化工原理蒸餾教案

第 一 授 課 單 元蒸餾概述及拉烏爾定律教案內(nèi)容一． 教學(xué)目的了解蒸餾在化工生產(chǎn)上有那些應(yīng)用根本概念和二元抱負(fù)溶液的汽液平衡二． 教學(xué)內(nèi)容

備 注*教材：譚天恩等編著2023參考書(shū)：蒸餾，抱負(fù)溶液，拉烏爾定律，二元抱負(fù)溶液的t-x-y相圖姚玉英編著《化工原x-y相圖三． 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及其處理重點(diǎn)拉烏爾定律，汽液平衡關(guān)系難點(diǎn)及其處理方法x-y相圖結(jié)合相圖講解。四． 教學(xué)方法、手段紹抱負(fù)溶液及拉烏爾定律。五． 板式設(shè)計(jì)蒸餾過(guò)程概述與汽液平衡關(guān)系〔一〕蒸餾過(guò)程概述蒸餾過(guò)程在化工中的應(yīng)用〔或沸點(diǎn)〕的差異，使各組分得以分別。蒸餾分別的特點(diǎn)蒸餾過(guò)程的分類(lèi)工業(yè)上，蒸餾操作可按以下方法分類(lèi)：蒸餾操作方式可分為簡(jiǎn)潔蒸餾、平衡蒸餾〔閃蒸餾和特別精餾等。蒸餾操作流程可分為間歇蒸餾和連續(xù)蒸餾。物系中組分的數(shù)目可分為兩組分蒸餾和多組分蒸餾。操作壓力可分為加壓、常壓和減壓蒸餾。

2023年王志魁主編《化工原2023年劉佩茹編著《化工過(guò)程與設(shè)備》本章重點(diǎn)爭(zhēng)論兩組分物系連續(xù)精餾的原理及計(jì)算方法。本章重點(diǎn)爭(zhēng)論兩組分物系連續(xù)精餾的原理及計(jì)算方法?！捕痴麴s過(guò)程的汽液平衡關(guān)系兩組分抱負(fù)物系的汽液平衡所謂抱負(fù)物系是指液相和汽相應(yīng)符合以下條件：液相為抱負(fù)溶液，遵循拉烏爾定律。汽相為抱負(fù)氣體，遵循道爾頓分壓定律。1.汽液平衡相圖溫度—組成(txy圖汽—液相組成圖(x–y圖)2.汽液平衡的關(guān)系式拉烏爾定律以平衡常數(shù)表示的汽液平衡方程六．思考題蒸餾操作和吸取操作依據(jù)的原理分別是什么？七．作業(yè)其次授課單元揮發(fā)度和相對(duì)揮發(fā)度，非抱負(fù)溶液的汽液平衡關(guān)系，簡(jiǎn)潔蒸餾和平衡蒸餾教案內(nèi)容教案內(nèi)容備 注*一． 教學(xué)目的 教材：譚天恩等編著生疏非抱負(fù)溶液的最低恒沸點(diǎn)及相應(yīng)的最高蒸汽壓和最高 《化工原理》第三版恒沸點(diǎn)及相應(yīng)的最低蒸汽壓 下冊(cè)2023把握抱負(fù)溶液及非抱負(fù)溶液的揮發(fā)度和相對(duì)揮發(fā)度的定義，參考書(shū)：抱負(fù)溶液的相對(duì)揮發(fā)度隨溫度增加而略有減小，簡(jiǎn)潔蒸餾的計(jì)姚玉英編著《化工原算二． 教學(xué)內(nèi)容

2023年王志魁主編《化工原純組分和溶液中各組分的揮發(fā)度，抱負(fù)溶液和非抱負(fù)溶液2023年中兩組分的相對(duì)揮發(fā)度，非抱負(fù)溶液的相圖，最高恒沸點(diǎn)和最劉佩茹編著，簡(jiǎn)潔蒸餾的總物料衡算和微分物料衡算。三． 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及其處理重點(diǎn)抱負(fù)溶液和非抱負(fù)溶液相對(duì)揮發(fā)度的計(jì)算難點(diǎn)及其處理方法液的最高恒沸點(diǎn)和最低恒沸點(diǎn)。四． 教學(xué)方法、手段為主五． 板式設(shè)計(jì)以相對(duì)揮發(fā)度表示的汽液平衡方程〔二〕兩組分非抱負(fù)物系的汽液平衡系可能有如下三種狀況：液相為非抱負(fù)溶液，汽相為抱負(fù)氣體；液相為抱負(fù)溶液，汽相為非抱負(fù)氣體；液相為非抱負(fù)溶液，汽相為非抱負(fù)氣體。正偏差系負(fù)偏差系汽液平衡方程〔一〕平衡蒸餾1.平衡蒸餾裝置與流程

