【導(dǎo)讀】育出版社2020年3月出版。2．能夠熟練判斷及排除換熱器在運(yùn)行中的常見故障，掌握其維護(hù)保養(yǎng)方法。養(yǎng)學(xué)生規(guī)范操作、觀察分析、團(tuán)結(jié)合作的能力。根據(jù)本項(xiàng)目特點(diǎn)，采用講授——。在學(xué)生預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)傳熱的相關(guān)知識(shí)。把熱量從高溫物質(zhì)傳到低溫物質(zhì)，這就需要用到換熱器。熱器列管式換熱器的使用。指導(dǎo)學(xué)生按實(shí)訓(xùn)步驟完成實(shí)驗(yàn)。3．調(diào)節(jié)冷流體流量及蒸氣壓力，記錄冷流體入口溫度t1和出口溫度t2；學(xué)生自查實(shí)訓(xùn)情況，各組比較操作情況及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，選出最佳操作人員。1．列管式換熱器的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)與工作原理。構(gòu)與特點(diǎn)的不同。熱負(fù)荷是指要求換熱器在單位時(shí)間內(nèi)傳遞的熱量，是換熱器的生產(chǎn)任務(wù)。要求將一定量的熱流體從360K降至300K，需要移出的熱量。換熱器的傳熱速率必須不低于熱負(fù)荷。對(duì)于一側(cè)溫度有變化，另一側(cè)恒溫，Δtm逆＝Δtm并。以減少污垢的沉積；及時(shí)清洗設(shè)備，以除去污垢。2．皮帶輸送機(jī)的布層橡膠輸送帶對(duì)輸送的物料有什么要求？

　　

【正文】 【教學(xué)建議】 先布置實(shí)訓(xùn)任務(wù)，講授實(shí)訓(xùn)操作方法，指導(dǎo)學(xué)生按步驟完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。然后，在學(xué)生預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)氣體吸收的相關(guān)知識(shí)。 【教學(xué)過程】 一 、 導(dǎo)入 酸雨是怎樣形成的？怎樣凈化含污染物的尾氣？可以用吸收解決之。本項(xiàng)目學(xué)習(xí)吸收操作 。 二、教師講授實(shí)訓(xùn)步驟 1．布置實(shí)訓(xùn)任務(wù)。 2．演示填料塔操作。 三、學(xué)生實(shí)訓(xùn) 指導(dǎo)學(xué)生按實(shí)訓(xùn)步驟完成實(shí)驗(yàn)。 1．檢查準(zhǔn)備 2．開車：開啟水閥，開空氣閥及氨氣 3．正常操作，錄相關(guān)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行尾氣分析 4．停車 四、檢查評(píng)價(jià) 學(xué)生自查實(shí)訓(xùn)情況，各組比較操作情況及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，選出最佳操作人員。 五、相關(guān)知識(shí)介紹 在學(xué)生預(yù)習(xí)及實(shí)訓(xùn)操作的基礎(chǔ)上，由教師講授與學(xué)生討論相結(jié)合，完成以下內(nèi)容的學(xué)習(xí)。 34 學(xué)生自學(xué)、討論內(nèi)容 1． 吸收是怎么回事？解吸又是怎么回事？吸收劑、吸收質(zhì)和惰性氣分別是指什么？ 2． 以煤氣脫苯為例， 說明吸收操作的流程。 3． 填料塔的結(jié)構(gòu)是怎樣的？各部件起什么作用？ 4．在選擇吸收劑時(shí)主要考慮什么問題？ 5．吸收塔操作的主要控制因素有哪些？對(duì)吸收操作怎樣影響？ 教師講解內(nèi)容 1． 填料的種類 、結(jié)構(gòu)、 裝填方式 及其特點(diǎn) 。 2．吸收原理 吸收是氣、液兩相之間的傳質(zhì)過程，過程的極限是氣、液兩相達(dá)到平衡，也就是指氣相在液相中溶解達(dá)到飽和。 氣相或液相的實(shí)際組成與相應(yīng)條件下的平衡組成的差值稱為吸收過程的傳質(zhì)推動(dòng)力。 吸收推動(dòng)力越大，吸收越容易進(jìn)行，越有利于吸收操作。 吸收推動(dòng)力的表示式為 *AAY Y Y? ?? （ 234） *AAX X X? ?? （ 235） 式中 AY ， AX —— 氣相，液相的實(shí)際組成； *AY ， *AX —— 氣相，液相的平衡組成。 