《分離工程》課程教學(xué)大綱

《化工原理（下）》課程實(shí)施大綱

目錄

1.教學(xué)理念..............................................................1

2.課程描述.............................................................3

2.1課程的性質(zhì)........................................................3

2.2課程在學(xué)科專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位、作用..................................3

2.3課程的前沿及發(fā)展趨勢(shì)..............................................4

2.4學(xué)習(xí)本課程的必要性................................................5

3.教師簡(jiǎn)介..............................................................8

3.1教師的職稱(chēng)、學(xué)歷...................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

3.2教育背景...........................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

3.3研究方向（興趣）...................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

4.先修課程.............................................................8

5.課程目標(biāo)..............................................................8

6.課程內(nèi)容.............................................................8

6.1教學(xué)要求、重點(diǎn)和難點(diǎn)...............................................8

6.2學(xué)時(shí)安排..........................................................9

7.課程教學(xué)實(shí)施.........................................................12

7.1教學(xué)單元一........................................................12

7.2教學(xué)單元二.........................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

7.3教學(xué)單元三.........................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

7.4教學(xué)單元四.........................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

7.5教學(xué)單元五.........................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

7.6教學(xué)單元六.........................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

7.7教學(xué)單元七.........................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

7.8教學(xué)單元八.........................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

7.9教學(xué)單元九.........................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

7.10教學(xué)單元十........................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

7.11教學(xué)單元十一......................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

7.12教學(xué)單元十二......................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

7.13教學(xué)單元十三......................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

7.14教學(xué)單元十四......................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

7.15教學(xué)單元十五......................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

7.16教學(xué)單元十六......................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

7.17教學(xué)單元十七......................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

7.18教學(xué)單元十八......................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

7.19教學(xué)單元十九......................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

7.20教學(xué)單元二十......................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

8.課程學(xué)習(xí)要求.........................................................78

9.課程考核............................................................79

9.1出勤（遲到、早退等）、作業(yè)、報(bào)告等的要求...........................79

9.2成績(jī)的構(gòu)成與評(píng)分規(guī)則說(shuō)明.........................................79

9.3考試形式及說(shuō)明...................................................79

10.學(xué)術(shù)誠(chéng)信...........................................................80

10.1考試違規(guī)與作弊處理...............................................80

11.課堂規(guī)范............................................................80

12.課程資源...........................................................81

12.1教材與參考書(shū).....................................................81

12.2專(zhuān)業(yè)刊物........................................................81

12.3網(wǎng)絡(luò)課程資源....................................................81

13.教學(xué)合約............................................................81

14.其他說(shuō)明...........................................................83

1.教學(xué)理念

高等院校教師必須形成以學(xué)生為本的現(xiàn)代教育理念，做到尊重、理解、重視和愛(ài)護(hù)

學(xué)生，把“以學(xué)生為本、以培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)''的新工科教學(xué)理念融入教學(xué)的全

過(guò)程，重視課程設(shè)置、教學(xué)過(guò)程、教學(xué)評(píng)價(jià)等教學(xué)環(huán)節(jié)，做到持續(xù)改進(jìn)整個(gè)教學(xué)過(guò)程。

把現(xiàn)代教育理念和高校教學(xué)觀真正地融為一體，在教育實(shí)踐中逐漸形成系統(tǒng)化、可操作

性強(qiáng)的教學(xué)觀，完成由純粹的理念體系向具體實(shí)踐的轉(zhuǎn)型。

《分離工程》是化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)本科生的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，是物理化學(xué)、化工

熱力學(xué)及化工原理等理論課的后續(xù)課程。該課程涉及物理化學(xué)、化工熱力學(xué)、傳遞過(guò)程

及原理等知識(shí)領(lǐng)域，主要討論化學(xué)工業(yè)和化學(xué)工程領(lǐng)域常見(jiàn)的分離過(guò)程，主要任務(wù)是使

學(xué)生掌握分離過(guò)程的共性問(wèn)題，學(xué)習(xí)傳質(zhì)分離過(guò)程的基本原理、基礎(chǔ)知識(shí)及設(shè)計(jì)計(jì)算方

法，并學(xué)習(xí)新型分離技術(shù)。在教學(xué)過(guò)程中，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，加強(qiáng)設(shè)計(jì)和分析能力的

訓(xùn)練，以提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，為后續(xù)的石油煉制工程、有機(jī)

化工工藝學(xué)、化工設(shè)計(jì)等專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下理論基礎(chǔ)。按照四川理工學(xué)院的教學(xué)計(jì)劃，

課時(shí)設(shè)置為32學(xué)時(shí)。要讓學(xué)生系統(tǒng)掌握該課程的內(nèi)容，并運(yùn)用于實(shí)踐中，必須在教學(xué)

手段和方法上進(jìn)行改革，把分離工程的基本要點(diǎn)和有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)與工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際的分

離過(guò)程緊密結(jié)合起來(lái)，并運(yùn)用工程思維、工程分析的方法來(lái)學(xué)習(xí)分離工程的重要概念，

使學(xué)生形成完整的分離工程觀點(diǎn)。教學(xué)過(guò)程中主要采用講授法、歸納總結(jié)法、知識(shí)脈絡(luò)

法、提問(wèn)法、對(duì)比法、歸納法、演示法、練習(xí)法以及案例分析法等多種教學(xué)方法，同時(shí)

結(jié)合教師自身的科研研究工作，以基于研究的學(xué)習(xí)亦作為教學(xué)方法的重要方面，使學(xué)生

充分掌握分離工程分析的內(nèi)容和方法手段，提升分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。

從如何有效地培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的工程意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)和專(zhuān)業(yè)應(yīng)用能力來(lái)制定課程實(shí)

施大綱，以期對(duì)培養(yǎng)具有較寬厚的基礎(chǔ)理論和專(zhuān)門(mén)知識(shí)，能在化工、煉油、冶金、能源、

輕工、醫(yī)藥、環(huán)保和軍工等部門(mén)從事工程設(shè)計(jì)、技術(shù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)管理和科學(xué)研究等

方面工作的應(yīng)用型工程技術(shù)人才的目標(biāo)作最大貢獻(xiàn)。

本課程教學(xué)將堅(jiān)守以下原則：

2(1)堅(jiān)持以現(xiàn)代教育理念為先導(dǎo)，以科學(xué)的教學(xué)觀念武裝自己的頭腦，實(shí)現(xiàn)“學(xué)

生中心、教師主體''的大學(xué)教育觀，不斷的持續(xù)改進(jìn)。同時(shí)要注意以發(fā)展的眼光來(lái)看待

大學(xué)教學(xué)，看待學(xué)生，包容和理解學(xué)生，切不可以自身的教學(xué)經(jīng)歷直接映射到當(dāng)代的大

學(xué)生身上。為了最大程度的幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，教學(xué)過(guò)程中師生之間必須形成平等、民主、

