天津市高等教育自学考试课程考试大纲|0711化工分离过程

天津市高等教育自学考试课程考试大纲

课程名称：化工分离过程                                       课程代码：0711第一部分 课程性质与目标

一、课程性质与特点

该课程是高等教育自学考试化学工程专业（本科）所开设的一门专业基础课之一。分离过程是将混合物分成互不相同的两种或几种产品的操作，它是一门与实际生产联系极其紧密的课程，是学生在具备了物理化学、化工原理、化工热力学、传递过程等技术知识后的一门必修课，它利用这些课程中有关相平衡热力学、动力学机理、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。

二、课程目标与基本要求

开设本课程，为了使学生掌握各种常用的分离过程的基本理论、操作特点、简捷和严格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。

通过学习，要求考生牢固掌握化工分离的基本概念的理解，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性。强调工程与工艺相结合的观点，以及设计和分析能力的训练，强调理论联系实际以及提高解决实际问题的能力。

三、与本专业其他课程的关系

与该专业课相关的基础课《物理化学》、《传递过程原理》、《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《化学反应工程》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。

第二部分 考核内容和考核目标

绪论

一、学习目的与要求

通过学习，掌握《化工分离过程》课程的研究内容、工程研究方法，课程特点及学习要求。

二、考核知识点与考核目标

（一）传质分离方法的分类（次重点）

识记：传质分离方法的分类。

（二）传质设备（次重点）

识记：传质设备的性能要求、传质设备的分类。

第一章  传质过程基础

一、学习目的与要求 

通过本章的学习，掌握质量传递的基本概念和质量传递过程的基本计算方法，为以后各章的传质单元操作过程的学习奠定基础。

二、考核知识点与考核目标

（一）传质过程概论（重点）

理解：费克第一定律；传质的速度与通量的表示方法。

（二）传质微分方程（重点）

 理解：用Euler观点推导传质微分方程的方法。

（三）气体中的稳态扩散（重点）

理解：等分子反方向扩散和组分A通过停滞组分B的扩散通量方程的形式。

应用：应用扩散通量方程计算等分子反方向扩散和组分A通过停滞组分B的扩

散通量。

（四）液体中的稳态扩散（次重点）

理解：液态中稳态扩散的形式和扩散通量方程。

（五）固体中的稳态扩散（一般）

识记：固体中扩散的类型。

（六）扩散系数（次重点）

 理解：气体扩散系数和液体扩散系数的计算方法。

（七）对流传质的类型与机理（重点）

理解：对流传质的主要类型及其机理；浓度边界层与对流传质系数；相际间的

对流传质模型；

（八）对流传质问题的分析求解（次重点）

理解：对流传质问题的分析求解方法。

（九）动量、热量与质量传递之间的类比（次重点）

理解：动量、热量与质量传递之间类似律的类型及其适用条件。

第二章  气体吸收

一、学习目的与要求

通过本章的学习，掌握气体吸收的基本概念和气体吸收过程的基本计算方法。

二、考核知识点与考核目标

（一）概述（次重点）

识记：气体吸收过程和分类；气体吸收的工业应用及吸收剂的选择；

（二）气体吸收的平衡关系（重点）

理解：气体在液体中的溶解度；亨利定律的不同形式；相平衡关系在吸收过程

中的应用。

（三）气体吸收速率方程式（重点）

理解：吸收速率方程式的各种形式；

应用：能够应用各种形式的吸收速率方程计算吸收速率。

（四）物料衡算与操作线方程（重点）

理解：物料衡算的方法；吸收操作线方程的形式。

（五）吸收剂用量的确定（重点）

理解：最小吸收剂用量；吸收剂用量的确定原则；

应用：最小吸收剂用量的计算；吸收剂用量的确定。

（六）塔径和填料层高度的计算（重点）

 识记：吸收塔的有效高度；

理解：脱吸因子；吸收因子；传质单元高度；传质单元数；

应用：采用脱吸因数法和对数平均推动力法计算传质单元数；计算塔径和塔的

有效高度。

（五）吸收系数（次重点）

理解：吸收系数的测定方式；吸收系数的经验公式。

（六）其它吸收与解吸（一般）

理解：高组成气体吸收、非等温吸收、多组分吸收的概念及主要特点；解吸的

概念及主要方式。

第三章  蒸馏

一、学习目的与要求

通过本章的学习，掌握蒸馏的基本概念和蒸馏过程的基本计算方法。

二、考核知识点与考核目标

（一）概述（次重点）

识记：蒸馏的分类和特点。

（二）两组分溶液的汽液平衡（重点）

理解：两组分理想溶液的汽液平衡方程的形式；相对挥发度的概念；气液平衡

相图的形式和特点。

应用：气液平衡关系的确定。

（三）平衡蒸馏与简单蒸馏（次重点）

理解：平衡蒸馏和简单蒸馏的概念和计算方法。

（四）精馏原理和流程（重点）

理解：精馏原理和精馏操作流程。

（五）理论板的概念及恒摩尔流假定（重点）

理解：理论板的概念；恒摩尔流假定的内容及适用条件。

（六）物料衡算和操作线方程（重点）

理解：精馏塔物料衡算方法；操作线方程的形式；回流比的概念。

应用：通过物料衡算计算塔顶馏出液和塔底釜残液的流量和组成。

