化学反应工程试验
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填料吸收实验通过测定ΔP~u关系曲线来确定液泛气速,在对数坐标纸上作图反应精馏实验中,在塔上某处加带有催化剂的醋酸,塔下某部加乙醇电化学合成实验中的电解液包括四乙基高氯酸铵,苯甲酸,乙腈液相反应动力学实验采用连续流动搅拌釜式反应器进行液相反应动力学研究用连续输入的方法在定常流动下,测定乙酸乙酯皂化反应的反应速率和反应速率常数乙醛氧化法制取醋酸试验中,装釜盖拧螺母是要求对角对称的分多次拧紧萃取精馏试验中,萃取剂的选择原则有价格便宜,用量少,容易回收,挥发度小,选择性高填料塔吸收试验中所用气体混合物是含有少量氨的氨/空气混合物,吸收剂为水反应精馏过程不同于一般精馏,它既有精馏分离作用提高反映的平衡转化率,抑制串联副反应的发生,又能利用放热反应的放热效应降低精馏的能耗,强化传质电化学合成实验,电解池中溶剂为乙腈,支持电解剂为四乙基高氯酸铵,有机底物为苯甲酸对于恒容过程,进出口又无反混时,则空间时间就是平均停留时间100N/m萃取精馏实验中以水为萃取剂,他的沸点比被分离物高电化学实验由苯甲酸点解合成苯甲酸ni乙醛氧化法制醋酸所用的主要设备为高压反应釜,催化剂为醋酸锰,醋酸钴反应精馏试验中所用的主要原料为工业甲醇,甲醛水溶液萃取江流试验中塔顶馏分的色谱图出峰顺序为水甲醇丙酮精馏实验结束后的关机顺序为停止加料并将加热电压调为零关闭回流比调节器开关,停止加热十分钟后,关闭冷却水,开车时则相反实验用高压钢瓶的开启顺序是先逆时针打开钢瓶总开关,然后顺时针转动低压表压力调节螺杆,使其压缩主弹簧将活门打开,结束后,先顺时针关闭钢瓶总开关,再逆时针旋松减压阀。
在填料吸收塔试验中,分析尾气采用的吸收剂为硫酸萃取精馏试验中,萃取精馏塔底主要成分为水和甲醇填料吸收塔主要部件:鼓风机,空气转子流量计,填料吸收塔,氨/水转子流量计,U型压差管吸收瓶,量气管填料吸收塔实验中影响液泛气速的因素:1 填料的特性,主要表现在填料因子上比表面积小,范点气速大,不易发生液范现象 2 流体的物理性质体现在气体的密度,液体的密度,粘度。
化学反应工程及过程优化化学反应工程是将化学原理和化学过程的物理学相结合,以满足工业要求的一种工程学科。
它可以将实验室中的发现和现代设备相结合,从而提高生产工艺和生产效率。
在化学反应工程中,优化工艺过程是至关重要的,有助于提高生产过程的效率和稳定性。
在本文中,我们将探讨化学反应工程及过程优化的相关问题。
化学反应工程化学反应工程在生产工艺中发挥着极其重要的作用,是将化学反应原理应用于工业生产过程中的一种重要工程学科。
化学反应工程的主要目标是将实验室中的化学反应原理应用于大规模生产中,以生产高质量、可控制、可重复的产品。
化学反应工程被广泛应用于药物制造、新材料开发以及其他化学工业等领域。
化学反应工程分为两个主要阶段:实验室研究和生产化学反应。
在实验室中,化学反应学家通过实验室试验寻找新的反应和化学物质,了解不同反应的条件和影响,以确定最适宜的工业化反应。
在这一阶段中,他们考虑到反应条件、反应物配比、反应温度、反应时间等因素,并进行反应动力学分析和表征。
在确定适宜的工业化反应后,化学反应工程师开始设计生产过程,以确定如何优化反应以获得高产率和高回收率,降低运行成本和提高产品质量。
在化学反应工程中,化学反应器是最为关键的设备,用于将原始反应物转换成所需的产物。
化学反应器类型包括离线反应器、连续反应器、批量反应器等。
随着技术的进步,反应器的设计方面也在不断地更新,例如改善反应器的流量、温度和压力控制,以及使用新型催化剂等。
过程优化为了实现高效、稳定的工业生产化学反应,必须对生产过程进行优化。
过程优化是指对产品生产和运输过程的开发和改进,旨在提高产量和产量质量,降低成本,并实现更高的效率和可靠性。
过程优化可以是整个反应生产过程的优化,也可以是特定程序的优化,如收集、处理和运输产品等。
