化工单元操作技术

本书力图以化工生产的职业能力为主线，采用项目化教学模式，以岗位工作任务为载体，以典型的化工单元操作为对象，体现对学生职业技能的培养，使学生在完成任务的过程中掌握知识、提高技能。

学习项目中的每个任务都遵循项目化教学要求，按照“任务描述－任务资讯－任务分析－任务实施－知识拓展”构建内容体系，符合学生认知规律，便于教师指导教学。

为落实“课岗证融通，实境化历练”人才培养模式改革方案，满足高等职业教育技能型人才培养要求，使学生更好地适应企业的需要，在山东省技能型人才培养特色名校建设期间，我校组织课程组有关人员和企业能工巧匠、技术人员编写了本书。

本书按照“以能力为本位，以职业实践为主线，以项目课程为主体的项目化专业课程体系”的总体设计要求，以化工单元操作岗位的相关工作任务和职业能力分析为依据，以工作过程为导向构建行动体系，打破原有学科体系，以培养化工单元操作过程计算能力及典型设备选型、操作运行能力为基本目标，紧紧围绕工作任务，选择和组织教学内容，突出工作任务与知识的联系，教、学、做一体化，使学生在完成工作任务的过程中掌握知识、提高技能。

本书内容力求灵活多样，每个项目中都设有若干个工作任务，每个任务都设有“任务描述”“任务资讯”“任务分析”“任务实施”和“知识拓展”，使学生明确学习目的、学习内容、重点及应达到的要求和能力，以提高学生学习兴趣，发挥学生主体作用，促进学生自主学习，开拓学生视野。

项目选取的基本依据是本课程工作领域和工作任务范围，在项目设计过程中，本书以典型化工产品的工艺过程为载体，设计了具体的工作任务。本书以常见的化工单元操作为线索进行设计，分为流体输送操作、物料换热操作、气体吸收操作、液体精馏操作、物料干燥操作和非均相混合物分离操作六个项目，每个项目又分为若干个工作任务，以工作任务为中心引出相关专业知识，以工作过程为导向，展开单元操作的工艺条件确定、典型设备的选型及其操作方面相关知识的学习，培养学生实践技能，充分体现任务引领、实践导向的项目化课程设计思想。

