《化工分离工程》教案
《化工分离工程》课程教学大纲(本科)
《化工分离工程》课程教学大纲英文名称：Chemical Separation Engineering课程类型：学科基础课课程要求：任选学时/学分：32/2适用专业：高分子材料与工程一、课程性质与任务化工分离工程是研究过程工业中物质分离和纯化的工程技术学科。
本课程讲授传质与分离工程的原理和应用，利用前期课程中介绍的有关相平衡、热力学、传热、传质等理论来研究化工生产实际中一些主要的传质单元操作，从分离过程的共性出发，讨论各种分离方法的特征，强调将工程与工艺相结合的观点，理论联系实际，以提高解决实际问题的能力以及设计和分析计算能力。
通过本课程的学习，学生应掌握各种常用分离过程的基本理论，操作特点，简捷和严格的计算方法和强化改进操作的途径，对一些新分离技术有一定的了解。
二、课程与其他课程的联系本课程是高等学校化学工程与工艺专业的一门主干课程，是学生在具备了物理化学、化工原理等技术基础知识后的一门学科基础课。
课程内容的基础概念和基本定律在化工原理课程中已经学过，是化工原理课程的延伸，主要讲授传质与分离工程的原理及在多组分物系中的应用，为后续的化工工艺设计课程、化工过程开发课程及毕业设计等环节奠定理论基础。
三、课程教学目标本课程着重基本概念的理解，为分离过程的选择、特性分析和计算奠定基础。
从分离过程的共性出发，讨论各种分离方法的特征。
强调将工程与工艺相结合的观点，以及设计与分析能力的训练；强调理论联系实际，以提高解决工程实际问题的能力。
1.了解分离操作在化工生产中的重要性，掌握传质分离过程的分类和特征；2.掌握相平衡及相平衡常数的计算方法，掌握多组分物系的泡点和露点计算；3.理解多组分精馏过程的原理、流程，掌握简捷法计算精馏过程；4.了解特殊精馏原理及流程，熟悉萃取精馏、共沸精馏的简单计算；5.了解多组分吸收和解吸过程原理及流程，掌握平均吸收因子法、有效吸收因子法计算多组分吸收过程；熟悉解吸方法；通过课程学习，要求学生能掌握各种常用分离过程的基本理论，操作特点，简捷和严格计算方法及强化改进操作的途径，掌握较为前沿的新分离技术。
天津大学姜忠义_化工分离工程教案
超临界流体具有低粘度、高密度、扩散系数大、超强 的溶解能力等特性。
4.2 超临界流体萃取
超临界流体萃取是一种以超临界流体作为萃取剂，从固体或液体中提 取出待分离的高沸点或热敏性物质的新型萃取技术。
超临界流体（SCF）是状态处在高于临界温度、压力条件下的流体， 它具有低粘度、高密度、扩散系数大、超强的溶解能力等特性。
典型的萃取流程
4.2.3 超临界流体萃取的应用
超临界流体萃取已深入应用到医药﹑食品 ﹑生物﹑化学工业等领域。
案例： 案例：超临界流体萃取的在化学工业应用实例
①烃的分离 ②有机溶剂水溶剂的脱水（醇﹑甲乙醇等） ③有机合成原料的精制（己二酸﹑己内酰胺等） ④共沸化合物的分离 ⑤反应的稀释溶剂（聚合反应﹑烷烃异构化反应） ⑥反应原料回收（从低级脂肪酸盐的水溶液中回收脂肪酸）
l N = l0 + vN +1 − v1
各式可用质量单位或摩尔单位。由于在绝热萃取塔中温度变化一般都不 大，因此一般不需要焓平衡方程，只有当原料与溶剂有较大温差或混和 热很大时才需考虑。
4.1.3 分馏萃取
通常采用塔中部进料的分馏萃取流程。
洗涤液 溶剂 脱溶剂的 SR 萃取相 溶剂 脱溶剂的 SR 产品A 溶剂 T 溶剂 S
— —
＋ ＋
— — — — — —
— — ＋ ＋ 0
— 0
案例
苯中分离链烃。苯在罗宾斯表中属于第11组，而所选的链烃—庚烷属于 第12组。由罗宾斯表可见，第8组（伯胺、氨、无取代基的氨基化合 物）与芳烃形成的物系对拉乌尔定律产生负偏差，与链烃形成的物系 产生正偏差。 尽管胺或氨基化合物在分离该混合物上很可能是有效的，没有迹象表明 是否一定分层。罗宾斯表也指出，第4组（具有活性氢原子的多环链 烃）、第7组（仲胺）和第9组（醚、氧化物、亚砜）均与链烃形成正 偏差物系，与芳烃形成理想物系。这类溶剂同样可认为是可行的溶剂。 但没有表明形成的液相数目。
《化工分离工程》PPT课件大学课件
化工分离工程第一讲绪论主要内容化学工业与化工过程分离过程在化工生产中作用分离过程的分类及特征本课程的教学目的及要求化工分离技术发展简述化工分离技术是随着化学工业的发展而逐渐形成和发展的。
现代化学工业开始于18世纪。
当时，纯碱、硫酸等无机化学工业成为现代化学工业的开端。
19世纪以煤为基础原料的有机化工发展起来。
开始涉及分离问题，如苯、甲苯、酚等化学品提纯应用了吸收、蒸馏、过滤、干燥等分离操作。
19世纪末，20世纪初石油炼制的发展促进了化工分离技术的成熟与完善。
进入20世纪70年代以后，化工分离技术更加高级化，应用也更加广泛。
同时，化工分离技术与其它科学技术相互交叉渗透产生一些更新的边缘分离技术，如生物分离技术、膜分离技术、环境化学分离技术、纳米分离技术、超临界流体萃取技术等等。