和諧的情感關(guān)系，師生在心理上能夠互相包容，在心靈上能夠互相接納，能營(yíng)造民主、

和諧的課堂氣氛，與學(xué)生一起平等、互動(dòng)地參與課堂教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲。

（2）做課程改革的實(shí)驗(yàn)者，而不是旁觀者。課程改革要求在教學(xué)過(guò)程中持續(xù)改進(jìn),

根據(jù)教學(xué)過(guò)程中學(xué)生存在的問(wèn)題進(jìn)行不斷的調(diào)整。同時(shí)自身也要保持一顆不斷學(xué)習(xí)的心

態(tài)給學(xué)生傳遞知識(shí)。要在教學(xué)過(guò)程中改進(jìn)自身的教學(xué)方式方法以及與學(xué)生溝通的方式方

法。

（3）積極引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。知識(shí)只有自己主動(dòng)獲取才來(lái)得深刻，才能夠融會(huì)貫

通。因此在教學(xué)過(guò)程中我會(huì)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，通過(guò)提前預(yù)習(xí)、課后習(xí)題以及課后答疑

的方式使得學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)過(guò)程中，同時(shí)我會(huì)結(jié)合我自身的科研經(jīng)歷，給學(xué)生講解一

些有趣的分離工程應(yīng)用案例，啟發(fā)大家對(duì)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用；另外我也會(huì)給學(xué)生介紹一些關(guān)

于分離技術(shù)的最新研究成果，開(kāi)拓學(xué)生的眼界和知識(shí)面，激發(fā)學(xué)生的求知欲。

2.課程描述

2.1課程的性質(zhì)

分離工程是化學(xué)工程與工藝及相近化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中一門(mén)專(zhuān)業(yè)課程，是建立在物理

化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)、傳遞課程原理等技術(shù)基礎(chǔ)課程知識(shí)之上的一門(mén)必修課程。

分離工程是研究分離過(guò)程中分離設(shè)備的共性規(guī)律，研究化工及其它相關(guān)過(guò)程中物質(zhì)的分

離和純化方法的一門(mén)技術(shù)科學(xué)；是以分離過(guò)程（主要是傳質(zhì)分離過(guò)程）作為研究對(duì)象，

應(yīng)用物理化學(xué)、化工熱力學(xué)、傳遞原理和化工原理中研究的基本原理和知識(shí)，研究和處

理分離過(guò)程的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)中遇到的工程問(wèn)題。包括：適宜分離方法的選擇，分離流程和

操作條件的確定和優(yōu)化，傳質(zhì)分離設(shè)備的傳質(zhì)特性、選型和強(qiáng)化，傳質(zhì)操作和設(shè)備的設(shè)

計(jì)計(jì)算，分離操作的實(shí)驗(yàn)研究方法等。主要掌握常用分離過(guò)程（精儲(chǔ)，特殊精儲(chǔ)，吸收

等）的基本理論、操作特點(diǎn)，簡(jiǎn)捷和嚴(yán)格的計(jì)算方法和強(qiáng)化改進(jìn)操作的途徑；了解一些

新的分離技術(shù)有一定的了解。

通過(guò)分離工程學(xué)科的學(xué)習(xí)，可以培養(yǎng)學(xué)生分離過(guò)程基本概念，為分離過(guò)程的選擇、

特性分析和計(jì)算奠定基礎(chǔ)；培養(yǎng)學(xué)生初步的工程觀念，通過(guò)對(duì)典型化工分離過(guò)程的學(xué)習(xí)，

了解各種分離方法的特征，掌握研究工程問(wèn)題的方法論；培養(yǎng)學(xué)生的工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)觀，

通過(guò)對(duì)具體分離過(guò)程的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，掌握典型分離過(guò)程的選擇、設(shè)備的設(shè)計(jì)選型計(jì)算；

培養(yǎng)學(xué)生利用已學(xué)的物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)、傳遞過(guò)程等課程中有關(guān)系相平

衡熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、分子及共聚狀態(tài)的微觀機(jī)理，傳熱、傳質(zhì)和動(dòng)量傳遞理論來(lái)研究化

工生產(chǎn)實(shí)際中復(fù)雜物系的分離和提純技術(shù)；培養(yǎng)學(xué)生了解化工過(guò)程基本原理和數(shù)學(xué)表達(dá)

方法，并與流程模擬軟件相結(jié)合，理解軟件計(jì)算原理和思路，并應(yīng)用流程模擬軟件進(jìn)行

輔助設(shè)計(jì)和優(yōu)化。

2.2課程在學(xué)科專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位、作用

《分離工程》是化學(xué)工程與工藝及相近化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中一門(mén)專(zhuān)業(yè)課程，在整個(gè)化

工專(zhuān)業(yè)學(xué)生的知識(shí)體系中占據(jù)重要地位，是一門(mén)不可或缺的核心課程。從下圖的知識(shí)體

系圖中也可知，分離工程研究應(yīng)用質(zhì)量傳遞原理實(shí)現(xiàn)組分分離的基本原理及工程化問(wèn)

題，是傳遞過(guò)程的一部分。

化

學(xué),過(guò)程的平面,限度一_<?化工熱力學(xué)研究的何胭

廠

程化學(xué)動(dòng)力學(xué)研

學(xué)廣允化學(xué)反應(yīng)的

科/一斗+小動(dòng)力學(xué)規(guī)律

化1r學(xué)動(dòng)力學(xué)

的I

?反應(yīng)過(guò)程和反應(yīng)工程、

兩研究的問(wèn)題I化學(xué)反應(yīng)工程

個(gè)研先實(shí)現(xiàn)過(guò)程

基

、過(guò)程的速度」的收得

本

問(wèn)俏過(guò)面X

過(guò)程的速率與

單元操作和/|

la傳遞機(jī)理

J傳遞過(guò)程一傳逢過(guò)程研H

究的問(wèn)也\?出一z.

