水蒸氣蒸餾的基本原理范例6篇

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水蒸氣蒸餾的基本原理范文1

多媒體技術的引入為有機化學實驗教學提供了新的方法,它可以充分的調動教師教學的主動性和積極性,運用多媒體技術展現有機化學實驗過程的趣味性和直觀性,提高授課的效率.同時激發了學生的學習能動性,使學生在實驗學習中變被動為主動,加深了他們對有機化學實驗的基本概念、基本原理和實驗現象的理解.通過多媒體技術可以將實驗流程圖、實驗儀器圖、實驗裝置圖、實驗視頻生動形象的展現在課堂上,把傳統抽象的知識轉化為形象、具體的講解和認知[6].例如,教師對有機化學實驗的基本知識進行講解時,常規的實驗教學只停留在書本上面,教師要求學生對實驗室安全、事故處理和實驗儀器的使用等知識加以理解,因知識量大而雜學生往往容易忘記.若教師在多媒體課件中將有機化學實驗室安全及事故配以實物圖的形式加以講解和辨別,運用以往實驗室出現的一些典型性事例加以說明,通過強烈的視覺感受使學生對有機實驗室的基本知識有比較深刻的理解.在介紹實驗儀器時,由于有機化學實驗室的儀器眾多,單純以書面講解學生很難將儀器名稱及使用方法全部記清楚,教師在課件中插入儀器圖片,輔之以實驗儀器的實物加以詳細介紹,學生對儀器名稱及使用方法將會留有深刻的印象,提升了實驗教學的質量.多媒體技術優化有機化學實驗的內容有機化學實驗在內容上是對有機化學理論的驗證,由于課時量有限,不可能把每個實驗都在實驗室為學生重新演示一遍,這必然導致有些學生對一些重要實驗認識不夠全面,影響了他們對有機化學實驗的全面認識.將多媒體技術引入有機化學實驗教學中,不但可以節省教學時間而且還有許多傳統教學無法實現的優點.利用課件將實驗課程內容按順序排列,對實驗目的和原理,實驗儀器和裝置,實驗流程和結果,實驗問題和思考在投影儀上依次展開,每一張PPT上面用層次分明的文字加以提示,插入實驗儀器圖片和錄制好的實驗過程視頻,講解完實驗步驟之后,把實驗步驟做成條理清晰的流程圖并注釋一些需要注意的問題,實驗過程中用課件展示給學生,這樣不僅使課堂教學直觀生動,令學生記憶深刻,同時提升了教學效率,調動了學生的實驗興趣,深化了學生對實驗內容的理解,增強了學生的實驗技能.以簡單的蒸餾和分餾實驗為例,按照常規的課程安排,實驗室只進行了這兩個實驗的操作.理論課上講到了水蒸氣蒸餾和減壓蒸餾,它們與普通蒸餾和分餾的知識相互關聯,經常在許多科研實驗和實際應用中用到,但是并沒有安排具體的實驗講解和操作.傳統的教學由于受課時所限,導致學生對水蒸氣蒸餾和減壓蒸餾的基本操作缺乏理解,直接影響到學生對理論知識的全面認知.在多媒體教學中教師可以在講解蒸餾或分餾實驗時利用課件將水蒸氣蒸餾和減壓蒸餾的相關內容介紹給學生,這樣大大彌補了傳統實驗教學內容的不足,讓學生獲得的知識更全面,更系統.多媒體技術強化有機化學實驗的操作規范由于有機化學實驗課學生人數多,實驗儀器和實驗臺面有限,藥品的大多都是易揮發、易燃、有毒、易腐蝕的有機液體,儀器大部分是易破、易碎的玻璃器皿,在實驗操作過程中可能會產生割傷、灼傷、燙傷、中毒、爆炸、火災等安全事故,實驗過程中產生廢液、廢渣、廢氣處理不當不僅會給實驗室造成污染,同時會影響周圍的教學環境.因此增強學生安全意識,強化他們的實驗操作規范必須在每次實驗過程中加以強調.通過多媒體課件將實驗需要注意的正確操作規范融入到實驗講授的每個步驟中,對于可能出現的安全事故提前做出警示,增強學生實驗過程中的安全意識.這樣的教學不僅形象生動而且容易引起學生對實驗安全的重視,使他們掌握正確的實驗操作規范,在后續的實驗中避免類似的事故發生,養成嚴謹的科學作風起到一定的指導作用[7].

