化工单元操作任务三

《化工单元操作》课程标准课程名称：化工单元操作适用专业：应用化工、石油化工的等化工类相关专业课程类别：专业核心课修课方式：必修课程时数：256学时一、课程性质和任务（一）课程定位《化工单元操作》是承前启后、由理及工的桥梁，主要研究化工过程中各种单元操作，是一门强调工程观念、定量运算、设计、操作能力的训练，强调理论和实际相结合、提高分析问题、解决问题的能力及应用知识的综合技能课程，是高职院校化工类专业学生在具备了必要的数学、物理、物理化学、化工制图和计算技术等基础知识之后必修的专业课，目的使学生获得今后从事化工生产过程与化工生产工艺操作、管理等必备的技能。

课程内容是以化工生产企业工段长以上岗位职工所需的职业能力为依据进行设置，其功能是使学生掌握常用的化工单元操作过程和反应过程的相关原理及相应设备操作及维护技能，会进行化工单元过程方案的选择、设备的选用及部分设备的简单设计，为今后学习《化工工艺》、《反应过程与技术》、《精细化工生产技术》、《石油加工生产技术》等核心课程的学习打下坚实的基础，注重培养学生的自学能力、分析问题和解决问题的能力、人际沟通能力，为走上工作岗位打下良好的基础。

(二)课程设计思路按照“以能力为本位，以职业实践为主线，以项目课程为主体”的总体设计要求，以化工专业工程技术人员的相关工作任务和职业能力分析为依据，构建工作过程完整的课程体系。

该门课程以培养化工单元过程方案选择能力、设备选用与简单设计能力、装置的操作运行能力为基本目标，打破传统的学科完整体系，构建工作过程完整的学习过程，紧紧围绕工作任务完成的需要来选择和组织课程内容，突出工作任务与知识的联系，让学习者在职业实践活动的基础上掌握知识，增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性，提高学习者的自学能力与就业能力。

学习项目选取的基本依据是该门课程的工作领域和工作任务，具体以常用的化工单元操作为线索进行设计，包括:化工管路、流体输送过程、碳酸钙悬浮液及非均相物系的分离、换热操作、吸收操作、精馏操作、干燥操作、其他单元操作操作简介等八个学习情境，各学习情境按照认识工艺流程-了解主要设备-明确加工物系-理解工艺指标-分析检验结果-评定考核过程等若干工作任务来训练学生化工岗位的操作技能，以工作任务为中心引出相关知识。

一、实训目的本次单元操作实训旨在使学生掌握基本的化工单元操作原理和方法，提高学生的实际操作技能，培养严谨的工作态度和良好的团队协作精神。

二、实训时间2023年X月X日至2023年X月X日三、实训地点XX学院化工实训中心四、实训内容1. 原料预处理操作（1）任务：对原料进行预处理，包括粉碎、筛分、干燥等。

（2）操作步骤：①对原料进行粉碎，使颗粒大小符合工艺要求；②对粉碎后的原料进行筛分，去除不合格颗粒；③对筛分后的原料进行干燥，使其达到所需的水分含量。

2. 化工分离操作（1）任务：利用各种分离方法对混合物进行分离。

（2）操作步骤：①利用重力沉降法对混合物进行初步分离；②利用过滤法对混合物进行进一步分离；③利用离心分离法对混合物进行精细分离。

3. 化工反应操作（1）任务：在反应器中完成化学反应。

（2）操作步骤：①对反应器进行清洗、预热；②将反应物加入反应器；③启动反应器，控制反应温度、压力等参数；④监测反应过程，确保反应达到预期效果；⑤反应结束后，对反应产物进行分离。

