化工专业实验2-5讲解
化工原理实验讲义(liu)
目录绪论 (1)实验一雷诺实验 (3)实验二柏努利方程实验 (4)实验三流体流动阻力的测定 (6)实验四流量计校核实验 (10)实验五离心泵特性曲线的测定 (12)实验六恒压过滤常数的测定 (16)实验七传热实验 (18)实验八精馏实验 (24)实验九吸收实验 (26)实验十干燥实验 (30)绪论一、化工原理实验的特点《化工原理》是化工、食品、生物工程、环境工程等专业的重要技术基础课，它属于工程技术学科，故化工原理实验也是解决工程问题必不可少的重要部分。
面对实际的工程问题，其涉及的物料千变万化，操作条件也随各工艺过程而改变，使用的各种设备结构、大小相差悬殊，很难从理论上找出反映各过程本质的共同规律，一般采用两种研究方法解决实际工程问题，即实验研究法和数学模型法。
对于实验研究法，在析因实验基础上应用因次分析法规划实验，再通过实验得到应用于各种情况下的半理论半经验关联式或图表。
例如找出流体流动中摩擦系数与雷诺准数和相对粗糙度关系的实验。
对于数学模型法，在简化物理模型的基础上，建立起数学模型，再通过实验找出联系数学模型与实际过程的模型参数，使数学模型能得到实际的应用。
例如精馏中通过实验测出塔板效率将理论塔板数和实际塔板数联系起来。
可以说，化工原理实验基本包含了这两种研究方法的实验，这是化工原理实验的重要特征。
虽然化工原理实验测定内容及方法是复杂的，但是所采用的实验装备却是生产中最常用的设备和仪表，这是化工原理实验的第二特点。
例如流体阻力实验中，虽然要测定摩擦系数与雷诺数及相对粗糙度的复杂关系，但使用的却是极其简单的泵、管道、压力计、流量计等设备仪表。
化工原理实验的这些特点，同学们应该在实验中认真体会，通过化工原理实验对这些处理工程问题的方法加深认识并初步得以应用。
1二、化工原理实验的要求1.巩固和深化理论知识。
化工原理课堂上讲授的主要是化工过程即单元操作的原理，包括物理模型和数学模型。
这些内容是很抽象的，还应通过化工原理实验及实习这些实践性环节，深入理解和掌握课堂讲授的内容。
专业实验讲义
m h K (kg / m 2 ) ，处理数据时绝对不能混淆。 A 0.00069998 h 那么任一温度，压力下六氟化硫的比容为： V K
式中 △h= h – h0 h——任意温度、压力下水银柱高度； h0——承压玻璃管内径顶端刻度。
hA 0.00069998m 3 / kg m
F ( p,Vm , T ) 0 ，或 T T ( p,Vm ) ， Vm V ( p, T ) 。
本实验就是根据上式，采用等温方法来测定六氟化硫的 P、V 之间的关系从而找出六氟 化硫的 P—V—T 的关系。
三、预习与思考
（1）明确实验目的和实验步骤 （2）明确实验要测定的参数。 （3）饱和液体、饱和蒸汽、汽液平衡、临界现象等基本概念。 （4）纯物质的 P-V 图中反映的 PVT 行为。
I
河北工业大学 化工学院 化学工程与工艺专业实验讲义
实验一 流体 PVT 性能关系测定和临界状态观测
一、实验目的
（1）了解六氟化硫临界状态的观测方法，增加对临界状态概念的感性认识。 （2）加深对理论课所讲的工质的热力学状态：凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解。 （3）掌握六氟化硫的 P—V—T 关系的测定方法，学会用实验测定实际气体状态变化规律的 方法和技巧。 （4）学会活塞式压力计，恒温器等部分热工仪器的正确使用方法。
二、实验原理