化学工业对原料〔如石油，煤等〕原料进行化学或物理加工加工，改变物质的结构或组成，或合成新物质获得各种有用产品的制造工业．化工过程Industry Chemical Processes Chemical process is is achemical engineering units inwhich raw materials are changedor separated into usefullproducts 化学反应过程化工生产核心化工过程原料的预处理物理处理过程（单元操作）产品的加工分离过程（Separation Processes The separationprocess is a chemicalengineering units toSeparate chemicalmixtures into theirconstituents 分离过程（Separation Processes 两种或多种物质的混合过程是一个自发过程，而将混合物分离须采用分离手段并消耗一定的能量或分离剂，分离技术系指利用物理，化学或物理化学等基本原理与方法将某种混合物分离成两个或多个组成彼此不同的产物的一种单元过程．混合物产品1 分离过程产品2 （气、液、固）产品n 能量分离剂ESA 物质分离剂MSA 借助一定的分离剂，实现混合物中的组分分级（Fractionalization）、浓缩（Concentration）、富集（Enrichment）、纯化（Purification）、精制（Refining）与隔离（Isolation）等的过程称为分离过程。
华东理工大学《化工分离工程》教学大纲
华东理工大学《化工分离工程》教学大纲教学重点与难点1. 绪论讲解分离过程的特征，区分分离因子和固有分离因子，讲解用其判断一个分离过程分离的难易程度。
讲解平衡分离的的原理和处理的手段。
本章重点：掌握分离过程的特征，分离因子和固有分离因子的区别，平衡分离和速率分离的原理。
本章难点：用分离因子判断一个分离过程进行的难易程度，分离因子与板效率之间的关系。
2. 单级平衡过程熟练掌握多组分非理想体系平衡常数计算方法；重点讲解汽液相平衡关系常用的两种形式；会用相平衡常数和相对挥发度表示相平衡关系；至少会一种求算活度系数和逸度系数；泡点和露点计算要教会学生会查阅P-T-K 列线图，求算烃类物质的K值，讲解例题2-3；2-4 说明泡、露点的计算方法；了解平衡常数与组成有关的泡、露点计算。
本章重点：多组分物系的相平衡条件；平衡常数；分离因子。
多组分物系的泡点方程、露点方程；计算方法。
等温闪蒸过程和部分冷凝过程。
闪蒸方程；闪蒸过程的计算。
本章难点：多组分非理想体系平衡常数计算。
多组分物系的泡点温度和泡点压力、露点温度和露点压力的计算。
等温闪蒸过程和部分冷凝过程的计算。
3. 多组分多级分离过程分析与简捷计算掌握多组分或复杂物系设计变量的确定方法，多组分精馏、共沸和萃取精馏、吸收和蒸出等过程的基本原理、流程及其简捷计算方法，以及塔内的流率、浓度和温度分布特点，熟练掌握多组分多级分离工程的简捷计算方法。
通过例3-2 说明关键组分等概念和总结清晰分割的两种计算方法；会推导芬思克公式，了解不清晰分割物料衡算的计算思路。
熟悉简捷法求算精馏过程理论板数的步骤。
从萃取剂作用说明其如何改变关键组分间的相对挥发度，推导萃取剂的选择性的计算公式，总结其在萃取剂选择中所其的作用；了解图解法求算萃取精馏过程理论板数的过程。
从共沸剂作用说明其如何改变关键组分间的相对挥发度，会用三角相图计算共沸剂的用量。
与精馏过程比较说明精馏为双向传质过程而吸收为单向传质过程，推导平均吸收因子法的公式，通过例3-8 说明多组分吸收简捷计算的方法，蒸出因子的公式与吸收过程一起学习。
《化工分离工程》教案
@@@@大学《化工分离工程》教案~ 学年第学期课程学时65学院化学工程课程名称化工分离工程专业化工工艺主讲教师课时安排：5学时教学课型：理论课√实验课□习题课□实践课□其它□题目（教学章、节或主题）：第一章绪论教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：了解分离工程在工业生产中的重要性，分离过程的分类以及常用的化工分离操作过程。
了解工业上常用的分离单元操作的基本原理，了解一些典型应用实例。
理解分离操作理论的形成和特性，分离过程的开发方法和发展趋势。
掌握分离因子的定义和应用，了解传质分离过程的分类和特征。
识记分离剂的类型及分离过程的选择方法。
教学目的要求：识记：分离剂的类型，分离因子概念，分离过程的选择方法。
领会：分离过程的特征与分类。
应用：分离过程的研究内容与研究方法。
本章重点：掌握分离过程的特征与分类，分离因子与固有分离因子的区别，平衡分离和速率分离的原理。
本章难点：用分离因子判断分离过程的难易程度，分离因子与级效率之间的关系。
教学内容（注明：* 重点# 难点？疑点）：分离操作在化工生产中的重要性；传质分离过程的分类和特征；本课程的任务和内容。
第一节分离操作在化工生产中的重要性第二节传质分离过程的分类和特征1．2．1平衡分离过程1．2．2速率分离过程第三节本课程的任务和内容教学方式、手段、媒介：以多媒体为主黑板设计：左边幻灯，右边板书讨论、思考题、作业：课时安排：15学时教学课型：理论课√实验课□习题课□实践课□其它□题目（教学章、节或主题）：第二章多组分分离基础教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：教学目的要求：1. 掌握相平衡各种关系式及计算；2. 掌握多组分物系的泡点和露点温度和压力的计算；3. 掌握等温闪蒸和部分冷凝过程的计算。
本章主要讨论：设计变量；相平衡关系；泡点和露点的计算；闪蒸过程计算。
本章重点：多组分物系的相平衡条件；平衡常数；分离因子；泡点方程和露点方程法；等温闪蒸过程和部分冷凝过程；闪蒸方程。
化工分离工程教学设计
化工分离工程教学设计前言化工分离工程是化学工程中的重要组成部分，用于将混合物中的成分分离提取，是化学生产和制造中的关键技术。
化工分离工程的教学内容繁杂，需要通过设计体现出重点和难点，以便帮助学生更好地掌握相关的知识和技能。