4. 化工蒸发操作（1）任务：利用蒸发器对溶液进行蒸发，得到浓缩液。

（2）操作步骤：①将溶液加入蒸发器；②启动蒸发器，控制蒸发温度、压力等参数；③监测蒸发过程，确保蒸发效果；④收集浓缩液，进行后续处理。

5. 化工蒸馏操作（1）任务：利用蒸馏塔对混合物进行蒸馏，得到不同沸点的组分。

（2）操作步骤：①将混合物加入蒸馏塔；②启动蒸馏塔，控制塔顶、塔底温度、压力等参数；③监测蒸馏过程，确保蒸馏效果；④收集不同沸点的组分，进行后续处理。

五、实训过程及结果1. 原料预处理操作：通过粉碎、筛分、干燥等操作，使原料达到工艺要求，为后续操作提供优质原料。

2. 化工分离操作：通过重力沉降、过滤、离心分离等方法，将混合物分离成不同组分，提高了原料的利用率。

3. 化工反应操作：在反应器中成功完成化学反应，得到了预期产物。

4. 化工蒸发操作：通过蒸发器对溶液进行蒸发，得到了浓缩液。

化工单元操作作者：易卫国页数：324出版：化学工业出版社ISBN：9787122090232上一个：化工制图习题集（第3版）下一个：现代制造技术化工单元操作《化工单元操作》根据高职教育的特点、要求和教学实际，按照“工作过程系统化”课程开发方法，打破本科教材的常规，不再以传统的“三传”为主线来安排教学次序，而是将化工原理、化工装备、电器与仪表等课程的相关知识有机融合，以典型化工生产单元操作及其设备为纽带，进行理实一体化的模块化内容设计，且精简理论，删除繁琐的公式推导过程和纯理论型计算，放弃对过程原理及理论计算“过深、过细、过全、过难”的描述。

全书共分“流体流动及输送技术、传热技术（传热、冷冻）、分离技术（非均相物系的分离——沉降和过滤、蒸发、干燥、蒸馏、吸收、萃取、结晶、新型分离方法——膜分离和吸附）”三大模块，十一个子模块，各子模块均涵盖“技术应用”、“设备或流程认知”、“相关知识获取”、“操作方法”、“故障处理”、“安全生产”及“节能”等内容，突出对学生工程应用能力、实践技能和综合素质的培养。