多媒體教學與傳統實驗教學的利弊分析

有機化學實驗以實驗操作為中心,教會學生基本的實驗操作方法和規范,促進學生的實驗操作技能和理論知識的進步.具體的實驗教學功能是任何手段都替代不了的,不能因為多媒體技術的優勢而否定傳統以實驗操作為基礎的教學優勢.傳統教學中板書的作用相對于傳統的教學,多媒體教學改善了教學環境,提高了教學效率.但是多媒體課件的提前準備,往往使部分老師對課件形成依賴性,上課時一層不變按照課件的內容講解,讓部分學生對實驗毫無興趣,使得教學達不到預期的效果.在實驗教學中板書切不可棄而不用,相反教師需要利用板書教學將實驗提綱和一些容易忽視的重點作相應的提示,以彌補多媒體課件的不足,同時板書教學可以隨時與學生進行交流,并根據學生提出的一些問題進行及時的回復,有利于學生對實驗內容的理解[8].多媒體教學與傳統實驗教學方式的融合傳統的實驗教學是以教師的教為中心,學生的學為主體的教學過程.多媒體技術引入到有機化學實驗教學中,傳統的教學方式必然隨之改變.將傳統的實驗教學優勢和多媒體教學優勢結合起來,使多媒體技術和有機化學實驗融合起來,揚長避短,使多媒體技術在實驗教學中發揮更大的作用,解決了傳統教學中一些不容易解決的實際問題,激發了學生的實驗興趣和探索科學原理的好奇心,使學生由被動學習自覺的變成主動學習,促進了學生綜合實驗技能的發展.

結束語

水蒸氣蒸餾的基本原理范文2

[關鍵詞]煤 最高內在水分 硫酸鉀飽和溶液 調濕器 溫度 濕度 壓力 影響因素

中圖分類號:TQ533.2 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)14-0026-01

前言

煤的在高內在水分又稱平衡水,它是指煤的毛細孔達到飽和吸水狀態時的水分,也就是煤的飽和水蒸氣(相對濕度100%)氣氛中達到平衡時除去外在水分以外的水分。

煤的最水分與煤的結構有關,煤的變質程度越低,其最高內在水分越高,反之則相對低。可以利用這種關系研究煤的性質,在我國煤炭分類中,可根據煤的最高內在水計算出恒濕無灰高位發熱量,作為煤炭分類的一個輔助指標。因此,準確測定煤的最高內在水分有著十分重要的意義。

一、煤的最高內在水分測定的基本原理

煤樣達到飽和吸水后,用恒溫紙除去大部分外在水并平鋪于樣皿中,然后將其放在溫度30℃±0.1℃、相對濕度為96%的充氮調濕器內,在常壓下達到溫度平衡,然后在105-110℃的溫度下干燥,以其質量損失的百分數表示煤的最高內在水。

1.1 影響最高內在水分測定的主要因素

煤的最高內在水分測試結果準確與否直接影響到恒濕無灰基高位發熱量結果的計算,進而會影響到煤炭分類。從它測定的基本原理中不難看出,影響最高內在水的主要因素有溫度、濕度、壓力、氣氛和調濕器體積形狀等,這其中的任何一個條件發生偏離都會影響測試結果。

1.2 溫度和濕度的影響

國標中規定,調濕器中的相對濕度為96%,用硫酸鉀溶液進行調濕。硫酸鉀溶液必須達到飽和狀態,即動態平衡,就是在給定的溫度和壓力下,使氣相和液相的溫度及壓力一致,其分界面為平面,此時達到氣―液平衡,同時有一個不隨時間變化的恒定值,即相對濕度值,這時的濕度值是均勻的。

由于相對濕度與溫度密切相關,恒濕溶液對溫度穩定性有嚴格的要求,這是因為硫酸鉀飽和溶液只有在30℃±0.1℃時的水蒸氣分壓才是4.1kpa(30.6mmhg),即相對濕度為96%―97%。溫度的變化可導致溫度和測試結果的變化,見表1

從上表可見,溫度對濕度和最高內在水的結果影響極大,溫度低于30℃時,濕度偏低(低于國標要求),最高內在水測值也偏低;爾溫度高于30℃時濕度偏高至頂點,最高內在水也偏高,所以控制好溫濕度對結果的準確性及其重要。建議最高內在水分測定儀應配有精準的溫濕度表,溫度表的分度值應為0.01℃,濕度表精度應為±0.1%。

