化工分离过程课程教学大纲
课程名称：化工分离过程（Chemical Separation Engineering） 课程编码：Z117308
总学时/总学分：48/3 理论学时/理论学分：48/3 实验学时/实验学分：0
适用专业：化学工程与工艺 开课单位：化学化工学院化工系
一、课程性质及目的
1、课程性质
本课程是化学工程与工艺专业的专业基础必修课。是学生在具备了物理化学、化工原理、化工热力学等技术基础知识后的一门专业主干课。
2、课程目的
本课程讲授传质与分离工程的原理和应用，以及化工分离过程中一些主要分离单元操作和分离工程领域的研究进展。通过本课程的学习，使学生了解传质分离过程及一些新分离技术；掌握各种常用分离过程的基本理论，操作特点，简捷和严格的计算方法和强化改进操作的途径及节能的基本思路；重点掌握相平衡理论及多组分精馏、共沸和萃取精馏、吸收各分离过程的基本原理、流程和计算方法和强化改进操作的途径。通过对各种分离方法的学习和典型实例的分析和讨论，使学生建立工程与工艺相结合的观点，培养学生分析实际问题的方法和解决工程问题的能力。
二、课程内容及要求
第一章 绪论（2学时）
第一节 分离操作在化工生产中的重要性
第二节 传质分离过程的分类和特征
第三节 本课程的任务和内容
教学要求：了解分离操作在化工生产中的重要性、本课程的任务和内容；掌握传质分离过程的分类和特征。
教学方法、教学手段和教学形式：以讲授为主，多媒体课件和板书为辅；采用复习、提问、讨论、启发式等教学形式，结合化工厂生产实例进行讲解。
第二章 单级平衡过程（8学时）
第一节 相平衡
第二节 多组分物系的泡点和露点计算
第三节 闪蒸过程的计算
教学要求：理解相平衡特点、泡点和露点压力的计算、闪蒸过程的特点；掌握相平衡条件、相平衡各种关系式及计算、多组分物系的泡点和露点温度的计算、等温闪蒸和部分冷凝过程的计算。
教学方法、教学手段和教学形式：以讲授为主，多媒体课件和板书为辅；采用复习、提问、讨论、启发式等教学形式，结合化工厂生产实例进行讲解；并以给学生布置课后习题、作业的形式进行知识的强化和巩固。
第三章 多组分多级分离过程分析与简捷计算（18学时）
第一节 设计变量
第二节 多组分精馏过程
第三节 萃取精馏和共沸精馏
第四节 吸收和蒸出过程流程
第五节 萃取过程
教学要求：了解多组分精馏过程特点、萃取精馏和共沸精馏过程特点、萃取剂及共沸剂的一般选择原则、吸收和蒸出过程流程及分析、化学吸收计算、萃取过程及计算；理解设计变量、轻重关键组分与非关键组分、分配组分与非分配组分、清晰分割概念；掌握单元的设计变量Nie和装置的设计变量Niu的一般分析方法、掌握多组分精馏过程最小回流比、最少理论板数和组分分配、实际回流比和理论板数的计算；掌握萃取精馏的基本原理与简捷计算、共沸精馏的基本原理与二元非均相共沸物共沸组成的计算、多组分吸收过程简捷计算法。
教学方法、教学手段和教学形式：以讲授为主，多媒体课件和板书为辅；采用复习、提问、讨论、启发式等教学形式，结合化工厂生产实例进行讲解；并以给学生布置课后习题、作业的形式进行知识的强化和巩固。
第四章 多组分多级分离的严格计算（6学时）
第一节 平衡级的理论模型
第二节 逐级计算法
第三节 三对角线矩阵法
教学要求：理解平衡极的理论建立模型、MESH方程；掌握逐板计算法的计算步骤、计算起点的确定、进料板的确定方法；掌握三对角线矩阵方程的追赶法、泡点法进行多组分多级分离的严格计算。
教学方法、教学手段和教学形式：以讲授为主，多媒体课件和板书为辅；采用复习、提问、讨论、启发式等教学形式，结合化工厂生产实例进行讲解；并以给学生布置课后习题、作业的形式进行知识的强化和巩固。
第五章 分离设备的处理能力和效率（4学时）
第一节 气液传质设备的处理能力和效率
第二节 萃取设备的处理能力和效率
第三节 传质设备的选择
教学要求：了解传质设备的选择、主要萃取设备的处理能力和塔径的计算、影响萃取塔效率的因素和塔高的计算；掌握气液传质设备处理能力的影响因素、气液传质设备的和效率及其影响因素。
教学方法、教学手段和教学形式：以讲授为主，多媒体课件和板书为辅；采用复习、提问、讨论、启发式等教学形式，结合化工厂生产实例进行讲解；并以给学生布置课后习题、作业的形式进行知识的强化和巩固。
第六章 分离过程的节能（5学时）
第一节 分离的最小功和热力学效率
第二节 精馏的节能技术
第三节 分离顺序的选择
教学要求：理解分离的最小功、精馏过程的不可逆性；掌握等温分离的最小功计算、非等温分离分离的最小功、有效能、热力学效率的计算；掌握精馏的节能技术、普通精馏塔分离顺序的选择方法。
教学方法、教学手段和教学形式：以讲授为主，多媒体课件和板书为辅；采用复习、提问、讨论、启发式等教学形式，结合化工厂生产实例进行讲解；并以给学生布置课后习题、作业的形式进行知识的强化和巩固。
第七章 其它分离技术和分离过程的选择（5学时）
第一节 膜分离技术
第二节 吸附分离
第三节 反应精馏
第四节 分离过程的选择
教学要求：了解分离用膜和常见膜分离技术，如反渗透、超滤、电渗透、气体膜分离技术、液膜分离；了解吸附原理和吸附剂、建立吸附平衡、吸附速率方程、吸附生产工艺；了解反应精馏过程分析；数学模拟方法, 了解工艺生产情况；了解分离过程的选择。
教学方法、教学手段和教学形式：以讲授为主，多媒体课件和板书为辅；采用复习、提问、讨论、启发式等教学形式，结合化工厂生产实例进行讲解；并以给学生布置课后习题、作业的形式进行知识的强化和巩固。
三、参考教材
教材：陈洪钫、刘家祺编.《化工分离过程》. 北京：化学工业出版社.2007年.
参考书：
1、邓修、吴俊生编《化工分离工程》. 北京：科学出版社. 2000年.
四、学习要求
1、专业基础课《物理化学》、《化工原理》、《化工热力学》等是本课程的技术基础课，与本课程有着非常密切的关系，在学习本课程章节时，学生应提前预习与它相关的这些专业基础课知识，以便对本课程的概念、理论等更好地理解和掌握。
2、学生应充分理解掌握教材中重要的计算例题，再结合独立完成习题作业等，将理论和实际应用相结合，提高自身解决实际问题的能力。在做计算题如需查阅某些物质的物性数据时，应学会通过相关的工具书、手册或网络等查得。
五、成绩评定方式
考试形式：笔试，闭卷
成绩构成：平时（30%~40%）+ 期末考试（60%~70%）
平时成绩构成：考勤及课堂表现（10%）+ 平时作业（20%~30%）
大纲制定者：白兰莉
大纲审定者：分离工程课程组
制定时间： 2010年8月27日