萃取化工原理教案范文

2023-12-26

萃取化工原理教案范文第1篇

1.结晶器

用于结晶操作的设备。结晶器的类型很多,按溶液获得过饱和状态的方法可分蒸发结晶器和冷却结晶器;按流动方式可分母液循环结晶器和晶浆(即母液和晶体的混合物)循环结晶器;按操作方式可分连续结晶器和间歇结晶器。一种槽形容器,器壁设有夹套或器内装有蛇管,用以加热或冷却槽内溶液。结晶槽可用作蒸发结晶器或冷却结晶器。为提高晶体生产强度,可在槽内增设搅拌器。结晶槽可用于连续操作或间歇操作。间歇操作得到的晶体较大,但晶体易连成晶簇,夹带母液,影响产品纯度。这种结晶器结构简单,生产强度较低,适用于小批量产品(如化学试剂和生化试剂等)的生产。

1.1强制循环蒸发结晶器

一种晶浆循环式连续结晶器(图1)。操作时,料液自循环管下部加入,与离开结晶室底部的晶浆混合后,由泵送往加热室。

1.2DTB型蒸发结晶器

即导流筒-挡板蒸发结晶器,也是一种晶浆循环式结晶器。 1.3奥斯陆型蒸发结晶器

又称为克里斯塔尔结晶器,一种母液循环式连续结晶器。 2.萃取

液-液萃取又称溶剂萃取,是向液体混合物中加入适当溶剂(萃取剂),利用原混合物中各组分在溶剂中溶解度的差异,使溶质组分A从原料液转换到溶剂S的过程,它是三十年代用于工业生产的新的液体混合物分离技术。随着萃取应用领域的扩展,回流萃取,双溶剂萃取,反应萃取,超临界萃取以及液膜分离技术相继问世,使得萃取成为分离液体混合物很有生命力的单元操作之一。蒸馏和萃取均属分离液体混合物的单元操作,对于一种具体的混合物,要会经济合理化的选择适宜的分离方法。 一般工业萃取过程分为如下三个基本阶段:

1.1混合过程 将一定量的溶剂加入到原料液中,采取措施使之充分混合,以实现溶质由原料向溶剂的转移的过程;

1.2沉降分层 分离出萃取相与萃余相。 1.3脱出溶剂 获得萃取液与萃余液,回收的萃取剂循环使用。翠取过程可在逐级接触式或微分接触式设备中进行,可连续操作也可分批进行。

3.1 液-液萃取设备

和气-液传质过程类似, 在液-液萃取过程中, 要求在萃取设备内能使两相密切接触并伴有较高程度的湍动,以实现两相之间的质量传递;而后,又能较快地分离.但是, 由于液液萃取中两相间的密度差较小,实现两相的密切接触和快速分离.要比气液系统困难的多.为了适应这种特点,出现了多种结构型式的萃取设备。目前,为了工业所采用的各种类型设备已超过30种,而且还不断开发出新型萃取设备。根据两相的接触方式,萃取设备可分为逐级接触式和微分接触式两大类;根据有无外功输入,又可分为有外能量和无外能量两种。工业上常用萃取设备的分类情况如下表: 本接简要介绍一些典型的萃取设备及其操作特性。

3.2混合-澄清槽

混合-澄清槽是最早使用,而且目前仍广泛用于工业生产的一种典型逐级接触式萃取设备。它可单级操作,也可多级组合操作. 每个萃取级均包括混合槽和澄清槽两个主要部分。为了使不互溶液体中的一相被分散成液滴而均匀分散到另一相中,以加大相际接触面积并提高传质速率,混合槽中通常安装搅拌装置.也可用脉冲或喷射器来实现两相的充分混合。澄清器的作用是将已接近于平衡状态的两液相进行有效的分离. 4.塔式萃取设备

习惯上,将高径比很大的萃取装置统称为塔式萃取设备.为了获得满意的萃取效果, 塔设备应具有分散装置,以提供两相混合和分离所采用的措施不同,出现不同结构型式的萃取塔。

4.1填料萃取塔

用于萃取的填料塔与用于气-液传质过程的填料塔结构上基本相同,即在塔体内支承板上充填一定高度的填料层。萃取操作时,连续相充满整个塔中,分散相以液滴状通过连续相。 5.萃取设备的选择

各种不同类型的萃取设备具有不同的特性,萃取过程中物系性质对操作的影响错综复杂.对于具体的萃取过程选择适宜设备的原则是:首先满足工艺条件和要求,,然后进行经济核算,使设备费和操作费总和趋于最低.萃取设备的选择, 应考虑如下的因素: 5.1所需的理论级数

当所需的理论级数不大于2-3级时,各种萃取设备均可满足要求; 当所需的理论级数较多(如大于4-5级)时,可选用筛板塔;当所需的理论级数再多(如10-20级)时, 可选用有能量输入的设备, 5.2生产能力

当处理量较小时,可选用填料塔,脉冲塔.对于较大的生产能力,可选用筛板塔, 转盘塔及混合-澄清槽.离心萃取器的处理能力也相当大. 5.5其它

在选用设备时,还需考虑其它一些因素,如:能源供应状况,在缺电的地区应尽可能选用依重力流动的设备;当厂房地面受到限制时,宜选用塔式设备, 而当厂房高度受到限制时,应选用混合澄清槽。