本文将从教学目的、教学内容、教学方法和教学效果等方面进行探讨，以期为化工分离工程教学提供一些借鉴和参考。
教学目的化工分离工程的教学目的主要有以下几个方面：1.帮助学生了解化工分离工程的基本原理及相关的理论知识；2.培养学生的分析问题和解决问题的能力，提高学生的实践能力；3.培养学生的合作精神和创新能力，培养学生的团队合作意识；4.建立健全的评价体系，评价学生的学习成果和实践能力。
教学内容化工分离工程的教学内容主要包括以下几个方面：1.分离过程的基本流程和原理；2.分离过程的热力学基础和热工过程控制；3.分离工艺的基本设备和操作；4.分离技术的综合应用。
从教学内容的角度来看，化工分离工程的教学内容内容涉及广泛，教师需要通过教学设计和课堂讲授把握重点和难点，使学生能够掌握分离工程的基本知识和技能。
教学方法化工分离工程的教学方法应包括以下几个方面：1.理论授课：采用课堂讲解和形象化的教学手段，帮助学生快速了解分离工程的基本理论原理；2.实践教学：在教学过程中，应该注重搭建实验平台，通过实验操作，让学生更好地理解理论知识；3.个人作业：通过PPT报告、论文撰写等形式，让学生自主学习和探究，加强学生的独立思考能力；4.团队项目：通过开展团队作业、课程综合设计等形式，培养学生的团队合作意识，提高学生的创新能力。
教学效果化工分离工程的教学效果可以通过以下几个方面来体现：1.知识掌握程度：学生在课堂上和课外的学习任务上所达到的知识掌握程度；2.实践能力：学生在实验操作、质量控制、工艺设计等实践性任务中的表现；3.学习曲线：学生在整个学习和教学过程中所达到的学习曲线和效果；4.团队精神：学生在团队作业和课程设计等任务中所表现出的团队精神和合作意识。
《化工分离工程》教案
《化工分离工程》教案一、课程概述《化工分离工程》是化工工程专业的一门专业课程，旨在培养学生具备化工分离工程设计与操作的基本理论、技术和方法。
通过本课程的学习，学生将掌握分离工程的基本概念、原理和设计方法，了解分离工程在化工生产中的重要性和应用领域，培养学生分析和解决分离工程问题的能力。
二、教学目标1.培养学生对分离工程的基本概念和原理的理解；2.培养学生运用分离工程原理和方法进行设计和操作的能力；3.培养学生对不同分离工程方法和设备的选择和应用的能力；4.培养学生分析和解决分离工程问题的能力。
三、教学内容1.分离过程的基本概念和原理1.1分离工程的定义和分类1.2相平衡和相平衡原理1.3蒸馏、萃取、吸附和结晶等分离过程的基本原理1.4区域平衡和传输过程的分离效率2.蒸馏工艺和设备2.1简单蒸馏和精馏的原理和应用2.2多组份混合物的蒸馏2.3塔式蒸馏和装置选型3.萃取工艺和设备3.1萃取的基本概念和分类3.2搅拌萃取和萃取塔的原理和应用3.3萃取剂的选择和回收4.吸附工艺和设备4.1吸附的基本概念和原理4.2固定床吸附和流动床吸附的原理和应用4.3吸附剂的选择和再生5.结晶工艺和设备5.1结晶的基本概念和原理5.2溶解度曲线和结晶过程的控制5.3结晶设备的选型和操作四、教学方法1.理论授课：通过课堂讲解，系统介绍分离工程的基本概念和原理，引导学生深入理解课程内容。
2.实践教学：组织实验操作，让学生亲自进行分离工程的实验操作，理解设备的操作原理和优化方法。
3.讨论研究：结合工程实例和案例分析，组织学生进行小组讨论，引导学生分析和解决分离工程问题。
4.课程设计：引导学生进行小型分离工程设计，培养学生的设计和操作能力。
五、教学评价1.课堂测试：每个章节结束后进行课堂测试，检查学生对知识掌握的程度。
2.实验报告：要求学生在实验后提交实验报告，针对实验过程和结果进行分析和总结。
3.课程设计报告：要求学生进行小型分离工程设计，并提交设计报告，评价学生的设计和操作能力。
化工分离工程
教材：面向21世纪课程教材：
刘家祺 分离过程:化学工业出版社, 2002
主要参考书: 陈洪钫,刘家祺化工分离过程:化学工业
出版社, 1995 吴俊生;邓修 等编著，分离工程，华东
化工学院出版社，1992。 郁浩然 主编，化工分离工程，中国石
油出版社，1992。
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第一章 绪 论
实例1：糖的溶解与结晶 糖溶于水 形成均匀溶液混合过程 过程是自发的熵增加 从水中取出糖 对体系做功如蒸馏法 分离过程 过程不能自发进行熵减少
●加氢重整后得到：轻油 非芳烃 苯 甲苯 二甲苯 高级芳烃
目的产物为 对二甲苯
● 特点：
邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯
沸点℃ 熔点℃
144411 ﹣25173
139104 ﹣47872
138351 13263
● 涉及到分离过程：精馏：4 7、8 萃取：5、6 结晶：10
目的产 物
总 结：
● 原料的净化与粗分
实例3：Fe3+和Ti4+的分离实验二
Fe3+ Ti4+ 6mol/L HCl 乙醚
乙醚;Fe3+ 抽掉隔板
6mol/L HCl，Ti4+
结果：乙醚和水为互不相溶的两相 Fe3+与乙醚生成离子缔合物：
C2H5O C2H5 ＋ H+ C2H52OH+ Fe3+ + 4 Cl FeCl4 (C2H5)2OH+ + FeCl4 (C2H5)2OH+[FeCl4]
分离过程
Separation Processes
教师：李保华
本课程的任务和内容
■地位：专业基础课 ■前期课程：
大学化工分离工程教案