調濕器內的壓力對濕度和最高內在水結果的影響

國標中規定,將樣品放入調濕器中后,蓋緊調濕器蓋,以1L/min的速度向調濕器中通入氮氣10min,然后關閉氮氣進出口,開始記錄調濕時間。在實際操作中,往往忽略了在關閉氮氣出口后,調濕器中的壓力是否長時間穩定在國標中規定的4.1 kpa,如果高于4.1 kpa,則調濕器中的濕度和最高內在水結果均會受到影響。在對壓力進行實時監測時發現,隨著壓力的增高,硫酸鉀飽和溶液的相對濕度降低,反正則增高,見表2。這是因為隨著時間的增加,調濕器中的樣品不斷地進行吸水(抽濾過程中時間過長,過度脫水)和放水(多余的水分未被抽掉),在這個過程中,調濕器內的壓力就會發生一些變化,而壓力的變化會直接導致硫酸鉀飽和溶液所釋放的相對濕度也發生變化,從而達不到國標的要求,使試驗結果不準確。

所以,在整個實驗過程中使調濕器中的壓力穩定在4.1 kpa十分重要。筆者通過試驗解決了這個問題,方法是:在通完10min氮氣后,在氮氣出口處套上一個氣球(套前將氣球囊中的氣體全部排出),如果調濕器中的壓力過高時,會將多余氣體排入氣囊中,低時會吸回,這樣就有效的保證了壓力的恒定。

1.3 調濕器體積和形狀對相對濕度的影響

硫酸鉀飽和溶液放入調濕器后應在2小時內使濕度達到并平衡在96%為宜,它與硫酸鉀飽和溶液的用量、調濕器體積和形狀有直接關系,如果調濕器體積過大,而硫酸鉀飽和溶液用量小,就會使調濕器內達到96%相對濕度的時間延長,進而會影響試驗的周期和結果的準確性。

調濕器的形狀應為扁平圓柱狀,其高度不宜超過底面直徑的1/3,也就是容器內的硫酸鉀飽和溶液的自由表面積盡可能大些,因為液相中水分子的蒸發及氣相中水分子的凝結都與液相自由表面積有關,盡可能大的自由表面積有助于迅速建立平衡,比如,一個密閉的房間,地上放一桶水和將一桶水灑在地上,其平衡時間是不會一樣的,顯然,蒸發面積大平衡就快,也更加有利于調濕器內快速達到96%的相對濕度。

1.4 硫酸鉀飽和溶液的配制

配制飽和鹽溶液要用純度為分析純或更高純度的硫酸鉀和純水,目的是使雜質含量盡可能的低,使產生的濕度點更加準確。硫酸鉀應為固體結晶,溶于水中達到溶解平衡后,溶液中看到有固體硫酸鉀出現,即為硫酸鉀飽和溶液。

在配制時,固體硫酸鉀的量要多一些,在30C°時應占液體的2/3左右為佳,以保證溫度降低時不結塊,溫度升高時不會變為非飽和溶液。應邊配邊充分攪拌,確保溶液是飽和的。可將蒸餾水或去離子水稍微加熱,為提高溶解速度。因為硫酸鉀飽和溶液中的水會隨時間而緩慢蒸發,所以每一個試驗周期結束后,都應檢查它的飽和狀態,適量添加水或硫酸鉀,以確保下一個實驗時溶液的飽和度。

二、結語

水蒸氣蒸餾的基本原理范文3

【摘要】

對中藥制藥綜合性實驗的教學目的、教學內容、對學生的要求、課程安排與實施、成績評定等方面進行了介紹,并對進一步教學改革進行了反思。

【關鍵詞】 中藥制藥綜合性實驗 教學

中醫藥大學中設立的中藥學專業是為了培養出具有中藥學基礎理論、基本技能以及與其相關的中藥學、中醫學等方面知識與技能,具備中藥品種與質量的鑒定、中藥材的炮制與加工、中藥有效成分檢測、提取、分離,中藥制劑的基本原理及技術、中藥配方、中藥應用指導等多方面學識的高級專業人才[1]。故中藥學專業的畢業生應具備有廣泛的基礎知識,扎實的實踐操作技能以及積極的創新意識。要培養出這種中藥學專業人才,必須給予他們充分的實驗和實踐機會,這是鞏固課堂以及課本上的理論知識、訓練基本技能、發展智力、培養工作能力和良好作風、全面提升素質的重要途徑,也是學生將來適應社會需求和進行技術創新的基礎。因此,實驗教學在高等中藥學教育和人才培養中占有十分重要地位。根據我校中藥學本科專業的培養目標、指導思想,為提高學校的教學質量,推進素質教育,對于即將進行畢業課題的學生,我們開設了中藥制藥綜合性實驗,下面介紹本課程的開設情況與反思。

