教學設計教師姓名授課班級授課形式授課日期年月日第周授課時數2授課內容第八章粗甲醇的精餾第一節(jié)粗甲醇的精制原理第二節(jié)粗甲醇精餾的工藝流程教學目標知識目標1．了解粗甲醇的組成2．了解粗甲醇中雜質的分類3．掌握精制的要求及方法3．理解精甲醇的質量標準及分析方法4．掌握粗甲醇精餾的工藝流程能力目標1、能夠對粗甲醇中的雜質進行分類2、能夠查出精甲醇的國家質量標準，要求看懂其中的分析方法。3、能夠說出粗甲醇精餾的工藝流程思想目標培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力培養(yǎng)學生的團隊協作精神教學重點1．精制的要求及方法2．帶有高錳酸鉀反應的精餾流程3．雙塔流程教學難點1、帶有高錳酸鉀反應的精餾流程2、制取高純度甲醇流程3、雙效法三塔粗甲醇精餾工藝流程更新、補充、刪節(jié)內容學生自學制取高純度甲醇流程及雙效法三塔粗甲醇精餾工藝流程使用教具多媒體課外作業(yè)參考資料《甲醇生產技術》張子峰主編化工出版社課后總結教學內容與設計教學方法與手段主要內容教師學生活動評價時間分配組織教學提問引入設問提示提示舉例說明性質提問展示國標提問多媒體展示生產圖片講授流程歸納總結提問：1、甲醇合成塔的基本結構？2、水冷凝器的作用？3、濾油器的作用？根據學生回答情況，補充歸納通過前面的學習，我們合成出了產品，得到的是粗甲醇，要得到符合質量標準的精甲醇，必須脫除粗甲醇中的雜質。第一節(jié)粗甲醇的精制原理設想一下：甲醇合成后，主要有哪些成分？發(fā)生了哪些化學反應？一、粗甲醇的組成甲醇合成不論采用鋅鉻催化劑或銅基催化劑，均受其選擇性的限制，且受合成條件壓力、溫度、合成氣組成的影響，在產生甲醇反應的同時，還伴隨著一系列副反應，其產品系主要由甲甲醇以及水、有機雜質等組成的混合溶液，故稱粗甲醇。為了精餾過程便于處理，粗甲醇中各組分可大致分為：輕組分；甲醇；水；重組分；乙醇。根據我們以前學過的知識，我們如何對這些成分進行簡單的分類呢？二、粗甲醇中雜質的分類：1、有機雜質這些雜質包含了醇、醛、酮、醚、酸、烷烴等有機物，根據其沸點，將其分為輕組分和重組分。2、水3、還原性物質：在有機雜質中，有些雜質由于碳碳雙鍵和碳氧雙鍵的存在，很容易被氧化，如帶入精甲醇中．則影響其穩(wěn)定性，而降低了質量和使用價值。衡量精甲醇穩(wěn)定性的指標，常用的方法是高錳酸鉀試驗，系將一定濃度和量的高錳酸鉀液注入一定量的精中醇中，在一定溫度下測定其變色的時間，時間長，表示穩(wěn)定性好，精甲醇中還原性的物質量少，同時也可判明其它雜質是否清除干凈；時間短，則恰恰相反。這是精甲醇一項極為重要的質量指標。還原性物質主要有：異丁醛；丙烯醛；二異丙基甲酮；甲酸。4、增加電導率的雜質5、無機雜質如何利用國家標準或者行業(yè)標準？如何查取？三、精甲醇的質量標準及分析方法1、質量標準：是根據不同用途而定的，中國的精甲醇質量標準是GB338-92，工業(yè)精甲醇。2、分析方法：要求按照標準操作區(qū)做。四、精制的要求及方法1、精制要求：不可能全部清除粗甲醇中的雜質，但并不影響精甲醇的使用價值，優(yōu)質甲醇的指標集中表現在沸程短，純度高，穩(wěn)定性好，有機雜質含量極少。2、精制方法：什么是蒸餾？原理是什么？第一種方法是物理方法—蒸餾。有機雜質、水和甲醇的混合液，利用各組分的揮發(fā)度不同，可通過蒸餾將其分離。這是精制粗甲醇的主要方法。第二種方法是化學方法：因此，當粗甲醇中還原性雜質較多時，還需借助于化學氧化方法處理。氧化方法一般采用高錳酸鉀進行氧化將還原性物質氧化成二氧化碳逸出，或生成酸并結合成鉀鹽與高錳酸鉀泥渣一同濾去。第二節(jié)粗甲醇精餾的工藝流程在制定粗甲醇精餾的工藝流程時，應考慮如下問題：根據粗甲醇的質量制定精餾工藝流程的復雜程度；在簡化工藝流程時，還應考慮甲醇產品質量的特殊要求及蒸餾過程中甲醇的回收率；降低蒸餾過程的熱負荷；蒸餾工藝操作集中控制；重視副產品的回收；環(huán)境保護。一、該有高錳酸鉀反應的精餾流程：傳統的粗甲醇精餾工藝流程步驟如下：中和；脫醚；預精餾脫輕組分雜質；氧化凈化；主精餾脫水和重組分，最后得到精甲醇產品。對該工藝流程詳細介紹。二、單塔流程：對節(jié)約投資和減少熱能損耗都是有利的，而單塔流程更適用于合成甲基燃料的分離，很容易獲得工業(yè)上所需要的燃料級甲醇。