课程名称：化工分离工程授课班级：化学工程与工艺专业授课教师：[教师姓名]授课时间：[具体日期]课时安排：2课时教学目标：1. 让学生了解化工分离工程的基本概念、分类和重要性。
2. 掌握常见分离方法的原理、操作特点和设备。
3. 理解分离过程的热力学平衡、传质与扩散的基本理论。
4. 培养学生分析和解决实际化工分离工程问题的能力。
教学内容：一、绪论1. 化工分离工程的基本概念、分类和重要性2. 常见分离方法简介二、传质与分离过程的热力学基础1. 热力学平衡2. 传质与扩散的基本理论三、常见分离方法1. 吸收法- 原理、操作特点、设备- 气液吸收、气固吸收2. 蒸馏法- 原理、操作特点、设备- 简单蒸馏、精馏3. 萃取法- 原理、操作特点、设备- 液-液萃取、液-固萃取4. 膜分离法- 原理、操作特点、设备- 微滤、超滤、纳滤、反渗透教学过程：一、导入1. 提问：什么是化工分离工程？它在化学工业中的重要性是什么？2. 回答并总结化工分离工程的基本概念、分类和重要性。
二、讲授新课1. 传质与分离过程的热力学基础- 讲解热力学平衡、传质与扩散的基本理论，结合实例进行分析。
2. 常见分离方法- 吸收法、蒸馏法、萃取法、膜分离法- 分别介绍每种方法的原理、操作特点、设备，并举例说明。
三、课堂讨论1. 学生分组讨论：针对一个实际化工分离工程问题，分析并选择合适的分离方法。
2. 各组汇报讨论结果，教师点评并总结。
四、课堂小结1. 回顾本节课所学内容，强调重点知识。
2. 布置课后作业，巩固所学知识。
教学评价：1. 学生对化工分离工程的基本概念、分类和重要性的掌握程度。
2. 学生对常见分离方法的原理、操作特点和设备的理解程度。
3. 学生分析和解决实际化工分离工程问题的能力。
教学资源：1. 教材：《化工分离工程》2. 课件：化工分离工程相关课件3. 网络资源：化工分离工程相关网站、文献资料教学反思：本节课通过理论讲解、实例分析和课堂讨论，使学生掌握了化工分离工程的基本概念、分类和重要性，了解了常见分离方法的原理、操作特点和设备。
天津大学化工分离工程教案第3章多组分精馏和特殊精馏精品文档
—方程的根。 取LK>>HK的根
19
3.1.3 最少理论板数（Nm）和组分分配
全回流对应最少理论板数，但全回流下无产品采出， 因此正常生产中不会采用全回流。 什么时候采用全回流呢？
Fenske
Underwood Gilliland
Nm
Rm
R、N
34
开始
指定进料条件
指定两个关键组分的分离程度
估计非关键组分的分离情况
决定精馏塔操作压力和冷凝器类型 （泡、露点计算）
在塔压下作闪蒸计算
（绝热闪蒸计算）
计算最少理论板数和非关键组分的分离程度
（Fenske eq.）
no 计算值与估计值是否接近
图3-6 四组分精馏液相组成分布
11
多组分精馏与二组分精馏在含量分布上的区别：
（1）关键组分含量存在极大值； （2）非关键组分通常是非分配的，
即重组分通常仅出现在釜液中， 轻组分仅出现在馏出液中； （3）重、轻非关键组分分别在进料板下、上 形成几乎恒浓的区域； （4）全部组分均存在于进料板上，但进料板 含量不等于进料含量。
2
xA xB
2
由物料衡算：
yA yB
3
xA xB
2
可得： x xB AD12x xB A212y yB A3
依此类推到塔釜：
xxB AD12N1NxxB AW （3-5）
（1）萃取精馏（Extractive Distillation）： 加入的质量分离剂不与被分离系统中的任何组分 形成共沸物，而其沸点又较原有的任一组分高， 从塔釜离开。加入的质量分离剂称为溶剂。
天津大学 化工分离工程 完整教案
天津大学化工分离工程教案（一）一、课程简介1.1 课程背景化工分离工程是化学工程与工艺专业的一门重要专业课程，旨在培养学生掌握化工过程中物质分离的基本理论、方法和技术。
通过本课程的学习，使学生了解和掌握常见的分离操作原理、设备及工艺流程，为从事化工生产和技术管理工作奠定基础。
1.2 课程目标（1）掌握化工分离过程的基本原理，包括平衡分离、速率分离等；（2）熟悉常见的分离操作方法，如过滤、离心、吸附、萃取、蒸馏等；（3）了解分离过程的设备及其操作条件优化；（4）能够分析和设计简单的化工分离过程。
二、教学内容2.1 分离过程的基本原理（1）平衡分离原理：包括溶解度、分配系数、平衡常数等；（2）速率分离原理：包括膜分离、分子筛分离等。
2.2 常见分离操作方法（1）过滤：包括悬浮液、乳液的过滤原理及设备；（2）离心：包括沉降离心、澄清离心、过滤离心等；（3）吸附：包括吸附平衡、吸附等温线、吸附床设计等；（4）萃取：包括溶剂选择、萃取效率、萃取塔设计等；（5）蒸馏：包括蒸馏原理、蒸馏塔、塔板设计等。
三、教学方法3.1 课堂讲解采用讲授法，系统地介绍化工分离工程的基本原理、方法及设备。
通过生动的案例分析，使学生能够更好地理解和掌握分离过程。
3.2 实验教学安排相应的实验课程，使学生在实际操作中熟悉分离设备，掌握分离操作技巧。
3.3 课程设计布置课程设计任务，让学生运用所学知识分析和设计简单的化工分离过程，提高解决实际问题的能力。
四、教学评价4.1 平时成绩：包括课堂提问、作业、实验报告等，占总评的40%；4.2 期末考试：包括闭卷笔试和课程设计，占总评的60%。
五、教学资源5.1 教材：《化工分离工程》（第四版），化学工业出版社；5.2 课件：PowerPoint演示文稿；5.3 实验设备：分离操作实验室及相关设备。
