课程代码：

ZB07124

课程名称：

化工分离过程

英文名称：

Chemical Separation Engineering

课程类别：

专业课

先修课程：物理化学，化工原理，化工热力学

物理化学,化工原理，化工热力学

总学分/总学时：

2.5/40

理论学时/实验学时：

40/0

适用专业:

化学工程与工艺

考核方式：

考试

开课单位：

化学化工学院

审定日期：

2019年7月

课程目标

毕业要求

指标点（主要内容）

1

2.问题分析

2.1掌握文献检索的能力，理解工程科学原理，能从复杂工程问题中识别出数学和物理问题。

2

3.设计解决方案

3.3了解化工领域的新工艺、新技术，并能在工程设计中进行应用

知识单元

对应课程目标

预期学习成效

教学内容

教学活动

学时

1．绪论

课程目标1

1．了解分离操作的发展及在化工生产中的重要性；融入人文教育，弘扬科学精神；

2．掌握传质分离过程的分类（平衡分离过程和速率分离过程）及特征；

3．了解分离技术的新进展。

1．结合实际案例介绍分离操作的发展及在化工生产中的重要性；

2．传质分离过程的分类和特征；

3．分离技术开发展望。

1．课堂教学，案例教学，多媒体教学，网络辅助教学；

理论

2学时

2．单级平衡过程

课程目标1、2

1．   掌握相平衡常数的两种计算方法和特点（状态方程法，活度系数法）。能应用活度系数法计算混合物中组分的汽液平衡常数。

2．   掌握多组分物系的泡点温度和压力、露点温度和压力的基本计算方法。能对多组分物系进行Ki与组成无关的泡点温度和露点温度的计算。

3．   掌握核实闪蒸问题是否成立的方法及闪蒸过程的基本计算。

4．   培养认真细致的科学态度、“安全、节能、经济”的工程意识。

1．汽液相平衡及其计算；

2．多组分物系的泡点和露点计算；

3．闪蒸过程的计算。

1．课堂教学，多媒体教学，网络辅助教学；

2．课堂提问、课程案例分析、作业练习。

理论

7学时

3．多组分多级分离过程分析与简捷计算

课程目标1、2

1．     掌握多组分物系设计变量的含义、单元及装置的设计变量的确定方法。

2．     掌握关键组分与非关键组分、分配组分与非分配组分、清晰分割的概念；掌握多组分精馏过程的特点；掌握多组分精馏过程的简捷计算方法及应用。

3．     掌握萃取精馏和共沸精馏的基本原理、流程、溶剂的选择及其作用、简单过程的简捷计算。

4．     掌握吸收和蒸出过程的流程、特点；掌握多组分吸收过程简捷计算法及应用。

5．     培养精益求精、严谨细实、追求卓越的“工匠精神”。

1．    设计变量；

2．    多组分精馏过程；引入科学家吉利兰的典型事迹。

3．    萃取精馏和共沸精馏；

4．    反应精馏；

5．    吸收和蒸出过程。

1．课堂教学，多媒体教学，网络辅助教学；

2．课堂提问、课程案例分析、作业练习。

理论

15学时

4．多组分多级分离的严格计算

课程目标1、2

1．     掌握多组分多级分离过程建立平衡级理论模型的基本方法：MESH方程法。

2．     掌握逐板计算法的计算起点的确定、进料板位置的确定和从塔顶从上向下的逐级计算方法。

3．     掌握MESH方程的解离、三对角矩阵方程的托玛斯解法、多组分精馏严格计算的泡点法。

4．     培养科学缜密的思维方式，严谨细致的科学态度。

1．平衡级的理论模型；

2．逐板计算法；

3．三对角矩阵法；

4. 泡点法严格计算方法及计算实例

1．课堂教学，多媒体教学，网络辅助教学；

2．课堂提问、课程案例分析、作业练习。

理论

6学时

6.分离过程的节能

课程目标1、2

1．     掌握分离的最小功的含义；掌握等温分离的最小功的计算方法；掌握非等温分离的最小功和有效能的含义、净功消耗和热力学效率的计算。

2．     掌握引起精馏过程的热力学不可逆性的原因及节能措施。

3．     掌握多组分分离流程中分离塔序确定的经验法则。能用分离顺序的经验法则对多组分混合物简单分离初步设计分离塔序。