\單兀操作便值：

分離工程研究應(yīng)用質(zhì)量傳遞原理實(shí)現(xiàn)—以過(guò)程的設(shè)符與

組分分離的基本原理及工程化問(wèn)題，.工程向

是傳遞過(guò)程的一部分

2.3課程的歷史與文化傳統(tǒng)

分離技術(shù)是隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展而逐漸形成和發(fā)展的，生產(chǎn)實(shí)踐是分離工程形成與

發(fā)展的源泉。早期的化學(xué)工廠是由化學(xué)家根據(jù)實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果直接建立的。生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)

現(xiàn)，生產(chǎn)用的大裝置中的化學(xué)或物理過(guò)程與實(shí)驗(yàn)室玻璃器皿中的現(xiàn)象有很大的不同。在

不同產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，卻有許多過(guò)程遵循相似的原理。由此提出的單元操作原理奠定

了化學(xué)工程學(xué)科最初的理論基礎(chǔ)。隨著大量的工業(yè)實(shí)踐，人們逐漸認(rèn)識(shí)到，各種化工生

產(chǎn)工藝，除了其中的核心即反應(yīng)過(guò)程外，大都是由為數(shù)不多的一些基本操作組成的。這

些基本操作的知識(shí)對(duì)于化工過(guò)程的正確開(kāi)發(fā)和化工流程、裝置的正常運(yùn)行及經(jīng)濟(jì)性有重

要的作用。在二十世紀(jì)初提出的單元操作的概念指出：任何化工生產(chǎn)過(guò)程不論規(guī)模如何,

皆可分解為一系列名為單元操作的過(guò)程，例如粉碎、混合、加熱、吸收、冷凝、浸取、

沉降、結(jié)晶、過(guò)濾等。單元操作的概念包含了流體動(dòng)力過(guò)程、傳熱過(guò)程、傳質(zhì)分離過(guò)程、

熱力過(guò)程、粉體工程等許多化工生產(chǎn)過(guò)程中常見(jiàn)的操作和過(guò)程，傳質(zhì)分離過(guò)程是其重要

組成部分。

單元操作概念的建立對(duì)化學(xué)工程的發(fā)展起了重大的作用。它對(duì)用于不同的化學(xué)工藝

中的同樣的操作，以單元操作的概念抽象出來(lái)，對(duì)其共同規(guī)律進(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)其基礎(chǔ)

研究、單元操作所用設(shè)備的結(jié)構(gòu)、操作特性、設(shè)計(jì)計(jì)算方法及應(yīng)用開(kāi)發(fā)等多方面的研究,

為分離過(guò)程在化工工藝開(kāi)發(fā)、化工過(guò)程放大、化工裝置設(shè)計(jì)和在化工生產(chǎn)中的正確應(yīng)用

提供了較為完整的理論體系和經(jīng)濟(jì)高效的分離設(shè)備，對(duì)促進(jìn)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展起到了重要

的作用。同時(shí)，以此為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)了以因次分析和相似論為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)研究方法和以

數(shù)學(xué)模型方法為基本的理論結(jié)合實(shí)際的化學(xué)工程研究方法，也對(duì)化學(xué)工程學(xué)本身的發(fā)展

作出了很大的貢獻(xiàn)。

自二十世紀(jì)五十年代以來(lái)，通過(guò)對(duì)化學(xué)工程的深入研究，提出了三傳一反（動(dòng)量傳

遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞、化學(xué)反應(yīng)工程）的概念。使分離工程建立在更基本的質(zhì)量傳

遞的基礎(chǔ)上，從界面的分子現(xiàn)象和基本流體力學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行分離工程中各單元操作的基礎(chǔ)

研究，并用定量的數(shù)學(xué)模型描述分離過(guò)程，用于分析已有的分離設(shè)備，并用于設(shè)計(jì)新的

過(guò)程和設(shè)備。

由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得從較基礎(chǔ)的理論角度出發(fā)對(duì)分離過(guò)程和設(shè)備進(jìn)行

研究成為可能，減少了誤差和失真。對(duì)一些復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型的開(kāi)發(fā)并用于分離過(guò)程的優(yōu)

化，使化工過(guò)程更趨成熟和完善。

2.4課程的前沿及發(fā)展趨勢(shì)

二十世紀(jì)下半葉掀起的新技術(shù)革命浪潮在人類(lèi)文明和社會(huì)發(fā)展上將具有重大的意

義。在現(xiàn)代生物技術(shù)、環(huán)境科學(xué)、資源與能源科學(xué)、信息技術(shù)與材料科學(xué)等高新科技的

發(fā)展對(duì)分離工程提出了新的、更高的要求，有許多是傳統(tǒng)分離技術(shù)所無(wú)能為力的，分離

工程發(fā)展與高新科技的結(jié)合是現(xiàn)實(shí)的迫切需求，也是分離工程面臨的新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

比如現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)品的商品化在很大程度上取決于能否將具有生物活性的產(chǎn)品

從組成復(fù)雜的、具有許多性質(zhì)相似的雜質(zhì)的稀溶液中經(jīng)濟(jì)有效地加以分離純化。止匕外，

信息工業(yè)、生物技術(shù)和醫(yī)藥工業(yè)、材料工業(yè)的飛速發(fā)展向分離工程提出了前所未有的純

度要求和分離精度要求；由于石油和天然氣資源的逐漸枯竭，能源結(jié)構(gòu)在未來(lái)幾十年內(nèi)

將面臨重大的變化。新能源的發(fā)展要求分離工程提供新的、經(jīng)濟(jì)有效的大規(guī)模分離方法;

資源的開(kāi)發(fā)向貧礦的利用轉(zhuǎn)化以及海洋資源的開(kāi)發(fā)利用需要更經(jīng)濟(jì)有效的分離技術(shù)；環(huán)

境保護(hù)對(duì)分離技術(shù)提出了持續(xù)的、不斷提高的需求；為了節(jié)約能源、降低設(shè)備投資和分

離操作成本，對(duì)傳統(tǒng)分離過(guò)程的改造或以新分離方法取代。

分離技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出以下若干特點(diǎn)：⑴競(jìng)爭(zhēng)促進(jìn)了分離過(guò)程的強(qiáng)化，新技術(shù)的應(yīng)

用，劇烈的競(jìng)爭(zhēng)加速了分離技術(shù)發(fā)展，促進(jìn)了分離過(guò)程的強(qiáng)化；⑵耦合分離技術(shù)引起重

視，耦合分離技術(shù)因具有簡(jiǎn)化流程、提高收率和降低消耗的優(yōu)點(diǎn)引起人們的日益重視，

耦合分離技術(shù)（化學(xué)吸收、化學(xué)萃取、反應(yīng)精偏、膜反應(yīng)器、藥物的控制釋放等）在化

工、生物工程、制藥和新材料等高新技術(shù)領(lǐng)域成功應(yīng)用獲得了良好的效益；⑶信息技術(shù)

推動(dòng)了分離技術(shù)的發(fā)展；⑷根據(jù)國(guó)情，加速分離科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展，發(fā)展趨勢(shì)：①傳統(tǒng)

