35交 2013 化工 《专业实验1》实验大纲37

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1、《专业实验1》实验大纲课程编码：0412102301课程名称：专业实验1实验总学时数：30适用专业：化学工程与工艺开课教研室：化工教研室一、实验教学的目的和要求《化学反应工程实验》和《化工热力学实验》是专业基础技术课，是对学生所学《物理化学》、《化工原理》、《化学反应工程》和《化工热力学》等课程知识的综合运用与实践，让学生理论联系实际，明确反应在工业生产、科学研究和工程设计中的重要性，也是进行产品生产和科研开发的必要准备。通过专业基础课实验，使学生牢固地掌握化学工程最基本的原理，并能够理论联系实际，提高其对

2、工业反应器进行设计与分析的能力。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：（1）学习化学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。（2）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。（3）掌握用计算机编程处理动力学实验数据的方法。（4）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。

3、（5）学会化学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。（6）了解当前科研的一些方向，一些生产过程新技术在实验中的应用及作用。二、实验项目名称和学时分配序号实验项目名称学时数必/选开01流动反应器返混性能测定4必开02二氧化碳甲烷化反应动力学的测定4必开03微型气固相催化反应6必开04二氧化碳PVT关系6必开05汽液平衡数据的测定4必开06蒸汽压缩制冷循环6必开三、单项实验的内容和要求（包括实验分组人数要求）实验一流动反应器返混性能

4、测定（一）实验内容：通过脉冲示踪法在反应器入口加入示踪剂，然后通过测量反应器出口处示踪剂浓度c(t)随时间的变化，间接地描述反应器内流体的停留时间分布。（二）实验要求：1.实验分组为6-8人。2.通过实验了解停留时间分布测定的基本原理和实验方法。3.掌握停留时间分布的统计特征值的计算方法。4.学会用理想反应器的串联模型来描述实验系统的流动特性。实验二二氧化碳甲烷化反应动力学的测定（一）实验内容：本实验是以二氧化碳和氢气为原料、在镍催化剂作用下生成甲烷和水蒸气的反应。催化剂以氧化镍为主要成分，三氧化二铝为载体

5、，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。该反应为气相变体积的反应，可假设混合气体在低压下符合道尔顿分压定律，从而表示各组分分压。其中，反应速度常数和各组分的吸附平衡常数分别满足阿累尼乌斯方程和范特霍夫方程，利用积分反应器测定不同温度、不同入口初始组成时二氧化碳的出口转化率，转化率的计算值与实验值相对误差的平方和为目标函数，用参数估值的方法可得出各待定参数的值。（二）实验要求：1.实验分组为6-8人。2.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测定方法。3.掌

6、握确定动力学方程中各参数值的方法。4.学会分析温度和初始原料组成对二氧化碳甲烷化的影响。实验三微型气固相催化反应（苯加氢制环己烷）（一）实验内容：气固相微反应的工艺特点，气相色谱仪的操作规程及气体含量的检测方法，镍催化剂的活性评价及其活化再生。（二）实验要求。1.实验分组为6-8人。2.了解管式固定床反应器的结构特点，熟悉气固相微反应的工艺特点。3.掌握苯加氢催化反应催化剂的活性评价及活化再生等方法。4.熟悉气相色谱仪（FID检测）的操作规程及气体含量的检测方法。实验四二氧化碳PVT关系（一）实验内容：1.

7、测定二氧化碳的PVT关系，在P-V坐标图中绘出低于临界温度、临界温度和高于临界温度的三条等温曲线，并与标准实验曲线及理论计算值相比较，并分析差异原因。2.测定二氧化碳在低于临界温度时饱和温度与饱和压力之间的对应关系并与文献图中绘出的ts-ps曲线比较。3.观察临界状态：（1）临界状态附近汽液两相模糊的现象。（2）汽液整体相变现象。（3）测定二氧化碳的临界温度、临界压力、临界体积等临界参数并将实验所得的临界体积值与理想气体状态方程和范德华方程的理论值相比较，简述其差异原因。（二）实验要求：1.实验分组为6-8

8、人。2.了解二氧化碳临界状态的观测方法，增加对临界状态的感性认识。3.加深对课堂所讲的工质的热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解。4.掌握二氧化碳的PVT关系的测定方法，学会用实验测定实际气体状态变化规律方法和技巧。5.学会活塞式压力计、恒温器等部分热力仪器的正确使用方法。实验五汽液平衡数据的测定（一）实验内容：1.测定水－乙醇二元体系在常压下的气液平衡数据。2.了解平衡釜的构造，掌握用循法测定汽液平衡