1 課程開設的目的

中藥制藥綜合性實驗是通過中藥制劑的全過程:原藥材質量檢查、炮制、有效成分提取、制劑原料(半成品)的含量測定、制劑的制備、成品的質量檢查,復習所學的中藥鑒定學、中藥炮制學、中藥化學、中藥藥劑學、藥物分析等學科的理論知識,了解中藥新藥研究開發中藥學部分的研究內容(藥理部分除外),提高基本操作、分析問題和解決問題的能力,培養認真、嚴謹的科學態度,并為畢業課題及走向社會奠定基礎。

2 課程內容

2.1 專題講解在課程開始的第一天會針對實驗過程中涉及的知識要點進行復習,如正交設計的原理與數據處理方法;紫外分光光度法含量測定的原理及紫外分光光度計的使用;水蒸氣蒸餾法原理及索氏提取等提取方法;水分測定法的原理及操作;TLC和HPLC的原理與操作要點;口服液、注射劑和顆粒劑的制備方法;中藥新藥開發的申報及申報資料等。通過復習,可以使學生對已學知識進行回顧,并對要進行的實驗內容做到心中有數。

2.2 銀黃口服液的制備包括的內容為原藥材的質量檢查、炮制、正交設計法確定黃芩提取工藝條件選擇、黃芩提取物的制備、金銀花提取物的制備、口服液原料的含量測定、銀黃口服液的制備、銀黃口服液的質量檢查。通過這個實驗希望學生掌握中藥口服液制備的全過程;通過正交設計對黃芩苷提取工藝條件進行優選,了解制劑制備工藝研究的一般方法;了解復方制劑的含量測定的特殊性,掌握雙波長紫外分光光度法進行含量測定的方法。

2.3 丹皮酚注射劑的制備包括的內容為原藥材的質量檢查、丹皮酚的提取、丹皮酚注射液的制備、丹皮酚注射液的質量檢查。通過這個實驗希望學生熟悉中藥注射液制備的全過程;掌握水蒸氣蒸餾法提取低分子類化合物的方法;掌握紫外分光光度法測定主藥含量的方法。

2.4 羅布麻顆粒劑的制備包括的內容為原藥材的質量檢查、羅布麻浸膏的制備、半成品羅布麻浸膏的質量檢查、羅布麻沖劑的制備、羅布麻沖劑的質量檢查。通過這個實驗希望學生熟悉中藥顆粒劑制備的全過程;掌握比色法測定黃酮類化合物含量的方法。

3 對學生的要求

上課前做好第2天實驗內容的預習筆記,做到明確實驗目的,掌握實驗原理,清楚實驗步驟,制訂實驗計劃。

實驗時按操作要求,認真進行實驗操作,正確使用各種儀器,愛護儀器;掌握基本操作技術(如稱量、移液、配液、儀器清洗等);培養實事求是的作風和嚴格認真的科學態度;認真做好實驗記錄,記錄內容包括操作過程、觀察到的現象、藥品試劑稱重的重量和量取的體積、質量檢查的方法條件及所得到的數據等。

實驗后:認真分析實驗記錄,作出結論;呈交產品(制劑);清洗玻璃儀器,打掃衛生;必要時還須進一步學習和查閱文獻,對尚未搞清的問題進行探討;書寫并上交實驗報告。

4 課程安排與實施

4.1 安排開設該課程是對即將進入畢業課題的四年級學生,在第1學期的兩個星期內完成,第1個星期完成銀黃口服液的制備,第2星期完成丹皮酚注射劑與羅布麻沖劑的制備。全部實驗報告在課程結束后書寫并上交。

4.1 實施每天通知第2天的實驗內容,要求學生預習。第2天板書時多處以括號的形式存在,實驗講解的過程中提問并討論實驗中涉及的實驗原理、操作步驟,防止學生只是照方抓藥式地進行實驗。帶教老師每天檢查預習報告和原始記錄,及時糾正和發現的問題,培養實事求是的科研態度和規范的記錄方式。在每種制劑完成后會對整個實驗進行總結,鞏固實驗過程中所涉及到的知識點和操作方法。

5 成績評定

實驗成績評定標準為實驗預習10分,實驗記錄10分,平時表現40分(包括實驗操作、實驗態度、出勤),實驗報告40分。這樣可以激發學生實驗興趣、規范學生實驗過程、提高學生的實驗能力。

6 小結與體會

6.1 小結學生通過中藥制藥綜合性實驗,可以將所學中藥專業各學科知識融會貫通,綜合性地思考問題,更充分地理解各學科間的關系及該專業的完整體系,提高學生的實際動手操作的自覺性,增強其獨立分析問題和解決問題的能力,強化學生的科學思維方法、嚴謹的科學態度及團結協作的團隊精神,使之盡快成為中藥學領域的應用型人才。