四、课堂小结

本节课所学知识点比较多,但应分清主次,应重点复习需掌握结晶和萃取的定义,了解相关设备的结构及工作原理。

五、布置作业

萃取化工原理教案范文第2篇

1化工工艺流程分析

化工工艺流程即利用化学反应将原料物转化为产品的方法、过程及措施, 其通常通过以下步骤完成, 首先, 为保证原料的状态和规格需要结合具体情况对其进行净化、浓缩、乳化、粉碎等不同形式的预处理。其次, 为获取目的产物或混合物, 要使预处理原料物在特定温度、压力条件下以要求的反应转化率和收率发生化学反应, 化学反应的类型结合实际情况而定, 如焙烧、复分解、还原、氧化等。最后, 为得到合格的产品进行精制, 即在特定的设备中在一定的操作条件下进行要求的物理或化学转变。

2化工工艺流程中萃取剂的选择方法

人们通过萃取实践发现良好的萃取剂需具有物理性质优越、化学性质稳定、选择性强、萃取效率高, 无毒、安全可靠并且经济实惠的特点, 结合以上要求, 化工工艺流程中萃取剂的选择需要遵循以下方法。

首先, 正规溶液理论选择溶剂, 这主要是因为正规溶液理论形式简单, 能够通过纯物质性质对混合物性质进行预测, 萃取精馏中溶剂浓度大, 溶质间相互作用不明显, 极性分子相比低极性和中等极性溶液分子间力更加复杂, 所以正规溶液理论对极性分子的使用效果相对较差, 为使正规溶液理论适用范围得到有效的扩大, 现阶段相关研究者尝试将内聚能形式向极性溶液扩展, 虽取得一定成果但仍然受到多方面的限制。

其次, 利用UNIFAC模型选择溶剂, 此种方法建立在有机物由几十种基团构成, 通过基团可以对混合物性质进行较准确的预测基础上, UNIFAC的基团溶液和局部组成两个概念最初分别应用于ASOG法和UNIQUAC法中, 后受Kikic、Larson、Hooper等修正模型的修正, 其中Gmehling因参数相对较全、适用范围较大, 对UNIFAC模型预测精度具有较大的推动作用, 而且通过简化公式, 使溶剂的选择更加人性化, 此模型在萃取剂的选择方面应用较广。

再次, NRTL模型选择溶剂, 此方法建立在液体混合物中存在局部组织, 所以在混合的过程中是非随机的基础上, 其将双流体理论引入到萃取剂的选择过程中, 并用关联实验数据弥补相互作用能计算困难的缺陷, 随着此方法的不断完善, 现阶段此方法的预测功能已经逐渐显现, 应用范围也不再限制于含水体系, 随着相关研究的不断深入, 其预测的精度也将逐渐上升。

3化工工艺流程中萃取剂的选择应注意的问题

通过对大量萃取法中萃取剂的选择实践进行归纳分析, 人们发现在化工流程中萃取剂的选择应注意以下问题:首先, 选择的萃取剂自身的选择性和萃取容量应较理想, 为萃取剂作用的发挥奠定基础, 萃取容量即最优环境中, 单位萃取剂能够保留的分离物总量, 其是萃取能力的重要衡量标准, 例如对酸化后的废水进行萃取, 可以使废水中含有的有机物消除, 在此过程中环已醇、苯等都可以作为萃取剂, 而如何在众多萃取剂中进行最优选择, 就要以萃取容量作为衡量标准, 由于环已醇的萃取容量达到60%, 优越性突出, 所以在酸化后废水处理中要优先选择等。其次, 选择的萃取剂和料液两者的互溶性不应过强, 而且两者之间要具备较明显的密度差异, 这样使分相的难度降低, 本文中料液主要指水, 如果萃取剂在水相中的溶解度较小, 而在稀释剂中相对较大, 其可以和水相分层, 而在此过程中不出现第三相且不发生乳化现象, 例如四氯化碳比水的密度大且不溶于水, 利用四氯化碳进行萃取, 可以使之不与水相容, 效果更加理想。再次, 选择的萃取剂自身在物理性质方面要具备熔点和相对密度、粘度、腐蚀性都较低的特点, 沸点不宜过高, 在化学性质方面结合安全性方面的考虑, 尽量采用无毒非可燃的代替有毒易燃易爆介质, 提高本质安全, 例如煤化工污水中含有大量的酚, 要利用萃取剂降低酚的含量, 可以应用重苯、粗苯、异丙醚等, 而且其效果都非常理想, 但这些物质中只有异丙醚在乳化、挥发方面性能较稳定, 二次污染可以得到较好的控制, 所以在此方面实践中异丙醚的应用范围更广泛;另外, 优质的萃取剂毒性和成本通常较低, 为提升资源的利用效率, 可重复利用的萃取剂更理想。

4结语

通过上述分析可以发现, 现代人们已经认识到化工工艺流程中萃取剂选择的重要性, 并对萃取剂的选择原则进行了归纳, 这在一定程度上有利于萃取剂选择科学性的提升, 而有意识的避免萃取剂选择常见错误的发生, 是现阶段提升萃取剂选择科学性的直接有效途径, 应受到高度重视并不断对其完善。

摘要:在精细化工和生命科学等新兴学科演变和深化的过程中, 化学分离手段受到越来越广泛的关注, 并形成相对独立的学科, 萃取作为经典的化学分离方法, 萃取剂的选择直接关系到萃取操作的科学性和萃取分离行为的成败, 所以在化工工艺流程中更是受到高度重视, 本文在对化工工艺流程进行简要分析的基础上, 对化工工艺流程中萃取剂的选择原则和应注意的问题展开研究, 为推动我国萃取分离技术的深化发展做出努力。

关键词:化工工艺流程,萃取剂,选择

参考文献

[1] 张威.浅谈关于化工工艺流程中萃取剂的选择[J].化学工程与装备, 2011, 06:86-87.

