物料分離過程與操作

前言

遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院是于2002年經(jīng)遼寧省政府審批，遼寧省教育廳與中國石油錦州石化公司聯(lián)合創(chuàng)辦的與石化產(chǎn)業(yè)緊密對接的獨立高職院校，2010年被確定為首批“國家骨干高職立項建設(shè)學(xué)?！?。多年來，學(xué)院深入探索教育教學(xué)改革，不斷創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。 2007年，以于雷教授《高等職業(yè)教育工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式理論與實踐》報告為引領(lǐng)，學(xué)院正式啟動工學(xué)結(jié)合教學(xué)改革，評選出10名工學(xué)結(jié)合教學(xué)改革能手，奠定了項目化教材建設(shè)的人才基礎(chǔ)。 2008年，制定7個專業(yè)工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)方案，確立21門工學(xué)結(jié)合改革課程，建設(shè)13門特色校本教材，完成了項目化教材建設(shè)的初步探索。 2009年，伴隨遼寧省示范校建設(shè)，依托校企合作體制機制優(yōu)勢，多元化投資建成特色產(chǎn)學(xué)研實訓(xùn)基地，提供了項目化教材內(nèi)容實施的環(huán)境保障。 2010年，以戴士弘教授《高職課程的能力本位項目化改造》報告為切入點，廣大教師進(jìn)一步解放思想、更新觀念，全面進(jìn)行項目化課程改造，確立了項目化教材建設(shè)的指導(dǎo)理念。 2011年，圍繞國家骨干校建設(shè)，學(xué)院聘請李學(xué)鋒教授對教師系統(tǒng)培訓(xùn)“基于工作過程系統(tǒng)化的高職課程開發(fā)理論”，校企專家共同構(gòu)建工學(xué)結(jié)合課程體系，骨干校各重點建設(shè)專業(yè)分別形成了符合各自實際、突出各自特色的人才培養(yǎng)模式，并全面開展專業(yè)核心課程和帶動課程的項目導(dǎo)向教材建設(shè)工作。 學(xué)院整體規(guī)劃建設(shè)的“項目導(dǎo)向系列教材”包括骨干校5個重點建設(shè)專業(yè)（石油化工生產(chǎn)技術(shù)、煉油技術(shù)、化工設(shè)備維修技術(shù)、生產(chǎn)過程自動化技術(shù)、工業(yè)分析與檢驗）的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與課程標(biāo)準(zhǔn)，以及52門課程的項目導(dǎo)向教材。該系列教材體現(xiàn)了當(dāng)前高等職業(yè)教育先進(jìn)的教育理念，具體體現(xiàn)在以下幾點： 在整體設(shè)計上，擯棄了學(xué)科本位的學(xué)術(shù)理論中心設(shè)計，采用了社會本位的崗位工作任務(wù)流程中心設(shè)計，保證了教材的職業(yè)性； 在內(nèi)容編排上，以對行業(yè)、企業(yè)、崗位的調(diào)研為基礎(chǔ)，以對職業(yè)崗位群的責(zé)任、任務(wù)、工作流程分析為依據(jù)，以實際操作的工作任務(wù)為載體組織內(nèi)容，增加了社會需要的新工藝、新技術(shù)、新規(guī)范、新理念，保證了教材的實用性； 在教學(xué)實施上，以學(xué)生的能力發(fā)展為本位，以實訓(xùn)條件和網(wǎng)絡(luò)課程資源為手段，融教、學(xué)、做為一體，實現(xiàn)了基礎(chǔ)理論、職業(yè)素質(zhì)、操作能力同步，保證了教材的有效性； 在課堂評價上，著重過程性評價，弱化終結(jié)性評價，把評價作為提升再學(xué)習(xí)效能的反饋工具，保證了教材的科學(xué)性。 目前，該系列校本教材經(jīng)過校內(nèi)應(yīng)用已收到了滿意的教學(xué)效果，并已應(yīng)用到企業(yè)員工培訓(xùn)工作中，受到了企業(yè)工程技術(shù)人員的高度評價，希望能夠正式出版。根據(jù)他們的建議及實際使用效果，學(xué)院組織任課教師、企業(yè)專家和出版社編輯，對教材內(nèi)容和形式再次進(jìn)行了論證、修改和完善，予以整體立項出版，既是對我院幾年來教育教學(xué)改革成果的一次總結(jié)，也希望能夠?qū)π值茉盒５慕虒W(xué)改革和行業(yè)企業(yè)的員工培訓(xùn)有所助益。 感謝長期以來關(guān)心和支持我院教育教學(xué)改革的各位專家與同仁，感謝全體教職員工的辛勤工作，感謝化學(xué)工業(yè)出版社的大力支持。歡迎大家對我們的教學(xué)改革和本次出版的系列教材提出寶貴意見，以便持續(xù)改進(jìn)。 遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院院長 2012年春于錦州