分離技術(shù)改造，如精儲(chǔ)篩板塔改造為效率更高的填料塔；②新型分離過(guò)程開(kāi)發(fā)，如分子

蒸儲(chǔ)、新型萃取分離、反膠團(tuán)萃取、超臨界萃取、新型生物膜法、膜分離等新型分離技

術(shù)等。③分離與反應(yīng)耦合以及分離過(guò)程之間的耦合。

2.5課程與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的關(guān)系

《分離工程》是一門(mén)有關(guān)工程問(wèn)題的學(xué)科，是解決如何將常見(jiàn)的化工分離技術(shù)應(yīng)用

到工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，是為選擇一種經(jīng)濟(jì)可行的分離技術(shù)所服務(wù)的。因此經(jīng)濟(jì)性是在選擇

分離技術(shù)時(shí)所必須要考慮的問(wèn)題。另外，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)日益豐富的

物質(zhì)文化提出更加的要求。需要開(kāi)發(fā)出更加環(huán)保、安全、綠色化的化工產(chǎn)品；而這些產(chǎn)

品的生產(chǎn)開(kāi)發(fā)離不開(kāi)綠色健康的分離技術(shù)的開(kāi)發(fā)，所以說(shuō)分離技術(shù)的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)

展密切相關(guān)。因此在《分離工程》的教學(xué)過(guò)程中不僅需要給學(xué)生傳遞基本的分離理論和

常見(jiàn)的分離技術(shù)，同時(shí)還需要與時(shí)俱進(jìn)、緊跟社會(huì)技術(shù)進(jìn)步、將課程涉及新技術(shù)引入課

程教學(xué)，尤其是針對(duì)一些新技術(shù)的應(yīng)用、社會(huì)發(fā)展熱點(diǎn)問(wèn)題，在課堂上開(kāi)展討論，引導(dǎo)

學(xué)生思考解決問(wèn)題的方法，也能讓學(xué)生切身體會(huì)所學(xué)知識(shí)并非空洞無(wú)物，而是能解決生

活中實(shí)際問(wèn)題的有用技能，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

2.6課程內(nèi)容可能涉及到的倫理與道德問(wèn)題

隨著技術(shù)的進(jìn)步和人民生活水平的提高，目前科學(xué)技術(shù)中存在的倫理與道德問(wèn)題已

經(jīng)引起了人們的極大關(guān)注。化工學(xué)科研究領(lǐng)域十分廣泛，與日常生活有著緊密聯(lián)系，因

此課程教學(xué)過(guò)中應(yīng)注意倫理和道德教育。

《分離工程》作為本科主干基礎(chǔ)學(xué)科，對(duì)未來(lái)培養(yǎng)國(guó)家后備工程人才起到關(guān)鍵性的

作用，而在此課程學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，化學(xué)工程類(lèi)科學(xué)研究才可能成為現(xiàn)實(shí)。其中科學(xué)研究是

運(yùn)用嚴(yán)密的科學(xué)方法，從事有目的、有計(jì)劃、有系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)客觀世界，探索客觀真理的

活動(dòng)過(guò)程，是對(duì)研究變量或指標(biāo)的共同的本質(zhì)的概括。而當(dāng)代“倫理”概念蘊(yùn)含著西方文

化的理性、科學(xué)、公共意志等屬性，“道德”概念蘊(yùn)含著更多的東方文化的情性、人文、

個(gè)人修養(yǎng)等色彩。我們所講的科學(xué)研究中的倫理與道德，是科學(xué)研究者應(yīng)當(dāng)秉持的研究

規(guī)則和行為規(guī)范，使倫理道德規(guī)范運(yùn)用到涉及科技活動(dòng)現(xiàn)實(shí)的具體問(wèn)題的規(guī)范問(wèn)題?？?/p>

學(xué)研究的基本任務(wù)是探索、認(rèn)識(shí)未知。理想的科學(xué)研究被描述為一個(gè)科學(xué)家求真、至善、

至美的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，科學(xué)家揭示著自然界的客觀規(guī)律，開(kāi)發(fā)應(yīng)用有利于人類(lèi)利

益的技術(shù)，去追求人類(lèi)社會(huì)的持續(xù)、和諧的發(fā)展。但是，理想狀態(tài)只能是一個(gè)無(wú)限接近

到無(wú)法到達(dá)的狀態(tài)，科學(xué)和現(xiàn)實(shí)社會(huì)可能會(huì)產(chǎn)生各種各樣的沖突和矛盾，科學(xué)研究中的

倫理道德就成一個(gè)為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。我們講科學(xué)研究中的倫理與道德，并不是指科技

成果本身有什么倫理道德，而是指科學(xué)研究、技術(shù)探索過(guò)程中的倫理道德，更是指科學(xué)

研究應(yīng)用到政治、經(jīng)濟(jì)、文化、軍事領(lǐng)域之中產(chǎn)生的倫理道德問(wèn)題。而《分離工程》正

是作為科學(xué)研究的基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)科，必須考慮“倫理”和相關(guān)的“道德”問(wèn)題。

因此在教學(xué)過(guò)程中要注意正確引導(dǎo)學(xué)生理性看待這些環(huán)境問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生思考如何

處理目前面臨的這些問(wèn)題，而不是抱怨。同時(shí)，作為工程技術(shù)人才，在設(shè)計(jì)和研究過(guò)中

要嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)法律、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范操作，尤其是涉及環(huán)境問(wèn)題，如三廢的處理等要

全面考慮。技術(shù)層面的倫理問(wèn)題，主要引導(dǎo)學(xué)生從技術(shù)上思考原料、過(guò)程到產(chǎn)品及產(chǎn)品

殘值涉及的倫理問(wèn)題。如原料盡量少用或不采對(duì)人體和環(huán)境有毒害物質(zhì)；工藝過(guò)程盡量

考慮節(jié)能、節(jié)水和減少原料消耗；產(chǎn)品殘值的處理盡量簡(jiǎn)單可行等。

2.7學(xué)習(xí)本課程的必要性

《分離工程》是化學(xué)工程學(xué)科的重要組成部分，是化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)

必修課。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，可以正確理解分離工程的有關(guān)基本概念和理論；理解各概

念之間的聯(lián)系和應(yīng)用；掌握分離工程的基本計(jì)算方法；能夠理論聯(lián)系實(shí)際，靈活分析和

解決實(shí)際化工生產(chǎn)和設(shè)計(jì)中的有關(guān)問(wèn)題。

其教學(xué)內(nèi)容是以化工生產(chǎn)中的分離過(guò)程為研究對(duì)象，分離過(guò)程貫穿于整個(gè)化工生產(chǎn)

過(guò)程中，有著不可替代的作用，同時(shí)分離技術(shù)有著多樣性和復(fù)雜性。因此，本課程在學(xué)