对于真实气体，因分子间引力的作用，若把实验温度降到一定程度后，将会出现液化现 象，如果对真实气体的 PVT 行为作一完整的测定。就能进一步反映出真实气体的液化过程 及另一重要的物理性质——临界点。 对理想气体 P—Vm 图上的恒温线应为“PVm = RT = 常数”的曲线，不同温度只是对应 的常数不同而已。然而，对于真空气体，恒温线一般分为三种类型：即 t > tc、t = tc、t < tc （tc 为临界温度） 。对六氟化硫来说，分类的的温度界线是 45.5℃。 对简单可压缩系统，当工质处于平衡状态时，其状态分布函数 P 、 Vm 之间有：
化工专业化工原理实验---过滤
实验二 过滤实验1 实验目的（1）了解过滤设备的构造和操作方法。
（2）掌握过滤问题的简化工程处理方法。
（3）测定在恒压操作时的过滤常数K ，q e ，τe ，并以实验所得结果验证过滤方程式，增进对过滤理论的理解。
（4）改变压强差重复上述操作，测定压缩指数s 和物料特性常数k （选做）。
2 基本原理过滤过程是将悬浮液送至过滤介质及滤饼一侧，在其上维持另一侧较高的压力，液体则通过介质而成滤液，而固体粒子则被截留逐渐形成滤饼。
过滤速度由过滤介质两端的压力差及过滤介质的阻力决定。
过滤介质阻力由二部分组成，一为过滤介质，一为滤饼（先沉积下来的滤饼成为后来的过滤介质）。
因为滤饼厚度（亦即滤饼阻力）随着时间而增加， 所以恒压过滤速度随着时间而降低。
对于不可压缩性滤饼，在恒压过滤情况下，滤液量与过滤时间的关系可用下式表示：2e e ()(+) q q K θθ+= （2.1） （2.1）式中：q —单位过滤面积获得的滤液体积，m 3/m 2；q e —单位过滤面积的虚拟滤液体积，m 3/m 2；θ—实际过滤时间，s ；θe —虚拟过滤时间，s ；K —过滤常数，m 2/s 。
将（2.1）式微分，可以得到:e 22d q q dq K Kθ=+ （2.2） 当各数据点的时间间隔不大时，d θ/ d q 可以用增量之比△θ/△q 来代替，即:e 22q q q K Kθ∆=+∆ （2.3） 式（2.3）为一直线方程。
试验时，在恒压下过滤要测定的悬浮液，测出过滤时间θ及滤液累积量q 的数据，在直角坐标纸上标绘△θ/△q 对q 的关系，所得直线斜率为2/K ，截距为2q e /K ，从而可以分别得到K 和q e 。
式（2.1）中的θe 可由下式获得：2e e q K θ= （2.4）其中，过滤常数K 的定义式为：1=2s K k p -∆ （2.5） 将式（2.5）两边取对数，得到：l g =(1)l g ()l g K s p k -∆+ （2.6） 因为s 为常数，k ＝1/(μr 0v )，k 也为常数，故在双对数坐标体系中，K 与△p 为线性关系，直线的斜率为1-s ，截距为lg(2k )，由此可分别计算出压缩性指数s 和物料的特性常数k 。
《精细化工专业综合实验》课程教学大纲(本科)
《精细化工专业综合实验》课程教学大纲英文名称：Experiments in Fine Chemical Engineering课程类型：实践教学课程要求：必修学时/学分：64/4适用专业：应用化学一、课程性质与任务1.课程性质本课程是应用化学(精细化工)专业的专业必修课。
通过实验，培养学生理论联系实际的工作作风、实事求是、严格认真的科学态度和良好的工作习惯，训练和提高学生对精细化学品合成工艺、复配技术的实验操作技能、实验设备仪器的使用能力，以及验证和巩固教材讲授的基础理论和基本知识，从而掌握主要类型精细化学品的合成方法，为培养学生分析问题、解决问题的能力奠定必要的技术基础。
2.课程任务通过本课程的学习，使学生熟悉精细化学品合成工艺的基本实验原理和技能，掌握精细化工工艺过程的操作方法，提高运用各种常见实验设备仪器的能力，掌握进行科学研究的实验过程和一些工艺参数的测试方法，使学生具有进行精细化学品产品开发、实验研究设计的能力。
并在进行实验过程中训练和培养学生严谨的科学素质和实事求是的工作作风。
(1)要求学生了解数据处理的基本知识，具有正确处理实验数据的初步能力。
