化工分離單元操作的種類很多,《化工分離與控制技術(shù)》精選了四個典型的化工分離操作技術(shù),包括精餾過程及設(shè)備的選擇與操作、吸收及解吸過程和設(shè)備的選擇與操作、萃取過程及設(shè)備的選擇與操作、膜分離四個模塊。
教材編寫中根據(jù)現(xiàn)代職業(yè)教育理念,圍繞高等職業(yè)教育培養(yǎng)目標(biāo),立足學(xué)生崗位職業(yè)能力培養(yǎng),結(jié)合化工企業(yè)技術(shù)人員培訓(xùn)的實(shí)際需要對課程內(nèi)容進(jìn)行了重新整合,把技能訓(xùn)練和知識的掌握貫穿于項目教學(xué)中,主要模塊均附有綜合實(shí)訓(xùn)及考核與評價,并附有相應(yīng)的化工總控工考試題,注重學(xué)生過程知識的獲取和崗位能力的培養(yǎng)。
本書是高等職業(yè)教育化工技術(shù)類及其相近專業(yè)的核心課程教材,也可作為其他相關(guān)專業(yè)及化工生產(chǎn)企業(yè)職工培訓(xùn)的教材或參考書。
甘爭艷,碩士研究生學(xué)歷,副教授,高 級技師,高 級考評員。全國石化職教指委會高分子材料智能制造類專指委委員。主要研究方向為高分子材料配方改性及化工能源應(yīng)用等方面,參加工作以來,主要從事《化工原理》《精細(xì)化工》《高分子化學(xué)》等課程的教學(xué)工作。歷年來,主持或參與各級各類教研項目10多項,第 一 作者公開發(fā)表論文9篇,其中核心期刊6篇。主編或參編出版教材3本。
1989年-1993年,在大連工業(yè)大學(xué)(原大連輕工業(yè)學(xué)院)學(xué)習(xí)塑料工程專業(yè) 1993年,在原新疆塑料總廠工作,先后擔(dān)任技術(shù)中心技術(shù)員、新產(chǎn)品開發(fā)辦工藝員、工程師、車間主任(主管異型材生產(chǎn))等職
2001年-2003年,在新疆立通通信管道制造有限公司擔(dān)任工藝部長、車間主任等職
2003年-2006年在新疆大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院學(xué)習(xí)物理化學(xué)專業(yè)
2006年-2013年,在原新疆化工技師培訓(xùn)學(xué)院工作,專職教師,先后擔(dān)任精細(xì)化工教研組長、高分子教研組長、高分子加工專業(yè)帶頭人
2014年至今,在新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院工作,專職教師,主要從事《化工原理》、《精細(xì)化工》《化工工藝》《高分子材料化學(xué)》等課程教學(xué)及高分子材料工程技術(shù)專業(yè)建設(shè)等工作
課程導(dǎo)入 001
0.1 分離過程的重要性 001
0.1.1 分離過程在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位 001
0.1.2 分離過程與清潔工藝 002
0.2 化工分離技術(shù)的應(yīng)用 002
0.2.1 分離 002
0.2.2 提取和回收 002
0.2.3 凈化 003
0.2.4 濃縮 003
0.3 化工分離過程的分類 003
0.3.1 機(jī)械分離過程 003
0.3.2 傳質(zhì)分離過程 003
0.4 課程教學(xué)內(nèi)容與目標(biāo) 004
0.4.1 課程教學(xué)內(nèi)容 004
0.4.2 課程教學(xué)目標(biāo) 005
模塊一 精餾過程及設(shè)備的選擇與操作
項目1 認(rèn)識蒸餾 008
任務(wù)1.1 認(rèn)識蒸餾 009
1.1.1 蒸餾處理的物料 009
1.1.2 蒸餾的原理 011
1.1.3 精餾的實(shí)質(zhì)017
任務(wù)1.2 認(rèn)識精餾流程 018
1.2.1 雙組分連續(xù)精餾操作流程018
1.2.2 雙組分間歇精餾操作流程 022
考核與評價:認(rèn)識精餾 023