習(xí)分離過(guò)程基本理論、原理和方法的基礎(chǔ)上，思考如何將精儲(chǔ)、蒸發(fā)、結(jié)晶、萃取等常

見(jiàn)分離過(guò)程應(yīng)用于化工過(guò)程中，學(xué)習(xí)如何針對(duì)不同混合物開(kāi)發(fā)出合適的分離技術(shù)，了解

現(xiàn)代分離技術(shù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)，關(guān)注針對(duì)目前嚴(yán)峻的能源問(wèn)題、環(huán)境問(wèn)題、資源問(wèn)題分離技

術(shù)所起的作用。因此學(xué)習(xí)好《分離工程》這門(mén)課程對(duì)化工專(zhuān)業(yè)學(xué)生有著極其重要的必要

性和實(shí)用性，是其在今后的化工工作中能夠獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題必然所在。

3.教師簡(jiǎn)介

（1）高級(jí)氧化技術(shù)；（2）高性能催化機(jī)制備。

4.先修課程

本課程的先修課程有：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、物理化學(xué)、化工原理和化工熱力學(xué)。

5.課程目標(biāo)

本課程教育目標(biāo)如下：（1）培養(yǎng)學(xué)生將物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)等學(xué)科知

識(shí)用于化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)科的綜合能力；（2）通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解化學(xué)反應(yīng)

工程學(xué)科前沿，理解該學(xué)科理論體系，掌握研究方法；（3）通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)

生初步具有實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過(guò)程最優(yōu)化的能力以及分析、改進(jìn)、開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)反應(yīng)器的能力。

6.課程內(nèi)容

6.1課程的教學(xué)大綱

第1章緒論（2學(xué)時(shí)）

1.1掌握的內(nèi)容：分離過(guò)程在化工生產(chǎn)中的重要性；分類(lèi)過(guò)程的分類(lèi)；常用的化工

分離操作過(guò)程；分離過(guò)程研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)的歷史、現(xiàn)狀和未來(lái)。

1.2了解的內(nèi)容：平衡分離過(guò)程和速率分離過(guò)程；工業(yè)上常用的基于平衡分離過(guò)程

的分離單元操作及其基本原理；分離媒介；典型應(yīng)用實(shí)例。

第2章多組分分離基礎(chǔ)（12學(xué)時(shí)）

2.1掌握的內(nèi)容：在“化工熱力學(xué)”課程有關(guān)相平衡理論的基礎(chǔ)上，掌握多組分或復(fù)

雜物系設(shè)計(jì)變量的確定方法，較為全面的了解化工過(guò)程中經(jīng)常遇到的多組分物系的氣液

平衡，即各種單級(jí)平衡過(guò)程的計(jì)算問(wèn)題。熟練掌握多組分非理想體系相平衡常數(shù)計(jì)算方

法；泡點(diǎn)和露點(diǎn)計(jì)算；等溫閃蒸和部分冷凝過(guò)程的計(jì)算。

2.2了解的內(nèi)容：常用化工生產(chǎn)操作單元、裝置和過(guò)程的設(shè)計(jì)變量的確定；多組分

物系的相平衡條件；平衡常數(shù)；分離因子。多組分物系的泡點(diǎn)方程、露點(diǎn)方程；計(jì)算方

法。等溫閃蒸過(guò)程和部分冷凝過(guò)程。閃蒸方程；閃蒸過(guò)程的計(jì)算，了解絕熱閃蒸過(guò)程的

計(jì)算。

第3章精儲(chǔ)（6學(xué)時(shí)）

3.1掌握的內(nèi)容：多組分精儲(chǔ)的基本原理、流程及其簡(jiǎn)捷計(jì)算法，以及塔內(nèi)的流率、

濃度和溫度分布特點(diǎn)。

3.2了解的內(nèi)容：恒沸精儲(chǔ)、萃取精儲(chǔ)和加鹽精儲(chǔ)等特殊精儲(chǔ)過(guò)程原理及其簡(jiǎn)捷計(jì)

算方法。

第4章吸收（6學(xué)時(shí)）

4.1掌握的內(nèi)容：多組分吸收和解吸過(guò)程的基本原理、流程及其簡(jiǎn)捷計(jì)算法，以及

塔內(nèi)的流率、濃度和溫度分布特點(diǎn)。

4.2了解的內(nèi)容：多組分吸收和解吸過(guò)程分析、簡(jiǎn)捷計(jì)算方法。

第5章多組分多級(jí)分離的嚴(yán)格計(jì)算（4學(xué)時(shí)）

5.1掌握的內(nèi)容：掌握建立平衡級(jí)理論模型的基本方法，三對(duì)角線矩陣方程的托瑪

斯解法，精僧過(guò)程計(jì)算的泡點(diǎn)法和流率加和法。

5.2了解的內(nèi)容：托瑪斯法解三對(duì)角矩陣方程；精微問(wèn)題的求解。三對(duì)角矩陣方程

托瑪斯解法計(jì)算精儲(chǔ)過(guò)程的泡點(diǎn)溫度。了解精儲(chǔ)計(jì)算的同時(shí)校正法和非平衡級(jí)模型。

第7章其他分離過(guò)程（2學(xué)時(shí)）

7.1掌握的內(nèi)容：各種新型分離技術(shù)的發(fā)展、研究及應(yīng)用基本情況。

7.2了解的內(nèi)容：了解部分已經(jīng)工業(yè)化的新型分離技術(shù)的基本原理、主要特點(diǎn)。新

發(fā)展的技術(shù)及耦合技術(shù)的理論研究狀況。

6.2教學(xué)重難點(diǎn)

第一章緒論重點(diǎn)：分離過(guò)程基本概念、分類(lèi)；平衡分離過(guò)程和速率分離過(guò)程。

難點(diǎn)：平衡分離過(guò)程基本原理

第二章多組分分離基礎(chǔ)重點(diǎn)：常用化工生產(chǎn)操作單元、裝置和過(guò)程的設(shè)計(jì)變量

的確定；多組分物系的相平衡條件；平衡常數(shù)；分離因子。多組分物系的泡點(diǎn)方程、露

點(diǎn)方程；計(jì)算方法。等溫閃蒸過(guò)程和部分冷凝過(guò)程。閃蒸方程；閃蒸過(guò)程的計(jì)算。

難點(diǎn)：平衡常數(shù)的計(jì)算；泡露點(diǎn)計(jì)算問(wèn)題、閃蒸過(guò)程分析

第三章精儲(chǔ)重點(diǎn)：多組分精儲(chǔ)過(guò)程分析和簡(jiǎn)捷計(jì)算方法。特殊精儲(chǔ)過(guò)程、流程,

及其簡(jiǎn)捷計(jì)算方法。

難點(diǎn)：精微過(guò)程分析及相關(guān)計(jì)算

第四章吸收重點(diǎn)：多組分吸收和解吸過(guò)程分析、簡(jiǎn)捷計(jì)算法。

難點(diǎn)：過(guò)程分析和計(jì)算分析

第五章多組分多級(jí)分離的嚴(yán)格計(jì)算重點(diǎn)：托瑪斯法解三對(duì)角矩陣方程；精鐳問(wèn)