(2)了解常用仪器的构造与性能，学会其使用方法。
如密度计、分光光度计、酸度计、熔点测定仪、电动搅拌、恒温水浴、阿贝折射仪、循环水真空泵、常用电源和光源等。
在进行以上各项基本训练的过程中，重视对实验现象的观察与分析，引导学生运用理论去指导实践，解决实验中出现的问题。
(3)通过实验的基本训练，要求学生做到：a.自行完成预习、实验操作与数据记录、独立撰写实验报告；b・能够安排常用实验装置和仪器，掌握基本的操作技术；c.熟悉实验中基本的实验方法和分析方法。
(4)开设一定数量的综合性实验，以提高学生进行综合性实验的能力。
(5)开设少量设计性实验，使学生在实验方法的选择、实验仪器的选配、实验条件的确定等方面受到初步的创新思维训练。
(6)贯彻因材施教，对学有余力的学生增加拓展内容和选作内容。
化工专业实验全解
实验一二元气液平衡数据测定实验一. 实验目的1了解和掌握用双循环汽液平衡器测定二元系统汽液平衡数据的方法。
2．通过实验了解平衡釜的构造，掌握汽液平衡数据的测定方法和技能。
3．掌握二元系统平衡相图的绘制。
二. 设备的主要技术数据(一)平衡釜（如图一所示）(二)物系 (乙醇─正丙醇)1.纯度:分析纯. 乙醇沸点: 78.3℃; 正丙醇沸点:97.2℃.2.折光指数与溶液浓度的关系见表1。
对30℃下质量分率与阿贝折光仪读数之间关系也可按下列回归式计算:Ｗ＝58.844116－42.61325 ×nD其中Ｗ为乙醇的质量分率; nD为折光仪读数 (折光指数).由质量分率求摩尔分率(ＸＡ):乙醇分子量ＭＡ＝46; 正丙醇分子量ＭB＝60BAAAAAAMWMWMWX)](1[)()(-+=三. 实验设备的基本情况实验设备流程示意图: 见图一所示.四. 实验方法及步骤1.将与阿贝折光仪配套的超级恒温水浴(用户自备)调整运行到所需的温度,并记下这个温度(例如30℃).2.测温管内倒入甘油，将标准温度计插入套管中。
3.配制一定浓度(体积浓度10％左右)的乙醇─正丙醇混合液(总容量50毫升),然后倒入平衡釜中。
4.打开冷凝器冷却水,接通电源缓慢加热，冷凝回流液控制在每秒2-3滴。
稳定回流20分钟，以建立平衡状态。
5.达到平衡时停止加热，用微量注射器分别取两相样品用阿贝折光仪分析其组成。
6.从釜中取出6毫升液体后，在补充6毫升的乙醇溶液，重新建立平衡。
7. 所加溶液视上一次的平衡温度定，以免实验数据点分布不均。
8. 检查数据合理后, 停止加料并将将加热电压调为零。
停止加热后10分钟,关闭冷却水,一切复原。
五. 使用本实验设备应注意事项1. 本实验过程中要特别注意安全,实验所用物系是易燃物品,操作过程中避免洒落以免发生危险。
2. 本实验设备加热功率由电位器来调解,固在加热时应注意加热千万别过快,以免发生爆沸(过冷沸腾),使液体从平衡釜冲出,若遇此现象应立即断电。
化工实验知识点总结
化工实验知识点总结一、化工实验概述化工实验是化学工程专业学生学习过程中必不可少的一部分，它旨在通过实验操作，观察现象，测定数据，验证理论和提高学生实践能力。
化工实验通常包括基础实验、综合实验和设计实验三个方面，内容涵盖物质的性质与变化、化工工艺流程、设备操作等方面。
化工实验是化学工程专业学生培养综合素质和专业技能的一个重要手段，对于提高学生的实验操作能力、创新能力和实践能力有着重要作用。
二、化工实验知识点1. 实验室安全实验室安全是化工实验的首要保障，学生在进行化工实验前必须了解实验室的安全规定、安全设备的使用方法以及常见的实验安全事故处理方法。
学生应严格按照实验室安全规定进行实验操作，戴好安全护具，规范操作步骤，确保实验室的安全环境。
2. 基础实验基础实验是化工专业学生学习过程中的重要组成部分，主要包括物质的性质与变化、基本化学反应、化合物的制备与分离、溶液的稀释与调节、酸碱滴定以及颜色指示剂的选择等实验内容。