[2] 王照锐.浅谈化工工艺流程中的萃取剂选择要点[J].中国石油和化工标准与质量, 2012, 08:52.

萃取化工原理教案范文第3篇

分液和萃取

教学设计

冯雪媃 一.教材分析

萃取是高中化学必修1第一章《从实验学化学》的基本实验操作方法。萃取是一种新方法。学习这种方法,主要是让学生对物质分离和提纯的有更进一步的认识。

二、教学目标 (1)、知识与技能

⒈ 知道什么是分液,初步学会分液的基本操作,理解其适用范围。 ⒉ 了解分液漏斗的种类和适用范围,学会使用分液漏斗。 ⒊ 知道什么是萃取、萃取剂,初步学会萃取的基本操作。 ⒋ 学会应用萃取和分液操作从碘水中提取碘。 (2)、过程与方法

在化学学习和实验过程中,逐渐养成问题意识,能够发现和提出有价值的化学问题,学会评价和反思,逐步形成独立思考的能力,提高自主学习能力,善于与他人合作。 (3).情感、态度和价值观

建立提出问题、分析问题以及通过实验解决问题的科学思维。

三、教学重点和难点 教学重点:分液、萃取 教学难点:萃取

四、教学设计思路

在学习每个知识点时,先让学生预习,找出问题,再做探究性实验,在实验中分析问题,思考问题,再由实验上升到知识点的学习。这样就更加便于学生学习,学生也因此更加容易理解每个知识点。在教学中突出以下特点:

1、 以实验为引导

通过实验引导学生发现问题,通过实验设计指导验证推论,培养学生发现和解决问题的能力。

2、 以思维为核心

通过实验现象的观察分析,引导学生开展积极的思维活动,培养学生的辨析能力。

3、 以学生为主体

通过组织讨论,发挥群体的智慧,完成知识的构建

五、仪器、药品

铁架台、烧杯、铁圈、分液漏斗(球形、锥形)、试管、试管架、胶头滴管;四氯化碳、苯、碘水、油水混合物。

六、教学过程

【PPT投影】引导学生指出蒸馏装置中的错误之处。 【学生活动】观看、思考、回答。

【设计意图】检查学生对蒸馏知识的掌握情况。有利于知识的巩固。 【问题引入】同学们,在前面我们共同学习了过滤、蒸发和蒸馏等混合物的分离和提纯方法,今天我们将继续学习剩下的两种分离和提纯方法,即分液和萃取。首先请大家根据所预习的知识回答以下问题? 【PPT投影】

1、 分离油和水的混合物用什么分离方法?

2、 四氯化碳、苯、酒精、汽油等是有机溶剂, 溶于水, 不溶于水。

3、 从碘水里如何提取碘?

【学生活动】结合预习的内容。学生积极思考,讨论、自由回答。 【设计意图】了解学生学习的需要,营造了民主宽松的气氛。检查预习成果,潜意识强化自主学习的作用。培养了学生的表达能力。 【过渡】我们来学习分离油水混合物的方法——分液。

【演示实验】介绍分液漏斗,演示分液操作(分离油水混合物)。 ⑴ 分液漏斗

球形分液漏斗——滴加反应液 锥形分液漏斗——分液 ⑵ 分液操作

① 检查分液漏斗是否漏水;

② 混合液体倒入分液漏斗,将分液漏斗置于铁圈上静置(如教材p9 图1-8)

③ 打开分液漏斗活塞,再打开旋塞,使下层液体(水)从分液漏斗下端放出,待油水界面与旋塞上口相切即可关闭旋塞; ④ 把上层液体(油)从分液漏斗上口倒出。 【学生活动】倾听、观察、思考。 【设计意图】让学生掌握分液漏斗的使用方法。

【归纳小结】我们已经知道什么是分液漏斗,也初步学会了分液操作。那么你能否总结出分液的适用分离什么样的混合物?

【学生活动】思考、交流,个别回答:分液适用于分离互不相溶的液体混合物。

【设计意图】让学生学会归纳。

【问题引入】四氯化碳、苯不溶于水,故四氯化碳与水的混合物、苯与水的混合物用分液的方法分离。哪四氯化碳、苯它们的密度比水大还是小?

【学生活动】积极讨论,各抒己见。

【实验探究1】取一支试管,先加适量的水,再加少量的四氯化碳,最后加少量的苯,观察现象。

【学生活动】认真观察,从实验现象容易得出结论:四氯化碳不溶于水,密度比水大,在水的下一层。苯不溶于水,密度比水小,在水的上一层。

【实验探究2】取2支试管,分别注入少量水和四氯化碳,然后均投入小粒碘,观察实验现象。

【提问】从实验中你能得出什么结论?

【学生活动】认真观察,从实验现象中容易的出结论:碘不易溶于水但易溶于四氯化碳。 【设疑】

若在盛有四氯化碳和水的混合物中投入小粒碘,并不断振荡试管,现象会如何呢?请说出你的猜想和运用的依据。 【学生分组讨论、师生交流】

组织学生对以上分组问题展开讨论,经过一段时间的讨论后,给机会学生发表见解,然后收集各组意见整理,大致有以下几种猜想:

猜想一:认为碘溶于四氯化碳而不溶于水,依据是碘最后落在四氯化碳层;

猜想二:认为碘溶于水而不溶于四氯化碳,依据是碘下落时先经过水层;

猜想三:认为碘溶于四氯化碳而不溶于水,依据是碘易溶于四氯化碳,而不易溶于水;

【实验探究3】在盛有四氯化碳和水的混合物的试管中投入小粒碘,并不断振荡试管,静置后观察现象。

【学生活动】认真观察,从实验现象中得出结论:水层基本无色。实验证明猜想三是正确的。 【实验探究4】

[学生动手实验]把四氯化碳加入碘水中、振荡,注意观察、比较振荡前后的实验现象,从这个实验你能有什么启发?