本教材可作为高职高专化工技术类及相关专业的教材，亦可供化工企业生产一线的工程技术人员参考。

绪论任务一了解化工生产过程及单元操作一、化工生产过程与单元操作二、单元操作的分类任务二了解本课程的性质、内容和课程目标一、本课程的性质、内容二、课程目标任务三了解解决工程问题的基本思路和方法任务四正确使用单位一、单位和单位制二、单位换算习题模块一流体流动及输送任务一认知流体输送设备及管路一、贮罐二、化工管路三、输送设备任务二获取流体输送知识一、流体的基本物理量二、静力学方程式及其应用三、连续性方程式及其应用四、柏努利方程式及其应用五、流体流动阻力及降低措施六、流体的基本物理量的检测任务三熟悉流体输送机械一、液体输送机械二、气体输送机械任务四离心泵的操作一、操作方法二、故障分析及处理习题模块二传热任务一了解传热过程及其应用一、传热在化工生产中的应用二、传热过程的类型三、载热体及其选择四、传热的基本方式任务二认知传热设备一、换热器的分类二、间壁换热器的结构与性能特点三、列管换热器的型号与系列标准任务三获取传热知识一、传热速率方程及其应用二、传热速率与热负荷三、传热推动力四、传热系数五、强化与削弱传热六、传热计算案例任务四列管换热器的操作一、操作方法二、故障分析及处理三、安全生产习题模块三冷冻任务一了解冷冻过程及其应用一、制冷在工业生产中的应用二、制冷方法三、压缩制冷过程四、制冷剂与载冷体任务二认知冷冻设备一、压缩机二、冷凝器三、蒸发器四、节流膨胀阀任务三获取冷冻知识一、冷冻能力二、操作温度的选择习题模块四非均相物系的分离任务一了解非均相物系的分离过程及其应用一、常见非均相物系分离的方法二、非均相物系分离在化工生产中的应用任务二认知非均相物系的分离设备一、沉降设备二、过滤设备三、离心机四、气体的其他净制方法及设备五、分离方法和设备的选用任务三获取沉降和过滤知识一、沉降二、过滤任务四沉降和过滤设备的操作一、操作方法二、故障分析及处理习题任务一了解蒸发过程及其应用一、蒸发在化工生产中的应用二、蒸发操作的特点三、蒸发操作的分类四、蒸发流程任务二认知蒸发设备一、蒸发器的形式与结构二、蒸发器的辅助设备三、蒸发器的选用任务三获取蒸发知识一、蒸发水量二、加热蒸汽消耗量三、蒸发器的传热面积四、蒸发器的生产强度五、蒸发器的节能措施任务四蒸发器的操作一、操作方法与日常维护二、故障分析及处理三、安全生产习题模块六干燥任务一了解干燥过程及其应用一、干燥在化工生产中的应用二、固体物料的去湿方法三、干燥操作的分类四、对流干燥流程任务二认知干燥设备一、对干燥设备的基本要求二、常用的工业干燥器三、干燥器的选用任务三获取干燥知识一、湿空气的性质二、湿空气的湿度图三、干燥过程的工艺计算四、干燥速率五、干燥操作的节能任务四喷雾干燥器的操作一、操作方法与日常维护二、故障分析及处理三、安全生产习题任务一了解蒸馏过程及其应用一、蒸馏在化工生产中的应用二、蒸馏操作的分类三、蒸馏流程任务二认知蒸馏设备一、板式塔的结构二、板式塔的类型三、板武塔的流体力学性能四、塔板负荷性能图任务三获取蒸馏知识一、蒸馏的气液相平衡二、精馏的工艺计算三、精馏操作的节能四、其他蒸馏方式任务四精馏塔的操作一、精馏操作的分析二、操作方法三、故障分析及处理四、安全生产习题模块八吸收任务一了解吸收过程及其应用一、工业生产中的吸收操作过程二、吸收在化工生产中的应用三、吸收操作的分类四、吸收剂的选择任务二认知吸收设备一、填料塔的构造二、填料的类型三、填料的特性四、填料塔的流体力学性能五、填料塔的附件任务三获取吸收知识一、吸收的气液相平衡二、吸收的传质机理三、吸收速率方-程四、吸收塔的计算五、其他吸收与解析任务四填料吸收塔的操作一、吸收操作的分析二、操作方法三、故障分析及处理四、安全生产习题模块九萃取任务一了解萃取过程及其应用一、萃取在化工生产中的应用二、萃取操作及其特点三、萃取流程四、萃取剂的选择任务二认知萃取设备一、萃取塔的形式与结构二、萃取设备的选用任务三获取萃取知识一、部分互溶物系的相平衡二、萃取的工艺计算三、超临界流体萃取技术任务四萃取塔的操作一、操作方法二、故障分析及处理习题模块十结晶任务一了解结晶过程及其应用一、结晶在化工生产中的应用二、结晶操作的特点三、结晶操作的分类任务二认知结晶设备一、结晶器的形式与结构二、结晶器的选用任务三获取结晶知识一、固液体系相平衡二、结晶过程三、影响结晶操作的因素任务四结晶器的操作一、操作方法二、故障分析及处理习题模块十一新型分离方法任务一认知膜分离技术一、膜分离在化工生产中的应用二、膜分离操作的特点三、膜的性能及分类四、膜分离装置与工艺五、典型膜分离过程及应用任务二认知吸附技术一、吸附在化工生产中的应用二、吸附操作的特点三、吸附剂四、吸附速率五、吸附的分离过程及工艺习题附录参考文献。

"题目1.连续精馏中，精馏段操作线随（）而变。

A. 回流比B. 进料热状态C. 残液组成D. 进料组成答案：回流比"题目2.塔板上造成气泡夹带的原因是（）。

A. 气速过大B. 气速过小C. 液流量过大D. 液流量过小答案：液流量过大"题目3.精馏塔操作时，回流比与理论塔板数的关系是（）。

A. 回流比增大时，理论塔板数也增多B. 回流比增大时，理论塔板数减少C. 全回流时，理论塔板数最多，但此时无产品D. 回流比为最小回流比时，理论塔板数最小答案：回流比增大时，理论塔板数减少"题目4.冷凝器的作用是提供（）产品及保证有适宜的液相回流。