在过程优化的过程中,需要考虑到各种因素,如控制反应过程中的变量、设备操作、原料卸货、储存、运输和维护等。
同时,要确保在整个生产过程中,产品的质量和稳定性都得到保证。
化学工程中的催化剂活性测试催化剂是化学工程中至关重要的组成部分,它们在许多化学反应中起着关键作用。
催化剂活性是评估催化剂性能的一个重要指标,它能够反映催化剂在特定反应条件下的催化活性。
本文将介绍化学工程中常用的催化剂活性测试方法以及其原理和应用。
一、化学反应实验中的催化剂活性测试在化学反应实验中,催化剂活性测试是评估催化剂性能的关键步骤之一。
常用的催化剂活性测试方法包括催化剂浸渍法、催化剂寿命测试和催化剂选择性测试等。
1. 催化剂浸渍法催化剂浸渍法是一种常用的催化剂活性测试方法,它通过将催化剂与反应物浸渍在一定温度和时间下,观察反应物的转化率来评估催化剂的活性。
2. 催化剂寿命测试催化剂寿命测试是评估催化剂稳定性和持久性的方法。
它通过连续进行一定时间的反应,观察催化剂活性的变化来评估催化剂的寿命。
3. 催化剂选择性测试催化剂选择性测试是评估催化剂选择性和副反应选择性的方法。
它通过调节反应条件和催化剂组成,观察产物分布和副产物的生成,来评估催化剂的选择性。
二、催化剂活性测试方法的原理催化剂活性测试方法的原理与具体的催化反应有关。
一般来说,催化剂活性测试的目的是确定催化剂对特定反应物的催化活性和选择性。
1. 催化剂浸渍法原理催化剂浸渍法的原理是将催化剂与反应物接触,通过催化剂表面的活性位点,促进反应物的吸附和解离,从而加速反应的进行。
2. 催化剂寿命测试原理催化剂寿命测试的原理是通过连续进行反应,观察催化剂的活性随时间的变化,进而评估催化剂的持久性和稳定性。
3. 催化剂选择性测试原理催化剂选择性测试的原理是通过调节反应条件和催化剂的组成,控制催化剂表面活性位点的性质和数量,从而改变催化反应的路径和产物分布,评估催化剂的选择性。
三、催化剂活性测试方法的应用催化剂活性测试方法在化学工程领域有着广泛的应用。
它们可以用于新催化剂的筛选、催化剂性能的优化以及催化剂的工业化应用等。
1. 新催化剂的筛选催化剂活性测试方法可以用于新催化剂的筛选,通过评估催化剂在特定反应条件下的催化活性,选择出具有优良性能的催化剂。
化学反应工程实验化学反应工程实验河北科技大学化学与制药工程学院化学反应工程课程组实验1 二氧化碳甲烷化反应动力学的测定一、实验目的测定催化剂的反应动力学数据及确定动力学方程中各参数值是化学动力学研究的重要内容,也是工业反应器设计的基础。
本实验通过测定不同温度下、不同初始组成的二氧化碳甲烷化反应的转化率,掌握一种获得气固相催化反应速度常数以及吸附平衡常数的定方法。
二、实验原理二氧化碳与水蒸汽在镍催化剂存在下,进行如下甲烷化反应:2242298CO +4H =CH +2H O 16508kJ/mol H .∆=-催化剂以氧化镍为主要成分,三氧化二铝为载体,氧化镁或三氧化二铬为促进剂,在使用前,需将氧化镍还原成具有催化活性的金属镍。
反应的动力学方程为:()222222222213CO CO H CO 2CO CO H H H O H Od mol CO /(s g cat.)d 1/N kp p r WKp K p K p =-=⋅+++220CO 0CO d d d 224d N V y x W.W-=()22222222213CO H 00CO CO CO H H H O H Od 224d 1/kp p x .W V y K p K p K p ∴=+++ 分离变量并积分得:()222222222CO CO H H H O H O0CO130CO H 1d 224x/Kp K p K p V y W x .kp p +++=⎰因为二氧化碳甲烷化反应为变体积的反应,各组分分压可表示为(假设混合气体在低压下符合道尔顿分压定律):222222222222222200CO CO CO CO CO 00H O H O CO CO CO 000H H H CO CO CO (1))2(1)(4)(1)p py py x y x p py py x y x p py p y y x y x δδδ⎧==-+⎪⎪==+⎨⎪==-+⎪⎩ 以上各式中,k 为反应速度常数;222(=CO , H O, H )i K i 为各组分的吸附平衡常数;222CO H O H y ,y ,y 为反应物瞬时摩尔分率;222000CO H O H y ,y ,y 为初始反应物摩尔分率;0V 为进口混合气体流量,Nm 3/h ;W 为催化剂质量,g ;2CO δ为该反应的化学膨胀因子,这里为-2。