直擊工考 024
項目2 精餾物料和熱量衡算 028
任務(wù)2.1 雙組分連續(xù)精餾塔的物料衡算 029
2.1.1 理論板與恒摩爾流假定 029
2.1.2 全塔物料衡算 030
2.1.3 精餾段的物料衡算 032
2.1.4 提餾段的物料衡算 032
2.1.5 加料板的物料衡算 033
任務(wù)2.2 精餾過程的熱量衡算與節(jié)能 038
2.2.1 精餾過程的熱量衡算 038
2.2.2 精餾的節(jié)能 040
任務(wù)2.3 連續(xù)精餾的操作分析 043
2.3.1 進(jìn)料狀況對精餾的影響 043
2.3.2 回流比的影響 044
2.3.3 操作溫度及壓力的影響 047
2.3.4 進(jìn)料位置的影響 048
2.3.5 精餾塔板數(shù)的確定 048
考核與評價:精餾物料和熱量衡算 053
直擊工考 054
項目3 板式精餾塔的操作·058
任務(wù)3.1 學(xué)習(xí)板式塔類型及操作原理 059
3.1.1 板式塔的類型 060
3.1.2 板式塔的操作原理 062
任務(wù)3.2 認(rèn)識板式塔的結(jié)構(gòu) 063
3.2.1 塔板流動形式 063
3.2.2 塔板的共同結(jié)構(gòu) 064
任務(wù)3.3 分析塔板上的流體力學(xué)現(xiàn)象 067
3.3.1 塔板上的氣液接觸狀況 067
3.3.2 塔板上的不正常狀況 068
3.3.3 塔板負(fù)荷性能圖 069
任務(wù)3.4 精餾塔工藝仿真操作訓(xùn)練 070
3.4.1 識讀精餾塔工藝現(xiàn)場圖和DCS 圖 070
3.4.2 脫丁烷精餾塔冷態(tài)開車操作 072
3.4.3 脫丁烷精餾塔的停車操作 073
綜合實(shí)訓(xùn)1 精餾塔實(shí)際操作——精制提純工業(yè)酒精 074
知識準(zhǔn)備:了解精餾塔操作基礎(chǔ)知識 075
實(shí)踐操作:精餾塔的開工準(zhǔn)備 078
實(shí)踐操作:精餾塔的開停車操作 087
實(shí)踐操作:精餾塔的操作與調(diào)節(jié) 090
實(shí)踐操作:精餾塔的日常維護(hù)和檢修·091
任務(wù)3.5 認(rèn)識其他精餾方式 092
3.5.1 恒沸精餾 093
3.5.2 萃取精餾 094
考核與評價:板式精餾塔的操作 095
直擊工考 096
模塊二 吸收及解吸過程和設(shè)備的選擇與操作
項目4 脫除合成氨原料氣中的二氧化碳104
任務(wù)4.1 認(rèn)識吸收及解吸 105
4.1.1 吸收概述·105
4.1.2 解吸概述 106
4.1.3 吸收及解吸的應(yīng)用 107
任務(wù)4.2 選擇吸收劑 108
4.2.1 吸收劑的選擇 108
4.2.2 工業(yè)上常用的吸收劑109
任務(wù)4.3 選擇吸收及解吸流程 110
4.3.1 塔內(nèi)氣、液流向選擇 111
4.3.2 雙組分吸收及解吸的流程及選擇 112
4.3.3 多組分吸收及解吸的流程及選擇 114
4.3.4 吸收操作的費(fèi)用 114
任務(wù)4.4 雙組分吸收及解吸的傳質(zhì)機(jī)理與計算115
4.4.1 認(rèn)識吸收中的氣- 液平衡 115
4.4.2 傳質(zhì)機(jī)理 123
4.4.3 傳質(zhì)速率與阻力控制126
4.4.4 雙組分吸收的計算 130
4.4.5 填料層高度的計算 133
考核與評價:脫除合成氨原料氣中的二氧化碳 135
直擊工考 136
項目5 認(rèn)識填料塔144
任務(wù)5.1 認(rèn)識填料塔的構(gòu)造、類型及特性 145
5.1.1 填料塔的構(gòu)造·145
5.1.2 填料的類型及特性·146
5.1.3 填料的選用148
5.1.4 填料塔附件的類型和結(jié)構(gòu)149
任務(wù)5.2 分析填料塔的流體力學(xué)性能 152
5.2.1 填料層的持液量153
5.2.2 填料層的壓降·153
5.2.3 填料塔液泛154