內(nèi)容概要

　　《物料分離過程與操作》是高等職業(yè)院校項目導(dǎo)向教學(xué)系列教材。全書包括精餾、吸收、液?液萃取及沉降四個教學(xué)情境，其中每個情境以通用知識學(xué)習(xí)為主，以實訓(xùn)裝置為載體進(jìn)行基本能力訓(xùn)練；以實際生產(chǎn)裝置為載體，進(jìn)行知識、技能、素質(zhì)的提升訓(xùn)練；以仿真裝置為載體，由學(xué)生獨立完成，進(jìn)一步進(jìn)行技能訓(xùn)練。在任務(wù)描述里提出本情境（或?qū)W習(xí)單元）的目標(biāo)要求，知識鏈接是為完成此任務(wù)需要的新知識，訓(xùn)練內(nèi)容是學(xué)生在操作中需要的技能知識，考核評價是針對任務(wù)在實施過程中的考核。
　　《物料分離過程與操作》可以作為高職高專煉油技術(shù)類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課教材，也可作為相關(guān)行業(yè)的技能培訓(xùn)教材。

書籍目錄

學(xué)習(xí)情境一精餾過程與操作1導(dǎo)論
一、理想物系的汽液相平衡
二、精餾過程
【思考與訓(xùn)練】
學(xué)習(xí)子情境一乙醇?水混合物的分離
單元一分析乙醇?水分離裝置帶控制點的工藝流程
【知識鏈接】
一、板式塔外部構(gòu)件
二、板式塔內(nèi)部構(gòu)件
三、板式塔類型
【訓(xùn)練內(nèi)容】
一、乙醇?水分離裝置的主要設(shè)備及用途
二、工藝流程
【考核評價】
單元二乙醇?水分離裝置的開停車操作
【知識鏈接】
一、塔板上汽液流動和接觸狀況
二、全塔物料衡算和操作線方程
三、全塔效率
【訓(xùn)練內(nèi)容】
【考核評價】
單元三進(jìn)料熱狀態(tài)對乙醇?水精餾操作的影響
【知識鏈接】
一、精餾塔的熱量衡算
二、進(jìn)料熱狀況及q線方程
【訓(xùn)練內(nèi)容】
【考核評價】
單元四回流比對乙醇?水精餾操作的影響
【知識鏈接】
一、全回流與最少理論塔板數(shù)
二、最小回流比
三、適宜回流比
【訓(xùn)練內(nèi)容】
【考核評價】
學(xué)習(xí)子情境二精餾塔的設(shè)計
【知識鏈接】
一、塔高
二、塔徑
三、溢流裝置
四、塔板布置
五、浮閥的數(shù)目與排列
六、浮閥塔板的流體力學(xué)驗算
七、浮閥塔板負(fù)荷性能圖
【訓(xùn)練內(nèi)容】
一、塔板工藝尺寸計算
二、塔板流體力學(xué)驗算
三、塔板負(fù)荷性能圖
【考核評價】
學(xué)習(xí)子情境三催化裂化分餾塔的調(diào)節(jié)控制
【知識鏈接】
一、催化裂化分餾塔
二、催化裂化分餾塔的投用過程
【訓(xùn)練內(nèi)容】
【考核評價】
學(xué)習(xí)子情境四C4、C5、C6、C7混合氣體的分離
【知識鏈接】
一、工藝流程說明
二、操作要點
【訓(xùn)練內(nèi)容】
【考核評價】
學(xué)習(xí)情境二吸收過程與操作
導(dǎo)論
一、雙膜理論
二、傳質(zhì)的基本方式
三、亨利定律
【思考與訓(xùn)練】
學(xué)習(xí)子情境一CO2.空氣混合氣體的分離
單元一分析帶控制點的工藝流程
【知識鏈接】
一、填料塔的結(jié)構(gòu)
二、填料塔的特點
【訓(xùn)練內(nèi)容】
【考核評價】
單元二二氧化碳與空氣混合物的分離操作
【知識鏈接】