通过基础实验，学生可以了解化学知识的基本原理，学会基本的实验操作技能，积累实验数据，为后续综合实验和设计实验奠定基础。
3. 综合实验综合实验是对学生综合运用学过的基础知识和实验技能进行实际操作和数据处理的一种综合性实验，通常包括化学工艺模拟、物质性质表征、化学反应动力学、反应动态平衡、分离提纯技术等内容。
综合实验要求学生在独立或小组合作的情况下，制定实验方案、设计实验过程、进行实验操作，并对实验结果进行分析和总结。
4. 设计实验设计实验是化工实验的高级形式，旨在培养学生独立思考和创新能力，通常包括新材料的合成、反应工程的设计、化工生产过程的仿真模拟、工艺流程的优化改进等内容。
设计实验要求学生能够提出可行的实验方案，进行实验验证，得出科学结论，为实际生产提供理论依据。
5. 仪器设备化工实验通常需要使用各种仪器设备，如天平、分光光度计、pH计、离心机、反应釜、蒸馏设备等。
学生应了解不同仪器设备的使用原理和操作方法，并能够正确操作和维护仪器设备，确保实验操作的准确性和安全性。
《化工原理实验》教案精选全文
思考题
（1）请分析比较萃取实验装置与吸收、精馏实验装置的异同点？
（2）说说本萃取实验装置的转盘转速是如何调节和测量的？从实验结果分析转盘转速变化对萃取传质系数与萃取率的影响。
（3）测定原料液、萃取相、萃余相的组成可用哪些方法？采用中和滴定法时，标准碱为什么选用KOH－CH3OH溶液，而不选用KOH－H2O溶液？
实验原理的讲解要结合教材；
超临界萃取装置的流程及构造和操作
难点
设备结构与实验操作;
注意事项
实验过程中必须时刻注意仪表的指示，防止出现过压问题。
注意按操作说明进行操作。
实验报告要求
（1）记录原理数据。
（2）进行数据处理并在坐纸上绘制液－固及气－固系统的△P～u关系曲线。
思考题
（1）什么是超临界状态？
（2）实验过程中应如何调节阀门，使每个釜内压力维持所需状态？
（3）该装置有哪些方面的应用？
《化工原理实验》教案
授课内容
实验六膜分离实验
授课对象
应用化学专业
学时安排
4学时
目的要求
（1）了解膜的结构和影响膜分离效果的因素，包括膜材质、压力和流量等。
（2）了解膜分离的主要工艺参数，掌握膜组件性能的表征方法。
（3）掌握膜分离流程，比较各膜分离过程的异同。
（4）掌握电导率仪、紫外分光光度计等检测方法。
（2）在双对数坐标纸上绘图表示二氧化碳解吸时体积传质系数、传质单元高度与液体流量的关系。
（3）列出实验计算结果与计算示例。
思考题
1．本实验中，为什么塔底要有液封？液封高度如何计算？
2．能否用自来水代替高位槽水？为什么？
《化工原理实验》教案
化工仿真实训实验报告(5篇)
化工仿真实训试验报告(5 篇)这是我进入我们化工厂实习的第五个月，很快我的实习就要完毕了，在这五个月的工厂实习里面，让我体验到了不同于学校的生活方式，让我渐渐地转变了我的生活状态：从一名稚嫩学生转变成了一名上班族，一名工厂员工！一、实习目的在大学里面，我学习的专业化工与制药，主要设计化学工艺的制作和原材料的生产等等。
这一块是格外留意工作阅历和技巧的，需要多做才行。
所以为了有很多上手的时机，让自己有更多的生产、玩法阅历，对各类化工原理的生产有确定的生疏，对各类化工装置有足够的了解。
二、实习公司根本介绍为了检验自己对化工制作学问的把握，以及更好的学习各类化工制作原理，20xx 年xx 月xx 日我进入到了xx 化工厂。
xx 化工厂主要是做炼油石化这一块的，由于化工生产或多或少对有一点的污染的，再加上工厂厂区需要的土地大，占地面积会比较广的缘由，所以工厂修建在xx 市xx 区的郊区，地理位置较偏僻。
我坐车去工厂的时候坐了好半天的车才到哪里，寻常也很少出去玩……由于交通不便。