題的求解。

難點(diǎn)：嚴(yán)格計(jì)算

6.3學(xué)時(shí)安排

第一章緒論主要知識(shí)點(diǎn)：分離過(guò)程的基本概念、分離、特性；分離過(guò)程在化工

生產(chǎn)中的重要性；常用的化工分離操作過(guò)程；分離工程理論的發(fā)張；分離過(guò)程研究和技

術(shù)開(kāi)發(fā)的現(xiàn)狀和未來(lái)。學(xué)時(shí)安排（參考）：2學(xué)時(shí)

第二章多組分分離基礎(chǔ)主要知識(shí)點(diǎn)：多組分或復(fù)雜物系設(shè)計(jì)變量的確定方法；

在“化工熱力學(xué)”課程有關(guān)相平衡理論的基礎(chǔ)上，較為全面的了解化工過(guò)程中經(jīng)常遇到的

多組分外系的氣液平衡，即各種單級(jí)平衡過(guò)程的計(jì)算問(wèn)題。熟練掌握多組分非理想體系

平衡常數(shù)計(jì)算方法（活度系數(shù)法、狀態(tài)方程法等）；泡點(diǎn)和露點(diǎn)計(jì)算；等溫閃蒸和部分

冷凝過(guò)程的計(jì)算，了解絕熱閃蒸過(guò)程的計(jì)算。學(xué)時(shí)安排（參考）：12學(xué)時(shí)

第三章精儲(chǔ)主要知識(shí)點(diǎn)：多組分精儲(chǔ)、共沸精儲(chǔ)、萃取精儲(chǔ)、的基本原理、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)。學(xué)時(shí)安排：6學(xué)時(shí)

第四章吸收主要知識(shí)點(diǎn)：多組分吸收和解析過(guò)程的基本原理、流程，及其簡(jiǎn)捷計(jì)算

法，以及塔內(nèi)的流率、濃度和溫度分布特點(diǎn)。學(xué)時(shí)安排：6學(xué)時(shí)

第五章多組分多級(jí)分離的嚴(yán)格計(jì)算主要知識(shí)點(diǎn)：建立平衡級(jí)理論模型的基本方

法，三對(duì)角線矩陣方程的托瑪斯解法，精得過(guò)程計(jì)算的泡點(diǎn)法和流率加和法。了解精儲(chǔ)

計(jì)算的同時(shí)校正法和非平衡級(jí)模型。學(xué)時(shí)安排（參考）：4學(xué)時(shí)

第七章其他分離方法主要知識(shí)點(diǎn)：學(xué)習(xí)吸附、離子交換、萃取和膜分離等其他

的分離技術(shù)，了解這些技術(shù)的基本原理、應(yīng)用范圍等等。學(xué)時(shí)安排（參考）：2學(xué)時(shí)

6.4教學(xué)日歷

課程名分離工程上課周數(shù)8周

稱(chēng)

學(xué)院化工學(xué)院專(zhuān)業(yè)化學(xué)工程與工藝時(shí)學(xué)時(shí)數(shù)32學(xué)時(shí)

班級(jí)化學(xué)工程與工藝20194-6班間講課時(shí)數(shù)32學(xué)時(shí)

學(xué)院專(zhuān)業(yè)分習(xí)題課及課堂討論學(xué)時(shí)

班級(jí)配實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)

學(xué)院專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)學(xué)時(shí)

班級(jí)每周上課時(shí)數(shù)4學(xué)時(shí)

教學(xué)、作業(yè)類(lèi)別及內(nèi)容

實(shí)

習(xí)題習(xí)

課

上課作圖、

自

名

講課、稱(chēng)

堂

外

學(xué)

課要堂w1寫(xiě)課程設(shè)

作

講課（教學(xué)大綱分章和題目的名課作

學(xué)

明

次J匕、題

業(yè)

V業(yè)計(jì)的名

時(shí)

山

稱(chēng)）學(xué)驗(yàn)（寫(xiě)數(shù)

數(shù)

數(shù)數(shù)稱(chēng)、數(shù)

時(shí)量,

量等

目）

1緒論22

2第二章多組分分離基礎(chǔ)221相平衡關(guān)系221

32.2.1氣液平衡的分類(lèi)與計(jì)算22

4多組分物系的泡點(diǎn)與露點(diǎn)計(jì)算221

5單級(jí)平衡分離過(guò)程計(jì)算22

6設(shè)計(jì)變量分析221

7裝置設(shè)計(jì)變量+例題講解22

8第三章精微多組分精鐳過(guò)程分析221

9多組分精儲(chǔ)的簡(jiǎn)捷（FUG）計(jì)算法22

10共沸精鐳+吸收221

11第四章氣體吸收與解析一吸收和解吸過(guò)程流程22

12多組分吸收和解吸過(guò)程分析22

13多組分吸收和解吸過(guò)程簡(jiǎn)捷計(jì)算221

14第五章多組分多級(jí)分離的嚴(yán)格計(jì)算平衡級(jí)的理論22

模型+復(fù)雜精儲(chǔ)塔物理模型

15模擬計(jì)算方法+三對(duì)角矩陣法222

16泡點(diǎn)法+例題講解+課程答疑22

各章節(jié)具體內(nèi)容及要求見(jiàn)教學(xué)規(guī)范

7.課程教學(xué)實(shí)施

7.1教學(xué)單元

課程章節(jié)第一章課次/

分離JL程1/2

名稱(chēng)名稱(chēng)緒論學(xué)時(shí)

教學(xué)目標(biāo)

1.了解《分離工程》研究主要內(nèi)容及目標(biāo)；2.掌握化工分離過(guò)程的基本概念、

分類(lèi)和常見(jiàn)分離過(guò)程；3.了解分離工程理論的形成與發(fā)展；了解最新分離技術(shù)的發(fā)展

動(dòng)態(tài)

主要內(nèi)容

主要知識(shí)點(diǎn)：分離過(guò)程的基本概念、分離工程的特性，分離過(guò)程的分類(lèi)；分離過(guò)程

在化工生產(chǎn)中的重要性；常用化工分離操作過(guò)程；分離過(guò)程研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)的現(xiàn)狀和未