化学反应工程的实验研究随着社会的发展和工业的进步,化学反应工程成为了人们生产生活中不可或缺的一环。
化学反应工程指的是利用化学反应原理,将原材料转化成需要的化学物质的一种技术。
随着近年来工业技术的提升,化学反应工程技术的发展也越来越快速,实验研究成为了化学反应工程技术发展中的一个重要环节。
实验研究是化学反应工程技术发展的重要推动力之一。
它通过实验数据的分析和比对,得到化学反应过程中的各种变量,为生产过程提供数据支持。
在实验研究中,我们可以了解化学反应过程中的各种因素,比如反应速率、化学物质的浓度、反应温度等等,通过这些因素之间的变化,我们可以得到不同反应条件下的化学反应数据。
这些数据能够帮助我们更好地掌握化学反应过程,进而改良生产工艺,提高生产效率。
化学反应工程的实验研究有很多内容,如实验室试验、中试规模试验、工业规模化试验等等。
实验室试验是我们在化学反应工程这个领域的最基础的实验研究。
在实验室中,我们通过操控实验装置,控制反应变量,对不同反应条件下的化学反应数据进行分析和比对。
中试规模试验指的是将实验室实验的数据放大到一定规模,对实验数据进行再次的验证和比对。
工业规模化实验是将实验室和中试规模试验的数据再次放大到工业生产的实际环境中进行研究。
在实验研究中,选择正确的实验装备也是至关重要的一环。
实验装备的选择对于实验数据的准确性和实验过程的安全性都有着很大的影响。
通常情况下,对于某些化学反应数据,我们需要一些特殊的仪器来进行分析。
比如常用的核磁共振仪、质谱仪、荧光光谱仪等,这些仪器不仅能够准确地分析化学反应中的各种数据,而且在实验过程中能够保证实验人员的安全。
除此之外,实验研究中实验人员也很重要。
实验人员负责整个实验过程中仪器设备的操作和数据处理。
因此实验人员的操作技能、实验经验以及数据处理能力也是十分重要的。
有些化学反应过程中反应的产物非常危险,操作不当会造成严重后果,因此实验人员需要有良好的安全意识和操作经验。
化学反应动力学实验实验目的:通过研究化学反应速率随时间变化的规律,了解反应动力学的基本概念和实验方法,掌握动力学实验的操作技能。
实验原理:化学反应动力学是研究反应速率与反应物浓度、温度、压力等因素之间的关系。
反应速率通常用反应物浓度随时间的变化率来表示,在实验中可以通过测定反应物浓度随时间变化的曲线来确定反应的速率。
实验仪器与试剂:1. 反应容器:选择合适的反应容器,如试管、烧杯等。
2. 温度控制设备:如恒温槽或恒温器。
3. 进样设备:如滴管或注射器。
4. 反应物:根据实验设计选择适合的反应物,如酸碱、氧化还原试剂等。
5. 指示剂:用于监测反应进程的颜色变化,如酸碱指示剂。
实验步骤:1. 准备实验器材和试剂,并按要求调整温度。
2. 取一定量的反应物A和B,将其加入反应容器中。
3. 将指示剂添加到反应容器中,并充分混合。
4. 开始计时,记录反应物浓度随时间的变化。
5. 观察反应过程中的颜色变化,根据需要进行补充反应物。
6. 实验结束后,清洗实验器材并记录实验数据。
实验数据处理:1. 绘制反应物浓度随时间的变化曲线。
2. 根据曲线确定反应速率。
3. 分析实验数据,探究反应速率与反应物浓度和温度的关系。
实验注意事项:1. 实验过程中需戴上实验手套和护目镜,确保安全。
2. 操作时应注意准确使用仪器,避免误操作。
3. 确保反应容器密封良好,避免溶液的挥发和外界物质的干扰。