【学生活动】实验、观察现象、相互交流。个别回答:振荡前上层棕黄色,下层无色,振荡后上层无色,下层紫红色;碘会从溶解度较小的(水)溶剂中转移到溶解度较大的(四氯化碳)溶剂中。

【设计意图】通过问题引入,实验探究,让学生了解新知,培养学生观察和思考能力。 【探索新知】其实刚才所做的实验就是从碘水中用四氯化碳萃取碘。那么你能否归纳出萃取的定义呢?

【学生活动】倾听、思考、交流。个别回答:利用溶质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度的差别,用溶解度叫大的溶剂把溶质从溶解度较小的溶剂中提取出来的操作叫萃取。 【设计意图】让学生学会归纳。

【讲解】在萃取中,溶解度较大的溶剂我们把它称做萃取剂,那么可以用作萃取剂的物质有那些特殊的要求?请从刚才的实验进行思考。 【学生活动】思考、交流。个别回答:①与原溶剂互不溶;②与溶质不发生化学反应;③溶质在其中的溶解度远大于溶质在原溶剂中的溶解度。

【设计意图】让学生学会分析问题,学会由特殊到一般的规律。 【思考与交流】大家知道碘酒吗?我们能否利用酒精萃取碘水中的碘?为什么?我们还可以选择哪些物质来萃取碘水中的碘?已知碘在有机溶剂中的溶解度大于在水中的溶解度。

【学生活动】思考、交流。个别回答:①不能用酒精萃取,因为酒精与水互溶;②还可以利用汽油、煤油、苯等。 【设计意图】巩固新知,拓展新知。

【归纳小结】这节课我们通过实验探究,学习了分离互不相溶的液体混合物的方法——分液,也学会了利用萃取剂把溶质从原溶剂中提取出来的方法——萃取。通过学习你知道萃取和分液的关系吗? 【学生活动】倾听、思考、交流。个别回答:萃取之后经常会利用分液作进一步的分离、提纯。 【课堂检测】见导学案

【设计意图】检测学生对本节课的课堂效果是否达到高效。 【课后作业】复习本节课内容

七、板书设计

§1—1化学实验基本方法

二、混合物的分离和提纯

4、分液

⑴ 适用范围:分离互不相溶的液体混合物。如油水混合物。 ⑵ 仪器:分液漏斗 ⑶ 操作要点:

① 检查分液漏斗是否漏水;

② 混合液体倒入分液漏斗,将分液漏斗置于铁圈上静置; ③ 打开分液漏斗活塞,再打开旋塞,使下层液体从分液漏斗下端放出,待油水界面与旋塞上口相切即可关闭旋塞; ④ 把上层液体从分液漏斗上口倒出。

5、萃取 ⑴ 定义:

利用溶质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度的差别,用溶解度叫大的溶剂把溶质从溶解度较小的溶剂中提取出来的操作叫萃取。 ⑵ 萃取剂的要求 ① 与原溶剂互不溶; ② 与溶质不发生化学反应;

③ 溶质在其中的溶解度远大于溶质在原溶剂中的溶解度。 常用萃取剂:四氯化碳、苯、汽油、煤油

八、教学反思

萃取化工原理教案范文第4篇

关键词:化工原理;教学改革;教学方法

基金项目:吉林农业大学教改示范课校级优秀课《化工原理》

化工原理不仅是化学工程及其相近专业,也是食品、制药、生物、环境、轻化、高分子等专业必修的一门重要专业基础课,是连结基础课与专业课之间的纽带。化工原理又是一门工程学科,它和工程应用的结合非常密切。在培养学生工程学的观点,提高学生工程应用与创新能力方面起着重要作用[1]。但是,学生普遍反映该课程较复杂难以理解,笔者认为这是由《化工原理》课程的特殊性所决定的。

因此,作为《化工原理》课程的授课教师,如何把握课程特点与相关专业特色的统一,使学生学好这门课程就显得尤为重要。笔者通过对不同专业学生的教学研究,总结了自己的一些观点,以供参考。

1 明确教与学的关系与地位

以教师为中心灌输理论知识,教学中只注重知识的传递,忽视动手能力、独立思考能力、自学能力与创造能力的培养理念是教学改革的严重障碍。随着社会的发展这种理念不再适合教学和社会的要求。现在教学的突出特点是,以发展学生智能为出发点,充分发挥教师的主导作用,充分调动学生的学习积极性,尤其注意学生学习方法的研究。确立教学活动中学生的主体地位,发挥学生的主体作用;要有重视实践的观念,应让学生在实践活动中锻炼成长。但是,要想充分发挥学生主体作用,必须发挥教师的主导作用。主导是为主体确立的,而不能削弱、代替或否定主体。发挥主导作用,是为了发挥主体作用。

2 多种教学方法,生动灵活

优化教学方法和手段有利于学生对教学内容的理解,有利于充分调动学生的主观能动性、积极性,有利于培养学生的自学能力、分析能力、总结能力和解决问题的能力。为此,我们在教学中运用了如下的教学方法[2-3]:

