《化工分离工程》教学大纲
一、课程基本信息
课程中文名称：分离工程
课程英文名称：Separation Technology 课程编号：06131070 课程类型：专业基础课 总 学 时：54 学 分： 3
适用专业：化学工程与工艺
先修课程：物理化学、化工原理、化工热力学 开课院系：化工与制药学院
二、课程的性质与任务
本课程是高等学校化学工程及工艺专业（本科）的一门专业基础课。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。化工分离工程是研究过程工业中物质分离和纯化的工程技术学科。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。它利用前期课程中介绍的有关相平衡、热力学、动力学、分子及共聚集状态的微观机理，传热、传质和动量传递理论来研究化工生产实际中复杂物系的分离和提纯技术。通过本课程的学习，学生应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，对一些新分离技术有一定的了解。
三、课程教学基本要求
本课程着重基本概念的理解，为分离过程的选择、特性分析和计算奠定基础。从分离过程的共性出发，讨论各种分离方法的特征。强调将工程与工艺相结合的观点，以及设计与分析能力的训练；强调理论联系实际，以提高解决问题的能力。
（一）、绪论为传质分离操作简介。介绍分离操作在化工生产中的重要性；分离过程的分类；本课程的分类；任务和安排。通过本章学习，能对传质分离过程有所了解。
（二）、单级平衡过程为后面三、四章的学习打下基础，主要介绍相平衡常数的计算；多组分物系的泡点和露点计算；等温闪蒸和部分冷凝的计算。选学绝热闪蒸计算。
（三）、多组分多级分离过程的分析及简捷计算法。主要包括设计变量的确定方法，多组分精馏、共沸和萃取精馏、吸收和蒸出等过程的基本原理、流程及其简捷计算方法，以及塔内的流率、浓度和温度分布特点。简捷计算是过程设计的初始阶段和对操作的初略分析中
常用的方法。对塔内的流率等分布的讨论则有助于对各种分离过程的深入了解。
（四）、多组分多级分离过程的严格计算。从分离过程的共性出发建立平衡级的理论模型；从计算上说明三对角线矩阵方程的托玛斯解法的特点和精馏过程的泡点计算法。通过实例对前一章所介绍的多组分精馏、共沸精馏和萃取精馏所具有的共性予以深化。选学吸收和蒸出的流率加和法。
（五）、分离设备的处理能力和效率。介绍影响汽液接触设备处理能力的因数；汽液接触设备的级效率及其影响因素；汽液接触设备的能力和效率。通过本章的学习使学生能分析并掌握强化分离操作的途径。
（六）、分离过程的节能。讨论分离的最小功、净功消耗和热力学效率、精馏的节能技术和分离技术的选择。通过学习使学生掌握节能的基本思路和选择分离顺序的规则。
（七）、其它分离技术和分离过程的选择。主要介绍膜分离技术，吸附技术的基本原理，并通过对各种分离过程特点进行比较，使学生能正确选择分离技术。
每种分离方法介绍完成后必须有一至二个作业练习题，基本上达到每2学时一次作业，最好安排几次用计算机计算的大作业。对主要概念，可要求学生查阅资料，写1－2篇课外论文。
四、理论教学内容和基本要求
（一）、绪论
基本内容：分离操作在化工生产中的重要性；传质分离过程的分类和特征；本课程的
任务和内容。
基本要求：1. 了解分离操作在化工生产中的重要性；
2. 掌握传质分离过程的分类和特征； 3. 了解本课程的任务和内容。
（二）、单级平衡过程
基本内容：相平衡；多组分物系的泡点和露点计算；闪蒸计算。 基本要求：1. 掌握相平衡各种关系式及计算；
2. 掌握多组分物系的泡点和露点温度和压力的计算； 3. 掌握等温闪蒸和部分冷凝过程的计算。
（三）、多组分多级分离过程分析与简捷计算
基本内容：设计变量；多组分精馏过程；萃取精馏和共沸精馏；吸收和蒸出过程；萃取过程。
基本要求：1．掌握单元的设计变量Nie、装置的设计变量Niu；
2．了解多组分精馏过程分析，掌握最小回流比、最少理论板数和组分分配、
实际回流比和理论板；
3. 掌握萃取精馏的基本原理，过程分析与计算；掌握共沸物的特性和共沸
组成的计算，二元非均相共沸物的精馏；了解多元共沸精馏过程； 4.了解吸收和蒸出过程流程，多组分吸收和蒸出过程分析，掌握多组分吸收和蒸出简捷计算法，了解化学吸收计算； 5.了解萃取过程及计算。
（四）、多组分多级分离的严格计算
基本内容：平衡极的理论模型；逐板计算法；三对角线矩阵法。 基本要求：1．掌握平衡极的理论建立模型；
2. 掌握逐板计算法；
3. 掌握三对角线矩阵方程的托玛斯法、泡点法。
（五）、分离设备的处理能力和效率
基本内容： 汽液传质设备的处理能力和效率；萃取设备的处理能力和效率；传质设备
的选择。
基本要求：１. 掌握汽液传质设备的处理能力和效率；
2. 了解萃取设备的处理能力和效率； 3. 了解传质设备的选择。
（六）、分离过程的节能
基本内容：分离的最小功和热力学效率；精馏的节能技术；分离顺序的选择。 基本要求：1．了解分离的最小功和热力学效率；
2. 掌握精馏的节能技术； 3. 掌握分离顺序的选择。
（七）、其他分离技术及分离过程的选择
基本内容：膜分离技术；吸附分离；反应精馏；分离过程的选择。
基本要求：1. 了解分离用膜和膜分离技术、反渗透、超滤、电渗透、气体膜分离技术、
液膜分离；
2. 了解吸附原理和吸附剂、建立吸附平衡、吸附速率方程，掌握吸附生产
工艺；
3. 了解反应精馏过程分析；数学模拟方法, 了解工艺生产情况； 4. 了解分离过程的选择。
五、实验教学内容和基本要求
与之配套的分离过程实验有：
汽液平衡数据的测定；多组分精馏；反应精馏。
六、有关教学环节的要求
与该专业课相关的基础课《物理化学》、《化工原理》、《化工热力学》等与本课程有着相当密切的关系，是本课程的技术基础课，同时本课程又是《化工工艺设计与化工过程开发》的基础，它与《化工反应工程》紧密相连，只有这些课学好了才能学好这门课，做好毕业设计。
本课程除了课堂教学之外，主要以习题、作业的形式进行知识的强化和巩固。习题的类型以计算题为主，兼有问答题、证明题、思考题等形式。要求学生通过思考，独立完成作业。
采用讨论式和研究型的教学方式。在作业方面，改变了以往完全以解题式作业为主的局面，采用主动的课程学习内容方式，布置1－2个研究型或课题调研型的大型作业，强调学生的主动探索精神，以小论文的形式提交。这种形式不仅有利于学生积极主动地进行本课程的学习，也锻炼了学生的文献查阅能力、分析研究能力和论文写作能力，成为学生进入论文研究阶段学习的前期准备。
本课程为考试课，考试形式为闭卷。
评分标准（满分：100）：平时成绩占30%，（论文：10分，作业：10分，课堂表现：10分）
期末考试成绩占70%。
八、学时分配建议
九、建议教材及主要教学参考书
教材：1. 刘家祺．分离过程．北京：化学工业出版社，2002年
2. 陈洪钫，刘家祺．化工分离过程．北京：化学工业出版社，1995年
参考书：蒋维钧．新型传质分离技术．北京：化学工业出版社，1992年
执笔人：何寿林 教研室主任：程健 教学院长（主任）：丁一刚