4. 实验后要及时清洗实验器材,保持实验环境的整洁。
实验结果与讨论:根据实验数据,我们可以绘制出反应物浓度随时间变化的曲线。
通过曲线的斜率可以确定反应速率,并进一步分析反应速率与反应物浓度和温度的关系。
结论:通过化学反应动力学实验,我们得到了反应物浓度随时间变化的曲线,并通过斜率确定了反应速率。
同时,我们也深入了解了反应速率与反应物浓度和温度的关系,为进一步研究化学反应动力学提供了基础。
总结:化学反应动力学实验是理解和掌握化学反应速率规律的重要实验之一。
化学反应工程实验河北科技大学化学与制药工程学院化学反应工程课程组实验1 二氧化碳甲烷化反应动力学的测定一、实验目的测定催化剂的反应动力学数据及确定动力学方程中各参数值是化学动力学研究的重要内容,也是工业反应器设计的基础。
本实验通过测定不同温度下、不同初始组成的二氧化碳甲烷化反应的转化率,掌握一种获得气固相催化反应速度常数以及吸附平衡常数的定方法。
二、实验原理二氧化碳与水蒸汽在镍催化剂存在下,进行如下甲烷化反应:2242298CO +4H =CH +2H O 16508kJ/mol H .∆=-催化剂以氧化镍为主要成分,三氧化二铝为载体,氧化镁或三氧化二铬为促进剂,在使用前,需将氧化镍还原成具有催化活性的金属镍。
反应的动力学方程为:()222222222213CO CO H CO 2CO CO H H H O H Od mol CO /(s g cat.)d 1/N kp p r WKp K p K p =-=⋅+++220CO 0CO d d d 224d N V y x W.W-=()22222222213CO H 00CO CO CO H H H O H Od 224d 1/kp p x .W V y K p K p K p ∴=+++ 分离变量并积分得:()2222222220CO CO H H H O H O0CO130CO H 1d 224x/Kp K p K p V y W x .kp p +++=⎰因为二氧化碳甲烷化反应为变体积的反应,各组分分压可表示为(假设混合气体在低压下符合道尔顿分压定律):222222222222222200CO CO CO CO CO 00H O H O CO CO CO 000H H H CO CO CO (1)(1)2(1)(4)(1)p py py x y x p py py x y x p py p y y x y x δδδ⎧==-+⎪⎪==+⎨⎪==-+⎪⎩ 以上各式中,k 为反应速度常数;222(=CO , H O, H )i K i 为各组分的吸附平衡常数;222CO H O H y ,y ,y 为反应物瞬时摩尔分率;222000CO H O H y ,y ,y 为初始反应物摩尔分率;0V 为进口混合气体流量,Nm 3/h ;W 为催化剂质量,g ;2CO δ为该反应的化学膨胀因子,这里为-2。
化学反应工程学的研究方法化学反应工程学是利用化学反应理论和工程原理进行化学过程设计、优化和控制的学科。
该学科的核心是反应动力学和反应器工程。
化学反应工程学的研究方法包括实验研究、数值模拟和理论分析。
以下将分别进行介绍。
实验研究实验研究是化学反应工程学最基本的研究方法。
通过实验可以直观地观察反应过程的各种参数变化情况,如反应速率、温度、压力、反应物浓度等。
这些参数对反应过程的影响可以通过实验进行分析和探讨,从而找出最优条件和控制方法,达到化学反应的最佳结果。
实验研究需要选择合适的实验装置和反应器。
在合适的条件下进行实验,通过对反应过程的记录和分析,得出反应动力学方程和反应器工程相关参数。
在实验结束后,还需要对实验结果进行处理和统计,并结合文献资料进行讨论和验证。
数值模拟数值模拟是通过计算机模拟的方式,对反应过程进行预测和优化。
数值模拟可以有效地节省实验成本和时间,其精度也与实验结果相当。
数值模拟的仿真程序通常基于实验数据和物理数学原理,通过计算机程序运算来预测反应过程的各种参数变化情况。