來(lái)。

重點(diǎn)：平衡分離過(guò)程和速率平衡分離過(guò)程，分離因子

難點(diǎn)：平衡分離過(guò)程的理解與分析

教學(xué)過(guò)程及方法

概念講解

分離過(guò)程：是指借助一定的分離劑,將混合物分成組成互不相同的兩種或幾種產(chǎn)品

的操作。

混合物

分離設(shè)備二轆：

（氣、液、固）----------------1產(chǎn)品n

卜離劑t

能量夕

物偵夕卜離劑1

能量分離劑ESA：指?jìng)魅牖騻鞒鱿到y(tǒng)的熱及輸入或輸出系統(tǒng)的功。閃蒸、冷凝、

精儲(chǔ)等。物質(zhì)分離劑MSA：指分離過(guò)程中所借助的物質(zhì)，如吸收過(guò)程的吸收劑、

萃取過(guò)程的萃取劑及吸附過(guò)程的吸附劑。

分離因子:

%=

可以判定這兩個(gè)組分在兩種產(chǎn)品中的分離程度，與1相差越遠(yuǎn)，就越能達(dá)到有效

的分離

固有分離因子:

a.二4

xJXj

分離技術(shù)的特性

1.分離技術(shù)的重要性（廣泛性）

?原料凈化

?中間產(chǎn)物分離

?產(chǎn)品提純

,污染物處理

2.分離技術(shù)的多樣性

由于化工分離技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，決定了分離技術(shù)的多樣性。按機(jī)理劃分，大致可分成5

類(lèi)，它們的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法有所不同：①生成新相以進(jìn)行分離（如蒸儲(chǔ)、結(jié)晶）；②加入新相進(jìn)

行分離（如萃取、吸收）；③用隔離物進(jìn)行分離（如膜分離）；④用固體試劑進(jìn)行分離（如吸附、離

子交換）；⑤用外力場(chǎng)和梯度進(jìn)行分離（如離心萃取分離和電泳等）。

3.分離技術(shù)的復(fù)雜性

缺乏基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)（尤其是對(duì)于復(fù)雜條件下的物性數(shù)據(jù)，比如高溫、高壓、超臨界、多組分等）

缺乏大型塔器的可靠設(shè)計(jì)方法

化工分離過(guò)程分類(lèi)

一類(lèi)：機(jī)械分離過(guò)程

對(duì)象：北均相混合物

特點(diǎn)：用機(jī)械法將非均相物系分離,而相間并無(wú)物質(zhì)傳遞發(fā)生

比笈：過(guò)速.沆降、用心分毒.炎風(fēng)除塵…

★，平衡分離過(guò)程（精儲(chǔ)、吸收、萃取.結(jié)晶、吸附等）

二類(lèi)：傳質(zhì)分離過(guò)程《

對(duì)象：均相混合物I速率分離過(guò)程（微濾.超港、反滲透、電海析等）

特點(diǎn)；涉及物質(zhì)從原料向一股產(chǎn)品流的擴(kuò)散，過(guò)程遵循物質(zhì)傳遞原理

1.平衡分離過(guò)程

借助分離媒介（能量、物質(zhì)、壓力等），使均相混合物系統(tǒng)形成新的相界面的方法，常使用不互

溶的兩個(gè)相界面上的平衡關(guān)系進(jìn)行分離。其分離基礎(chǔ)是混合物中各組分在相平衡時(shí)兩相中的不

等同的分配。

按照兩相的不同可以分為以下幾類(lèi)

氣液傳質(zhì)過(guò)程：如吸收、氣體的增濕和減濕

汽液傳質(zhì)過(guò)程：如液體的蒸播和精儲(chǔ)

液液傳質(zhì)過(guò)程：如萃取液固傳質(zhì)過(guò)程：如結(jié)晶、浸取、吸附、離子交換、色層分離等

氣固傳質(zhì)過(guò)程：如固體干燥、吸附等

過(guò)程名稱(chēng)原料分離劑產(chǎn)品分離原理

蒸發(fā)液體熱液體+蒸汽蒸汽壓不同

蒸儲(chǔ)液體熱液體+蒸汽蒸汽壓不同

吸收氣體不揮發(fā)性液體液體+氣體溶解度不同

萃取液體不互溶液體液體+液體溶解度不同

結(jié)品液體冷或熱液體+固體過(guò)飽和

吸附氣體或液體固體吸附劑固體+液體或氣體吸附力不同

干燥濕物料熱固體+蒸汽濕組分蒸發(fā)

浸取固體溶劑固體+液體溶解度不同

離子交換液體固體樹(shù)脂液體+固體離子的可交換性

2.速率分離過(guò)程

利用溶液中不同組分在某種推動(dòng)力（如壓差、濃度差、電位差）作用下經(jīng)過(guò)某種介質(zhì)（如

半透膜）時(shí)的傳質(zhì)速率（透過(guò)率、遷移率、擴(kuò)散速率）差異而實(shí)現(xiàn)分離

特點(diǎn)：所處理的物料和產(chǎn)品屬于同一相態(tài)，僅有組成的差別

過(guò)程名稱(chēng)原料分離劑產(chǎn)品分離原理

氣體擴(kuò)散氣體壓力梯度和膜氣體多孔膜中擴(kuò)散的速率差異

熱擴(kuò)散氣體或液體濕度梯度氣體或液體熱擴(kuò)散速率差異

液

電滲析

體電場(chǎng)和膜液體膜對(duì)不同離子的選擇性滲透

液

體

電物永

電場(chǎng)液體膠質(zhì)在電場(chǎng)下的遷移速率

體

液

反滲透

壓力梯度和膜液體+液體差異

體

液

超過(guò)濾

壓力梯度和膜液體+液體溶質(zhì)溶解度與溶劑在膜中

的擴(kuò)散速率

分離方法的選擇

恃分離混合物中各組力

確定分離的物理、化學(xué)、生物多/

SIARI

目的方面的性質(zhì)參,數(shù)列表/

/反應(yīng)分離///作簡(jiǎn)單〃.他注//其他分離/

4速彳離強(qiáng)。〃蓑慵法〃方法/

分離過(guò)程開(kāi)發(fā)的方法

傳質(zhì)分離過(guò)程開(kāi)發(fā)是研究適宜分離方法的工業(yè)化途徑，以期經(jīng)濟(jì)合理地實(shí)現(xiàn)規(guī)定的分離任務(wù)。

目的:

（1）適宜分離方法、流程和操作條件的選擇：（2）分離設(shè)備的合理選型：（3）分離設(shè)備兒

何尺寸的確定。

放大技術(shù)的常用方法:

過(guò)程放大的方法有逐級(jí)經(jīng)驗(yàn)放大法、數(shù)學(xué)模型法、工程理論法和參照法四種，對(duì)于一個(gè)缺乏參

照系統(tǒng)的新的傳質(zhì)分離操作來(lái)說(shuō)，前兩種方法更為常用。

1）逐級(jí)經(jīng)驗(yàn)放大法以小試一擴(kuò)大試驗(yàn)一中試f工業(yè)化試驗(yàn)的程序，通過(guò)逐級(jí)試驗(yàn)獲取參

