化工原理:传质分离技术.pdf

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书籍描述

内容简介
本教材重点介绍了蒸馏、吸收和萃取过程的基本理论、基本原理、基本计算方法,典型设备的构造,工作原理、开停车操作方法、典型事故调控方法、设备选型等有关工程实践知识。全书分为蒸馏技术、吸收技术、液液萃取技术三大部分。
在教材编写过程中,力求体现现代高等职业教育特点,体现工学结合、项目化教学等现代教育教学改革方向,本着理论必需、够用为度,强化应用能力培养的编写原则,将操作型问题分析、解决的能力训练渗透到整个教学过程。每部分以生产实际开篇,将仿真操作、设备操作与理论内容相互联系重构为若干个课题,针对重点知识点利用“思考题”和“自测题”进行强化训练。
本书可作为化工及相关专业的高职、高专、成教教材,也可供相关技术人员参考。

目录
项目一蒸馏技术
任务1精馏操作入门知识1
一、概述2
二、精馏塔的感性认识3
三、板式精馏塔的主要结构4
四、常见板式精馏塔的类型及特点8
五、精馏操作工艺流程15
六、精馏装置的附属设备16
小结19
思考题19
自测题20
任务2精馏操作的理论知识21
一、相组成的表示方法21
二、双组分理想溶液的气液相平衡23
三、精馏原理29
小结32
思考题32
自测题32
任务3精馏过程的计算34
一、全塔物料衡算34
二、操作线方程37
三、进料热状况对操作线的影响39
四、理论板层数确定41
五、实际塔板层数和板效率45
六、回流比的影响与选择46
七、精馏装置的热量衡算49
小结51
思考题51
自测题51
任务4精馏塔的实验操作训练53
一、实验任务54
二、设备示意54
三、板式精馏塔内的气、液两相存在状态54
四、板式塔的异常操作现象56
五、精馏操作过程工艺指标的控制与调节57
六、产品不合格时的调节方法59
小结61
思考题61
自测题62
任务5精馏塔的仿真操作训练63
一、实训任务及目的63
二、工艺流程说明63
小结65
思考题65
自测题66
任务6精馏过程的工艺设计方法67
一、精馏过程工艺设计意图及基本原则67
二、精馏过程工艺设计的基本过程与内容68
三、精馏塔设计的具体要求71
四、板式精馏塔的设计方法71
五、浮阀精馏塔的设计实例85
六、浮阀精馏塔的设计练习98
小结99
思考题100
自测题100
任务7其他精馏方法简介101
一、水蒸气蒸馏101
二、恒沸精馏102
三、萃取精馏104
四、溶盐精馏105
五、几种特殊精馏方法的比较106
六、多组分精馏106
小结119
思考题120
自测题120
本项目主要符号说明121
项目二吸收技术
任务1吸收操作入门知识124
一、概述124
二、吸收操作工艺流程的描述125
三、气体吸收的分类125
四、吸收操作在化工生产中的应用126
五、填料塔的主要结构126
六、填料塔的特点131
小结132
思考题133
自测题133
任务2吸收操作的理论知识134
一、吸收过程的相平衡关系134
二、吸收传质机理139
三、气体吸收速率方程141
小结144
思考题144
自测题145
任务3吸收过程的计算147
一、全塔物料衡算147
二、操作线方程148
三、吸收剂用量148
四、塔径的确定150
五、填料层高度151
小结159
思考题159
自测题160
任务4吸收塔的实验操作训练162
一、实验任务163
二、实训装置示意163
三、填料塔内气、液两相存在状态164
四、吸收操作过程工艺指标的控制与调节166
小结168
思考题168
自测题168
任务5吸收塔的仿真操作训练169
一、实训任务及目的170
二、工艺流程说明170
三、操作要点及注意事项172
小结173
思考题174
自测题174
任务6吸收过程的工艺设计方法175
一、吸收过程工艺设计的基本原则与内容176
二、设计方案的确定177
三、填料吸收塔典型物系的设计练习180
小结185
思考题186
自测题186
任务7其他吸收与解吸简介186
一、多组分吸收187
二、化学吸收188
三、高浓度气体吸收188
四、非等温吸收189
五、解吸190
小结194
思考题194
自测题194
本项目主要符号说明195
项目三液-液萃取技术
任务1液-液萃取技术入门知识197
一、概述197
二、液-液萃取设备200
小结205
思考题205
自测题206
任务2液-液萃取技术的理论知识206
一、三角形相图207
二、部分互溶物系的相平衡210
三、分配系数和分配曲线211
四、萃取剂的选择212
小结215
思考题215
自测题215
任务3液-液萃取过程的计算216
一、单级萃取过程217
二、多级错流萃取过程219
三、多级逆流萃取过程220
四、完全不互溶物系的萃取过程224
小结230
思考题230
自测题230
任务4新型萃取技术简介231
一、超临界流体萃取231
二、双水相萃取233
三、凝胶萃取234
四、新型萃取技术的发展235
小结236
思考题236
自测题237
本项目主要符号说明237
附录
一、某些二元物系的气、液相平衡关系(101.3kPa)238
二、液体的饱和蒸气压240
三、有机液体的表面张力图243
四、塔板结构参数系列标准(单溢流型)243
五、某些三元物系的液-液平衡数据244
六、填料的特性245
参考文献