2.1 采用多媒体教学

采用现代化教学手段是解决有限的课堂教学时间与丰富教学内容之间矛盾的有效途径。丰富的多媒体课程教学软件开发与运用,将教授的知识以各种音频信息、文本、图像、视频等方式生动、形象地表达, 有利于提供感性知识,启发思维能力,有助于化难为易加深理解,进一步激发学生的学习兴趣。有利于学生对比较复杂、抽象知识的理解,为掌握知识创造有利条件。增强学生的感性知识,引导学生分析、归纳、综合、形成科学概念和思想,掌握事物的本质和发展规律,进一步提高抽象思维能力和概括事物的能力。

2.2 培养学生工程性的意识

《化工原理》是一门实践性和综合性的工程技术课,是从事相关工程生产工作的理论支柱和基本指导。《化工原理》的学习在掌握扎实的理论知识前提下,还要掌握必要的工程知识和实践。一般认为工程概念包括:理论正确性、技术可行性、操作安全性和经济合理性。这四个方面相互关联、相互影响,组成一个有机的整体,理论正确性是前提,技术可行性和操作安全性是关键,经济性是整个概念的核心。

3 知识的衔接与拓展

3.1 基础知识的衔接

教师在教授《化工原理》课程时,要立足于所教授知识内容的来源基础,即采用已学过的知识作为现在所学内容的基础,并在此基础上结合相关知识点进行具体应用。指导学生牢牢把握基础知识和基本技能这一环节。而学生要想学好这门课程必须具有扎实的基础知识和基本技能。基础知识要连成线,穿成串,结成网,形成体。

3.2 拓展与专业相关的知识点

在教学过程中,可以通过提问提出相关专业中某些内容(该内容是其他科目的常见问题或知识点),教师利用正在学习的知识来解释说明这些内容体现的原理。使学生知其然,知其所以然。例如,在微生物摇床培养过程中,摇床转速的大小对微生物生长的影响,主要体现了流体动力学中流体流速对物质传质和传热的影响,即转速越快,传质与传热的效率越高,但是达到一定程度,流体的剪切力对微生物又会产生一定损伤,所以微生物在摇床培养过程中要注意转速的控制。

4 教师自身素质的提高

教师在教学过程中起主导作用,教师在具备本专业扎实地基础理论、基本知识和技能的前提下,为了更好的提高教师自身能力,完善自身的体系只有不断的扩充自身的知识,必须熟悉本专业最新的科研成果和发展前沿;必须了解与《化工原理》课程相关的专业知识;还应该追踪新兴学科知识的进步,及在本专业方面的应用。自身的知识结构要多元化,实现学科交叉,知识互补,活跃学术思想,深入开展学术交流,更大程度的提高和发挥自身的积极性和创造性[4]。

总之,课程教学是一项综合性系统工程, 课程教学方法的改革,是教学研究的永恒的课题,是提高教学质量的关键。教师在鼓励创新精神、培养创造能力的合格人才的同时还要具有全面发展的整体观念,树立以学生为主体的观念、重视实践的观念、教育思想发展的动态观念及教书育人的观念。

参考文献

[1] 王振芳,陆维玮,任晓红,等.化工原理课程建设与改革的几点经验和体会[J].化工高等教育,2006,23(1):46-47.

[2] 李明艳,班书昊. 用多媒体技术提高专业课教学效果探讨[J].现代商贸工业,2010, 22(17):237-238.

[3] 陈蔚萍,陈丹云,毛立群.《化工原理》教学的探讨与实践[J]. 广东化工,2009, 36(5):209-211.

[4] 叶志明. 谈当好一名高等学校教师的基本素质[J]. 中国大学教学,2006,11:1-5.

朱学军(1970-),男,汉族,吉林柳河人,吉林农业大学生命科学学院讲师,吉林大学生物化学与分子生物学博士毕业,研究方向:化工原理、酶工程和酶制剂生产。

萃取化工原理教案范文第5篇

2013-2015 第一章 流体流动 1.牛顿黏性定律

2.流体静力学的方程运用:

(1)测压力:U管压差计,双液U管微压差计 (2)液位测量。 (3)液封高度的测量。 3.湍流和层流。

4.流体流动的基本方程:连续性方程(质量守恒原理),能量守恒方程(包括内能,动能,压力能,位能),伯努利方程。

5.边界层与边界层分离现象:边界层分离条件:流体具有粘性和流体流动的过程中存在逆压梯度。工程运用;飞机的机翼,轮船的船体等均为流线形,原因是为减小边界层分离造成的流体能量损失。 6.流体的管内流动的阻力计算: (1)流体在管路中产生的阻力:摩擦阻力(直管阻力)和形体阻力(局部阻力)

形体阻力的来源:流体流经管件、阀门以及管截面的突然扩大和缩小等局部地方引起边界层分离造成的阻力。

(2)管内层流的摩擦阻力的计算:范宁公式和哈根—泊谡叶公式。管内湍流的摩擦阻力的计算:经验公式。

(3)管路上的局部阻力:当量长度法和阻力系数法。 7.流量的测量(知识点综合运用) (1)测速管 (2)孔板流量计 (3)文丘里流量计 (4)转子流量计

第二章 流体输送机械

1.离心泵的工作原理及基本结构 2.离心泵的基本方程

3.离心泵的理论压头影响因素分析(叶轮转速和直径,叶片的几何形状,理论流量,液体密度) 4.离心泵的特性方程

5.离心泵的性能参数(流量,扬程,效率,有效功率和轴功率) 6.离心泵的安装高度 7.离心泵的汽蚀现象; 8.离心泵的抗汽蚀性能:NPSH,离心泵的允许安装高度。 9.离心泵的工作点 10.离心泵的类型