吸收機(jī)理 —— 雙膜理論： 吸收是氣相中的吸收質(zhì)經(jīng)過吸收操作轉(zhuǎn)入到液相中去的一個(gè)傳質(zhì) 過程?？梢杂秒p膜理論來解釋。如圖 273 所示。 35 圖 273 氣體吸收雙膜理論模型 雙膜理論的基本要點(diǎn)如下： （ 1）氣液兩相接觸處有一界面，兩側(cè)分別存在氣膜和液膜，吸收質(zhì)以分子擴(kuò)散方式通過此兩層膜。 （ 2）界面上吸收質(zhì)從氣相轉(zhuǎn)入到液相，不存在傳質(zhì)阻力。 （ 3）濃度差全部集中在兩個(gè)膜層中，即阻力集中在兩膜層中。 吸收過程簡(jiǎn)化成為經(jīng)過氣液兩膜的分子擴(kuò)散過程，吸收過程的主要阻力集中于這兩層膜中，吸收過程的推動(dòng)力主要來源于氣相的分壓差和液相的濃度差。 對(duì)易溶氣體，阻力主要集中在氣膜內(nèi)，氣膜阻力控制著整個(gè)過程的吸收 速率，稱“氣膜控制”。對(duì)難溶氣體，阻力主要集中在液膜內(nèi)，液膜阻力控制著整個(gè)過程的吸收速率，稱“液膜控制”。 影響吸收速率的因素主要有以下幾個(gè)方面： （ 1）雙膜厚度 要增大吸收速率，必須減小膜的厚度，增大流體的流速，使流體強(qiáng)烈地?cái)噭?dòng)。對(duì)氣膜控制的吸收過程，要增大氣速，增加氣體總壓；對(duì)液膜控制的吸收過程，要增大液體的流速，使液體強(qiáng)烈地?cái)噭?dòng)。 （ 2）吸收推動(dòng)力 要增大吸收推動(dòng)力，采用溶解度大的吸收劑、降低吸收溫度、增加壓力。 （ 3）氣液接觸面積 要使氣液接觸面積增大，必須增大氣、液體的分散度、選用高效填料。 【作 業(yè)】 1．吸收操作與蒸餾操作有什么異同點(diǎn)？ 2．溫度和壓力變化對(duì)吸收塔操作有什么影響？ 3．填料塔發(fā)生液泛現(xiàn)象應(yīng)如何處理？ 4．吸收過程的雙膜理論有什么局限性？怎樣根據(jù)雙膜理論來控制吸收操作條件？ 36 子模塊 5 反應(yīng)器操作 項(xiàng)目 13 釜式反應(yīng)器操作 【教材版本】 王艷、張洪剛主編《化工工藝試驗(yàn)工技能培訓(xùn)與考核》，高等教育出版社 2020 年 3 月出版。 【教學(xué)目標(biāo)】 1．能夠按要求熟練 操作反應(yīng)釜。 2． 能夠 解決反應(yīng)釜使用中常出現(xiàn)的故障，并能對(duì) 反應(yīng)釜 進(jìn)行維護(hù) 。 3．能夠熟練地拆裝各種可拆反應(yīng)器，并能進(jìn)行日常 維護(hù)。 【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】 重點(diǎn)： 反應(yīng)釜操作與維護(hù) 難點(diǎn)： 反應(yīng)釜操作中的故障處理 【教學(xué)方法】 采用項(xiàng)目教學(xué)法，以行動(dòng)導(dǎo)向來進(jìn)行學(xué)習(xí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，注重培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范操作、觀察分析、團(tuán)結(jié)合作的能力。根據(jù)本項(xiàng)目特點(diǎn)，采用講授 ——實(shí)訓(xùn) —— 評(píng)價(jià) —— 總結(jié)的教學(xué)過程，讓學(xué)生在完成具體項(xiàng)目的過程中達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。 【學(xué)時(shí)安排】 4 學(xué)時(shí) 【教學(xué)建議】 先布置實(shí)訓(xùn)任務(wù)，講授實(shí)訓(xùn)操作方法，指導(dǎo)學(xué)生按步驟完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。然后，在學(xué)生預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)反應(yīng)器的相關(guān)知識(shí)。 【教學(xué)過程】 一 、 導(dǎo)入 化學(xué)反應(yīng)是化工生產(chǎn)過程的核心單元， 反應(yīng)器是化工生產(chǎn)中的核心設(shè)備，對(duì)其正確操作至關(guān)重要。