6.2 反饋課程結束后對學生進行了問卷調查:談談對本課程的體會和收獲及對該課程的意見和建議。學生認為①本課程的開設是必要的,在前三年的學習中,是將有關知識相對分散的學習,而綜合實驗則是用我所學為我所用,所以學生很重視實驗的每一個過程;②在實驗過程中意識到科研是要有嚴謹、負責的態度去完成的,培養了實事求是的科研態度;③對新藥開發中藥學研究部分所需要做的工作有了初步的了解,為進入畢業專題和走上社會奠定了基礎;④帶教老師指出并糾正了基本操作中存在的錯誤,收獲匪淺;⑤課堂講授過程中的提問和討論,能夠激發學生學習的興趣;⑥養成了寫預習報告和實驗過程中隨時進行實驗記錄的習慣;⑦需要改進的是希望能夠增加新劑型的介紹和HPLC或GC等先進儀器的操作,做到與時俱進。

6.3 反思 在現有的實驗內容的基礎上如何能夠更好地開展中藥制藥綜合性實驗?筆者認為可以借鑒PBL的教學模式,變傳統的“以教師講授為中心”為“以學生討論為中心”[2],將實驗內容布置給學生,學生可以通過小組合作的形式查閱文獻,小組成員分工合作、各抒己見,對小組活動的優良性負責,最終小組內部達成一致意見,推選代表進行實驗方案的闡述。同時由于問題的開放性,班級匯總討論時各個小組間對問題的解決方案可能各有不同,出現組別之間的爭論。通過這種良性的思想碰撞和教師的“點睛”式引導,所提出的解決方案就會越來越完善,在此過程中達到提高學生對所學知識的理解和運用的能力的目的。實驗的具體實施時可以分為2~3個方案進行,由學生根據自己小組的方案進行實驗。為了使學生能夠跟得上社會發展的潮流,適應當今工作崗位需要,需要引進一些常用的先進設備,如高效液相色譜儀等,以適應時代的要求。小組內成員要及時對實驗結果進行討論、總結,最后進行全班討論,分析不同方案的優缺點,老師給予點評。在這個過程中,引導學生發現問題、解決問題,使所學與所用緊密結合起來。在整個實驗過程中,學生成為了實驗教學真正的主角,綜合他們以往所學的知識與技能,相信大部分學生都能出色地完成任務。雖然幾種實驗方案的開設會使相關教師備課的時間以及工作強度大大增加,但這種實驗對學生掌握以往所學課程內容、提高基本操作技能以及查閱文獻資料和綜合表達能力都起到了很大的促進作用。同時,這也能客觀地反映學生的實驗能力和綜合素質,是一項值得進行深入開展的教學方式。

參考文獻

水蒸氣蒸餾的基本原理范文4

[關鍵詞] 物理化學;教學改革;教學方法

[中圖分類號]R19 [文獻標識碼]B [文章編號]1673-7210(2008)01(a)-088-02

對于高等醫學院校藥學專業的學生來說,物理化學是一門重要的基礎課,是繼無機化學、有機化學、分析化學之后的一門理論化學,它為后繼專業課程如藥物化學、藥劑學等的學習提供方法和理論指導,所以學好物理化學對于藥學專業的學生尤為重要。物理化學基本概念多、公式多、理論多,比較抽象,是學生普遍認為比較難學的一門課程。作為物理化學的教師,改革此課程的教學方法,使學生能輕松愉快地學好本課程,并能領會此課程的精髓,是我們的責任。

1重組教學內容,適應藥學專業的要求

結合藥學專業的特點,對教學內容進行必要的更新和調整。首先,在教學過程中,我們合理取舍物理化學知識,精減教學內容,避免與無機化學重復。例如化學動力學一章的部分知識在一年級的無機化學中已經進行了較為深入的探討和學習。教師在教學中根據情況壓縮這部分的學時,避免重復教學。其次,結合藥學專業特點,適當增加與藥學有關的物理化學知識,將物理化學知識“融入”到藥學中去。例如物理化學中化學動力學內容是藥物穩定性和藥代動力學的理論基礎;應用二組分完全不互溶液體的相圖介紹提取中草藥中揮發性有效成分的水蒸氣蒸餾法;利用電化學知識可測體液的pH值,為藥物的使用環境提供數據等。使學生對本課程有濃厚的興趣,充分調動學生學習的積極性,為將來從事藥學研究打下良好的化學基礎。