數(shù)來(lái)達(dá)到目的。穩(wěn)妥，但耗費(fèi)大。步驟：進(jìn)行小試，確定操作條件和設(shè)備形式。確定的依據(jù)

是最終產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和成本，并不考慮過(guò)程的機(jī)理：小試之后進(jìn)行規(guī)模稍大的中試，以確定

設(shè)備尺寸放大后的影響（放大效應(yīng)）；然后才能放大到工業(yè)規(guī)模的大型裝置，在處理物料復(fù)雜或

對(duì)選用的分離方法缺少經(jīng)驗(yàn)時(shí)，放大把握不大，則上述每級(jí)試驗(yàn)放大倍數(shù)就小，往往需多級(jí)中

間試驗(yàn)，耗資大，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)。

2）數(shù)學(xué)模型法根據(jù)過(guò)程的內(nèi)在規(guī)律，建立準(zhǔn)確描述過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)合理的簡(jiǎn)化后,

利用計(jì)算機(jī)求解得到相關(guān)的參數(shù)。①將復(fù)雜過(guò)程分解為多個(gè)較簡(jiǎn)單的子過(guò)程，再根據(jù)研究的目

的進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化，得出物理模型；②應(yīng)用物理基本規(guī)律及過(guò)程本身的特征方程對(duì)物理模型進(jìn)

行數(shù)學(xué)描述，得數(shù)學(xué)模型；③對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析解或數(shù)值解得到設(shè)計(jì)計(jì)算方法，通過(guò)試驗(yàn)確

定方程中的模型參數(shù)；④應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行復(fù)雜過(guò)程的綜合研究和尋優(yōu)，得到最優(yōu)結(jié)果，最后需

進(jìn)行中間試驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果的可靠性。數(shù)學(xué)模型法盡管在方法的邏輯上合理，從方法論上說(shuō)也

很科學(xué)，與逐級(jí)經(jīng)驗(yàn)放大方法相比，可以節(jié)省試驗(yàn)費(fèi)用，縮短開(kāi)發(fā)周期，結(jié)果比較可靠，但

在化工中的實(shí)際應(yīng)用至今仍然有限。主要原因在于化工過(guò)程太復(fù)雜，可靠又合理簡(jiǎn)化的數(shù)學(xué)模

型難以建立。

分離工程理論的形成與完善

分離技術(shù)是隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展而逐漸形成和發(fā)展的，生產(chǎn)實(shí)踐是分離工程形成與發(fā)展的源泉。

分離工程應(yīng)用領(lǐng)域推廣

化

學(xué)過(guò)程的平衡，限度化工熱力學(xué)研究的問(wèn)題

工

程化學(xué)動(dòng)力學(xué)研

學(xué)?究化學(xué)反應(yīng)的

科動(dòng)力學(xué)規(guī)律

化學(xué)動(dòng)力學(xué)

的

,反應(yīng)過(guò)程—>和反應(yīng)工程、

兩

研究的問(wèn)題化學(xué)反應(yīng)工程

個(gè)I

研究實(shí)現(xiàn)過(guò)程

基

本J過(guò)程的速度〃

問(wèn)得I過(guò)程諭ts

題過(guò)程的速率與

單元操作和/|

傳遞機(jī)理

，傳遞過(guò)程傳遞過(guò)程研/二

究的問(wèn)題II

單元操作側(cè)重

分離工程研究應(yīng)用質(zhì)量傳遞原理實(shí)現(xiàn)卜過(guò)程的設(shè)備與

組分分離的基本原理及工程化問(wèn)題，,工程問(wèn)

是傳遞過(guò)程的--部分

分離過(guò)程的發(fā)展動(dòng)態(tài)

綠色分離工程：指分離過(guò)程綠色化的工程實(shí)現(xiàn)。

分離過(guò)程綠色化的途徑有兩種：

對(duì)傳統(tǒng)分離過(guò)程進(jìn)行改進(jìn)、優(yōu)化，使過(guò)程對(duì)環(huán)境的影響最小甚至沒(méi)有開(kāi)發(fā)及使用

新型的分離技術(shù)，如膜分離技術(shù)、分步結(jié)晶技術(shù)、超臨界萃取技術(shù)等。

本章小結(jié)

學(xué)習(xí)了分離過(guò)程的基本概念、分離過(guò)程的分類(lèi)以及常用的化工分離操作

了解了分離過(guò)程在化工過(guò)程中的重要性

學(xué)習(xí)了分離工程研究的主要內(nèi)容及其理論形成的歷程

掌握分離因子、固有分離因子兩個(gè)重要概念

學(xué)習(xí)了分離過(guò)程的發(fā)展動(dòng)態(tài)以及其開(kāi)發(fā)方法

7.1.5教學(xué)方法

1、舉例法：以典型化工生產(chǎn)過(guò)程為例，引出化工過(guò)程包含的內(nèi)容和環(huán)節(jié)，進(jìn)而得

出分離操作對(duì)化工過(guò)程的重要性：分離單元操作。2、提問(wèn)法：給出一化工過(guò)程，請(qǐng)學(xué)

生思考并回答其包含的典型分離單元過(guò)程，老師結(jié)合學(xué)生回答講解；3、對(duì)化工過(guò)程發(fā)

展歷史，以教師講解為主。

7.2教學(xué)單元二（2.2相平衡關(guān)系）

7.2.1教學(xué)日期

課程安排：2021-2022學(xué)年第二學(xué)期；第1周星期二，1-2節(jié)

7.2.2教學(xué)目標(biāo)

掌握相平衡關(guān)系以及相平衡常數(shù)的確定方法難點(diǎn)：多組分非理想體系相平衡常數(shù)

的計(jì)算。

7.2.3教學(xué)內(nèi)容

掌握相平衡關(guān)系以及相平衡常數(shù)的確定方法

難點(diǎn)：多組分非理想體系相平衡常數(shù)的計(jì)算。

7.2.4教學(xué)過(guò)程

概念講解

相平衡關(guān)系：若有兩個(gè)或兩個(gè)以上的均相，雖然它們互相緊密接觸，但它們各自

的性質(zhì)并不隨時(shí)間而改變，就用相平衡來(lái)表示這一狀態(tài)。“平衡”的意思是說(shuō)：在宏

觀上系統(tǒng)的性質(zhì)隨時(shí)間而改變的趨勢(shì)已達(dá)到零。

相平衡條件：各相的溫度相等、壓力相等，每個(gè)組分的逸度相等。

T'=T"=丁=..

pr=pn=pm=.....

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