天津大学化工分离工程教案（二）六、第一章绪论6.1 教学目的使学生了解化工分离工程的发展历程、研究对象和内容，激发学生学习兴趣。
化工分离工程01[1]
![化工分离工程01[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/68c895db71fe910ef12df8ff.png)
精选课件
11
结论：
分离有时是自发过程、混合有时也不能自发进行； 总自由能决定体系是趋向分离、还是趋向混合，即：
G总＝势能项＋熵项＝µi＋RT lnai 均相体系中只存在浓度差 自发混合。 非均相体系中除浓度差外，还存在各种相互作用（势能 ） 各组分趋向于分配在低势能相。（自由能降低）
精选课件
12
1.1分离过程在工业生产中的地位和 作用
精选课件
10
Ti4+留在水相
Ti4+的亲水作用势能驱使Ti4+留在水相； Ti4+的浓度差产生的化学势驱使Ti4+均匀分布在整个空间； Ti4+的亲水作用势能远大于浓度差化学势，所以，Ti4+留在水相
Fe3+进入乙醚相
Fe3+的浓度差产生的化学势驱使Fe3+均匀分布在整个空间； [(C2H5)2OH]+[FeCl4]的亲溶剂（疏水）势能驱使Fe3+进入乙醚相 ； 亲溶剂势能远大于浓度差化学势，所以，Fe3+进入乙醚相
精选课件
8
实例3：Fe3+和Ti4+的混合实验（一）
混合均匀
Fe3+ 6mol/L HCl
Ti4+ 6mol/L HCl
抽掉隔板
Fe3+ Ti4+ 6mol/L HCl
Fe3+ Ti4+ 6mol/L HCl
抽调隔板后Fe3+和Ti4+将自发混合均匀，这是因为： 体系中除浓度（活度）差外不存在其他势场。 浓度差对化学势的贡献属熵的贡献， 熵增势能驱使Fe3+和Ti4+在整个体系范围内从有序向无序变化。
萃取：5、6
《化工分离工程》教案
课时安排：10 学时
教学课型：理论课 实验课√ 习题课□ 实践课□ 其它□
题目（教学章、节或主题）：
实验教学内容
教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 通过实验达到对化工分离过程加深理解的目的
教学内容（注明：* 重点 # 难点 ？疑点）：
实验一：共沸精馏 设计型实验（6 学时）
1、实验目的 1）．了解工业无水乙醇的制备方法； 2）．了解共沸精馏的基本原理和实验装置的使用方法； 3）．训练设计实验方案的能力。
《化工分离工程》 教案
2009~ 2010 学年 第 二 学期
学 院、 系 室 课程名称 专业、年级、班级 主讲教师
化学工程系 化工分离工程 化工 2007 级
陈彦
福建农林大学
课程的目的和任务：
本课程面向化学工程与工艺专业，为专业核心课，学分 2.5 分，学时为 50，讲授 40 学时，实验 10 学时。 二、本课程的性质、地位和任务
6．4．2‘内外法算法 6．5 非平衡级模型简介 教学方式、手段、媒介：以多媒体为主
天津大学 化工分离工程 完整教案
天津大学化工分离工程完整教案第一章绪论一、学习目的与要求通过本章的学习，能对传质分离过程有一个总体了解。
二、考核知识点与考核目标（一）、化工分离操作在化工生产中的重要性（一般）识记：化工分离操作在化工生产中的重要性分析。
（二）、分离过程的分类和特征（次重点）识记：分离过程的分类和特征，传质分离过程的分类和特征。
§1.1 本课程的内容和任务§1.1.1课程内容、性质与特点该课程是化学工程专业所开设的一门专业基础课之一。
分离过程是将混合物分成组成互不相同的两种或几种产品的操作，它是一门与实际生产联系极其紧密的课程，是学生在具备了物理化学、化工原理、化工热力学、传递过程原理等技术知识后的一门必修课，它利用这些课程中有关相平衡热力学、动力学机理、传热、传质和动量传递理论来研究化工生产实际中复杂物系的分离和提纯技术。
由理想理想气体实际气体理想溶液实际溶液由简单复杂二元精馏多元精馏单组分吸收多组分吸收§课程设置的目标开设本课程，为了使学生掌握各种常用的分离过程的基本理论、操作特点、简捷和严格计算方法和强化改进操作的途径。
对一些新分离技术有一定的了解。
1、注重基本概念的理解，为分离工程的选择、特性分析和计算奠定基础；2、分离过程的共性出发，讨论各种分离过程的特征；3、强调工程和工艺相结合的观点，注意设计和分析能力的训练，强调理论联系实际，提高解决问题的能力。
§1.1.3与本专业其他课程的关系与该专业课相关的基础课《物理化学》、《传递过程原理》、《化工原理》、《化工热力学》等与本课程有着相当密切的关系，是本课程的技术基础课，同时本课程又是《化工工艺设计与化工过程开发》的基础，它与《化工反应工程》紧密相连，只有这些课学好了才能学好这门课,做好毕业设计。
§学习方法及要求1. 理解重要公式的推导过程及推导假设，掌握公式及公式的使用范围；2. 掌握各种分离过程的基本原理、理论、操作特点，简捷法（FUG）和严格计算法及强化改进操作的途径，对设备的特殊要求；3. 该课程应用性、技能性较强，须认真地做习题，加深对所学内容的理解；4. 会用计算中常用到的手册和图表提高使用图表的能力。
《化工分离工程》课件
分离过程优化
参数优化
新技术应用
通过调整工艺参数，如温度、压力、 流量等，优化分离过程，提高分离效 率和产品质量。
关注并引入先进的分离技术，如膜分 离、超临界流体萃取等，提高分离过 程的效率和降低能耗。
设备改进
针对现有设备的不足，提出改进措施 ，如改进塔内件、优化换热器等，提 高设备的分离性能和生产能力。
分离设备选型