一、相際傳質(zhì)方向的判斷
二、相際傳質(zhì)的推動力
三、相際傳質(zhì)的極限
四、氣膜控制與液膜控制
五、物料衡算和操作線方程
【訓(xùn)練內(nèi)容】
【考核評價】
學(xué)習(xí)子情境二催化裂化富氣的分離
【知識鏈接】
一、催化裂化的吸收解吸過程
二、吸收劑的選擇
三、催化裂化吸收解吸系統(tǒng)的主要設(shè)備
四、催化裂化吸收解吸的操作因素
【訓(xùn)練內(nèi)容】
【考核評價】
學(xué)習(xí)子情境三C4與CO混合氣體的分離
【知識鏈接】
一、傳質(zhì)單元高度
二、傳質(zhì)單元數(shù)
【訓(xùn)練內(nèi)容】
【考核評價】
學(xué)習(xí)情境三液?液萃取過程與操作
導(dǎo)論
一、液?液萃取原理
二、相平衡關(guān)系的表示方法
三、液?液萃取流程
【思考與訓(xùn)練】
學(xué)習(xí)子情境一煤油中苯甲酸的萃取
【知識鏈接】
一、混合?澄清槽
二、塔式萃取設(shè)備
三、離心萃取器
四、萃取設(shè)備的選擇
五、外加能量的確定
六、萃取塔通量的確定
【訓(xùn)練內(nèi)容】
一、實訓(xùn)裝置及流程
二、操作過程
【考核評價】
學(xué)習(xí)子情境二芳烴抽提塔的調(diào)節(jié)控制
【知識鏈接】
一、芳烴抽提過程
二、芳烴抽提的溶劑的選擇
三、芳烴抽提塔
【訓(xùn)練內(nèi)容】
【考核評價】
學(xué)習(xí)情境四沉降過程與操作
學(xué)習(xí)子情境一分餾塔頂回流罐的油水分離
【知識鏈接】
一、重力沉降
二、油氣分離器結(jié)構(gòu)及工作原理
【訓(xùn)練內(nèi)容】
【考核評價】
學(xué)習(xí)子情境二旋風(fēng)分離器的沉降分離
【知識鏈接】
一、離心力作用下的沉降速度
二、旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)及工作原理
【訓(xùn)練內(nèi)容】
【考核評價】
附錄
一、某些二元物系的汽液相平衡關(guān)系（101.3kPa)
二、某些三元物系的液液平衡數(shù)據(jù)
三、填料的特性
四、塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)系列標(biāo)準(zhǔn)（單溢流型）
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 通過吸收過程與操作導(dǎo)論的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解傳質(zhì)的基本方式；理解吸收的概念、用途、分類；掌握亨利定律及雙膜理論，為后面情境的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。 吸收是根據(jù)氣體混合物中各組分在某種溶劑中溶解度的不同而進(jìn)行分離的單元操作。 在氣體吸收過程中所甩的溶劑稱為吸收劑，用S表示；氣體中能溶于溶劑的組分稱為溶質(zhì)（或吸收質(zhì)），用A表示；基本上不溶于溶劑的組分統(tǒng)稱為惰性氣體，用B表示。惰性氣體可以是一種或多種組分。 石油化工生產(chǎn)中有時還需將溶質(zhì)從吸收后的溶液中分離出來，這種使溶質(zhì)與吸收劑分離的過程稱為解吸或脫吸。解吸是吸收操作的逆過程。通過解吸可使溶質(zhì)氣體得到回收，并使吸收劑得以再生循環(huán)使用。 