11.其他类型化工用泵:往复泵(计量泵、隔膜泵、活塞泵)、回转式泵、旋涡泵。 12.气体输送和压缩机械(通风机、鼓风机、压缩机、真空泵)

第三章非均相混合物分离及固体流态化

1.颗粒的特性 2.降尘室的工作原理 3.沉降槽的工作原理

4.离心沉降的典型设备是旋风分离器,其原理。

5.过滤操作的原理(化工中应用最多的是以压力差为推动力的过滤)、过滤基本方程、过滤速率与过滤速度

6.过滤设备:板框压滤机、加压叶虑机、转筒真空过滤机 7.间歇、连续过滤机的生产能力

第四章 液体搅拌

1.搅拌额目的。

2.搅拌器的两个基本功能及适用场所。 3.均相液体搅拌的机理是什么。 4.选择放大准则的基本要求是什么。

第五章 传热

1.传热方式: 热传导,对流,热辐射 (1)导热 若物体各部分之间不发生相对位移,仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导(导热)。 (2)对流传热

热对流是指流体各部分之间发生相对位移、冷热流体质点相互掺混所引起的热量传递。热对流仅发生在流体之中, 而且必然伴随有导热现象。 (3)辐射传热

任何物体, 只要其绝对温度不为零度 (0K), 都会不停地以电磁波的形式向外界辐射能量, 同时又不断地吸收来自外界物体的辐射能, 当物体向外界辐射的能量与其从外界吸收的辐射能不相等时, 该物体就与外界产生热量的传递。这种传热方式称为热辐射。

2.冷热流体热交换方式: (1)直接接触式换热 (2)蓄热式换热 (3)间壁式换热

3.热传导:平壁传热速率,n层平壁的传热速率方程;圆筒壁的热传导(单层和多层)

4.换热器的传热计算:总传热系数的计算 5.传热计算方法:平均温度差法,传热单元数法! 6.对流传热原理及其传热系数的计算

7.辐射传热:黑体,镜体,透热体和灰体,物体的辐射能力 8.换热器

(1)分类:混合式换热器,蓄热式换热器,间壁式换热器 (2)间壁式换热器:管壳式换热器(固定管板式换热器,浮头式换热器,U型管式换热器),蛇管换热器,套管换热器。

(3)换热器传热过程的强化:增大传热面积S,增大平均温度差,增大总传热系数K (4)换热器设计的基本原则

第六章 蒸发

1.蒸发的目的: (1)制取增溶的液体产品 (2)纯净溶剂的制取 (3)回收溶剂 2.蒸发的概念

3.蒸发过程的分类及蒸发过程的特点 4.蒸发设备:循环冷却器

第七章传质与分离过程概论

1.传质的分离的方法:平衡分离,速率分离。

2.质量传递的方式:分子传质(分子扩散)和对流传质(对流扩散) (1)分子扩散:菲克定律

(2)对流传质:涡流扩散,对流传质机理,相际间的传质(双模模型,溶质渗透模型) 3.传质设备:板式塔和填料塔。

第八章 气体吸收

1.气体吸收的运用:

2.吸收操作:并流操作和逆流操作 3.气体吸收的分类:

4.吸收剂的选择:(1)溶解度(2)选择性(3)挥发度(4)粘度 5.吸收过程的相平衡关系:通常用气体在液体中的溶解度及亨利定律表示。

6..相平衡关系的应用:判断传质进行的方向,确定传质的推动力,指明传质进行的极限。

7.吸收过程的速率关系:膜吸收速率方程(气膜、液膜吸收速率方程),总吸收速率方程。

8.低组成气体吸收的计算:全塔物料衡算,操作线方程 9.吸收剂用量的确定:(1)最小液气比(2)适宜的液气比 10.吸收塔有效高度的计算:(1)传质单元数法(2)等板高度法 11.其他吸收与解吸 12.填料塔

(1)塔填料:散装填料与规整填料等

(2)填料塔的内件:填料支撑装置,填料压紧装置,液体分布装置,液体收集及再分布装置。

(3)填料塔流体力学能与操作特性

第九章 蒸馏 一.相关概念:

1、蒸馏:利用混合物中各组分间挥发性不同的性质,人为的制造气液两相,并使两相接触进行质量传递,实现混合物的分离。

2、拉乌尔定律:当气液平衡时溶液上方组分的蒸汽压与溶液中该组分摩尔分数成正比。

3、挥发度:组分的分压与平衡的液相组成(摩尔分数)之比。

4、相对挥发度:混合液中两组分挥发度之比。

5、精馏:是利用组分挥发度的差异,同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。

6、理论板:气液两相在该板上进行接触的结果,将使离开该板的两相温度相等,组成互成平衡。

7、采出率:产品流量与原料液流量之比。

8、操作关系:在一定的操作条件下,第n层板下降液相的组成与相邻的下一层(n+1)板上升蒸汽的组成之间的函数关系。

9、回流比:精流段下降液体摩尔流量与馏出液摩尔流量之比。

10、最小回流比:两条操作线交点落在平衡曲线上,此时需要无限多理论板数的回流比。

11、全塔效率:在一定分离程度下,所需的理论板数和实际板数之比。

12、单板效率:是气相或液相通过一层实际板后组成变化与其通过一层理论板后组成变化之比值。

二:单级蒸馏过程:平衡蒸馏和简单蒸馏及其计算 三:多级精馏过程:精馏(连续精馏和间歇精馏)

