本教材重點介紹了蒸餾、吸收和萃取過程的基本理論、基本原理、基本計算方法,典型設備的構造、工作原理、開停車操作方法、典型事故調控方法、設備選型等有關工程實踐知識。全書分為蒸餾技術、吸收技術、液-液萃取技術三大部分,每部分以生產實際開篇,將仿真操作、設備操作與理論內容相互聯(lián)系重構為若干個任務,針對重點知識點利用“思考題”和“自測題”進行強化訓練。
本教材(第三版)增加了與石油、化工類各專業(yè)密切相關的擴展知識,并聯(lián)合智慧職教線上教學平臺、東方仿真名校資源庫,增加了數字化、信息化教學資源。同時將專業(yè)課程與大思政工作融合設計,培養(yǎng)學生石油和化工行業(yè)職業(yè)精神、人文素養(yǎng)。
本書可作為化工及相關專業(yè)的高等職業(yè)教育、成教教材,也可供相關技術人員參考。
張甲,蘭州石化職業(yè)技術學院,化工原理教研室主任、副教授,編者2005年畢業(yè)于北京理工大學化學工程與工藝專業(yè),同年任職于蘭州石化職業(yè)技術學院。2009年脫產深造于蘭州交通大學,2012年獲得化學工藝碩士學位,2014年至今擔任化工原理教研室主任。編者參加工作以來發(fā)表學術論文10篇,主編教材一部。編者常年從事《化工原理》、《化工單元仿真》、《化工單元操作實訓》、《管式加熱爐》等課程的教學任務,主持完成了多項教改與課改項目,參與建設了“國家 級煤化工專業(yè)教學資源庫”,主持完成了甘肅省精品在線課程《化工原理》的建設工作,多年指導學生參加“全國化工生產工技術大賽”,并于2015年取得全國一等獎的成績。
項目一蒸餾技術001
任務1學習精餾操作入門知識001
一、概述002
二、精餾塔的感性認識003
三、板式精餾塔的主要結構003
四、常見板式精餾塔的類型及特點008
五、精餾操作工藝流程015
六、精餾裝置的附屬設備016
小結019
思考題019
自測題020
任務2學習精餾操作的理論知識021
一、相組成的表示方法022
二、雙組分理想溶液的氣液相平衡024
三、精餾原理029
小結032
思考題032
自測題032
文化窗:石油化學工業(yè)對我國國民經濟、人民群眾物質和文化生活的客觀影響034
任務3學習精餾過程的計算035
一、全塔物料衡算035
二、操作線方程038
三、進料熱狀況對操作線的影響039
四、理論板層數確定042
五、實際塔板層數和板效率046
六、回流比的影響與選擇047
七、精餾裝置的熱量衡算050
小結052
思考題052
自測題052
任務4精餾塔的實驗操作訓練055
一、實驗任務055
二、設備示意055
三、板式精餾塔內的氣、液兩相存在狀態(tài)057
四、板式塔的異常操作現象058
五、精餾操作過程工藝指標的控制與調節(jié)058
六、產品不合格時的調節(jié)方法060
小結062
思考題062
自測題063
知識窗:設備維修管理064
任務5精餾塔的仿真操作訓練065
一、實訓任務及目的065
二、工藝流程說明065
小結067
思考題067
自測題068
任務6學習精餾過程的工藝設計方法069
一、精餾過程工藝設計意圖及基本原則069
二、精餾過程工藝設計的基本過程與內容071
三、精餾塔設計的具體要求073
四、板式精餾塔的設計方法074
五、浮閥精餾塔的設計實例088
六、浮閥精餾塔的設計練習101
小結102
思考題103
自測題103
安全窗:動火作業(yè)安全規(guī)定(部分)104
任務7學習其他精餾方法104
一、水蒸氣蒸餾105
二、恒沸精餾106
三、萃取精餾108
四、溶鹽精餾109
五、幾種特殊精餾方法的比較110
六、多組分精餾110
小結123
思考題124
自測題124
名人窗:俄國化學家門捷列夫125
課程學習資源126
本項目主要符號說明127
項目二吸收技術129
任務1學習吸收操作入門知識129
一、概述129
二、吸收操作工藝流程的描述130
三、氣體吸收的分類130
四、吸收操作在化工生產中的應用131
五、填料塔的主要結構131
六、填料塔的特點136
小結137
思考題138
自測題138
文化窗:中國石油的“鐵人精神”139
任務2學習吸收操作的理論知識139
一、吸收過程的相平衡關系140
二、吸收傳質機理145
三、氣體吸收速率方程147
小結150
思考題150
自測題151
任務3吸收過程的計算153
一、全塔物料衡算153
二、操作線方程154
三、吸收劑用量154
四、塔徑的確定156
五、填料層高度157
小結165
思考題166
自測題166
名人窗:中國稀土之父——徐光憲169
任務4吸收塔的實驗操作訓練169
一、實驗任務170
二、實訓裝置示意170
三、填料塔內氣、液兩相存在狀態(tài)170
四、吸收操作過程工藝指標的控制與調節(jié)173
小結175
思考題175
自測題175
安全窗:電氣作業(yè)安全管理規(guī)定(部分)176
任務5吸收塔的仿真操作訓練177
一、實訓任務及目的178
二、工藝流程說明178
三、操作要點及注意事項178
小結181
思考題181
自測題182
任務6學習吸收過程的工藝設計方法183
一、吸收過程工藝設計的基本原則與內容184
二、設計方案的確定185
三、填料吸收塔典型物系的設計練習188
小結193
思考題194
自測題194
安全窗:有害氣體作業(yè)安全管理規(guī)定(部分)194
任務7學習其他吸收與解吸方法195
一、多組分吸收196
二、化學吸收197
三、高濃度氣體吸收197
四、非等溫吸收198
五、解吸199
小結203
思考題203
自測題203
文化窗:融入團隊實現共贏204
課程學習資源205
本項目主要符號說明206
項目三液-液萃取技術208
任務1學習液-液萃取技術入門知識208
一、概述208
二、液-液萃取設備211
小結216
思考題216
自測題217
文化窗:中海石油寧波大榭/舟山石化有限公司的企業(yè)文化218
任務2學習液-液萃取技術的理論知識218
一、三角形相圖219
二、部分互溶物系的相平衡222
三、分配系數和分配曲線223
四、萃取劑的選擇224
小結227
思考題227
自測題228
知識窗:細顆粒物PM2.5——大氣污染的罪魁禍首229
任務3液-液萃取過程的計算229
一、單級萃取過程230
二、多級錯流萃取過程232
三、多級逆流萃取過程233
四、完全不互溶物系的萃取過程237
小結243
思考題243
自測題244
名人窗:大國工匠——張恒珍244
任務4學習新型萃取技術245
一、超臨界流體萃取245
二、雙水相萃取247
三、凝膠萃取248
四、新型萃取技術的發(fā)展249
小結250
思考題251
自測題251
知識窗:高分子新材料251
本項目主要符號說明252
附錄253
一、某些二元物系的氣、液相平衡關系(101.3kPa)253
二、液體的飽和蒸氣壓255
三、有機液體的表面張力圖258
四、塔板結構參數系列標準(單溢流型)258
五、某些三元物系的液-液平衡數據259
六、填料的特性260
參考文獻261