揮發(fā)溶質(zhì)的分離均相混合物的分離均相混合物的分離均相混合物的分離去濕均相混合物的分離液或氣氣-液；液-液固-液液-固；氣-固液-固；氣-固液或氣液氣液液固體液或氣輸入機(jī)械能輸入機(jī)械能尺度不同的截流密度差引起沉降運(yùn)動(dòng)利用溫度差引起熱量的變化供熱以汽化溶劑各組分在溶劑中的不同溶解度各組分揮發(fā)度的不同各組分在溶劑中的不同溶解度供熱汽化各組分吸附能力不同動(dòng)量傳遞動(dòng)量傳遞動(dòng)量傳遞動(dòng)量傳遞熱量傳遞熱量傳遞物質(zhì)傳遞物質(zhì)傳遞物質(zhì)傳遞熱質(zhì)傳遞物質(zhì)傳遞0.3化工原理課程的兩條主線(xiàn)第一條主線(xiàn)-傳遞過(guò)程三種：動(dòng)量傳遞-流體流動(dòng)和輸送；熱量傳遞-傳熱；物質(zhì)傳遞-傳質(zhì)。傳遞過(guò)程成為研究對(duì)象。第二條主線(xiàn)-研究工程問(wèn)題的方法論化工原理是一門(mén)工程學(xué)科，面臨真實(shí)、復(fù)雜的生產(chǎn)問(wèn)題-特定物料在特定設(shè)備中進(jìn)行特定的過(guò)程。直接采用數(shù)學(xué)描述和方程求解是十分困難的。一種是實(shí)驗(yàn)研究方法，即經(jīng)驗(yàn)方法，它直接通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)取各種變量之間的關(guān)系。另一種是數(shù)學(xué)模型方法，即半理論半經(jīng)驗(yàn)的方法，它立足于復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題作出合理簡(jiǎn)化，使方程得以建立。0.4化工原理課程所回答的問(wèn)題（1）如何根據(jù)各單元操作在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的特點(diǎn)，進(jìn)行過(guò)程和設(shè)備的選擇，適應(yīng)指定物系的特征，經(jīng)濟(jì)有效地滿(mǎn)足工藝要求。（2）如何進(jìn)行過(guò)程的計(jì)算和設(shè)備的選擇。在缺乏數(shù)據(jù)時(shí)，如何組織實(shí)驗(yàn)以取得必要的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。（3）如何進(jìn)行操作和調(diào)節(jié)以適應(yīng)生產(chǎn)的不同要求。在操作發(fā)生故障時(shí)如何尋找故障的緣由。0.5化工原理在化工領(lǐng)域中的地位化工原理相關(guān)參考資料1、徐文熙，穆文俊編．化工原理．北京：中國(guó)石化出版社，1990.2、陸美娟．化工原理．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1995.3、譚天恩等著．化工原理（第三版）．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.4、姚玉英主編．化工原理．天津：天津大學(xué)出版社，1999.5、黃少烈，鄒華生主編．化工原理．北京：高等教育出版社，2002.6、大連理工大學(xué)化工原理教研室．化工原理．大連：大連理工大學(xué)出版社，1994.7、天律大學(xué)化工原理教研室編．化工原理．天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，1986.8、姚玉英主編．化工原理例題和習(xí)題（第三版）．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998.9、從德滋主編．化工原理詳解和應(yīng)用．北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2002.10、何潮洪,竇梅,化工原理習(xí)題精解，北京:科學(xué)出版社.200311、馬江權(quán),冷一欣,化工原理學(xué)習(xí)指導(dǎo),上海:華東理工大學(xué)出版社.200712、姚玉英,化工原理學(xué)習(xí)指導(dǎo),天津:天津大學(xué)出版社.200313、丁忠偉編,化工原理學(xué)習(xí)指導(dǎo),北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2006教學(xué)和平時(shí)學(xué)習(xí)要求1、每次課后習(xí)題，2—3題；星期四上午上交，不交1次扣1分（從