本項(xiàng)目學(xué)習(xí)反應(yīng)釜的使用。 二、教師講授實(shí)訓(xùn)步驟 1．布置實(shí)訓(xùn)任務(wù)。 37 2．演示反應(yīng)釜操作。 三、學(xué)生實(shí)訓(xùn) 指導(dǎo)學(xué)生按實(shí)訓(xùn)步驟完成實(shí)驗(yàn)。 1． 檢查 準(zhǔn)備 2． 加料 3． 升溫 ，攪拌 4． 排料 5． 停車 四、檢查評(píng)價(jià) 學(xué)生自查實(shí)訓(xùn)情況，各組比較操作情況及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，選出最佳操作人員。 五、相關(guān)知識(shí)介紹 在學(xué)生預(yù)習(xí)及實(shí)訓(xùn)操作的基礎(chǔ)上，由教師講授與學(xué)生討論相結(jié)合，完成以下內(nèi)容的學(xué)習(xí)。 學(xué)生自學(xué)、討論內(nèi)容 1．按按聚集狀態(tài)分，反應(yīng)器分為幾類，分別應(yīng)用于什么場(chǎng)合？ 2． 按反應(yīng)器結(jié)構(gòu)分，反應(yīng)器分為幾類，各有什么特點(diǎn)？ 3． 按操作方法分，反應(yīng)器分為幾類，它們有什么不同？ 4．壓力容器的分類。 教師講解內(nèi)容 1．釜式反應(yīng)器（反應(yīng)釜）的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用。 2．管式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用。 3．塔式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用。 4．流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用。 5． 壓力容器安全知識(shí) 【作業(yè)】 1． 壓力容器 使用時(shí)，哪些原因會(huì)造成 壓力容器發(fā)生事故 ？ 2．你所見過的反應(yīng)器有哪幾種，它們各有何特點(diǎn)？分別應(yīng)用于什么場(chǎng)合？ 3．連續(xù)釜式反應(yīng)器可以采用什么方式轉(zhuǎn)料？ 38 項(xiàng)目 14 固 定床反應(yīng)器操作 【教材版本】 王艷、張洪剛主編《化工工藝試驗(yàn)工技能培訓(xùn)與考核》，高等教育出版社 2020 年 3 月出版。 【教學(xué)目標(biāo)】 1．能夠控制操作條件、按步驟完成固定床單管反應(yīng)器乙苯脫氫制苯乙烯的工藝操作。 2．熟練使用化學(xué)工藝實(shí)驗(yàn)中溫度和流量控制儀表。 3．能夠正確地對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品進(jìn)行分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】 重點(diǎn)： 固定床反應(yīng)器操作 難點(diǎn)： 溫度和流量控制 【教學(xué)方法】 采用項(xiàng)目教學(xué)法，以行動(dòng)導(dǎo)向來進(jìn)行學(xué)習(xí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，注重培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范操作、觀察分析、團(tuán)結(jié)合作的能力。根據(jù)本項(xiàng)目特 點(diǎn)，采用講授 ——實(shí)訓(xùn) —— 評(píng)價(jià) —— 總結(jié)的教學(xué)過程，讓學(xué)生在完成具體項(xiàng)目的過程中達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。 【學(xué)時(shí)安排】 4 學(xué)時(shí) 【教學(xué)建議】 先布置實(shí)訓(xùn)任務(wù)，講授實(shí)訓(xùn)操作方法，指導(dǎo)學(xué)生按步驟完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。然后，在學(xué)生預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)固定床反應(yīng)的相關(guān)知識(shí)。 