4．     培养爱国主义、勇于实践、精益求精、追求卓越的“工匠精神”； 培养“绿色、节能、环保”的技术观，社会责任意识和创新精神。

1．     分离的最小功和热力学效率；

2．     精馏的节能技术；

3．     介绍“化工分离工程科学的开拓者”--余国琮院士的科学强国事迹；

4．     精馏节能技术、优化分离顺序方案的学习和案例分析。

1．课堂教学，多媒体教学，网络辅助教学；

2．课堂提问、课程案例分析、作业练习。

理论

6学时

7．新型分离技术和过程集成

课程目标1，2

1．    了解膜分离技术的基本原理和常见膜分离技术及原理。

2．     了解超临界流体萃取过程及原理特点。

3．     了解其它新型分离技术；

4．     了解分离过程的集成。

5．     通过实际案例诠释大国担当和道路自信，培养爱国主义和勇于探索、解决实际复杂工程问题的能力。

1．     膜分离技术；

2．     超临界流体萃取；

3．     其它新型分离技术简介；

4．    分离过程的集成；

5．    介绍实际案例：刘纪昌教授在“一带一路”国家的技术服务经历——解决苏丹喀土穆炼厂180万吨/年催化裂化装置的分馏塔分离问题等。

1．课堂教学，多媒体教学，网络辅助教学；

2．课堂提问、课程案例分析。

理论

4学时

课程成绩构成

总评成绩（100%）= 平时成绩（50%）+ 末考成绩（50%）

平时成绩（100%）= 课堂提问（10%）+ 课后作业（35%）+课堂测验（30%）+在线测验（10%）+ 翻转课堂（10%）+思政效果成绩（5%）

评价项目及对课程目标的支撑分值

课程目标1

课程目标2

平时成绩（成绩权重0.4）

100分

100分

期末考试
（成绩权重0.6）

各种常用分离过程的基本理论、操作特点、基本计算方法和强化改进操作的途径及节能的基本思路。

65分

了解新型分离技术和工艺；利用分离知识，选择合理优化的分离技术及流程，并能在工程设计中进行应用。

35分

课程目标达成情况计算方法

分目标达成度=Σ(分目标项目平均得分率×分目标项目权重)/分目标各项目权重总和

课程目标

评价标准

优秀

良好

合格

不合格

1、掌握各种常用分离过程的基本理论、操作特点、基本计算方法和强化改进操作的途径及节能的基本思路，能应用于实际工程分离问题进行研究分析，并获得有效结论。具有运用工程技术观点分析和解决分离操作问题的能力。

能灵活运用化工分离过程的思维方法，准确识别影响分离过程的关键因素，用适当的分离理论对实际工程分离问题进行研究分析，并计算求解，得出正确结论。

能运用化工分离过程的思维方法，识别影响分离过程的关键因素，能用适当的分离理论对实际工程分离问题进行研究分析，并计算求解，得出基本正确结论。

具有化工分离过程的思维方法，能识别影响分离过程的关键因素，能用分离理论对实际工程分离问题进行研究分析，但不够准确；计算求解及结论不够正确。

未很好掌握化工分离过程的思维方法，对影响分离过程的关键因素分析不清晰，基本能用分离理论对实际工程分离问题进行研究分析，但存在概念错误；不能进行正确计算求解。

2、了解化工领域的新型分离技术和工艺；具有根据分离任务和要求，利用分离知识，选择合理优化的分离技术及流程、结合强化过程途径和提高分离设备效能，在工程设计中进行应用的初步能力；具有查阅和使用常用工程计算图表、手册、资料的能力。

能够按照设计及分离要求，利用分离知识，合理选择优化的分离技术及流程，结合强化过程途径和提高分离设备效能，具有在工程设计中进行应用的初步能力。

能够按照设计及分离要求，利用分离知识，较合理选择优化的分离技术及流程，能结合强化过程途径和提高分离设备效能，具有在工程设计中进行应用的一定初步能力。

能够理解设计及分离要求，利用分离知识，选择优化的分离技术及流程，但不够正确；基本能结合强化过程途径和提高分离设备效能，但分析不完善，在工程设计中进行应用的初步能力较弱。

不能准确理解设计及分离要求，不能很好利用分离知识，选择优化的分离技术及流程；不能结合强化过程途径和提高分离设备效能，在工程设计中进行应用的初步能力较欠缺。