根据分离流程的需要，选 择适合的分离设备，如蒸 馏塔、萃取塔、过滤器等 。
工艺流程设计
根据原料和产品的性质， 设计合理的工艺流程，确 保分离过程的效率和稳定 性。
能耗和效率分析
能耗分析
分析分离过程中的能耗来源，如热能 、电能等，并提出节能措施。
效率分析
评估分离过程的效率，包括分离效率 和生产效率，并提出提高效率的措施 。
02
蒸馏可以分为简单蒸馏、平衡蒸 馏和连续蒸馏等多种方式，适用 于从石油、天然气、煤等原料中 提取轻质烃、芳烃等。
萃取
萃取是利用不同物质在两种不混溶液体中的溶解度差异，将目标物质从一种溶剂 转移到另一种溶剂中。
萃取广泛应用于化工、制药、食品等领域，如从植物中提取天然色素、从海水中 提取铀等。
吸附
天然气工业
天然气的净化与分离，如天然 气脱硫、脱水等。
食品工业
食品的加工与分离，如果汁的 浓缩与提纯、乳制品的加工与 分离等。
石油工业
石油的分离与提纯，如石油裂 化、液化气分离等。
制药工业
药物的提取与分离，如中药的 提取、化学药物的合成与分离 等。
环保领域
废气、废水的处理与资源化利 用，如烟气脱硫脱硝、污水处 理等。
05
化工分离工程的实际应用案例
石油工业中的分离技术
天津大学化工分离工程教案第一章绪论PPT课件
3）分离与反应耦合以及分离过程之间的耦合： 如反应精馏、吸附精馏、膜精馏等。
总趋势： 多样化、精细化、洁净化（环境友好）。
23
第1章 完
24
21
（2）传统分离过程与膜分离的集成 例：精馏与渗透蒸发的集成
发酵液脱水制备无水乙醇。在乙醇高浓区，精馏的 分离效率极低，在共沸组成处无法分离，此时利用 渗透蒸发技术可越过共沸组成点，达到很高的分离 程度。
（3）膜过程的集成 例：超滤、反渗透与渗透蒸馏的集成
22
发展趋势
1）传统分离技术改造： 如精馏筛板塔改造为效率更高的填料塔。
极限程度＝ 热力学 分离速率＝ 动力学
13
一、分离过程在工业生产中的地位和作用
典型的化工生产装置包括： 反应器； 原料、中间产物和产品分离设备； 泵、换热器等。
分离贯穿化工过程，占有十分重要的地位。
分离装置的费用占总投资的50～90％。
14
二、传质分离过程的分类和特征
（一）分离过程的分类 级数： 单级、多级
化学萃取： 溶质与萃取剂之间发生化学反应。
反应（催化）精馏： 反应与精馏结合，提高分离效率；同时，借助 精馏手段，提高反应收率。
18
ห้องสมุดไป่ตู้
膜反应器： 在反应的同时，利用膜的优良分离性能，选择 性的脱除产物，从而移动化学反应平衡，提高 反应的收率、转化率和选择性。
控制释放： 将药物或生物活性物质与膜结构相结合，使其 以一定的速度通过扩散等方式释放到环境中， 从而达到控制药物浓度，延长药效时间，减少 服用量和服用次数。
6
分离过程
第1章 绪论
主要内容及要求： 了解分离操作在化工生产中的重要性，分
山东大学化学与化工学院《化工分离工程》课程教学大纲【模板】
山东大学化学与化工学院《化工分离工程》课程教学大纲一、课程基本信息：二、课程描述化工分离工程，又称传质分离过程，是化学工程学科的一个重要分支，是研究化学工业生产中物质分离过程的学科。
传质分离过程是化学工程与工艺专业的一门专业课；该课程采用理论与实践密切结合的方式，详细阐述了各类分离过程（精馏、吸收、解吸、萃取、膜分离、吸附、浸取、结晶和干燥等）的物理化学原理、工业应用、主要设备、数学模型、设计计算方法和计算机应用软件，反映了分离过程学科的发展历史和最新进展。
Chemical Separation Engineering also is named Mass Transfer and Separation Process .It is a branch of chemical engineering science .It mainly researches separation process of material in chemical industry.Mass transfer and separation process is a major of Chemical Engineering and Technolygy. It persists in applying theory to practice, It expounds all kind of separation process (including distillation, absorbtion, extract, membrame separation, drying etc.), and manily researches their principal, applying of industry, equpiment and its design of calculation methods.三、课程教学目标和教学要求【教学目标】1、让学生熟悉化工中常见分离过程的特点，并熟练掌握其基本原理、基本理论、典型设备的简捷和严格计算方法、掌握过程的强化途径，了解或掌握现代新型的分离技术；2、培养学生化工过程与设备的设计、优化、管理以及新产品、新工艺、新技术的研发能力；为学生将来从事工程设计、设备开发、科学研究等方面的工作打下良好的基础；3、让学生基本掌握ASPENPLUS中重点模块的用法，特别是多级多组分逆流传质过程的模拟计算；4、注重学生自学能力、独立思考能力，分析和解决实际问题的能力。