四:两组分连续精馏的计算:全塔物料衡算和操作线方程,理论板层数的计算(图解法、逐板计算法和简捷法),最小回流比的计算及选择。

五:间歇精馏和特殊精馏以及多组分精馏概述(了解部分) 六:板式塔

(1)塔板类型:泡罩塔,筛孔塔板和浮阀塔板。 (2)塔高及塔径的计算 (3)塔板的结构:溢流装置

(4)板式塔的流体力学性能和操作特性

第十一章 干燥

一、名词解释

1、干燥:用加热的方法除去物料中湿分的操作。

2、湿度(H):单位质量空气中所含水分量。

3、相对湿度():在一定总压和温度下,湿空气中水蒸气分压与同温度下饱和水蒸气压比值。

4、饱和湿度(s):湿空气中水蒸气分压等于同温度下水的饱和蒸汽压时的湿度。

5、湿空气的焓(I):每kg干空气的焓与其所含Hkg水汽的焓之和。

6、湿空气比容(vH):1kg干空气所具有的空气及Hkg水汽所具有的总体积。

7、干球温度(t):用普通温度计所测得的湿空气的真实温度。

8、湿球温度(tw):用湿球温度计所测得湿空气平衡时温度。

9、露点(td);不饱和空气等湿冷却到饱和状态时温度。

10、绝对饱和温度(tas):湿空气在绝热、冷却、增湿过程中达到的极限冷却温度。

11、结合水分:存在于物料毛细管中及物料细胞壁内的水分。

12、平衡水分:一定干燥条件下物料可以干燥的程度。

13、干基含水量:湿物料中水分的质量与湿物料中绝干料的质量之比。

14、临界水分:恒速段与降速段交点含水量。

15、干燥速率:单位时间单位面积气化的水分质量。 二:湿空气的性质及湿度图 三:干燥过程的物料衡算与热量衡算 四:干燥速率与干燥时间 五:真空冷冻干燥

萃取化工原理教案范文第6篇

2013-2015 第一章 流体流动 1.牛顿黏性定律

2.流体静力学的方程运用:

(1)测压力:U管压差计,双液U管微压差计 (2)液位测量。 (3)液封高度的测量。 3.湍流和层流。

4.流体流动的基本方程:连续性方程(质量守恒原理),能量守恒方程(包括内能,动能,压力能,位能),伯努利方程。

5.边界层与边界层分离现象:边界层分离条件:流体具有粘性和流体流动的过程中存在逆压梯度。工程运用;飞机的机翼,轮船的船体等均为流线形,原因是为减小边界层分离造成的流体能量损失。 6.流体的管内流动的阻力计算: (1)流体在管路中产生的阻力:摩擦阻力(直管阻力)和形体阻力(局部阻力)

形体阻力的来源:流体流经管件、阀门以及管截面的突然扩大和缩小等局部地方引起边界层分离造成的阻力。

(2)管内层流的摩擦阻力的计算:范宁公式和哈根—泊谡叶公式。管内湍流的摩擦阻力的计算:经验公式。

(3)管路上的局部阻力:当量长度法和阻力系数法。 7.流量的测量(知识点综合运用) (1)测速管 (2)孔板流量计 (3)文丘里流量计 (4)转子流量计

第二章 流体输送机械

1.离心泵的工作原理及基本结构 2.离心泵的基本方程

3.离心泵的理论压头影响因素分析(叶轮转速和直径,叶片的几何形状,理论流量,液体密度) 4.离心泵的特性方程

5.离心泵的性能参数(流量,扬程,效率,有效功率和轴功率) 6.离心泵的安装高度 7.离心泵的汽蚀现象; 8.离心泵的抗汽蚀性能:NPSH,离心泵的允许安装高度。 9.离心泵的工作点 10.离心泵的类型

11.其他类型化工用泵:往复泵(计量泵、隔膜泵、活塞泵)、回转式泵、旋涡泵。 12.气体输送和压缩机械(通风机、鼓风机、压缩机、真空泵)

第三章非均相混合物分离及固体流态化

1.颗粒的特性 2.降尘室的工作原理 3.沉降槽的工作原理

4.离心沉降的典型设备是旋风分离器,其原理。

5.过滤操作的原理(化工中应用最多的是以压力差为推动力的过滤)、过滤基本方程、过滤速率与过滤速度

6.过滤设备:板框压滤机、加压叶虑机、转筒真空过滤机 7.间歇、连续过滤机的生产能力

第四章 液体搅拌

1.搅拌额目的。

2.搅拌器的两个基本功能及适用场所。 3.均相液体搅拌的机理是什么。 4.选择放大准则的基本要求是什么。

第五章 传热

1.传热方式: 热传导,对流,热辐射 (1)导热 若物体各部分之间不发生相对位移,仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导(导热)。 (2)对流传热

热对流是指流体各部分之间发生相对位移、冷热流体质点相互掺混所引起的热量传递。热对流仅发生在流体之中, 而且必然伴随有导热现象。 (3)辐射传热

任何物体, 只要其绝对温度不为零度 (0K), 都会不停地以电磁波的形式向外界辐射能量, 同时又不断地吸收来自外界物体的辐射能, 当物体向外界辐射的能量与其从外界吸收的辐射能不相等时, 该物体就与外界产生热量的传递。这种传热方式称为热辐射。

2.冷热流体热交换方式: (1)直接接触式换热 (2)蓄热式换热 (3)间壁式换热

3.热传导:平壁传热速率,n层平壁的传热速率方程;圆筒壁的热传导(单层和多层)