A. 塔顶气相B. 塔顶液相C. 塔底气相D. 塔底液相答案：塔顶液相"题目5.某精馏塔的理论板数为17块（包括塔釜），全塔效率为0.5，则实际塔板数为（）块。

A. 34B. 31C. 33D. 35答案：35"题目6.两组分物系的相对挥发度越小，则表示分离该物系越（）。

A. 容易B. 困难C. 完全D. 不完全答案：困难"题目7.由气体和液体流量过大两种原因共同造成的是（）现象。

A. 漏夜B. 液沫夹带C. 气泡夹带D. 液泛答案：液泛"题目8.从节能观点出发，适宜回流比R应取（）倍最小回流比Rmin。

A. 1.1B. 1.3C. 1.7D. 2答案：1.1"题目9.下述分离过程中不属于传质分离过程的是（）。

A. 萃取分离B. 吸收分离C. 精馏分离D. 离心分离答案：离心分离"题目10.某精馏塔的馏出液量是50kmol/h，回流比是2，则精馏段的回流量是（）kmol/h。

A. 100 kmol/hB. 50 kmol/hC. 25 kmol/hD. 125 kmol/h答案：100 kmol/h"题目11.若要求双组分混合液分离成较纯的两个组分，则应采用（）。

《化工单元操作》教学课件制作:何灏彦模块四 非均相物系的分离1 1、 、均相混合物 均相混合物: :物系内部各处性质完全相同且无相 界面；非均相混合物2 2、非均相物系包括 、非均相物系包括气固系统 气固系统( (空气中的尘埃 空气中的尘埃) )、 、液固 系统 系统( (液体中的固体颗粒 液体中的固体颗粒, ,即 即悬浮液 ) )、 、气液系统 ( (气体中的液滴 气体中的液滴, ,即 即泡沫或雾沫 ) )、 、液液系统 液液系统( (乳浊 液中的微滴 液中的微滴))等。

其中尘埃、固体颗粒、气泡和微滴等统称为 分散物质 分散物质( (或称 或称分散相 分散相) )，而非均相物系中的气体、 液体称为分散介质 液体称为分散介质( (或称 或称连续相 连续相) )。

任务一 了解非均相物系的分离过程及其应用一、常见非均相物系分离的方法① ①沉降 沉降: :依据连续相和分散相的密度不同，有依据连续相和分散相的密度不同，有重力沉降、 离心沉降和惯性沉降 。

② ②过滤 过滤: :依据两相在固体多孔介质透过性的差异，有 依据两相在固体多孔介质透过性的差异，有重力 过滤、加压（或真空）过滤和离心过滤 。

③ ③湿法分离湿法分离：依据两相在增湿剂或洗涤剂中接触阻留情况 不同，如 不同，如文氏洗涤器、泡沫除尘器文氏洗涤器、泡沫除尘器 。

④ ④静电分离 静电分离：依据两相带电性的差异。

：依据两相带电性的差异。

二、非均相物系分离在化工生产中的应用① 满足后序生产工艺的要求② 回收有价值的物质③ 分离非均相混合物，得到所要求的产品④ 使某些单元操作正常、高效地进行减少环境污染，保证生产安全⑤ 减少环境污染，保证生产安全任务二 认知非均相物系的分离设备强化沉降槽操作的方法强化沉降槽操作的方法是提高颗粒 沉降速度。

为加速分离常加入聚凝剂或絮凝剂，使小颗粒相互结合成大颗粒。

沉降槽构造简单，生产能力大，劳动条件好；但设备庞大、占地面积大，稠浆的处理量大。

一、实习背景化工单元操作是化工生产过程中的基本环节，涉及流体输送、传热、传质等多个方面。

为了提高自己的实践操作能力，加深对化工生产过程的理解，我参加了化工单元操作实习。

本次实习在XX化工科技有限公司进行，为期两周。

二、实习目的1. 熟悉化工单元操作的基本原理和操作方法；2. 掌握化工设备的使用和维护方法；3. 培养团队协作和实际操作能力；4. 提高对化工生产过程的认识，为今后从事相关工作打下基础。