《化工過(guò)程與設(shè)備》2.2.平衡蒸餾過(guò)程計(jì)算總物料衡算易揮發(fā)組分衡算〔二〕簡(jiǎn)潔蒸餾簡(jiǎn)潔蒸餾裝置與流程簡(jiǎn)潔蒸餾的計(jì)算六．思考題非抱負(fù)溶液的最高恒沸點(diǎn)和最低恒沸點(diǎn)的意義？七．作業(yè)第三授課單元平衡級(jí)蒸餾和精餾原理教案內(nèi)容教案內(nèi)容備 注*一． 教學(xué)目的 教材：譚天恩等編著把握平衡蒸餾的計(jì)算，液相分率對(duì)汽液相組成的影響，比《化工原理》第三版較平衡蒸餾和簡(jiǎn)潔蒸餾的分別效果，理解平衡級(jí)蒸餾，精餾的2023、回流條件和理論板假設(shè)、恒摩爾流假設(shè)二． 教學(xué)內(nèi)容

參考書(shū)：姚玉英編著《化工原平衡蒸餾，平衡蒸餾與簡(jiǎn)潔蒸餾的比較，平衡級(jí)蒸餾，精2023年條件、回流條件和理論板假設(shè)、恒摩爾流假設(shè)三． 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及其處理重點(diǎn)

王志魁主編《化工原2023年劉佩茹編著精餾的設(shè)備條件、回流條件和理論板假設(shè)、恒摩爾流假設(shè)《化工過(guò)程與設(shè)備》難點(diǎn)及其處理方法簡(jiǎn)潔蒸餾與平衡蒸餾的分別效果比較，用例題講解。t-x-y相圖給同學(xué)講解。四． 教學(xué)方法、手段主五． 板式設(shè)計(jì)結(jié)合圖10－12講解精餾的原理和流程第三節(jié)精餾原理和流程〔一〕精餾過(guò)程原理屢次局部汽化和屢次局部冷凝精餾塔模型〔二〕精餾操作流程連續(xù)精餾操作流程間歇精餾操作流程間歇精餾與連續(xù)精餾相比，有如下特點(diǎn)：流比操作和恒餾出液組成操作。間歇精餾只有精餾段。六． 思考題平衡級(jí)蒸餾的區(qū)分是什么？七． 作業(yè)第四授課單元二元連續(xù)精餾的全塔物料衡算，精餾段的分析及其圖解一．

教案內(nèi)容

備注*教材：譚天恩等編著把握回流比是精餾設(shè)計(jì)中的核心因素，二元連續(xù)精餾的全 《化工原理》第三版，精餾段操作線方程二． 教學(xué)內(nèi)容衡算，回流比，精餾段操作線方程三． 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及其處理重點(diǎn)

參考書(shū)：2023年王志魁主編《化工全塔物料衡算，精餾段操作線方程，精餾段操作線和理論 原理》其次版2023年板的圖解難點(diǎn)及其處理方法解方法的理論依據(jù)四． 教學(xué)方法、手段為主五． 板式設(shè)計(jì)圖示精餾段操作線和理論板的畫(huà)法〔圖10－15〕全塔物料衡算〔一〕物料衡算：連續(xù)穩(wěn)定操作，進(jìn)料流量=出料流量

劉佩茹編著《化工過(guò)程與設(shè)備》X——原料中易揮發(fā)組分的摩爾分率FDX——餾出液中易揮發(fā)組分的摩爾分率DX——釜液中易揮發(fā)組份的摩爾分率WFFXF的關(guān)系，F(xiàn)假設(shè)用質(zhì)量表示，則X要用質(zhì)量分率表示，統(tǒng)一F例題〔二〕精餾過(guò)程所要求的分別表示法D1．用產(chǎn)品的組成表示〔X=95%〕D2．用回收率表示〔或難揮發(fā)〕組分百分?jǐn)?shù)ηη =餾出液中易揮發(fā)組份/原料液中易揮發(fā)組份=DX /易 DFXF×100%η =W〔1—X〕/F〔1—X〕×100%難 W F精餾的分析及其圖解法〔一〕幾個(gè)概念1、理論塔板theoreticalplate到達(dá)相平衡的塔板。的最高標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)中，求理論數(shù)后，則實(shí)際板數(shù)=理論板數(shù)×校正系數(shù)與下一板上升蒸汽〔二〕恒摩爾流的假定恒摩爾汽化內(nèi)也是一樣恒摩爾溢流也是一樣。kmol/hL1=L2=L3=……=Ln=定值=LL21′=L′L21