三、雙塔流程：雙塔流程取消了脫醚塔和高錳酸鉀的化學凈化，只剩下雙塔精餾((1)預精餾培；(2)主精餾塔。)，也就是目前工業(yè)上普遍采用的粗甲醇精餾流程。檢查教學效果：比較傳統工藝流程與雙塔流程布置課后任務：學生自學制取高純度甲醇流程及雙效法三塔粗甲醇精餾工藝流程點評學生回答情況啟發(fā)學生思考引導學生思考聯系實際點評學生回答情況學生總結10min10min10min10min10min5min5min15min10min5min徐州工業(yè)職業(yè)技術學院教學設計教師姓名授課班級授課形式授課日期年月日第周授課時數2授課內容第三節(jié)粗甲醇精餾的主要設備第四節(jié)粗甲醇的精餾操作及副產品回收教學目標知識目標1．了解對精餾塔的要求2．掌握預精餾塔和主精餾塔的作用3．理解精甲醇產品質量的控制4．了解常用的冷凝器5、掌握粗甲醇的精餾操作能力目標1、會進行物料衡算、氣液平衡和熱量平衡的計算2、會根據精餾塔的溫度判斷精餾塔三個平衡的運行情況并調節(jié)3、能夠根據精餾塔的影響因素對生產過程進行調節(jié)思想目標培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力培養(yǎng)學生的團隊協作精神教學重點1．預精餾塔和主精餾塔的作用2．物料衡算、氣液平衡和熱量平衡的計算3．溫度的控制4．影響精餾操作的因素及調節(jié)教學難點物料衡算、氣液平衡和熱量平衡的計算溫度的控制影響精餾操作的因素及調節(jié)更新、補充、刪節(jié)內容使用教具多媒體課外作業(yè)參考資料《甲醇生產技術》張子峰主編化工出版社課后總結教學內容與設計教學方法與手段主要內容教師學生活動評價時間分配組織教學引入多媒體展示圖片舉例說明提問提問提問設問啟發(fā)詳細講解歸納總結看學生到位情況：通過上節(jié)課的學習我們知道，在精餾工序里面涉及到很多設備，精餾設備我們在單元操作課程里面已經學習過，今天我們就具體學習一下。第三節(jié)粗甲醇精餾的主要設備精餾工序的主要設備：精餾塔，冷凝器，換熱器，再沸器，冷卻器，輸液泵，收集槽及貯槽等。最關鍵的設備是精餾塔。一、精餾塔精餾塔種類繁多，但其共同的要求是相似的，主要有以下幾點：(1)具有適宜的流體力學條件，使氣液兩項接觸良好(2)要求有較高的分離效率和較大的處理量，操作彈性大，塔板效率高而且穩(wěn)定。(3)蒸汽通過塔的阻力小（4）塔的操作穩(wěn)定可靠，反應靈敏，調節(jié)方便。（5）結構簡單，制造成本低，安裝檢修方便。根據塔內氣液接觸部件的結構形式可分為兩大類：一類是逐級接觸式的板式塔；另一類是連續(xù)接觸式的填料塔。1、預精餾塔：作用：(1)脫除二甲醚；(2)加水萃取，脫除與甲醇沸點相近的輕餾分，(3)除去其它輕組分有機雜質。經過預精餾后，二甲醚和大部分輕組分基本脫除干凈。2、主精餾塔：作用是：（1）將甲醇組分和水及重組分分離，得到產品精甲醇；（2）將水分離出來，并盡量降低其有機雜質的含量，排出系統；（3）分離出重組分——雜醇油；（4）采出乙醇，制取低乙醇含量的精甲醇。二、再沸器（作用是什么）三、冷凝器（作用是什么）第四節(jié)粗甲醇的精餾操作及副產品回收一、正常操作的依據1、物料衡算：物料不平衡將造成塔內操作混亂，從而達不到分離的目的。同時，熱量平衡也將遭到破壞。在粗甲醇的精餾操作中，維持物料平衡的操作是最頻繁的調節(jié)手段。2、氣液平衡：在一定的溫度、壓力下，具有一定的氣液平衡組成。對于甲醇精餾塔來說，一般操作壓力位常壓，所以每層塔板上的溫度實際上反映了該板上的氣液組成。氣液平衡是靠在每塊塔板上氣液互相接觸進行傳熱和傳質而實現的。3、熱量平衡：全塔：每塊塔板：Q冷凝=Q氣化熱量平衡是實現物料平衡和氣液平衡的基礎，而又依附于物料平衡和氣液平衡。通常是根據塔的負荷，供給塔釜一定的熱量，建立熱量平衡，隨之達到一定的氣液平衡，然后用物料平衡作為經常的調節(jié)手段，控制熱量平衡和氣液平衡的穩(wěn)定。二、溫度的控制溫度成為觀察和控制三個平衡的主要參數。1、塔頂溫度：是決定甲醇產品質量的重要條件，常壓精餾塔一般控制塔頂溫度為66-672、精餾段靈敏板溫度：主精餾塔的靈敏板一般選在自塔底上數第26~30塊板，溫度控制在70~76℃3、塔釜溫度：如果塔內分離效果很好，釜液為接近水的單一組分，其沸點約為106-110℃4、提餾段靈敏板溫度三、影響精餾操作的因素及調節(jié)1、進料狀