化工原理蒸馏教案.docx

第一授课单元
蒸馏概述及拉乌尔定律
教案内容备注*教学目的
1．了解蒸馏在化工生产上有那些应用
2．掌握蒸馏的基本概念和二元理想溶液的汽液平衡
教学内容
蒸馏，理想溶液，拉乌尔定律，二元理想溶液的t-x-y相图和x-y相图
教学重点、难点及其处理
1．重点
拉乌尔定律，汽液平衡关系
2．难点及其处理方法
二元理想溶液的汽液平衡和t-x-y相图x-y相图
结合相图讲解。
教学方法、手段
结合生活中的例子引出蒸馏单元操作，以课堂讲解为主介绍理想溶液及拉乌尔定律。
板式设计
蒸馏过程概述与汽液平衡关系

（一）蒸馏过程概述
1.蒸馏过程在化工中的应用
蒸馏分离的依据是，根据溶液中各组分挥发度（或沸点）的差异，使各组分得以分离。
2.蒸馏分离的特点
3.蒸馏过程的分类
工业上，蒸馏操作可按以下方法分类：
（1）蒸馏操作方式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏（闪蒸），精馏和特殊精馏等。
（2）蒸馏操作流程可分为间歇蒸馏和连续蒸馏。
（3）物系中组分的数目可分为两组分蒸馏和多组分蒸馏。
（4）操作压力可分为加压、常压和减压蒸馏。
本章重点讨论两组分物系连续精馏的原理及计算方法。
（二）蒸馏过程的汽液平衡关系
两组分理想物系的汽液平衡
所谓理想物系是指液相和汽相应符合以下条件：
(1)液相为理想溶液，遵循拉乌尔定律。
(2)汽相为理想气体，遵循道尔顿分压定律。
1.汽液平衡相图
（1）温度—组成图
（2）汽—液相组成图(x–y图)
2.汽液平衡的关系式
（1）拉乌尔定律

（2）以平衡常数表示的汽液平衡方程

思考题
蒸馏操作和吸收操作依据的原理分别是什么？
作业

教材：谭天恩等编著
《化工原理》第三版
下册2006
参考书：
姚玉英编著《化工原理》新版2003年
王志魁主编《化工原理》第二版2003年
刘佩茹编著
《化工过程与设备》

第二授课单元
挥发度和相对挥发度，非理想溶液的汽液平衡关系，简单蒸馏和平衡蒸馏

教案内容备注*教学目的
1.熟悉非理想溶液的最低恒沸点及相应的最高蒸汽压和最高恒沸点及相应的最低蒸汽压
2.掌握理想溶液及非理想溶液的挥发度和相对挥发度的定义，理想溶液的相对挥发度随温度增加而略有减小，简单蒸馏的计算
教学内容
纯组分和溶液中各组分的挥发度，理想溶液和非理想溶液中两组分的相对挥发度，非理想溶液的相图，最高恒沸点和最低恒沸点，简单蒸馏的总物料衡算和微分物料衡算。
教学重点、难点及其处理
1.重点
理想溶液和非理想溶液相对挥发度的计算
2.难点及其处理方法
非理想溶液的最高恒沸点和最低恒沸点。
教学方法、手段
课堂讲解为主
板式设计
（3）以相对挥发度表示的汽液平衡方程

（二）两组分非理想物系的汽液平衡
实际生产中所遇到的大多数物系为非理想物系。非理想物系可能有如下三种情况：
(1)液相为非理想溶液，汽相为理想气体；
(2)液相为理想溶液，汽相为非理想气体；
(3)液相为非理想溶液，汽相为非理想气体。
1.汽液平衡相图
正偏差系
负偏差系
2.汽液平衡方程
第二节平衡蒸馏与简单蒸馏
（一）平衡蒸馏
1.平衡蒸馏装置与流程
2.平衡蒸馏过程计算
总物料衡算

易挥发组分衡算

（二）简单蒸馏
1.简单蒸馏装置与流程
2.简单蒸馏的计算

思考题
非理想溶液的最高恒沸点和最低恒沸点的意义？
作业

教材：谭天恩等编著
《化工原理》第三版
下册2006
参考书：
姚玉英编著《化工原理》新版2003年
王志魁主编《化工原理》第二版2003年
刘佩茹编著
《化工过程与设备》

第三授课单元
平衡级蒸馏和精馏原理
教案内容备注*教学目的
掌握平衡蒸馏的计算，液相分率对汽液相组成的影响，比较平衡蒸馏和简单蒸馏的分离效果，理解平衡级蒸馏，精馏的设备条件、回流条件和理论板假设、恒摩尔流假设
教学内容
平衡蒸馏，平衡蒸馏与简单蒸馏的比较，平衡级蒸馏，精馏的设备条件、回流条件和理论板假设、恒摩尔流假设
教学重点、难点及其处理
1.重点
精馏的设备条件、回流条件和理论板假设、恒摩尔流假设
2.难点及其处理方法
简单蒸馏与平衡蒸馏的分离效果比较，用例题讲解。
为什么简单蒸馏的分离效果好，结合t-x-y相图给同学讲解。
教学方法、手段
课堂讲解为主
板式设计
结合图10－12讲解精馏的原理和流程
第三节精馏原理和流程
（一）精馏过程原理
1.多次部分汽化和多次部分冷凝
2.精馏塔模型
（二）精馏操作流程
1.连续精馏操作流程
2.间歇精馏操作流程
间歇精馏与连续精馏相比，有如下特点：
1．间歇精馏为非定态过程，它有两种操作方式；即恒回流比操作和恒馏出液组成操作。
2．间歇精馏只有精馏段。

思考题
平衡蒸馏与平衡级蒸馏的区别是什么？
作业

教材：谭天恩等编著
《化工原理》第三版
下册2