5.2.4 液體噴淋密度和填料表面的潤濕154
5.2.5 返混·154
任務(wù)5.3 吸收塔工藝仿真操作訓(xùn)練 155
綜合實(shí)訓(xùn)2 吸收及解吸操作——工業(yè)廢氣的凈化分離 160
知識準(zhǔn)備:吸收- 解吸實(shí)訓(xùn)裝置流程圖160
實(shí)踐操作:吸收- 解吸實(shí)訓(xùn)裝置基本操作 161
任務(wù)5.4 吸收及解吸的工業(yè)應(yīng)用案例解析 166
5.4.1 焦?fàn)t煤氣中苯的回收167
5.4.2 天然氣的脫水·170
5.4.3 電石法乙炔氣的凈化 171
5.4.4 乙炔氣相法合成氯乙烯單體的精制·172
考核與評價:認(rèn)識填料塔 173
直擊工考 174
模塊三 萃取過程及設(shè)備的選擇與操作
項目6 萃取過程的解析180
任務(wù)6.1 萃取原理的解析 ·181
6.1.1 相·182
6.1.2 萃取平衡·183
6.1.3 影響萃取平衡的因素183
任務(wù)6.2 液- 液萃取方案的認(rèn)識 184
6.2.1 萃取操作的適用 ·185
6.2.2 液- 液萃取的工業(yè)應(yīng)用185
6.2.3 萃取操作的特點(diǎn)187
考核與評價:萃取過程的解析 188
直擊工考 188
項目7 萃取方案的選擇190
任務(wù)7.1 萃取劑的選擇與萃取用量的確定 ·191
7.1.1 萃取劑的選擇 191
7.1.2 萃取劑用量的確定·193
任務(wù)7.2 萃取設(shè)備的確定 202
7.2.1 萃取設(shè)備的分類 202
7.2.2 萃取操作的幾種方式 203
7.2.3 一些典型萃取設(shè)備 204
7.2.4 萃取設(shè)備的選擇 209
7.2.5 超臨界萃取 209
任務(wù)7.3 萃取塔工藝仿真操作訓(xùn)練 213
7.3.1 實(shí)驗裝置·214
7.3.2 智能儀表的界面及其使用·214
7.3.3 實(shí)驗步驟·215
綜合實(shí)訓(xùn)3 回?zé)捰头紵N萃取操作 216
知識準(zhǔn)備:芳烴萃。ǔ樘幔 過程工藝基本原理·217
實(shí)踐操作:設(shè)備檢查與調(diào)試217
實(shí)踐操作:管線試壓與試漏檢查·219
實(shí)踐操作:電氣及儀表確認(rèn)219
實(shí)踐操作:芳烴萃取(抽提) 過程開、停車操作 220
考核與評價:萃取方案的選擇 221
直擊工考 222
模塊四 膜分離
項目8 膜分離流程解析 230
任務(wù)8.1 掌握膜分離的技術(shù)理論與必備知識 231
8.1.1 膜分離理論231
8.1.2 表征膜性能的參數(shù) 232
任務(wù)8.2 膜分離過程解析 233
8.2.1 膜分離過程及特點(diǎn) 233
8.2.2 膜分離技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn) 236
8.2.3 膜的分類 236
任務(wù)8.3 膜分離設(shè)備解析 237
8.3.1 膜分離設(shè)備的類型 237
8.3.2 膜分離設(shè)備的選擇·241
考核與評價:膜分離流程解析 242
直擊工考 243
項目9 膜分離操作 244
任務(wù)9.1 膜的分離操作 245
9.1.1 預(yù)處理過程 245
9.1.2 膜的選擇 246
9.1.3 膜分離系統(tǒng)的操作 247
任務(wù)9.2 膜的污染、清洗及膜的再生 249
9.2.1 膜的污染及清洗 249
9.2.2 膜的再生 250
任務(wù)9.3 膜分離系統(tǒng)常見故障處理與安全操作 251
9.3.1 膜分離操作中的常見故障及處理251
9.3.2 膜分離的安全技術(shù) 253
綜合實(shí)訓(xùn)4 膜分離操作的工業(yè)應(yīng)用案例解析 255
案例1:離子膜法制堿工業(yè)中一次鹽水的膜法除硝 255
案例2:離子膜法制堿工業(yè)中一次鹽水的凱膜過濾 258
考核與評價:膜分離操作解析 261
參考文獻(xiàn) 263