序言
根据国家示范性院校建设任务的要求,2009年2月化学工业出版社出版了《传质分离技术》(第一版)教材。该书由辽宁石化职业技术学院张立新和兰州石化职业技术学院王宏主编。该教材在编写时,紧紧围绕高技能人才培养特色,完全打破了原来的课程体系,将精馏、吸收操作所涉及的理论知识分散到各个教学任务中,本着以应用为目的,够用为度,理论够用的原则,浅化了理论知识,注重了学生实际操作能力的训练,具有较强的针对性、实践性和实用性。5年的教学使用,该教材受到普遍关注,对石油化工类专业的课程改革与建设发挥了积极的作用,得到广大读者的好评,2010年该教材被评为中国石油和化学工业优秀出版物奖(教材奖)二等奖。
5年来,高等职业教育的专业和课程建设在不断发展,新的办学理念和思想不断融入,为了适应工业生产技术发展和高等职业教育新要求,同时考虑到毕业生就业拓展需求,我们在第一版基础上组织编写了《化工原理(下):传质分离技术》(第二版)教材。本教材共分为蒸馏技术、吸收技术和液-液萃取技术三部分,主要介绍了蒸馏、吸收和萃取过程的基本理论、基本原理、基本计算方法,典型设备的构造,工作原理、操作调控方法、设备选型等有关工程实践知识,侧重工程应用能力的培养。完成本教材一般需要60学时理论教学和60学时实训操作,各学校可根据具体专业要求选择教学内容进行。教学过程为理论学习与仿真操作、现场设备操作练习穿插进行,“学”和“做”一体化,能结合现场设备教学的内容尽量放在现场教学。针对高职教育的特色,课后思考题、自测题删除了难、繁的计算,以基本知识点的填空、选择、问答为主,侧重联系生产实际的操作型讨论、分析与练习,重在化工职业岗位基本素质与技能的训练。
为了适应教育信息化发展趋势,已经制作了与本教材配套的课堂教学PPT课件及课后自测练习题答案,使用本教材的学校可以与化学工业出版社联系(cipedu@163.com),免费索取。以本教材为基础建设的课程“传质分离技术”2014年被评为兰州石化职业技术学院院级精品课程,欢迎广大读者登录使用。
本教材由兰州石化职业技术学院王宏和辽宁石化职业技术学院张立新主编。项目1由张立新编写,项目2、3由王宏编写,全书由王宏统稿。教材在编写过程中得到了北京 东方仿真软件技术有限公司、兰州石化职业技术学院、辽宁石化职业技术学院、抚顺职业技术学院、广西工业职业技术学院等单位的教师及专家的大力支持、参与编写和协助,在此表示衷心的感谢。
高等职业教育的课程体系改革和课程改革是一个不断探索的课题,由于编者水平有限,时间仓促,不妥之处在所难免,敬请使用此书的教师和同学们斧正,共同为高职“工学结合”教材建设做贡献。

编者
2014年3月

第一版前言
本书的编写主要是为了适应高职“工学结合”的教学改革趋势,将“教、学、做”融为一体,将原有的分散在认识实习、单元仿真、单元操作和课程设计等实践环节的相关内容,按照真实职业环境训练与虚拟职业环境训练相融合的原则,整合成为一门课程,教材的模式以教学任务的形式编写,每一个任务是一个独立的模块,实际教学中可以灵活安排。
本书在编写时,完全打破了原来的课程体系,将精馏、吸收及萃取操作所涉及的理论知识分散到各个教学任务中,并且以国家职业资格标准为基础,本着以应用为目的、够用为度、理论够用的原则,浅化了理论知识,注重了学生实际操作能力的训练,具有较强的针对性、实践性和实用性。
本书编写充分体现了“工学结合”的教学改革思路。全书分三大部分,每个部分由各个任务构成。任务1让学生现场认识单元设备,增加学生的感性认识;任务2让学生接受理论知识的培训,使学生能够理解并掌握其操作原理;任务3通过小型的实验装置使学生进行塔的实际动手操作,使学生学会实际的操作方法;任务4利用DCS仿真系统进行模拟操作,通过仿真操作练习,使学生掌握调节操作系统中某些参数的变化对操作过程的影响;任务5融入职业资格标准,使学生了解并掌握塔的现场操作知识;任务6通过设计练习使学生更加系统掌握操作的全过程。
本书可以作为高职高专化工技术类专业的专业基础课教材。在编写中编入了学习小结,增加了大量的自测题,便于学生自检学习效果。为方便教学,本书配有教学资料(电子课件,课后习题答案),使用本教材的学校可以发邮件(cipedu@163.com)与化学工业出版社联系免费索取。
本书的项目一中任务1、2、5、6、7由辽宁石化职业技术学院张立新编写,项目一中任务3、4由广西工业职业技术学院卢俊编写;项目二中任务1、2、5、6由兰州石化职业技术学院王宏编写,项目二中任务3、4由抚顺职业技术学院陈娆编写;项目三由辽宁石化职业技术学院史航编写;全书由张立新统稿。
由于编者的水平有限,难免存在各种问题,敬请使用此书的教师和同学们斧正,共同为高职高专“工学结合”教材建设做出贡献。


编者
2009年3月

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