2加強概念的教學,深入剖析概念的內涵和外延

化學概念是學生學習基本理論、定律、公式的前提和基礎,只有理解、掌握了化學概念,才能牢固、系統地掌握化學基礎知識和基本技能。所以,化學概念教學一直是化學教學研究的重要內容之一。物理化學概念多,且抽象,難以掌握。在教學中我們一般先給出準確的概念,然后由淺入深、由表及里逐步展開闡述, 力求講清、講透。例如:講狀態函數時,我們先給出定義,然后闡述其四個特征;并在講解過程中對關鍵字、詞進行著重分析,這樣一來使學生對狀態函數的內涵和外延有了準確深刻的理解,取得事半功倍的教學效果。

3教學手段多樣化

3.1比較法

針對物理化學課程理論性和抽象性強、難記憶的特點,可以把較難理解或容易混淆的知識歸納,運用對比的方法在矛盾中找到異同,從而產生更深刻的理解。例如:在講授平衡常數的幾種表示方法時,可先從Kx、Kn、Kc與經驗平衡常數Kp的關系入手,進行公式推導,歸納總結出這幾個平衡常數的表達式中都有一個共同點,即指數相均為某一物理量的-Δv次冪,通過比較,找到物理量的異同,加深學生對新知識的理解,便于記憶、掌握。

3.2參與法

枯燥的課堂氣氛不利于學生學習積極性的調動,應讓被動接受的學生參與進來,吸引學生的注意力,引導學生進行思考,從而獲得知識。當學生對所學的內容已具有一定的基礎時,就可以采用參與式教學法。例如:講授電化學一章時,當把電化學的基本概念、基本原理教給學生時,教師可以采取舉例子的方式,讓學生上黑板設計可逆電池、寫出電池反應等,同學之間互相糾正和補充,最后由教師進行簡要的概括和總結。這種做法使學生由被動的聽課轉變為主動參與教學,課堂氣氛活躍,對于培養學生的觀察、思維及表達能力都很有作用。

3.3適時采用電化教學手段

我們從2005年開始全面使用自制的CAI課件進行教學。由于字跡清楚、圖象清晰、色彩鮮艷,還可以錄入flash,大大地吸引了學生的注意力。應用CAI教學,由于在課件中置入文字,代替了傳統的大量板書,節省了許多教學時間,可加大教學過程中的信息量,使授課內容更加豐富多彩,提高了教學效果。但我們同時認識到CAI課件只是教學的輔助手段,不能全部代替教學。尤其是物理化學的諸多公式的推導,不適宜于全部應用多媒體課件授課,對此,我們在公式推導時仍沿用傳統的黑板書寫,讓學生隨著板書和授課的節奏,有充分的時間消化、吸收。電化教學與傳統的教學手段相結合,兩者優勢互補,大大提高了學生的學習興趣和積極性。

4強化訓練,充分調動學生學習的積極性

4.1課前復習

物理化學基本概念多、公式多,而且每一公式都有其應用條件,如果課后不及時復習,會積累越來越多的問題,后面無法學下去,形成學習上的惡性循環。我們通常的做法是備課時準備好復習內容,在每節新課開始前,利用5~10分鐘的時間復習前面授課的核心內容,或者是原來已學過的內容,而下一節課會用到的內容。這樣可以讓學生課后及時復習、消化舊知識,同時為新內容的講解做好鋪墊,達到復習和預習的雙重效果。另外我們在課前復習時是采取點名的方式,這樣學生便感覺到有一定的壓力,會自覺地進行課后復習,調動學生學習的能動性。

4.2分階段安排習題課

習題課是化學課堂教學中的重要類型之一。在物理化學的學習過程中,一般學生即使上課聽得很明白了,教材也能看懂,但拿到習題時卻無法下手,這種情況極為普遍。這是由于學生初學此門課程缺乏綜合解題的能力。我們在教學日歷的安排上留出一定的學時上習題課。在習題課的內容要考慮教學大綱和學生的實際情況,做到系統與重點相結合、知識與能力相結合、復習與練習相結合。切忌對已學知識的機械重復。為此,我們精選一些有啟發性的典型習題進行分析講解,由基本概念到計算公式,再到每一計算公式的適用條件,引導學生邏輯推理,進而選擇解決問題的正確方法,強化理解,舉一反三,鞏固和加深對已學過知識的理解。上好習題課、有效地進行復習,對于提高教學質量的作用是十分顯著的。

物理化學已經滲透到藥學研究的各個領域,物理化學的教學將對藥學專業人才的培養起到至關重要的作用。作為授課教師要不斷加強業務學習,努力提高專業素質和授業解惑水平,積極進行教學方法和教學手段的改革,以期達到更好的教學效果。

[參考文獻]

[1]侯新樸,詹先成.物理化學[M].北京:人民衛生出版社,2003.