（七）进料热状况的影响（重点）

理解：进料热状况的类型；进料热状况参数及方程；

（八）理论板层数的计算（重点）

应用：采用主板计算法或图解法计算理论板数。

（九）回流比的影响及其选择

理解：全回流和最小回流比的概念；全回流时最少理论板和最小回流比的确定方法；回流比

的选择。

 应用：计算最小回流比及回流比。

（十）其他类型双组分精馏过程理论板层数的求法（次重点）

理解：其他类型双组分精馏过程理论板层数的确定方法。

（十一）塔高和塔径的计算（重点）

理解：精馏塔效率的各种形式。

应用：计算精馏塔效率；计算塔的有效高度和塔径。

（十二）连续精馏装置的热量衡算（次重点）

理解：连续精馏装置热量衡算方法；精馏塔节能措施。

（十三）精馏过程的操作型计算和调节（次重点）

理解：精馏塔操作过程影响因素；操作型计算方法。

（十四）间歇精馏（次重点）

理解：间歇精馏的主要形式及特点。

（十五）特殊精馏 （一般）

理解：共沸精馏、萃取精馏、盐效应精馏等几种特殊精馏方法的原理和比较。

第四章  气液传质设备

一、学习目的与要求

通过本章的学习，掌握气液传质设备的结构特点、流体力学特性及操作特性。

二、考核知识点与考核目标

（一）板式塔（重点）

理解：板式塔的结构；塔板的类型及性能评价；板式塔的流体力学性能与操作特性。

（二）填料塔（重点）

理解：填料塔的结构与特点；填料的类型及性能评价；填料塔的流体力学性能。 

第五章  液-液萃取

一、学习目的与要求

通过本章的学习，掌握液-液相平衡在三角形相图上的表示方法，会用三角形相图分析液-液萃取过程中相及组成的变化，能熟练应用三角形相图对萃取过程进行分析、计算，了解萃取设备的类型及结构特点。

二、考核知识点与考核目标

（一）概述（次重点）

识记：萃取的基本概念。

（二）液-液萃取相平衡（重点）

理解：三角形坐标图及杠杆规则；三角形相图；萃取剂的选择。

（三）单级萃取的计算（次重点）

应用：用三角形坐标图图解法和解析法进行单级萃取过程的计算。

（四）多级萃取过程（次重点）

理解：多级错流萃取的流程；多级逆流萃取的流程。

（五）微分接触逆流萃取（次重点）

理解：微分接触逆流萃取的原理和特点。

（四）液-液萃取设备（一般）

识记：萃取设备的基本要求与分类；萃取设备的主要类型；

理解：萃取塔的流动和传质特性；萃取设备的选择。

（五）其他萃取技术简介（一般）

理解：超临界流体萃取和回流萃取的原理和特点。

第六章  固体物料的干燥

一、学习目的与要求

通过本章的学习，应熟练掌握湿空气的性质，能正确应用空气的H–I图确定空气的状态点及其性质参数；能熟练应用物料衡算及热量衡算解决干燥过程中的计算问题；了解干燥过程的平衡关系和速率特征及干燥时间的计算；了解干燥器的类型及强化干燥操作的基本方法。

二、考核知识点与考核目标

（一）湿空气的性质（重点）

理解：湿空气各性质参数的定义及其计算。

应用：湿空气各性质参数的计算。

（二）湿空气的湿度图（次重点）

识记：H–I图中的各种线群；

应用：能正确应用空气的H-I图确定空气的状态点及其性质参数。

（三）干燥过程的物料衡算与热量衡算（重点）

  理解：空气通过干燥系统的状态变化；

应用：能熟练应用物料衡算及热量衡算解决干燥过程中的计算问题。

（四）固体物料在干燥过程中的平衡关系与速率关系（次重点）

理解：湿物料中水分的划分；干燥过程的机理及速率特征；

应用：干燥时间的计算。

（五）干燥器（次重点）

理解：握各种干燥器的结构特点及应用场合，了解干燥器的选型。

第三部分 有关说明与实施要求

一、考核目标的能力层次表述

本课程的考核目标共分为三个能力层次：识记、理解、应用，它们之间是递进等级的关系，后者必须建立在前者的基础上。其具体含义为：

识记：能知道有关名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的

要求。

理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有

关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。

应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法分析和解决有关

的理论问题和实际问题。一般分为“简单应用”和“综合应用”，其中“简单应

用”指在理解的基础上能用学过的一两个知识点分析和解决简单的问题；“综合

分析”指在简单应用的基础上能用学过的多个知识点综合分析和解决比较复杂

的问题，是最高层次的要求。

二、指定教材

《化工传质与分离过程（第二版）》，贾绍义，柴诚敬主编，化学工业出版社，2007年出版。

三、自学方法指导

1、考生自学时，应先阅读本大纲所列各章中的考核知识点和考核要求以突

出重点，有的放矢的掌握课程内容。

2、在了解考试大纲内容的基础上，根据考核知识点和考核要求逐段阅读，

逐句推敲，吃透每个知识点，对基本概念必须理解，对基本理论必须彻底弄清，并融会贯通，在头脑中形成完整的内容体系。

3、在自学每一章节时，做好做阅读笔记养成习惯，把概念、原理、方法等加以整理，以加深对问题的认识、理解，在理解的基础上加以记忆，避免没有理解情况下的实际硬背；同时在对一些知识内容进行理解把握时，善于联系实际思考问题，从而达到深层次的认识水平。