定值3總稱(chēng)為恒摩爾流假設(shè)3如符合以下條件，則上述兩項(xiàng)假設(shè)與實(shí)際狀況相近①各組分的摩爾潛熱相等②汽液接觸時(shí)回溫度不同而變換的顯熱可以無(wú)視③保溫良好，塔的熱損失可以無(wú)視不計(jì)〔三〕操作線方程的推導(dǎo)精餾段操作線方程式〔筆記〕提餾段操作線方程六． 思考題的兩個(gè)根本假設(shè)是什么？七． 作業(yè)第五授課單元提餾段的分析和進(jìn)料狀況的影響教案內(nèi)容教案內(nèi)容備 注*一．教學(xué)目的教材：譚天恩等編著把握進(jìn)料的五種熱狀況及其對(duì)應(yīng)的q，提餾段的操作線方《化工原理》第三版程，加料板的物料衡算，q線方程二． 教學(xué)內(nèi)容

參考書(shū)：五種熱狀況及其對(duì)應(yīng)的q，提餾段的操作線方程，加料板姚玉英編著《化工原的物料衡算，q線方程，圖解法求解理論塔板數(shù)，直接水蒸氣2023年加熱的適用場(chǎng)合和優(yōu)缺點(diǎn)三． 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及其處理重點(diǎn)

王志魁主編《化工原2023年劉佩茹編著全塔物料衡算，精餾段操作線方程，精餾段操作線和圖解《化工過(guò)程與設(shè)備》法求理論塔板數(shù)難點(diǎn)及其處理方法進(jìn)料的熱狀況q對(duì)于理論板數(shù)的影響。結(jié)合圖解講解〔圖10－22，10－23〕四． 、手段課堂講解為主五． 板式設(shè)計(jì)進(jìn)料狀況的影響L、V和進(jìn)料物流量及其受熱狀況來(lái)打算。進(jìn)料共有五種可能的熱狀況①過(guò)冷液體〔tF<ts〕②飽和液體〔泡點(diǎn)液體進(jìn)料〕tF=ts③飽和液汽的混合物〔ts<t<td〕④飽和蒸汽〔t=td〕⑤過(guò)熱蒸汽〔t>td〕(q-1)Fy=qFz-FxF操作線)它類(lèi)推ts<tF<td(汽、液混合)〔1—q〕加料板上物料衡算：L`=L+qF汽相:V`+(1-q)F=V V`=V-(1-q)FiF,iL,iV(kj/kmol)=汽、液兩相各自帶入的焓之和，即：F對(duì)1mol進(jìn)料，則i FiiLF 對(duì)于飽和汽、液混合進(jìn)料這狀況，ts<tF<td，i＜＜iiLF 推廣至其它的狀況過(guò)冷液體進(jìn)料：原料進(jìn)塔與蒸汽接觸后應(yīng)升至平衡溫度〔泡點(diǎn)Q供進(jìn)料升溫用。V`>VLV∵iF<i∴iLV

-i>i

-i,即q>1 圖ｂ，P405)FVL泡點(diǎn)液體進(jìn)料〔飽和液體進(jìn)料：t=,i=i,∴q=1FVLiL<iF<iV,0<q<1iF=iv,∴q=0,V=F+V`,L=L`iF>iv,∴q<0釋放出顯熱，使精餾段的回流液額外汽化一局部，結(jié)果V>V`+F,L`<L4．q線方程〔進(jìn)料操作線方程〕kmol/hkmol/h“下標(biāo)”V1

′1

=V′

=V′

=……23留意：兩段上升的蒸汽摩爾流量不肯定相等。23六． 思考題物理意義是什么？七． 作業(yè)第六授課單元理論板數(shù)確定教案內(nèi)容教案內(nèi)容備 注*一．教學(xué)目的教材：譚天恩等編著計(jì)算法和圖解法求解理論板數(shù)二． 教學(xué)內(nèi)容

2023逐板計(jì)算法用到三個(gè)方程和四條線，直接水蒸氣加熱的適參考書(shū)：用場(chǎng)合和優(yōu)缺點(diǎn)三． 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及其處理重點(diǎn)圖解理論板數(shù)難點(diǎn)及其處理方法算法和圖解法的對(duì)應(yīng)關(guān)系四． 教學(xué)方法、手段結(jié)合圖講解五． 一、理論塔板數(shù)確實(shí)定〔1〕汽液兩相的平衡關(guān)系〔平—〔2〕相鄰兩板間汽液兩相組成的操作關(guān)系〔作線方程〕求解方法：逐板法和圖解法〔一〕逐板計(jì)算法〔二〕圖解法〔筆記〕X—Y圖解法1．操作線的繪制〔1〕精餾段操作線

