化工专业《分离工程》教学大纲-2013年编

《分离工程》教学大纲一、课程目标分离工程是化学工程与工艺专业本科生的一门专业基础课，是物理化学、化工热力学及化工原理等理论课的后续课程。本课程主要讨论化学工业和化学工程领域常见的分离过程，主要任务是使学生掌握分离过程的共性问题，学习传质分离过程的基本原理、基础知识及设计计算方法，并学习新型分离技术。在教学过程中，强调理论联系实际，加强设计和分析能力的训练，以提高解决实际问题的能力。通过本课程的学习，为后续的石油炼制工程、有机化工工艺学、化工设计等专业课程的学习打下理论基础。二、基本要求学习本课程时，学生必须具备物理化学、化工热力学、化工原理等学科的基础知识，利用这些课程中有关相平衡基础、热力学、动力学，包括传热、传质和动量传递的理论来研究化工生产中复杂物系的分离和提纯技术，掌握常见分离技术的简捷法计算方法，能运用计算机对部分计算步骤进行编程和对部分分离过程进行模拟，同时要求学生了解前沿分离技术。三、教学内容及学时分配建议1.课堂教学课程内容（32学时）第一章绪论5学时本章重点难点：分离过程的分类，设计变量。化工分离过程的发展历史与应用；分离过程的分类和特征；分离过程的集成。设计变量，单元和装置的设计变量的计算及变量组的规定。第二章单级汽液平衡过程4学时本章重点难点：相平衡常数简化计算、泡露点温度压力的计算、闪蒸问题的判断。1.相平衡常数的计算（1学时）相平衡关系及其表达方式，状态方程法和活度系数法计算相平衡常数，活度系数法计算相平衡常数的简化方式。2.泡点/露点温度、压力的计算（2学时）多组分物系泡点温度和压力的计算及露点温度和压力的计算。3.闪蒸计算（1学时）等温闪蒸和部分冷凝过程；绝热闪蒸过程，包括对闪蒸问题的判断。第三章多组分多级分离过程的分析与计算8学时本章重点难点：多组分精馏简捷计算方法、萃取精馏、共沸精馏、反应精馏。1.精馏的简捷法计算（4学时）关键组分、最小回流比、最少理论板数和组分分配；实际回流比和理论板数；用Underwood-Fenske-Gilliland方法简捷计算各参数。2.特殊精馏（4学时）萃取精馏流程、基本原理；溶剂选择考虑因素；萃取精馏过程特征。共沸剂选择原则，共沸精馏方式的基本理论和特征；均相及非均相共沸物的精馏分离流程及特点。反应精馏。反应精馏的特点及过程分析，反应精馏的应用。第四章气体吸收与超临界萃取4学时1.吸收、解吸流程及分析（1学时）多组分吸收和解吸过程的流程、过程分析。2.吸收简捷计算（2学时）平均吸收因子法计算多组分吸收过程方法。3.超临界萃取技术（1学时）第五章吸附与结晶4学时1.吸附吸附过程、吸附平衡、吸附动力学、吸附分离过程2.结晶基本概念、液液结晶、熔融结晶结晶过程与设备第六章膜分离技术6学时本章重点难点：膜分离基本概念及特点、膜分离机理和适用场合。1.微滤和超滤（2学时）2.纳滤和反渗透（2学时）3渗透汽化与气体分离（2学时）第七章分离过程的选择与设备放大1学时2.实验教学（8学时）实验名称学时要求分子筛吸附法脱芳实验3学时必做水萃取煤油中的苯甲酸实验3学时必做反应精馏实验或膜分离过程实验2学时二选一三、仿真模拟（1周）仿真模拟结合化工原理课程设计、化工设计和毕业小设计完成。模拟内容时间模拟计算精馏过程2天模拟设计反应精馏过程2天模拟设计膜分离过程1天四、教材及主要参考资料1.分离过程，刘家祺主编，化学工业出版社，2002年5月，面向21世纪课程教材；2.化工分离过程，陈洪钫，刘家祺编，化学工业出版社，1995年5月，高等学校教材；3.SeparationProcessPrinciples（分离过程原理），J.D.Seader等著，化学工业出版社，2002年6月，影印版。4.新型分离技术，陈欢林主编，化学工业出版社，2005年4月，面向21世纪课程教材。