4、为提高自学效果，可以结合自学内容，多动手做一些练习，这也是达到

理解、应会的好办法。

四、对社会助学的要求

1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。

2、应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。

3、辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不得随意增删内容，

以免与大纲脱节。

4、辅导时，应对学习方法进行指导，易提倡“认真阅读教材，刻苦专研教

材，主动争取帮助，依靠自己学通”的方法。

5、辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极

启发引导。

6、注意对应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学

会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，作出判断，解决问题。

7、要是考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个

能力层次中会存在不同难度的试题。

8、助学学时：本课程共4学分，建议总学时不少于72学时，各章助课学时分配如下：

章次	内容	学时
1	绪论	1
2	传质过程基础	11
3	气体吸收	12
4	蒸馏	20
5	气液传质设备	8
6	液-液萃取	8
7	固体物料的干燥	12
	总计	72

五、关于命题考试的若干规定

1、大纲中各章所提到的内容和考核目标都是考试内容，试题覆盖面广到每一章，适当突出重点。

2、试卷中对不同能力层次的试题比例大致是：识记内容占考试总分数的30%左右，理解的内容约占考试总分数的30%左右，应用的内容占总分数的40%左右。

3、试题的难易程度要合理，较容易的题目约占总分的20%左右，容易题目约占30%左右，中等难度的题目约占30%左右，难题约占20%左右。

4、每类试卷中，各类考核点所占比例约为：重点65%，次重点25%，一般占10%。

5、试题类型一般分为：填空题、单项选择题、多项选择题、判断改正题、判断题、辨析题、名词解释题、简答题、计算题等。

6、本课程考试采用闭卷笔试，考试时间150分钟，评分采用百分制，60分为及格。

六、题型示例（试卷部分内容）

填空题：

1、在已提出的对流传质模型中，最具代表性的是       模型、          模型和表面更新模型。

2、蒸馏中常用的相图为恒压下的                图及气相-液相组成图。

3、填料的几何特性参数主要包括              、            和填料因子。    

单项选择题：

1、操作中的精馏塔，若保持F、x_F、q、D不变，增加R，则提馏段上升蒸汽量（   ）。

A. 增加；    B. 减少；   C. 不变；    D. 不确定   

2、在塔设备中进行吸收操作，若增加吸收剂的用量而其他条件不变，则出塔溶液组成（   ）。

A. 增加；    B. 减少；   C. 不变；    D. 不确定  

3、 下列干燥设备中，不属于对流干燥设备的为（   ）。

A. 转筒干燥器；   B. 流化床干燥器；   C. 喷雾干燥器；    D. 滚筒干燥器

多项选择题：

1、塔板的负荷性能图中包括的曲线有：（                         ）。

A. 漏液线；B. 液沫夹带线；C. 液相负荷下限线；D. 液相负荷上限线；E. 液泛线

2、下面湿空气的各对参数中，属于两个相对独立的参数的是（         ）。

A. t-t_w；    B. t_d-H；     C. t-φ；    D.p-H 

判断题：

1、精馏中最小回流比对应的理论塔板数为无限多。正确（    ）；否（   ）。

2、湿空气的相对湿度越大，表明其吸湿能力越大。正确（    ）；否（   ）。

3、用水吸收氨气属于“液膜控制”的吸收过程。正确（    ）；否（   ）。

辨析题（略）

名词解释：

1、 恒摩尔流假定；2、脱吸因数； 3、萃取精馏

简答题：

1、 在分离液态均相混合物时，哪些情况下采用萃取操作比蒸馏操作更适合？

2、精馏操作和吸收操作在传质机理上有什么不同？

3、简述双膜模型的主要内容。

计算题：

1、用连续精馏塔分离某二元理想液态混合物，原料流量为100 kmol/h，组成为0.5（易挥发组分，下同）。塔顶馏出液中易挥发组分的回收率为95.0%，釜残液的组成为0.02，试求塔顶馏出液和塔釜釜残液的流量（kmol/h）。

2、在一常压逆流干燥器中，用湿空气干燥某湿物料。湿度为0.01 kg/kg绝干气的湿空气经预热器由20 ℃加热到100 ℃后进入干燥器。干燥器内为等焓干燥，干燥器出口湿空气的温度为50℃。湿物料处理量为1000 kg/h，初始含水量为0.25 kg/kg绝干料，干燥产品含水量为0.02kg/kg绝干料。若热损失可忽略，试求：

（1）绝干空气的用量（kg/h）；

（2）干燥系统的热效率。