数值模拟需要精确地描述反应系统和反应过程,包括反应类型、反应动力学、反应器结构等。
采用数值模拟方法后,可以对反应过程各个环节进行合理设计,调整反应条件,以达到最优条件和最佳效果。
理论分析理论分析是在化学反应动力学和化学工程学等理论基础上,对反应过程进行定量分析和探究的研究方法。
理论分析可以揭示化学过程的本质及其反应机理,从而有效指导实验和数值模拟研究。
理论分析需要做好基本假设和模型的推导,并根据反应过程的实际情况进行修正和加工。
在理论分析中,需要根据反应物种类、量、温度、压力等条件预测反应过程的特性,给出反应动力学模型和反应器工程模型等理论模型,并对模型的真实性和可行性进行验证和修正。
结语化学反应工程学作为工业界和学术界的热门学科,其研究方法也在不断地优化和发展。
以上所介绍的实验研究、数值模拟和理论分析三种方法,都具有其独特的优势和局限性。
化学反应工程的研究与应用化学反应工程,指的是基于化学反应原理和工程技术的一门交叉学科,它涵盖了化学、物理、机械、电子等众多领域,同时也被广泛应用于许多工业领域。
化学反应工程的研究和应用不仅可以带来经济效益和社会效益,更能推动化学工程领域的进一步发展。
一、化学反应工程的基本原理化学反应工程的基本原理是建立在化学反应原理之上的,它需要了解反应物之间的化学性质和反应过程中的热力学、动力学、质量守恒和能量守恒等基本规律,这些规律都是合成反应或催化反应所需要的前提条件。
其中,热力学用于分析化学反应能够发生的条件和限制,动力学研究反应的速率和路径,质量守恒和能量守恒可以协助设计反应器的设计和操作参数的控制。
二、化学反应工程的应用化学反应工程广泛应用于许多工业领域,如石油化工、新能源、精细化学品、生物化学等,下面将分别介绍其中的应用。
1. 石油化工石油化工是化学反应工程最广泛应用的领域,它是石油加工和化学品生产的基础。
利用化学反应原理,可以制造出石油产品,如汽油、柴油、航空燃料、润滑油等,同时也可以生产出各种化学品,如塑料、橡胶、化肥等。
2. 新能源新能源是近年来的一个热门领域,化学反应工程在新能源领域也发挥了重要作用。
例如,通过化学反应可以制造出太阳能电池、燃料电池等,这些技术可以为新能源的开发和使用提供更多的选择。
3. 精细化学品精细化学品主要指的是在医药、食品、高级材料等领域使用的高附加值的化学品。
在这个领域中,化学反应工程能够为其高效、可控的生产提供技术支持。
例如,对于医药领域的药物合成,化学反应工程可以帮助设计出高效的反应器和操作方案,同时也可以协助优化产品的制造工艺,提高产品质量和产量。
4. 生物化学生物化学是化学反应工程在生物领域中的应用。
由于我们对于生命体系中的反应机理和机制的了解逐渐加深,因此生物化学领域也属于化学反应工程的研究范围之内。
化学反应工程在该领域中的应用可以帮助研究生命体系中的反应过程、基因调控、蛋白质合成等等。
实验一化学反应热的测定一、实验目的1. 掌握量热计热容的测定方法。
2. 掌握测定反应热的方法。
3. 学会作图处理数据的方法。
二、基本原理在一个孤立体系中,如果反应没有气体参加或气体产生,两种物质的溶液混合反应产生的热效应称为反应热。
反应热则反映在溶液温度的变化。
当反应放热时,体系的温度则升高;当反应是吸热时,体系的温度则下降。
本实验通过锌粉和硫酸铜溶液的反应测定反应热,反应如下:Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu + Q这个反应是放热反应。
每摩尔锌置换铜离子时所放出的热量就是这个反应的反应热,通过溶液的比热和反应过程中溶液的温升的测定进行计算,可以求得它的反应热。