三、实习具体内容入职签完实习协议后的第一天，并没有上班，而是将我们全部那一天来入职的员工召集到了面试大厅，对我们进展培训。
化工厂不必一般的电子厂，由于化工生产是比较危急的事情，不容许马虎，生产也必需要有确定的相关学问底子才行，需要的劳动力的素养比较高。
培训的时候，人事部的人就特地给我么介绍我们化工厂主要从事的生产范围，以及慎重地告知我们生产工作的时候，必需要认真，做好防护措施，戴好头盔手套，穿好厂里发的工作服才能进入厂房，否则觉察了就要罚款。
人事部的还特地针对我们戴眼镜的人说了，工作的时候确定要戴好眼睛，不然由于没看清楚造成生产失误就不好了，说当我们用手揉眼睛的时候，确定要先洗后，不然化工具有确定的腐蚀性简洁弄伤了眼睛。
严峻的态度，让我意识到了重要性。
在实习的这段时间里面，我主要从事的质量检测这一块的，就是当工厂的产品生产好了之后，都必需要经过我这一关的检测，检测合格之后才能回购打包运输出去。
化工专业实验操作及思考题
实验步骤 （1）以 39%（水） ，61%（乙醇）为原料，以乙二醇为萃取剂，采用连续操作进 行萃取精馏。在计量管内注入乙二醇，另一计量管内注入水－乙醇混合液 体。
（2）向釜内注入含少量水的乙二醇（大约 60ml） ，此后可进行升温操作。同时 开预热器升温，当釜开始沸腾时，开保温电源，通塔顶冷凝水，并开始加 料。控制乙二醇的加料速度为 100 ml hr （1 分钟 45 滴） ，水－乙醇液约为 1 分钟 15 滴，不断调节转子流量计的转子，使其稳定在所要求的范围。 （3）当塔顶开始有液体回流时，打开回流电源，给定回流值在 4：1 并开始用量 筒收集流出物料。 （4）当塔顶和塔底的温度不再变化时，进行取样分析。 （5）关闭各部分开关，无蒸汽上升时停止通冷却水。 思考题： 1、用普通精馏能否得到无水乙醇，萃取精馏是如何实现的？ 答案：由于乙醇和水形成恒沸物，因此在常压下进行普通精馏无法得到无水 乙醇。 萃取精馏中加入的萃取剂可改变乙醇与水之间的相对挥发度，从而可得到 无水乙醇。 2、萃取剂为何在塔的上部加入？ 答案：因萃取剂的沸点较高，挥发度小，在塔的上部加入可保证萃取剂在整个塔 内均有一定的浓度分布。 3、在一定回流比操作时，如何判断过程达到稳定，可进行取样分析？ 答案：在一定回流比操作时，当塔顶与塔釜的温度一段时间内不再变化时， 可断定过程已经稳定。 4、选择萃取剂的原则是什么？本实验选择何种物质作为萃取剂？ 答案：选取萃取剂的原则有（1）选择性要高（2）用量要少（3）挥发度要 小（4）容易回收（5）价格低廉。 本实验采用乙二醇为萃取剂。 5、乙醇含量由塔底至塔顶有何变化？ 答案：乙醇含量由塔底至塔顶逐渐增加。 6、回流比对塔顶冷凝负荷及产物纯度有何影响？ 答案：回流比增大，塔顶冷凝负荷增大，产品纯度增加。 7、萃取剂为何不在塔顶加入？ 答案：为了尽可能降低塔顶馏出液中萃取剂的含量。
化工原理实验讲义讲解
化工原理实验讲义专业:环境工程应用化学教研室2015.3实验一 流体机械能转化实验一、实验目的1、了解流体在管内流动情况下，静压能、动能、位能之间相互转化关系，加深对伯努利方程的理解。
2、了解流体在管内流动时，流体阻力的表现形式。
二、实验原理流动的流体具有位能、动能、静压能、它们可以相互转换。
对于实际流体， 因为存在内摩擦，流动过程中总有一部分机械能因摩擦和碰撞，而被损失掉。
所以对于实际流体任意两截面，根据能量守恒有：2211221222f p v p v z z H g g g g ρρ++=+++上式称为伯努利方程。
三、实验装置（d A =14mm ，d B =28mm ，d C =d D =14mm ，Z A -Z D =110mm ）实验装置与流程示意图如图1-1所示，实验测试导管的结构见图1-2所示：图1-1 能量转换流程示意图图1-2实验导管结构图四、操作步骤1.在低位槽中加入约3/4体积的蒸馏水，关闭离心泵出口上水阀及实验测试导管出口流量调节阀和排气阀、排水阀，打开回水阀后启动离心泵。