水蒸氣蒸餾的基本原理范文5

[關鍵詞]天然氣;凈化;工藝。

中圖分類號:TE645 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)18-0107-01

1 引言

天然氣進入液化前,需要脫除其中的酸性氣體CO2。酸性氣體CO2將導致設備腐蝕,還將在液化的低溫部分形成固態的干冰,堵塞設備和管道,使生產無法進行,故設置酸性氣體脫除單元脫除原料氣中的CO2,使其達到液化的天然氣質量要求。原料氣還需要進行脫水脫汞處理,使水含量小于1ppm,汞含量小于0.01μg/m3。目的是可防止天然氣中的水分析出,在液化時結冰,使管道和儀表閥門出現冰堵,發生事故;因液態水的存在,未脫除的酸性組份會對壓力管道和容器造成腐蝕。若汞含量超標將會嚴重腐蝕鋁制設備,降低設備使用壽命,且將造成環境污染以及檢修過程中對人員的危害。

2 脫碳工藝方法介紹

a)脫碳工藝方法

脫碳工藝方法分為干法脫碳和濕法脫碳兩大類。

1)干法脫碳

主要有固體吸附和膜分離法。固體吸附CO2與分子篩脫水類似,天然氣中的CO2被吸附在多孔狀固體上(如分子篩),然后通過加熱使CO2脫除出來。該方法工藝流程較簡單,而且可以與脫水分子篩布置在同一個塔中,從而達到減少單元數量、簡化流程的目的。但受固體吸附劑吸附容量較小的限制,比較適合含硫,特別是有機硫的原料。

膜分離是將天然氣通過某種高分子聚合物薄膜,在高壓條件下,薄膜對天然氣中不同組份的溶解擴散性的差異,形成了不同組份滲透通過膜的速率不同,從而選擇性將CO2與其它組份進行分離。該方法投資較高,更適合CO2濃度較高的天然氣脫碳工藝。

2)濕法脫碳

分為物理吸收法和化學吸收法。物理吸收法是基于有機溶劑如碳酸丙烯脂、聚乙二醇二甲醚和甲醇等作為吸收劑,利用CO2在這些溶劑中的溶解度隨著壓力變化的原理來吸收CO2。其特點是在高壓及低溫的條件下吸收,吸收容量大,吸收劑用量少,且吸收效率隨著壓力的增加或溫度的降低而增加。而在吸收飽和后,采用降壓或常溫汽提的方式將CO2分離使吸收劑再生。

化學吸收法是以可逆的化學反應為基礎,以堿性溶劑為吸收劑的脫碳方法。溶劑與原料氣中的CO2反應生成某種化合物,然后在升高溫度、降低壓力的條件下,該化合物又能分解并釋放CO2,解析再生后的溶液循環使用?;瘜W吸收主要有碳酸鉀吸收法、醇胺吸收法和氫氧化鈉吸收法等。

b)工藝路線比選

目前在天然氣脫碳工業上主要運用以下工藝。

1)膜分離工藝

膜分離的基本原理就是利用各氣體組份在高分子聚合物中的溶解擴散速率不同,因而在膜兩側分壓差的作用下導致其滲透通過纖維膜壁的速率不同將不同氣體分離。推動力(膜兩側相應組份的分壓差)、膜面積及膜的分離選擇性,構成了膜分離的三要素。依照氣體滲透通過膜的速率快慢,可把氣體分成滲透系數較大的“快氣”和滲透系數相對較小的“慢氣”。常見氣體中,H2O、H2、He、H2S、CO2等稱為“快氣”;而稱為“慢氣”的則有CH4及其它烴類、N2、CO、Ar等。膜分離器內配置數萬根細小的中空纖維絲,中空纖維絲的優點就是能夠在最小的體積中提供最大的分離面積,使得分離系統緊湊高效,同時可以在很薄的纖維壁支撐下,承受較大的壓力差。天然氣進入膜分離器殼程后,沿纖維外側流動,維持纖維內外兩側一適當的壓力差,則氣體在分壓差的驅動下“快氣”(H2O、CO2)選擇性地優先透過纖維膜壁在管內低壓側富集導出膜分離系統,滲透速率較慢的氣體(烴類)則被滯留在非滲透氣側,以幾乎跟原料氣相同的壓力送出界區。