计算公式如下:Q溶= ΔT·c s·V·d (1) 式中,Q-反应热(kJ·mol-1)溶T-温差(K) c s-溶液的比热容(J g-1K-1)V-CuSO4的溶液体积(mL) d-溶液的密度(g·mL-1)设反应前溶液中CuSO4物质的量为n mol·L-1则反应的摩尔焓变以kJ·mol-1计,则Δr H m = ΔT·c s·V·d/1000n (2) 设反应前后溶液的体积不变,则n = c(CuSO4)·V/1000若不考虑热量计的热容,则(2)式可写为:Δr H m = ΔT·c s·d/c(CuSO4)在标准状态下上反应的标准焓变的理论值为:Δr H m⊙= -218.66KJ·mol-11-温度计2-环形搅棒 3-塞子 4-保温图4-2 量热计 图4-3反应摩尔焓测定时温度随时间的变化三、主要试剂与仪器试剂:CuSO 4固体,Zn 粉(分析纯)。
仪器:量热计,台称,温度计(-5 — +50℃)。
四、实验步骤1、0.20 mol·L -1硫酸铜溶液的配制在台秤上称取约12.5 g CuSO 4·5H 2O 晶体,并将它倒入250 mL 烧杯中,加入少量蒸馏水,用玻璃棒搅拌,待硫酸铜完全溶解后,将此溶液转移至250 mL 容量瓶中,再用少量蒸馏水淋洗烧杯和玻璃棒2-3次,洗涤溶液也一并注入容量瓶中,最后加蒸馏水稀释至刻度,摇匀。
化学反应工程是建立在生产和科学实验基础上的一门学科,它不仅有完整的理论体系,而且具有一些独特的实验研究方法。
化学反应工程实验应达到如下教学目的:
加深对化学反应工程专业知识的理解与运用,学习并掌握各种仪器设备的安装、使用,熟悉化学反应工程中所学的原理,熟练掌握反应停留时间的测定和各种反应器的校正、使用。
连续流动反应器中的返混测定
通过单釜与三釜反应器中停留时间分布的测定,将数据计算结果用多釜串联模型来定量返混程度
掌握停留时间分布的测定方法;了解停留时间分布与多釜串联模型的关系;了解模型参数N的物理意义及计算方法。
反应精馏制备技术
设计反应精馏实验装置,将分离过程、传热过程与化学反应在精馏塔内有机耦合了解反应精馏是既服从质量作用定律又服从相平衡规律的复杂过程;掌握反应精馏的操作;能进行全塔物料衡算和塔操作的过程分析;了解反应精馏与常规精馏的区别;学会分析塔内物料组成的方法。
培养学生的开放性思维和动手能力。
反应精馏法是将化学反应过程与精馏分离过程同时进行生产产品的操作。
由于物理过程与化学过程同时存在,使过程更加复杂。
在实验教学过程中注重激发学生的学习热情和兴趣,采用引导、启发、讨论、讲授多种方式结合的方法,理论与科研的成果和需要结合。
在讲课中检查学生是否预习实验讲义,在实验过程中考察他们的动手能力和解决问题能力,要求他们认真记录和处理数据,完成实验报告并对实验现象进行讨论,对他们进行综合考核和评分。
以平时成绩为主。
视实验条件成熟与否,部分实验采用上机模拟或改用仿真实验系统进行。
以达到实验教学要求为目标,拓宽学生的认识,提高学生解决工程问题的能力,适应规模日益扩大且过程日益复杂的现代化工系统对计算机模拟和优化的需求在连续流动反应器中进行化学反应时,反应进行的程度除了与反应系统本身的性质有关外,还与反应物料在反应器中停留时间长短有密切关系。
停留时间越长,则反应越完全。
停留时间通常是指从流体进入反应器开始,到其离开反应器为止的这一段时间。
显然对流动反应器而言,停留时间不象间歇反应器那样是同一个值,而是存在一个停留时间分布。
造成这一现象的主要原因是流体在反应器内流速分布的不均匀,流体的扩散,以及反应器内的死区等。
停留时间分布的测定不仅广泛应用于化学反应工程及化工分离过程,而且应用于涉及流动过程的其它领域。
它也是反应器设计和实际操作所必不可少的理论依据。
一、实验目的加深对化学反应工程专业知识的理解与运用,学习并掌握各种仪器设备的安装、使用,熟悉化学反应工程中所学的固定床、流化床反应器的反应原理,熟练掌握反应停留时间的测定方法。
二、实验基本原理对各种流量计和反应器等化工生产和实验研究中常用的仪器设备,建立合理的实验装置,考察流量计和反应器的应用性能,从而掌握流量计和反应器的结构、操作过程和优化方法;通过对两种典型流体流动类型即活塞流、全混流进行停留时间测定,并根据各自的理论模型进行数据处理,掌握停留时间分布规律,从而加深对课本知识的理解。