2.将实验管路的流量调节阀全开，逐步开大离心泵出口上水阀至高位槽溢流管有液体溢流。
3.流体稳定后读取并记录各点数据。
4.关小流量调节阀重复上述步骤5次。
5.关闭离心泵出口流量调节阀后，关闭离心泵，实验结束。
五、数据记录和处理五、结果与分析1、观察实验中如何测得某截面上的静压头和总压头，又如何得到某截面上的动压头？2、观察实验，对于不可压缩流体在水平不等径管路中流动，流速与管径的关系如何？3、实验观测到A、B截面的静压头如何变化？为什么？4、实验观测到C、D截面的静压头如何变化？为什么？5、当出口阀全开时，计算从C到D的压头损失？六、注意事项1．不要将离心泵出口上水阀开得过大以免使水流冲击到高位槽外面，同时导致高位槽液面不稳定。
2．流量调节阀开大时，应检查一下高位槽内的水面是否稳定，当水面下降时应适当开大泵上水阀。
化工原理实验报告-华东理工-华理
化工原理实验报告-华东理工-华理引言化工原理实验是化工专业学生的必修课程之一，通过实际操作和观察，加深对化工原理的理解。
本文是一个化工原理实验的实验报告，实验地点为华东理工大学华理实验室。
实验目的本次实验的主要目的是通过对不同物质的混合溶液进行分离和纯化，学会化工实验中基本的分离技术，并掌握相关实验仪器的使用方法。
实验原理化工实验中常用的分离技术包括蒸馏、结晶、萃取、吸附等。
本次实验主要采用蒸馏法和结晶法进行分离和纯化。
蒸馏法蒸馏法是根据液体不同的沸点来进行分离的一种方法。
实验中，将混合溶液加热，在不同的沸点处收集蒸馏液，通过冷凝转化为液体。
较低沸点的组分首先蒸发，较高沸点的组分后蒸发，从而实现对混合溶液的分离。
结晶法结晶法是通过溶解度的差异使混合的溶质分离。
实验中，在适当的温度下，在溶液中添加稳定剂，使其溶解度降低，然后通过冷却或加热使其结晶沉淀。
通过过滤和洗涤，可以分离出纯净的溶质。
实验步骤1.准备实验所需的仪器和试剂。
2.将混合溶液加入蒸馏仪中，并搭建好蒸馏装置。
3.开始加热混合溶液，收集蒸馏液。
4.观察收集到的蒸馏液的性质并记录。
5.将蒸馏液通过冷凝管冷却并转化为液体，收集在容器中。
6.开始结晶实验，将蒸馏液加热至适当温度。
7.添加稳定剂，使溶液开始结晶。
8.冷却溶液，观察结晶沉淀的过程。
9.过滤结晶沉淀，将纯净的溶质收集。
实验结果经过蒸馏和结晶两次分离和纯化实验，成功得到了纯净的溶质。
通过观察和检测，确认了溶质的纯度和物理性质符合实验预期。
分析与讨论本次实验中采用了蒸馏和结晶两种常见的分离技术，通过实际操作，可以更加直观地了解分离原理，并学习到实验仪器的使用方法。
同时，通过对实验结果的分析，可以进一步加深对化工原理实验的理解。
结论化工原理实验是化工专业学生的重要课程之一，通过实验操作可以加深对化工原理的理解。
本次实验通过蒸馏法和结晶法的操作，成功实现了对混合溶液的分离和纯化。
从实验结果来看，得到的纯净溶质符合实验预期，说明实验操作和分离技术的正确使用是非常重要的。
化工原理实验指导书
化工原理实验指导书实验目的本实验旨在通过实验操作，加深对化工原理的理解，掌握化工实验的基本操作技能，培养实验分析和数据处理能力。
实验原理化工原理实验主要涉及到以下几个方面的内容： 1. 反应平衡和化学动力学 2. 热力学计算 3. 流体力学和传质过程 4. 反应器与过程控制 5. 传热过程实验器材和试剂1.实验器材：反应器、加热器、冷却器、分离仪器、计量仪器等。
2.试剂：根据实验要求使用不同的化学试剂。
实验步骤实验一：反应平衡和化学动力学1.准备反应器和试剂。
2.将试剂按照给定的比例加入反应器中。
3.根据实验要求设置反应温度。
