《化学工程与工艺专业实验》教学大纲

《化学工程与工艺专业实验》教学大纲课程名称：《化学工程与工艺专业实验》课程总学时：48课程总学分：2实验学时：48课程属性：专业限选适用专业：化学工程与工艺专业开设学期：第7学期本大纲执笔人：GH审稿人：JHGJH审定人：JGHJH一、课程简介、教学目的与要求（一）课程简介《化学工程与工艺专业实验》为化学工程与工艺专业的核心课程。其主要任务是通过本课程的学习，一方面巩固所学的理论知识和进一步加深基础理论的认识。另一方面培养学生对实验现象进行分析、归纳和总结的能力，为今后从事有关的科研工作打下良好的基础。本课程面对化学工程与工艺及相关专业四年级学生，总学时为48学时，2学分。（二）、教学目的与要求本课程内容与理论教学结合比较密切，要求学生在实验过程中结合所学的理论知识，善于观察实验过程中所出现的各种现象，培养学生理论联系实际的能力。实验过程中，严格要求学生认真操作，认真观察现象，认真做好实验记录，培养学生严谨的科学态度。通过实验中观察到的现象和测定的实验数据，联系所学的理论知识，认真进行数据处理，写实验报告过程中要求正确得出实验结论，正确解释实验中出现的现象（尤其是哪些与书本中所学知识不相同的现象），从而，培养学生的科学思维和逻辑思维能力。二、实验项目内容与学时分配序号实验项目名称计划学时实验类型开出要求实验目的与基本要求1二元气液平衡实验4验证必开1、了解和掌握用双循环气液平衡器测定二元系统气液平衡数据的方法。2、了解缔合系统气液平衡数据的关联方法，从实验测得的T-p-x-y数据计算各组分的活度系数。3、通过实验了解平衡釜的构造，掌握气液平衡数据的测定方法和技能。4、掌握二元系统气液平衡相图的绘制。2三元水-盐体系平衡数据测定实验4验证必开1、熟悉液液平衡数据测量装置和原理，测绘环己烷—水—乙醇三组分体系液液平衡线；掌握气相色谱仪——2、计算机工作站系统分析三组分体系的方法。重点：用液—液平衡釜测量恒温液—液平衡数据。难点：准确描绘平衡二液相结线。3管式反应器流动特性测定实验4验证必开1、了解连续均相管式反应器的返混特性；2、分析观察连续均相管式反应器的流动特征；3、研究返混程度，计算模型参数n。4单釜与三釜返混实验4验证必开1、掌握停留时间分布的测定方法。2、了解停留时间分布与多釜串联模型的关系。3、了解模型参数n的物理意义及计算方法。5气固相催化反应常压固定床实验4专业必开1、掌握乙醇脱水实验的反应过程和反应机理、特点，了解针对不同目的产物的反应条件对正、付反应的影响规律和生成的过程。2、学习气固相管式催化反应器的构造、原理和使用方法，学习反应器正常操作和安装，掌握催化剂评价的一般方法和获得适宜工艺条件的研究步骤和方法。3、学习动态控制仪表的使用，如何设定温度和加热电流大小，怎样控制床层温度分布。4、学习电磁计量泵的原理和使用方法，学会使用湿式流量计测量流体流量。6加压气液釜式连4专业必开1、了解苯加氢的实验原理和方法。续反应实验2、了解液相加氢设备的使用方法和结构。3、掌握加压的操作方法。4、通过实验进一步考察压力、温度对苯加氢整套反应的影响。7裂解反应常压实验4专业选开1、掌握管式反应器操作；2、了解裂解的基本原理和影响反应的各种因素，找出最佳操作条件。8反应与吸附多功能实验8专业必开1、通过实验加深乙醇脱水反应的了解2、熟悉乙醇脱水实验的机理3、通过对乙醇脱水催化剂的评价了解催化剂的作用4、会使用气相色谱仪分析产物的组成9结晶实验4专业选开1、通过实验加深对结晶过程的理解2、熟悉结晶设备的构造，掌握结晶操作方法3、能够对结晶过程作全塔物料衡算及收率的计算4、会使用气相色谱仪分析液体的组成10CO中温-低温串联变换反应实验4专业选开1．复习多相催化反应有关知识，初步接触工艺设计思想。2．掌握气固相催化反应动力学实验研究方法及催化剂活性的评比方法。3．获得两种催化剂上变换反应的速率常数kT与活化能E。11制备乙苯脱氢与产物分离工艺实验8专业试训必开1、了解以乙苯为原料，氧化铁系为催化剂，在固定床单管反应器中制备苯乙烯的过程。2、学会稳定工艺操作条件的方法。3、掌握乙苯脱氢制苯乙烯的转化率、选择性、收率与反应温度的关系；找出最适宜的反应温度区域。4、了解气相色谱分析方法。12催化反应精馏法制甲缩醛实验4专业实训必开1、了解反应精馏工艺过程的特点,增强工艺与工程相结合的观念.2、掌握反应精馏装置的操作控制方法,学会通过观察反应精馏塔内的温度分布,判断浓度的变化趋势,采取正确调控手段。3、学会用正交设计的方法，设计合理的实验方案，进行工艺条件的优选。4、获得反应精馏法制甲缩醛的最优工艺条件，明确主要影响因素。13渗透蒸发膜分离实验4专业必开1、了解渗透汽化膜分离的工艺原理与过程;2、熟悉渗透汽膜分离的操作;3、基本掌握分离性能的影响因素。三、实验成绩考核办法本课程考核按考查课程的要求进行，成绩采用百分制；学期总成绩=实验报告成绩×40%+考勤成绩×30%+期末测试成绩×30%；期末测试采用独立实验操作或者实验理论考试。四、主要使用的仪器设备二元气液平衡实验测定实验装置；三元水-盐体系平衡数据测定实验装置；管式反应器流动特性测定实验装置；单釜与三釜返混实验装置；气相色谱仪；气固相催化反应常压固定床实验装置；加压气液釜式连续反应实验装置；裂解反应常压实验装置；反应与吸附多功能实验装置；结晶实验装置；仲丁醇脱氢制甲已酮实验装置；CO中温-低温串联变换反应实验装置；制备乙苯脱氢与产物分离工艺实验装置；催化反应精馏法制甲缩醛实验装置；渗透蒸发膜分离实验装置。五、实验教材和参考书1.指定教材：房鼎业乐清华李福清主编，《化学工程与工艺专业实验》，化学工业出版社，2000年12月；2、主要参考资料1）《化工热力学》（第三版），朱自强，吴有庭主编，化学工业出版社，2010年2）《化学反应工程》，第四版，主编：朱炳辰，出版社：化学工业出版社，2010.63）米镇涛主编．化学工艺学．第二版．北京：化学工业出版社．2006