一、教学基本情况
课程名称
化工分离工程
课程类型
专业课
总学时
授课对象
授课教师
职称
授课形式
课堂理论教学、实验室实验和生产参观实习相结合
教材及主要参考书、学习网站
教材:
《现代分离技术》,毛忠贵,科学出版社,2024年1月。
主要参考书:
1.朱家文主编.分离过程.北京:化学工业出版社,2019.
2.刘家祺等主编.分离过程.北京,化学工业出版社,2002.
3.陈欢林.《新型分离技术》.北京:化学工业出版社.2005.
学习网站:
http:///coursestatic/course_6001.html
本课程教学目标
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。
教学方法和手段
化工分离工程的教学方法应包括以下几个方面:
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;
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;
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;
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。
学情分析
学生高等数学、物理化学、无机化学、化工原理等课程,对化学工程的基本知识和工业生产有一定的了解,具有了学习化工分离工程必备的基本知识和技能,能够学习新课程的相关知识,并通过点拨和引导掌握每节课的重点和难点,通过案例引起学生的兴趣和思维,成为课堂的亮点。
学时分配
理论课32学时,实验课16学时,实习半周。
教研室意见
学院意见
二、授课单元教案
授课单元名称
第一章绪论
学时
2
时间、课次
教学目的
教学目标: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;了解本课程的任务和内容。
重点、难点
掌握传质分离过程的分类和特征。
教学过程设计
须涵盖但不仅限以下内容。重点体现教学设计,避免把教案写成讲稿。
一、课程引入(10分钟)
从大连物理化学所氧气膜的制备和使用的视频播放引入化工分离工程工程的概念和应用及意义。
二、课程内容(80分钟)
1.绪论
分离过程的演变历程
一、分离工程的起源
二种或多种物质的混合是一个自发过程,而要将混合物分开或将其变成产物,必须采用适当的分离手段(技术)并耗费一定的能量或分离剂。
待分离的混合物可以是原料、中间产物或废弃物料,制得产物的组成依需求而定,仍然可以是混合物,也可以为纯度极高的单体。
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成两个或多个组成彼此不同的产物的一种手段。
在工业规模上,通过适当的技术与装备,耗费一定的能量或分离剂来实现混合物分离的过程称为分离工程。
分离工程通常贯穿在整个生产工艺过程中,是获得最终产品必不可少的一个重要环节。
在化工生产过程中,分离方面的基建投资通常占50~90%,所消耗的能量也往往占绝大部分,例如:
1.在聚乙烯生产过程中,精制所消耗的能量占总能量的94%;
2.在醋酸生产中,精制所消耗的能量为总能耗的98%。
例1酒精生产工艺
(薯干发酵法、乙烯直接合成)
无水酒精的制取方法
恒沸精馏收率82-90%残留物多
加盐精馏
分子筛吸附
渗透汽化收率:89-96%残留物少
例2合成氨生产工艺
焦炭、空气→造气→除尘、脱硫→变换→脱碳、
脱硫→压缩→合成→合成氨(其中弛放气回收)
脱CO:铜氨液吸收
脱CO2:热碳钾法、甲醇法
弛放气回收:(膜分离法)
增产4%,节能0.58×106kJ/吨
例3离子膜法电解制液碱
隔膜法汞法离子膜法
NaOH505050
Na2CO30.090.030.04
NaCl1.0-1.20.0030.005
投资10095.580.0
例4谷氨酸生产
(蛋白质水解、合成、发酵法)
发酵液提取:
等电点提取→离心分离→中和脱色→真空结晶→干燥
谷氨酸的分离提取
等电点法:收率60-70,母液含1.8%
离子交换法:工艺长、占地大、耗酸碱、废液多,操