本书由吴玉菊任主编，豆丽靖、高淑娟、王相文任副主编，谷红敏参编，德州实华化工有限公司颜景河参编并担任主审。

由于编者水平有限，编写时间紧迫，书中难免存在错误和不妥之处，恳请广大读者批评指正。

编 者

2016年1月

前言

项目一 流体输送操作 1
【知识目标】 1
【能力目标】 1
【项目导读】 1
【项目描述】 2
任务一 流体输送管路的选择 2
【任务描述】 2
【任务资讯】 2
一、流体输送方式案例 2
二、化工管路的基本构成 3
【任务分析】 6
【任务实施】 6
【知识拓展】 8
一、化工管路常见故障 8
二、管路的试压 9
【思考与练习】 9
任务二 管路的布置与安装 10
【任务描述】 10
【任务资讯】 10
一、管路布置与安装的一般原则 10
二、阀门安装要领 11
【任务分析】 11
【任务实施】 11
一、训练目标 11
二、训练准备 11
三、训练步骤（要领） 12
【知识拓展】 12
一、化工管路的标准化 12
二、管子 13
【思考与练习】 13
任务三 流体输送工艺条件的确定 13
【任务描述】 13
任务3.1 测定流体的压力 14
【任务描述】 14
【任务资讯】 14
流体的主要物理性质 14
【任务分析】 17
【任务实施】 17
【知识拓展】 18
一、压力表的分类 18
二、压力仪表的正确安装 19
【思考与练习】 19
任务3.2 管子直径的选择 19
【任务描述】 19
【任务资讯】 20
一、流量和流速 20
二、管子的选用 20
三、稳定流动的质量守恒——连续性方程 21
四、伯努利方程 22
【任务分析】 25
【任务实施】 25
【知识拓展】 27
【思考与练习】 27
任务3.3 管路中流体流动阻力的测定 28
【任务描述】 28
【任务资讯】 28
一、流体的流动形态 28
二、流体在管内的流动阻力 30
【任务分析】 36
【任务实施】 36
【知识拓展】 38
【思考与练习】 38
任务四 液体输送机械的操作 39
【任务描述】 39
【任务资讯】 39
一、离心泵的结构类型 39
二、离心泵的工作原理 41
三、离心泵的主要性能参数和特性曲线 42
四、离心泵的选用 44
五、离心泵的安装 45
六、各种类型泵的比较 46
七、离心泵的操作 47
【任务分析】 53
【任务实施】 53
【知识拓展】 55
一、离心泵的事故处理方法 55
二、DCS操作中的无扰动切换 55
【思考与练习】 56
任务五 气体输送机械的操作 56
【任务描述】 56
【任务资讯】 57
一、离心式通风机 57
二、离心式压缩机 59
【任务分析】 61
【任务实施】 61
【知识拓展】 64
【思考与练习】 64
项目二 物料换热操作 65
【知识目标】 65
【能力目标】 65
【项目导读】 65
【项目描述】 65
任务一 认识换热器结构 65
【任务描述】 65
【任务资讯】 66
一、换热器的分类 66
二、间壁式换热器的结构形式 67
【任务分析】 72
【任务实施】 72
【知识拓展】 72
【思考与练习】 73
任务二 换热器工艺条件的确定 73
【任务描述】 73
任务2.1 确定换热器的换热面积 73
【任务描述】 73
【任务资讯】 73
一、热传导 73
二、传热基本方程 75
三、传热平均温度差 76
四、对流传热 80
【任务分析】 83
【任务实施】 83
【知识拓展】 84
【思考与练习】 85
任务2.2 测定换热器的传热系数 86
【任务描述】 86
【任务资讯】 86
一、换热器的热负荷 86
二、总传热系数 87
三、列管式换热器的选型 89
【任务分析】 93
【任务实施】 93
【知识拓展】 94
【思考与练习】 95
任务三 换热器的操作 95
【任务描述】 95
【任务资讯】 95
一、换热器的正确使用原则 95
二、异常现象及处理方法 96
【任务分析】 97
【任务实施】 97
【知识拓展】 99
【思考与练习】 99
项目三 气体吸收操作 101
【知识目标】 101
【能力目标】 101
【项目导读】 101
【项目描述】 101
任务一 吸收工艺流程的确定 101
【任务描述】 101
【任务资讯】 101
一、工业吸收过程 102
二、吸收在工业生产中的应用 102
三、气体吸收的分类 103
四、填料塔 103
五、填料塔的流体力学性能 109
【任务分析】 111
【任务实施】 111
【知识拓展】 111
【思考与练习】 112
任务二 吸收工艺条件的确定 112
【任务描述】 112
【任务资讯】 112
一、吸收相平衡 112
二、吸收机理 113
三、吸收阻力的控制 115
四、物料衡算与操作线方程 117
五、吸收剂用量 119
【任务分析】 121
【任务实施】 121
【知识拓展】 122
【思考与练习】 122
任务三 吸收塔的操作 123
【任务描述】 123
【任务资讯】 123
一、工艺操作指标的调节 123
二、开停车操作 124
【任务分析】 124
【任务实施】 124
【知识拓展】 125
【思考与练习】 126
项目四 液体精馏操作 127
【知识目标】 127
【能力目标】 127
【项目导读】 127
【项目描述】 127
任务一 精馏工艺流程的确定 127
【任务描述】 127
【任务资讯】 127
一、蒸馏及精馏 127
二、双组分理想溶液的气液相平衡 128
三、精馏塔的分类及工业应用 130
四、板式塔的结构类型及性能评价 130
【任务分析】 134
【任务实施】 134
【知识拓展】 135
【思考与练习】 135
任务二 精馏工艺条件的确定 135
【任务描述】 135
【任务资讯】 136
一、精馏原理 136
二、精馏操作流程 137
三、全塔物料衡算 138
四、操作线方程 138
五、理论塔板数的求法 143
六、塔板效率与实际塔板数 145
七、回流比的影响与选择 146
【任务分析】 149
【任务实施】 149
【知识拓展】 151
一、恒沸精馏与萃取精馏 151
二、多组分精馏简介 152
【思考与练习】 152
任务三 精馏塔的操作 153
【任务描述】 153
【任务资讯】 153
一、影响精馏操作的主要因素 153
二、板式塔的操作特性 155
【任务分析】 158
【任务实施】 158
【知识拓展】 162
一、精馏塔开停车注意事项 162
二、精馏塔开停车常见事故处理 163
【思考与练习】 163
项目五 物料干燥操作 164
【知识目标】 164
【能力目标】 164
【项目导读】 164
【项目描述】 164
任务一 干燥器的选择 164
【任务描述】 164
【任务资讯】 164
【任务分析】 167
【任务实施】 167
【知识拓展】 168
【思考与练习】 168
任务二 干燥工艺条件的确定 168
【任务描述】 168
【任务资讯】 169
一、对流干燥的方法 169
二、空气的性质 169
三、物料中所含水分的性质 173
四、物料中含水量的表示方法 174
五、干燥过程的物料衡算 174
六、干燥过程的热量衡算 175
七、干燥速率和干燥时间 178
【任务分析】 180
【任务实施】 180
【知识拓展】 182
湿空气的湿度图及其应用 182
一、焓—湿度图的构成 183
二、I～H图的用法 183
【思考与练习】 184
任务三 干燥器的操作 185
【任务描述】 185
【任务资讯】 185
一、干燥操作条件的确定 185
二、干燥训练准备 186
三、干燥实训装置 186
【任务分析】 187
【任务实施】 187
【知识拓展】 188
一、流化床干燥器的操作 188
二、喷雾干燥设备的操作 188
【思考与练习】 189
项目六 非均相混合物分离操作 190
【知识目标】 190
【能力目标】 190
【项目导读】 190
【项目描述】 190
任务一 分离方式及设备的选择 191
【任务描述】 191
【任务资讯】 191
一、非均相物系分离的分类及应用 191
二、重力沉降 192
三、离心沉降 194
【任务分析】 196
【任务实施】 196
【知识拓展】 196
【思考与练习】 197
任务二 过滤操作 197
【任务描述】 197
【任务资讯】 197
一、过滤操作分类 198
二、过滤介质 198
三、助滤剂 199
四、过滤速率及其影响因素 199
五、过滤的操作周期 200
六、过滤单元仿真操作 200
【任务分析】 201
【任务实施】 201
【知识拓展】 202
【思考与练习】 203
附录 204
一、法定计量单位及单位换算 204
二、常用数据表 208
三、常见气体、液体和固体的重要物理
性质 213
四、某些二元物系的气液平衡组成 215
五、乙醇水溶液的一些性质 217
六、一些气体溶于水的亨利系数 218
七、常用管子的规格 218
参考文献 220

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7. 电视节目策划与制作（微课版） [主　编　黄滴滴]
8. 大学应用数学 [主编 郭立娟]
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13. Photoshop 图形图像项目化教程 [主编 胡斌斌 黎娅 苏大椿]
14. 高职院校软件类专业“类上班制”人才培养模式研究 [杨智勇 王海洋 著]
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19. 人工智能概论（第二版） [主编　任云晖　丁红　徐迎春 ]
20. 信息时代美育之道 [主编　刘宏宇　黎娅]
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