2)活化MDEA(甲基二乙醇胺)工藝

活化MDEA工藝于20世紀60年代開發,第一套活化MDEA工業裝置于1971年在德國巴斯夫的一座工廠中被投入生產應用?;罨疢DEA法采用45~50%的MDEA水溶液,并添加適量的活化劑以提高CO2的吸收速率。MDEA不易降解,具有較強的抗化學和熱降解能力、腐蝕性小、蒸汽壓低、溶液循環率低,并且烴溶解能力小,是目前應用最廣泛的氣體凈化處理溶劑。該工藝應用范圍廣泛,可以用來從合成氨廠的合成氣中去除CO2,也可凈化合成氣、天然氣,及高爐氣等專用氣體。目前活化MDEA工藝已成功運用于全世界超過250個氣體凈化工廠中,其中包括80個天然氣處理廠。且該工藝可應用到現有工廠的技術改造上,近年來,國外的大型化肥裝置已有采用活化MDEA水溶液改造熱鉀堿脫CO2的趨勢。

3)Selexol工藝

Selexol工藝是美國Allied化學公司(現歸屬Norton公司)在20世紀60年代研發成功。該工藝所使用的吸收劑(聚乙二醇二甲醚混合物)具有極低的蒸汽壓、無腐蝕性耐熱降解和化學降解等特點,適用于合成氣和天然氣的凈化處理。目前全球采用Selexol工藝裝置的數量超過55套,但Selexol工藝存在很多問題,如聚乙二醇二甲醚混合物的溶液粘度較大,增加了傳質阻力,不利于吸收過程,同時聚乙二醇二甲醚混合物溶解和夾帶天然氣中的少量烴類物質等。

4)冷甲醇工藝

冷甲醇工藝是由德國Linde AG公司和Lurgi公司于20世紀50年代聯合開發的氣體凈化工藝。該工藝采用甲醇作為溶劑,依據甲醇溶劑對不同氣體溶解度的顯著差別來脫除H2S、CO2和有機硫等雜質。由于所使用的甲醇因蒸氣壓較高,需在低溫下(-55℃~-35℃)操作。該工藝目前多用于渣油或煤部分氧化制合成氣的脫硫和脫碳,而在其它項目單獨用于脫除CO2的工業應用實例很少。

5)低溫分離工藝

低溫分離工藝是利用原料氣中各組份相對揮發度的差異,通過冷凍制冷,在低溫下將氣體中組份按工藝要求冷凝下來,然后用蒸餾法將其中各類物質依照沸點的不同逐一加以分離。該方法應用較多的工藝主要是美國的Rayn-Holmes工藝,目前全世界工業裝置超過8套。該方法適用于天然氣中CO2含量較高,以及在CO2含量和流量出現較大波動的情形。但工藝設備投資費用較大,能耗較高。

3 脫水脫汞工藝介紹

a)概述

天然氣的脫水方法主要有三種:冷卻法、甘醇吸收法及固體(如硅膠、活性氧化鋁、分子篩等)吸附法。

1)冷卻脫水時利用當壓力不變時,天然氣的含水量隨溫度降低而減少的原理實現天然氣脫水。此法只適用于大量水分的粗分離。若冷卻脫水過程達不到作為液化廠原料氣中對水露點的要求,則還應采用其它方法對天然氣進行進一步的脫水。

2)吸收脫水是用吸濕性液體(或活性固體)吸收的方法脫除天然氣中的水蒸氣。用作脫水吸收劑的物質應具有以下特點:對天然氣有很強的脫水能力,熱穩定性好,脫水時不發生化學反應,容易再生,粘度小,對天然氣和液烴的溶解度較低,起泡和乳化傾向小,對設備無腐蝕性,同時價格低廉,容易得到。實踐證明二甘醇及其相鄰的同系物三甘醇是常用的醇類脫水吸收劑。(1)甘醇胺溶液:優點:可同時脫除水、CO2和H2S,甘醇能降低醇胺溶液起泡傾向。缺點:攜帶損失量較三甘醇大,需要較高的再生溫度,易產生嚴重腐蝕,露點小于甘醇脫水裝置,僅限于酸性天然氣脫水。(2)二甘醇水溶液:優點:濃溶液不會凝固,天然氣中有硫、氧和CO2存在時,在一般操作溫度下溶液性能穩定,高的吸濕性。缺點:攜帶損失比三甘醇大,露點降小于三甘醇溶液,投資高。(3)三甘醇水溶液:優點:濃溶液不會凝固,容易再生,攜帶損失量小,露點降大。缺點:投資高,當有輕質烴液體存在時會有一定程度的起泡傾向,運行可靠。

甘醇法適用于大型天然氣液化裝置中脫除原料氣所含的大部分水分。

4 結語

通過以上對天然氣凈化工藝的綜合介紹及對比,旨在為今后液化天然氣裝置技術選用提供借鑒和設計參考。

參考文獻

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