化学反应工程实验课是专业基础技术课,是对学生所学《物理化学》、《化工原理》等课程知识的综合运用与时间,让学生理论联系实际,明确反应工程在工业生产中、科学研究和工程设计中的重要性,有一个比较完整的感性认识和理性认识,也是进行产品生产和科研开发的必要准备。
通过专业技术基础课实验,使学生牢固地掌握化学反应工程最基本的原理和计算方法,并能能够理论联系实际,提高对工业反应器进行设计与分析之能力。
为今后解决化工生产过程中和科学研究中遇到的各种化学工程问题打下良好的基础。
其主要目的如下:
(一)学习化学反应工程实验中基础数据的测定及测试监控所用的仪器、设备的使用方法等,并能根据物质基础数据本身的特殊性,选择适合自己使用的测试方法和仪器、设备等。
(二)掌握工程实验工艺流程的设计原则和方法,流程设备的安装及连接,监控指标及其测试方法。
(三)掌握用计算机编程处理动力学实验数据。
(四)掌握使用气相色谱仪进行物性分析的定性、定量方法,熟悉气相色谱在物性测定、含量测定等方面的应用。
(五)学会化学反应工程实验数据的测定和记录,利用所学知识对实验中取得的实验现象进行分析和解释,学会化学反应工程实验报告书写的内容及要求。
(六)了解当前科研的一些方向,了解一些生产过程新技术在实验中的应用及作用。
本课程的目的是培养学生掌握化学反应工程的专业实验技术与实验研究方法。
通过本课程的学习,使学生掌握化学反应工程专业实验的基本技术和操作技能、掌握化学反应工程实验研究的基本方法、培养学生分析和解决问题的能力、培养学生理论联系实际和实事求是的学风,同时提高学生的独立思考能力和创新能力。
化学反应工程是化学工程学科的一个重要组成部分,也是大学本科应用化学专业学生的必修课程之一。
化学反应工程课程的基本内容包括反应动力学和反应
器设计与分析两个方面。
本实验课程的教学内容是在此基础上,从应用的角度对基本反应器设计原理、所涉及到的动力学问题加以分析与实验验证。
结合本课程配备几个典型的反应工程实验,使学生打下扎实的基础,学会综合分析问题和解决问题的方法。
在实验教学过程中培养学生的实验技能和科学研究能力,引导学生利用化工过程技术与设备、实验方法学、现代测控原理等理论知识,分析和设计化工过程单元操作并独立完成实验,掌握先进的测量手段和计算机控制技术及计算机在化工实验教学中的应用,进而全面提高学生的创新能力和综合素质。
本课程内容包括与化学反应工程密切相关的基础传递数据测试和化学反应工程专业实验两个方面。
具体内容包括:
实验1反应器停留时间分布的实验测定:了解停留时间分布的实验测定方法及数据的处理方法;通过脉冲示踪法测定实验反应器内示踪剂浓度随时间的变化关系;求出停留时间分布密度函数E(t)和停留时间分布函数F(t)、停留时间分布数学特征值---数学期望和方差。
实验2填料塔液相轴向混合特性测定:掌握矩量法估计Pe的方法,印证非理想流动的理论;测定不同液体流速对Pe的影响,求Pe d~Re L关系式;学习气相色谱工作站的部分使用方法。
实验 3 正丁烷氧化制顺丁烯二酸酐:学习固定床反应器的流程布置及一般设计原理,了解固体相催化反应中温度对反应的影响;掌握自动化控制仪表在实验中的应用,学会不同仪表的使用和温度设置。
实验 4 反应精馏制乙酸乙酯:了解反应精馏与普通精馏的区别;掌握反应精馏的实验操作;学习进行全塔物料衡算的计算方法;学会分析塔内物料组成。
实验5二组分体系的气液平衡:学习用沸点仪测定在一定大气压下苯及正庚烷双液系的气液平衡时气相与液相的组成及平衡温度,绘制温度-组成图,掌握确定双液系恒沸混合物的恒沸点的温度及相应组成的方法;学会阿贝折光仪的使用。
实验6苯酚结晶实验:了解结晶法的基本原理和步骤;了解结晶条件对结晶速度的影响。
实验7 正己烷-乙醇-水共沸精馏:了解共沸精馏的基本原理和实验装置的使用方法;训练设计实验方案的能力;熟练气相色谱仪的使用。
实验8 无机添加型阻燃剂低水合硼酸锌的制备:掌握低水合硼酸锌制备的原理和方法;学习高压反应釜的操作;学习热重分析的方法测定物质的热稳定性。