化工設計教學中精餾塔設計的案例設計及教學方法*

龔彥文，程雪妮，白紅娟，劉文舉

(河南工業大學化學化工學院，河南 鄭州 450001)

化工設計課程是化工專業的主干課，它是一門利用理論知識解決實際問題、應用性較強的課程，利用過程模擬軟件計算穩態精餾過程是化工設計教學中的重要知識點，也是學生理解精餾操作的重要途經[1-2]。在應用軟件中，經常遇到精餾塔不收斂或最終設計結果達不到設計要求，特別是對于含不凝氣進料的精餾塔設計計算，學生不能掌握設計規定的應用，設計的參數可能偏離實際操作參數，多數學生不能很好的理解精餾塔的設計規定應用[3-4]。為了達到學以致用，提高學生的實踐能力，本文采用教學中廣泛應用的Aspen Plus對精餾塔的設計計算中遇到的問題進行了分析，分類總結了精餾塔設計計算的方法，設計合適的教學案例，改進教學內容、教學方法，以期與教學同仁一同探討，共同促進學生的實踐能力。

1 化工設計教學中精餾塔設計的分類

在化工原理和分離工程教學中，精餾分離計算主要講解塔頂全凝器的操作類型計算，而在實際應用中，常見的精餾塔設計可以分為三類：(1)塔頂全凝器；(2)塔頂分凝器；(3)中間采出物料類型。塔頂全凝器適合進料中無不凝氣體，設計中一般采用飽和液相回流，設計計算容易收斂。塔頂分凝器適合進料中含有不凝氣，塔頂產品為液相，一般需要控制氣相分率，如原油蒸餾塔、進入精餾塔的物料含有氫氣、甲烷等少量輕組分。中間采出物料適合進料中含有的組分在精餾塔的某塊塔板濃度較高，而且對分離程度要求不高的情況，如石油產品蒸餾，發酵液分離中醇類的分離等。……