吸收過程在石化生產(chǎn)中主要有兩個作用： ①回收混合氣體中的有用組分或制取產(chǎn)品； ②除去有害組分以凈化氣體。 吸收通常有以下幾種分類方法： ①按過程有無化學(xué)反應(yīng)可分為物理吸收、化學(xué)吸收； ②按被吸收的組分?jǐn)?shù)目可分為單組分吸收、多組分吸收； ③按吸收過程有無溫度變化可分為非等溫吸收、等溫吸收； ④按吸收過程的操作壓強可分為常壓吸收、加壓吸收。 本書中以填料塔為例，介紹單組分、等溫、常壓下的物理吸收過程，忽略溶劑的揮發(fā)性，氣相可看作由一個溶質(zhì)組分與惰性氣體組成，液相中只有溶質(zhì)組分和溶劑組成，氣、液兩相都可看成雙組分均相混合物。 一、雙膜理論 吸收過程是氣液兩相間的傳質(zhì)，關(guān)于這種兩相間的傳質(zhì)機理有多種理論，其中應(yīng)用最廣泛的是1923年由惠特曼和劉易斯提出的雙膜理論，如圖2—1所示。 雙膜理論的基本論點如下。 ①相互接觸的氣、液兩相流體間存在著穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)各有一個很薄的停滯膜，相界面兩側(cè)的傳質(zhì)阻力全部集中于這兩個停滯膜內(nèi)，吸收質(zhì)以分子擴散方式通過此兩膜層由氣相主體進(jìn)入液相主體。 ②在相界面處，氣、液兩相瞬間即可達(dá)到平衡，界面上沒有傳質(zhì)阻力，溶質(zhì)在界面上兩相的組成存在平衡關(guān)系，即所需的傳質(zhì)推動力為零或氣、液兩相達(dá)到平衡。 ③在兩個停滯膜以外的氣、液兩相主體中，由于流體充分湍動，不存在濃度梯度，物質(zhì)組成均勻。溶質(zhì)在每一相中的傳質(zhì)阻力都集中在虛擬的停滯膜內(nèi)。 對于具有穩(wěn)定相界面的系統(tǒng)以及流動速度不高的兩流體間的傳質(zhì)，雙膜理論與實際情況是相當(dāng)符合的，對生產(chǎn)實際具有重要的指導(dǎo)意義。 二、傳質(zhì)的基本方式 通過上面的分析可以看出，氣液相間的吸收過程包括三個步驟： ①溶質(zhì)由氣相主體傳遞到兩相界面，即氣相內(nèi)的物質(zhì)傳遞； ②溶質(zhì)在相界面上的溶解，由氣相轉(zhuǎn)入液相，即界面上發(fā)生的溶解過程； ③溶質(zhì)自界面被傳遞至液相主體，即液相內(nèi)的物質(zhì)傳遞。 這樣的物質(zhì)傳遞過程與間壁式換熱器中兩流體通過間壁的傳熱過程相類似，但更為復(fù)雜。通常，第②步即界面上發(fā)生的溶解過程很容易進(jìn)行，其阻力很小故認(rèn)為相界面上的溶解推動力亦很小，小至可認(rèn)為其推動力為零，則相界面上氣、液組成滿足相平衡關(guān)系，這樣總過程的阻力和推動力都集中在第①步和第③步。無論是氣相內(nèi)的傳質(zhì)還是液相內(nèi)的傳質(zhì)，其傳質(zhì)方式無外乎下面三種。

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《物料分離過程與操作》可以作為高職高專煉油技術(shù)類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課教材，也可作為相關(guān)行業(yè)的技能培訓(xùn)教材。

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