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@@@@大学《化工分离工程》教案~ 学年第学期课程学时65学院化学工程课程名称化工分离工程专业化工工艺主讲教师课时安排：5学时教学课型：理论课√实验课□习题课□实践课□其它□题目（教学章、节或主题）：第一章绪论教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：了解分离工程在工业生产中的重要性，分离过程的分类以及常用的化工分离操作过程。
了解工业上常用的分离单元操作的基本原理，了解一些典型应用实例。
理解分离操作理论的形成和特性，分离过程的开发方法和发展趋势。
掌握分离因子的定义和应用，了解传质分离过程的分类和特征。
识记分离剂的类型及分离过程的选择方法。
教学目的要求：识记：分离剂的类型，分离因子概念，分离过程的选择方法。
领会：分离过程的特征与分类。
应用：分离过程的研究内容与研究方法。
本章重点：掌握分离过程的特征与分类，分离因子与固有分离因子的区别，平衡分离和速率分离的原理。
本章难点：用分离因子判断分离过程的难易程度，分离因子与级效率之间的关系。
教学内容（注明：* 重点# 难点？疑点）：分离操作在化工生产中的重要性；传质分离过程的分类和特征；本课程的任务和内容。
第一节分离操作在化工生产中的重要性第二节传质分离过程的分类和特征1．2．1平衡分离过程1．2．2速率分离过程第三节本课程的任务和内容教学方式、手段、媒介：以多媒体为主黑板设计：左边幻灯，右边板书讨论、思考题、作业：课时安排：15学时教学课型：理论课√实验课□习题课□实践课□其它□题目（教学章、节或主题）：第二章多组分分离基础教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：教学目的要求：1. 掌握相平衡各种关系式及计算；2. 掌握多组分物系的泡点和露点温度和压力的计算；3. 掌握等温闪蒸和部分冷凝过程的计算。
本章主要讨论：设计变量；相平衡关系；泡点和露点的计算；闪蒸过程计算。
本章重点：多组分物系的相平衡条件；平衡常数；分离因子；泡点方程和露点方程法；等温闪蒸过程和部分冷凝过程；闪蒸方程。
本章难点：平衡常数计算；泡点压力和露点温度的计算；等温闪蒸过程的计算。
教学内容（注明：* 重点# 难点？疑点）：相平衡；多组分物系的泡点和露点计算；闪蒸计算。
教学内容：在“化工热力学”课程基础上，全面了解化工过程中经常遇到的多组分物系的汽液平衡。
通过本章的学习要求深刻理解并掌握：设计变量的确定；相平衡关系的计算；多组分的泡点和露点的计算；单级平衡分离过程计算。
本章主要讨论：设计变量；相平衡关系；泡点和露点的计算；闪蒸过程计算。
第一节相平衡132．1．1相平衡关系2．1．2相平衡常数的计算第二节多组分物系的泡点和露点计算2．2．1泡点温度和压力的计算2．2．2露点温度和压力的计算第三节闪蒸过程的计算2．3．1等温闪蒸和部分冷凝过程2．3．2绝热闪蒸过程本章内容应作为本课程的重点之一。
教学方式、手段、媒介：以多媒体为主黑板设计：左边幻灯，右边板书讨论、思考题、作业：课时安排：15学时教学课型：理论课√实验课□习题课□实践课□其它□题目（教学章、节或主题）：第三章多组分精馏和特殊精馏教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：教学目的要求：1．掌握单元的设计变量N i e、装置的设计变量N i u；2．了解多组分精馏过程分析，掌握最小回流比、最少理论板数和组分分配、实际回流比和理论板；3. 掌握萃取精馏的基本原理，过程分析与计算；掌握共沸物的特性和共沸组成的计算，二元非均相共沸物的精馏；了解多元共沸精馏过程；识记：关键组分，清晰分割和非清晰分割，分配组分和非分配组分得含义，全回流，最少平衡级数的含义；恒沸精馏、萃取精馏的含义，均相恒沸物和非均相恒沸物的特征；恒沸精馏与萃取精馏的区别及各自使用情况，领会：多组分精馏塔内流量、液相浓度和温度分布特点，最小回流比下不同情况时恒浓区的部位，芬斯克公式求最少平衡级数的几种形式，影响精馏操作压力的因素的讨论及操作压力的选择；恒沸过程的特点，恒沸剂的选择原则及加入量分析；萃取精馏过程溶剂作用原理，溶剂选择原则，萃取精馏流程特点。
应用：多组分精馏的清晰分割的物料衡算，恩德伍德法最小回流比的计算，最少平衡级数及塔顶和塔釜组分分配的计算，实际回流比、平衡（理论）级数、适宜进料位置的确定，影响精馏操作的压力的因素的讨论及操作压力的选择；分离恒沸物的双压精馏过程分析；萃取精馏过程特点，萃取精馏的原理。
本章重点：多组分精馏过程分析和简捷计算方法，特殊精馏过程、流程。
本章难点：普通多组分精馏过程的物料衡算；非关键组分的分配；复杂精馏过程的简捷计算。
教学内容（注明：* 重点# 难点？疑点）：教学内容：相平衡；多组分物系的泡点和露点计算；闪蒸计算。
本章主要讨论：多组分精馏、恒沸精馏、萃取精馏、加盐萃取精馏的分离原理，分析了各自分离过程的特点。
通过本章的学习要求学生应用化工分离过程的基本理论、概念和知识，掌握各种常用分离过程，如精馏、恒沸精馏、萃取精馏过程的基本理论，操作特点，流程及其简捷计算方法，以及塔内的流率、浓度和温度分布特点。