4.换热器的传热计算:总传热系数的计算 5.传热计算方法:平均温度差法,传热单元数法! 6.对流传热原理及其传热系数的计算

7.辐射传热:黑体,镜体,透热体和灰体,物体的辐射能力 8.换热器

(1)分类:混合式换热器,蓄热式换热器,间壁式换热器 (2)间壁式换热器:管壳式换热器(固定管板式换热器,浮头式换热器,U型管式换热器),蛇管换热器,套管换热器。

(3)换热器传热过程的强化:增大传热面积S,增大平均温度差,增大总传热系数K (4)换热器设计的基本原则

第六章 蒸发

1.蒸发的目的: (1)制取增溶的液体产品 (2)纯净溶剂的制取 (3)回收溶剂 2.蒸发的概念

3.蒸发过程的分类及蒸发过程的特点 4.蒸发设备:循环冷却器

第七章传质与分离过程概论

1.传质的分离的方法:平衡分离,速率分离。

2.质量传递的方式:分子传质(分子扩散)和对流传质(对流扩散) (1)分子扩散:菲克定律

(2)对流传质:涡流扩散,对流传质机理,相际间的传质(双模模型,溶质渗透模型) 3.传质设备:板式塔和填料塔。

第八章 气体吸收

1.气体吸收的运用:

2.吸收操作:并流操作和逆流操作 3.气体吸收的分类:

4.吸收剂的选择:(1)溶解度(2)选择性(3)挥发度(4)粘度 5.吸收过程的相平衡关系:通常用气体在液体中的溶解度及亨利定律表示。

6..相平衡关系的应用:判断传质进行的方向,确定传质的推动力,指明传质进行的极限。

7.吸收过程的速率关系:膜吸收速率方程(气膜、液膜吸收速率方程),总吸收速率方程。

8.低组成气体吸收的计算:全塔物料衡算,操作线方程 9.吸收剂用量的确定:(1)最小液气比(2)适宜的液气比 10.吸收塔有效高度的计算:(1)传质单元数法(2)等板高度法 11.其他吸收与解吸 12.填料塔

(1)塔填料:散装填料与规整填料等

(2)填料塔的内件:填料支撑装置,填料压紧装置,液体分布装置,液体收集及再分布装置。

(3)填料塔流体力学能与操作特性

第九章 蒸馏 一.相关概念:

1、蒸馏:利用混合物中各组分间挥发性不同的性质,人为的制造气液两相,并使两相接触进行质量传递,实现混合物的分离。

2、拉乌尔定律:当气液平衡时溶液上方组分的蒸汽压与溶液中该组分摩尔分数成正比。

3、挥发度:组分的分压与平衡的液相组成(摩尔分数)之比。

4、相对挥发度:混合液中两组分挥发度之比。

5、精馏:是利用组分挥发度的差异,同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。

6、理论板:气液两相在该板上进行接触的结果,将使离开该板的两相温度相等,组成互成平衡。

7、采出率:产品流量与原料液流量之比。

8、操作关系:在一定的操作条件下,第n层板下降液相的组成与相邻的下一层(n+1)板上升蒸汽的组成之间的函数关系。

9、回流比:精流段下降液体摩尔流量与馏出液摩尔流量之比。

10、最小回流比:两条操作线交点落在平衡曲线上,此时需要无限多理论板数的回流比。

11、全塔效率:在一定分离程度下,所需的理论板数和实际板数之比。

12、单板效率:是气相或液相通过一层实际板后组成变化与其通过一层理论板后组成变化之比值。

二:单级蒸馏过程:平衡蒸馏和简单蒸馏及其计算 三:多级精馏过程:精馏(连续精馏和间歇精馏)

四:两组分连续精馏的计算:全塔物料衡算和操作线方程,理论板层数的计算(图解法、逐板计算法和简捷法),最小回流比的计算及选择。

五:间歇精馏和特殊精馏以及多组分精馏概述(了解部分) 六:板式塔

(1)塔板类型:泡罩塔,筛孔塔板和浮阀塔板。 (2)塔高及塔径的计算 (3)塔板的结构:溢流装置

(4)板式塔的流体力学性能和操作特性

第十一章 干燥

一、名词解释

1、干燥:用加热的方法除去物料中湿分的操作。

2、湿度(H):单位质量空气中所含水分量。

3、相对湿度():在一定总压和温度下,湿空气中水蒸气分压与同温度下饱和水蒸气压比值。

4、饱和湿度(s):湿空气中水蒸气分压等于同温度下水的饱和蒸汽压时的湿度。

5、湿空气的焓(I):每kg干空气的焓与其所含Hkg水汽的焓之和。

6、湿空气比容(vH):1kg干空气所具有的空气及Hkg水汽所具有的总体积。

7、干球温度(t):用普通温度计所测得的湿空气的真实温度。

8、湿球温度(tw):用湿球温度计所测得湿空气平衡时温度。

9、露点(td);不饱和空气等湿冷却到饱和状态时温度。

10、绝对饱和温度(tas):湿空气在绝热、冷却、增湿过程中达到的极限冷却温度。

11、结合水分:存在于物料毛细管中及物料细胞壁内的水分。

12、平衡水分:一定干燥条件下物料可以干燥的程度。

13、干基含水量:湿物料中水分的质量与湿物料中绝干料的质量之比。

14、临界水分:恒速段与降速段交点含水量。

15、干燥速率:单位时间单位面积气化的水分质量。 二:湿空气的性质及湿度图 三:干燥过程的物料衡算与热量衡算 四:干燥速率与干燥时间 五:真空冷冻干燥

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