【教學(xué)過程】 一 、 導(dǎo)入 石油化工生產(chǎn)中，大多反應(yīng)需要在催化劑存在下進(jìn)行，常采用的方法是將氣體原料通過裝有催化劑的固定床反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)。本項(xiàng)目通過乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯的實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)固定床反應(yīng)器的操作。 二、教師講授實(shí)訓(xùn)步驟 1．布置實(shí)訓(xùn)任務(wù)。 2．演示乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯實(shí)訓(xùn)裝置操 作。 3．反應(yīng)條件控制：汽化溫度為 300℃，脫氫反應(yīng)溫度為 540～ 620℃，水∶乙 39 苯＝ ∶ 1（體積比），乙苯加料 ，蒸餾水 mL/min（ 50mL 催化劑）。 三、學(xué)生實(shí)訓(xùn) 指導(dǎo)學(xué)生按實(shí)訓(xùn)步驟完成實(shí)驗(yàn)。 1．檢查準(zhǔn)備 2．反應(yīng)器升溫 3．加料，控制水和乙苯流量 4．取樣分析 5．停車 6．?dāng)?shù)據(jù)處理 四、檢查評(píng)價(jià) 學(xué)生自查實(shí)訓(xùn)情況，各組比較操作情況及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，選出最佳操作人員。 五、相關(guān)知識(shí)介紹 在學(xué)生預(yù)習(xí)及實(shí)訓(xùn)操作的基礎(chǔ)上，由教師講授與學(xué)生討論相結(jié)合，完成以下內(nèi)容的學(xué)習(xí) 。 學(xué)生自學(xué)、討論內(nèi)容 1．什么是催化劑？其基本特性是什么？ 2． 固體催化劑三個(gè)組分的作用和所用物質(zhì)各是什么？ 教師講解內(nèi)容 1．乙苯脫氫制苯乙烯生產(chǎn)原理 主反應(yīng)： － CH2－ CH3 － CH＝ CH2﹢ H2 副反應(yīng)： － C2H5 ﹢ C2H4 105kJ/mol － C2H5﹢ H2 ﹢ C2H6 － C2H5﹢ H2 － CH3﹢ CH4 在水蒸氣存在的條件下，還可能發(fā)生下列反應(yīng)： － C2H5﹢ 2H2O － CH3﹢ CO2﹢ 3H2 此外，還有芳烴縮合及苯乙烯聚合生成焦油等。這些連串副反應(yīng)的發(fā)生不僅使反應(yīng)選擇性下降，而且極易使催化劑表面結(jié)焦進(jìn)而活性下降。 40 催化劑：本實(shí)驗(yàn)采用鐵系催化劑，其組成為： Fe2O3CuOK2OCr2O3CeO2。 工藝控制條件： 反應(yīng)溫度控制在 540～ 620℃。 加水蒸氣以降低乙苯的分壓，提高平衡轉(zhuǎn)化率。適宜的水蒸氣用量為水∶乙苯＝ ∶ 1（體積 比）或 8∶ 1（摩爾比）。 乙苯的液空速以 ～ 1h1為宜。 2．催化劑的活性和選擇性 （ 1）活性 工業(yè)上，常用轉(zhuǎn)化率來表示催化劑活性。在一定接觸時(shí)間內(nèi)，一定反應(yīng)溫度和反應(yīng)物配比的條件下，轉(zhuǎn)化率高，說明反應(yīng)物反應(yīng)程度高，催化劑活性好。 （ 2）選擇性 催化劑的選擇性是指催化劑促使化學(xué)反應(yīng)向所要求的方向進(jìn)行，而得到目的產(chǎn)物的能力。通常用目的產(chǎn)物的產(chǎn)率來表示。 100%? ? ?目 的 產(chǎn) 物 的 實(shí) 際 產(chǎn) 量催 化 劑 的 選 擇 性 主 產(chǎn) 率 按 參 加 反 應(yīng) 的 反 應(yīng) 物 計(jì) 的 目 的 產(chǎn) 物 產(chǎn) 量 4．催化劑的制備、活化、使用和再生。 5．催化劑使用過程中的三個(gè)時(shí)期：成熟期、穩(wěn)定期和衰老期。 【作業(yè)】 1．對(duì)乙苯脫氫反應(yīng)器的基本要求是什么？本實(shí)訓(xùn)裝置采用的是等溫式反應(yīng)器，反應(yīng)過程中如何控制反應(yīng)溫度？ 2．如何提高苯乙烯的收率？ 3．固體催化劑使用時(shí)應(yīng)注意哪些問題？ 4．液體催化劑由哪些組分組成？各有什么作用？