第一节设计变量3．1．1单元的设计变量3．1．2装置的设计变量第二节多组分精馏过程3．2．1多组分精馏过程分析3．2．2最小回流比3．2．3最少理论塔板数和组分分配实际回流比和理论板数第三节萃取精馏和共沸精馏3．3．1萃取精馏3．3．2共沸精馏第四节吸收和蒸出过程3．4．1吸收和蒸出过程流程3．4．2多组分吸收和蒸出过程分析3．4．3多组分吸收和蒸出的简捷计算法3．4．4化学吸收第五节萃取过程3．5．1萃取流程3．5．2逆流萃取计算的集团法教学方式、手段、媒介：以多媒体为主黑板设计：左边幻灯，右边板书讨论、思考题、作业：课时安排：10学时教学课型：理论课√实验课□习题课□实践课□其它□题目（教学章、节或主题）：第四章气体吸收和解吸教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：通过本章的学习，使学生掌握吸收和解吸过程的基本原理，概念和知识，操作特点，流程及其简捷计算方法，以及塔内的流率、浓度和温度分布特点。
了解吸收过程的特点及分类，掌握多组分吸收简捷计算法、吸收因子法。
识记：化学吸收的相平衡；吸收和解吸过程的热效应和温度分布的分析；平均有效因子法和平均有效解吸因子法计算平衡级；化学吸收的有关计算。
领会：吸收和精馏的异同，亨利定律的使用条件；吸收和解吸过程设计变量和关键组分的确定；吸收因子和解吸因子定义，多组分吸收和解吸的简捷计算方法和应用；化学吸收的类型和增强因子的定义。
应用：吸收的工业应用，物理吸收过程的平衡；吸收和解吸过程的流程特点及其分类，塔内单向传质和浓度分布的讨论；吸收过程的平衡级，平均吸收因子和平均解吸因子、吸收率和解吸率；一级不可逆反应和拟一级不可逆反应的化学吸收的类型和增强因子和吸收速率的计算。
本章重点：多组分吸收和解吸过程分析，简捷计算方法。
本章难点：多组分吸收和解吸过程计算的平均吸收因子和有效因子法。
教学内容（注明：* 重点# 难点？疑点）：第4章气体吸收和解吸4.1多组分吸收和解吸过程分析一、吸收和解吸二、工业生产中的吸收过程三、吸收过程的分类四、吸收过程的特点一、吸收和解吸吸收是利用液体处理气体混合物，根据气体混合物中各组分在液体中溶解度的不同，而达到分离目的传质过程吸收是一个分离过程，且分离的是气体混合物，分离的介质是某一种液体溶剂称为吸收剂被吸收的气体混合物称为溶质当吸收过程用于中间产物分离时，离开吸收塔的吸收液需进行解吸操作，其作用是将溶质从吸收液中驱赶出来，并使吸收剂获得再生，所以解吸是吸收的逆过程。
二、工业生产中的吸收过程①净化或精制气体②分离气体混合物③将最终气态产品制成溶液或中间产品④废气治理三、吸收过程的分类⑴按组分的相对溶解度的大小①单组分吸收只有一个组分在吸收剂中具有显著的溶解度，其它组分的溶解度均小到可以忽略不计。
如制氢工业中，将空气进行深冷分离前，用碱液脱出其中的二氧化碳以净化空气，这时CO2仅在碱液中具有显著的溶解度，而空气中的氮、氧、氩等气体的溶解度均可忽略。
②多组分吸收气体混合物中具有显著溶解度的组分不止一个, 吸收目的产物的同时也吸收了其他组分。
如用油吸收法分离石油裂解气，除氩以外，其它组分都程度不同的从气相溶到吸收剂中。
⑵吸收过程有无化学反应①物理吸收所溶组分与吸收剂不起化学反应②化学吸收溶质与溶剂有显著的化学反应发生。
如用氢氧化钠或碳酸钠溶液吸收二氧化碳、用稀硫酸吸收氨等过程。
化学反应能大大提高单位体积液体所能吸收的气体量并加快吸收速率。
⑶吸收过程温度变化是否显著⑷按吸收量的多少⑸按汽液两相接触方式和采用的设备形式§4-2 吸收和解吸过程流程一、单纯吸收工艺流程二、吸收-解吸法三、吸收蒸出塔欲分离氨气＋空气的混合物，可选择水做溶剂，因为氨水在水中的溶解度最大，而空气几乎不溶于水。
§4-3 多组分吸收和解吸过程简捷计算一、吸收过程工艺计算的基本概念二、吸收因子（吸收因素）三、吸收因子法的基本方程四、平均吸收因子法五、平均有效吸收因子法§4.4 化学吸收4.4.1 化学吸收的类型和增强因子4.4.2 化学吸收速率4.4.3 化学吸收的计算化学吸收通常指溶质气体A溶于溶液后，即与溶液中不挥发的反应剂B组分进行化学反应的过程；是一种传质与反应同时进行的过程。
由于在吸收的同时液相伴有化学变化，使其中的溶质转化为反应产物。
优点：①化学反应提高了吸收的选择性；②吸收速率快，设备投资费和能耗低；③反应增加了溶质在液相中的溶解度，吸收剂用量少；④反应降低了溶质在气相中的平衡分压，可较彻底地除去气相中很少量的有害气体。
缺点：解吸困难，解吸能耗。
若反应为不可逆，反应剂不能循环使用，用途大受限制。
化学吸收(Chemical absorption)溶质与吸收剂之间的化学反应对吸收过程具有显著影响。
主要特点：吸收过程中溶质进入液相后在扩散路径上不断被化学反应所消耗。
双膜理论由W.K.Lewis 和W.G.Whitman 在上世纪二十年代提出，是最早出现的传质理论。
双膜理论基本论点(1) 相互接触的两流体间存在着稳定的相界面，界面两侧各存在着一个很薄（等效厚度分别为 1 和2 ）的流体膜层。
溶质以分子扩散方式通过此两膜层。
(2) 相界面没有传质阻力，即溶质在相界面处的浓度处于相平衡状态。
(3) 在膜层以外的两相主流区由于流体湍动剧烈，传质速率高，传质阻力可以忽略不计，相际的传质阻力集中在两个膜层内。
教学方式、手段、媒介：以多媒体为主黑板设计：左边幻灯，右边板书讨论、思考题、作业：课时安排：10学时教学课型：理论课√实验课□习题课□实践课□其它□题目（教学章、节或主题）：第六章分离过程及设备的效率与节能教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：教学目的要求：了解分离过程及设备的选择与放大的主要方法与影响因素通过本章学习要求学生掌握影响气液接触设备能力的因素；气液接触设备的级效率及其影响因素；掌握强化分离操作的途径和精馏过程的节能技术。