三、实习内容1. 流体输送单元操作（1）实习内容：学习流体输送单元的操作，包括输送泵、管道、阀门等设备的使用和维护。

（2）实习过程：首先，了解输送泵的种类、工作原理和性能；其次，学习管道安装、试压、吹扫等操作；最后，掌握阀门的开闭、调试和维修方法。

2. 传热单元操作（1）实习内容：学习传热单元的操作，包括换热器、冷凝器、蒸发器等设备的使用和维护。

（2）实习过程：首先，了解换热器的类型、结构和工作原理；其次，学习换热器的安装、试压、清洗等操作；最后，掌握冷凝器和蒸发器的运行调节和维护方法。

3. 传质单元操作（1）实习内容：学习传质单元的操作，包括吸收塔、萃取塔、结晶器等设备的使用和维护。

（2）实习过程：首先，了解吸收塔、萃取塔、结晶器的类型、结构和工作原理；其次，学习塔内填料、塔板、喷淋装置的安装和调试；最后，掌握塔的操作、清洗和维护方法。

4. 化工设备操作与维护（1）实习内容：学习化工设备的操作与维护，包括塔、釜、罐、泵等设备的使用和维护。

（2）实习过程：首先，了解化工设备的种类、结构和工作原理；其次，学习设备的安装、调试、运行和故障排除；最后，掌握设备的维护和保养方法。

四、实习收获1. 理论联系实际：通过实习，将课本上的理论知识与实际操作相结合，加深了对化工单元操作的理解。

2. 提高操作技能：掌握了化工单元操作的基本原理和操作方法，提高了自己的实际操作能力。

3. 培养团队协作：在实习过程中，与同学们共同完成任务，培养了团队协作精神。

化工单元操作习题与答案化工单元操作习题与答案化工单元操作是化工工程中的重要环节，涉及到化工原料的处理、转化和提纯等过程。

在化工单元操作中，操作员需要掌握一定的理论知识和实践经验，以确保操作的安全性和有效性。

为了帮助化工工程师和学生更好地理解和掌握化工单元操作，下面将介绍一些常见的习题和答案。

习题一：给出以下化工单元操作流程图，请描述每个操作步骤的目的和原理。

答案：根据所给的化工单元操作流程图，我们可以看到该流程包括原料进料、反应、分离、提纯和产品出料等步骤。

1. 原料进料：该步骤的目的是将化工原料引入到操作系统中，以供后续的反应和处理。

原料进料的原理是通过管道或泵将原料输送到反应器中。

2. 反应：在反应器中，化工原料经过一定的反应条件（如温度、压力、催化剂等）进行化学反应。

反应的目的是将原料转化为所需的产物。

反应的原理是根据化学反应的速率和平衡原理来确定反应条件，以实现最佳的反应效果。

3. 分离：在反应后，产生的混合物需要进行分离，以得到所需的纯净产物。

分离的目的是根据混合物中各组分的物理和化学性质，利用不同的分离技术（如蒸馏、萃取、结晶等）将其分离。

分离的原理是根据组分之间的差异性，利用不同的物理或化学性质来实现分离。

4. 提纯：在分离后，得到的产物可能还存在杂质，需要进行进一步的提纯。

提纯的目的是去除杂质，得到高纯度的产物。

提纯的原理是根据产物和杂质之间的差异性，利用适当的技术（如晶体生长、溶剂萃取等）将杂质去除。

5. 产品出料：在提纯后，得到的产物可以进一步进行包装、储存或销售。

产品出料的目的是将产物从操作系统中取出，并进行后续的处理。

习题二：某化工单元操作中，原料A经过反应后生成产物B和产物C，反应方程式为A→B+C。

已知反应的摩尔平衡常数K为0.5，当初始时刻原料A的浓度为1 mol/L，求达到平衡时产物B和C的浓度。

答案：根据反应方程式A→B+C和摩尔平衡常数K为0.5，可以列出反应的平衡常式：[B][C]/[A]=K。