2023年王志魁主編《化工原2023年劉佩茹編著《化工過(guò)程與設(shè)備》R x對(duì)角線方程：y y x D =x

n1

R1

R1

對(duì)角線交點(diǎn)b(0,xd/(R+1));則，ab〔2〕提餾段操作線xW提餾段操作線方程:c(x提餾段操作線與精餾段操作線的交點(diǎn)：xW精餾段操作線方程： Vy=Lx+DxD

;提餾段操作線方程： V’y’=L’x’－WxW 兩個(gè)方程并整理得：交點(diǎn)軌跡的方程。q線的繪制：qe(xf,xf)q/(q-1);據(jù)此做直efq線。q線與精餾段操作線交點(diǎn)d; 2．圖解求理論塔板數(shù)〔一個(gè)梯級(jí)代表一塊理論塔板〕六．思考題圖解理論板的要點(diǎn)是什么？七．作業(yè)第七授課單元塔板效率，回流比的影響及其選擇教案內(nèi)容一． 教學(xué)目的了解影響塔板效率的因素生疏回流比對(duì)精餾費(fèi)用的影響的概念和計(jì)算，全回流和操作線方程二． 教學(xué)內(nèi)容板效率，總板效率，最小回流比，全回流三． 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及其處理重點(diǎn)

備 注*教材：譚天恩等編著2023參考書(shū)：2023年王志魁主編《化工原2023年總板效率和理論板數(shù)求解實(shí)際板數(shù)；最小回流比的概劉佩茹編著念和計(jì)算，全回流的概念和操作線方程難點(diǎn)及其處理方法如何調(diào)整回流比保證產(chǎn)品質(zhì)量四． 教學(xué)方法、手段解為主五． 板式設(shè)計(jì)回流比的影響及其選擇〔一〕R=L/D的轉(zhuǎn)變對(duì)精餾操作的影響器的負(fù)荷加大。線→與平衡線相N→∞RRmin，全回流?！捕砇=L/D的轉(zhuǎn)變對(duì)提餾段操作線的影響器負(fù)荷加大，純度↑

《化工過(guò)程與設(shè)備》〔q線N↑?！踩郴亓鞅鹊倪x擇Rmin<R<R∞Nmin：R→∞，此時(shí)兩操作線與對(duì)角線重合，稱(chēng)為全回作中因意外而產(chǎn)品純度低于要求時(shí)，進(jìn)展肯定時(shí)間的全回流，使能較快地到達(dá)操作正常。Ropt操作費(fèi)：①加熱蒸汽和冷卻水②設(shè)備折舊，修理設(shè)備費(fèi)〔塔板數(shù)〕留意幾點(diǎn)：來(lái)考慮回流比影響。如當(dāng)蒸氣流量V和進(jìn)料流量、組成、熱〔1〕D=V/R+，則塔頂產(chǎn)量D↓〔2〕由于達(dá)成原分別要求所需的板數(shù)削減，現(xiàn)板數(shù)不變XD↑?！菜摹匙钚』亓鞅鹊挠?jì)算作圖法；解析法六． 思考題非抱負(fù)物系確定最小回流比應(yīng)當(dāng)留意什么？的適用場(chǎng)合？七． 作業(yè)補(bǔ)充題第八授課單元理論板數(shù)的捷算法教案內(nèi)容教案內(nèi)容備 注*一． 教學(xué)目的生疏捷算法求解理論板數(shù)min把握?qǐng)D解法求解最少理論板數(shù)N 二． 教學(xué)內(nèi)容min

教材：譚天恩等編著2023參考書(shū)：minNmin

姚玉英編著《化工原三． 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及其處理1．重點(diǎn)理論板數(shù)四． 教學(xué)方法、手段為主五． 板式設(shè)計(jì)簡(jiǎn)捷法求理論板層數(shù)程序：Rmin、確定R，計(jì)算橫坐標(biāo)；查圖得橫坐標(biāo)；

2023年王志魁主編《化工原2023年劉佩茹編著《化工過(guò)程與設(shè)備》

和，依據(jù)橫坐標(biāo)值和N 值計(jì)算N。min六． 作業(yè)補(bǔ)充題

min的第九授課單元精餾塔的操作型問(wèn)題和其他蒸餾方式教案內(nèi)容教案內(nèi)容備 注*一． 教學(xué)目的對(duì)精餾操作的影響二． 教學(xué)內(nèi)容

教材：譚天恩等編著2023參考書(shū)：精餾塔的操作型問(wèn)題，水蒸氣蒸餾、間歇蒸餾、恒沸蒸餾姚玉英編著《化工原和萃取蒸餾三． 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及其處理重點(diǎn)回流比對(duì)精餾操作的影響處理方法四． 教學(xué)方法、手段解為主五． 板式設(shè)計(jì)分。兩者都屬多組分非抱負(fù)物系的分別過(guò)程。