4.开始反应，并记录实验过程中的温度、压力等数据。
5.根据实验结果分析反应平衡和化学动力学。
实验二：热力学计算1.准备热力学计算所需的实验数据。
2.计算化学反应的焓变、熵变和自由能变化。
3.根据计算结果分析反应的热力学性质。
实验三：流体力学和传质过程1.准备流体力学和传质实验所需的设备和试剂。
2.将试剂按照给定的比例注入传质设备中。
3.通过设备控制流体的流速和压力，并记录实验过程中的数据。
4.根据实验结果分析流体力学和传质过程的特性。
实验四：反应器与过程控制1.准备反应器与过程控制实验所需的设备和试剂。
2.将试剂按照给定的比例加入反应器中。
3.通过过程控制设备调节反应的温度、压力、流速等参数。
4.记录实验过程中的数据，并根据数据分析反应过程的控制效果。
实验五：传热过程1.准备传热实验所需的设备和试剂。
2.将试剂加热并通过设备控制传热过程的温度和压力。
3.记录实验过程中的数据，并根据数据分析传热过程的特性。
数据处理和实验分析在实验过程中，要认真记录实验数据，并根据数据进行分析和处理。
对于实验中的问题，要及时进行实验探讨和解决，并得出实验结论。
安全注意事项1.在实验操作过程中，要注意个人安全，避免直接接触危险试剂。
2.注意实验室卫生，保持实验环境整洁。
3.遵守实验室的操作规程，正确使用实验器材和试剂。
化工专业综合实验讲义
.化工专业综合实验讲义姓名————————————————班级————————————————组号————————————————同组同学————————————时间年月日成绩—————————————————XX工业大学化工学院化学工程专业实验室前言根据教育部教字[2001]4号《关于加强高等学校本科教育工作，提高教学质量的若干意见》的通知精神，我校决定在全校本科教学工作中全面贯彻落实。
为了进一步加强实践教学，注重学生创新精神和实践能力的培养，化工学院开设化工专业综合实验。
化学工程专业综合实验包括了催化剂制作、反应过程、分离过程及仪器分析等内容为主的大型实验。
综合实验是在原来专业实验基础上，增加新的内容，使原来的实验更能发挥学生的主观能动性。
实验中涉及的药品以及仪器、设备很多，包含的学科内容也非常广，其实验过程更是繁琐而复杂，难度之大、跨越时间之长，是以往任何实验不能相比的。
我们本着打牢基础，拓宽专业口径和就业渠道，注重学生的个性发展、应用能力和创新意识的培养，是以学生具有全面的综合的素质为出发点，在原有的专业实验的基础上，加设综合实验。
化工专业综合实验属于原专业实验（专业实验是毕修课，2.5学分），由于综合实验加入，占分量较大，因此，专业实验主要以综合实验为主要成绩。
一、实验的总体目标：1、培养学生动手能力综合实验用到的仪器多，操作步骤繁琐，有时需穿插进行操作，而且有些过程不是象以往实验一样，步步有说明，学生边看边做。
在这里学生要独立按照所学实验操作的知识，科学地进行实验内容，是对动手能力的一次很好的培养，也是一次大检阅。
2、培养学生严肃认真的科学态度。
本次实验，每步都有考核，因此学生要认真，做好实验记录，从科学实验的角度出发，实验方案或进行的每一步，要合理、安全、科学；每个现象的观察要仔细、要符合实际，既使是失败的或不理想的实验结果，也要实事求是，不能胡编乱凑。
因为有其它组平行做实验，可以相互借鉴、探讨，力求使实验结果达到最好。
新化工专业实验
实验一乙苯脱氢制苯乙烯一、实验目的：1、了解以乙苯原料，氧化铁催化剂，在固定床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、掌握本实验的工艺流程及工艺操作。
主要配置：微型隔膜计量泵、流量计、混合器、汽化器、反应器、气液分离器、冷凝器、温度仪表、压力仪表、湿式气体流量计、阀门、实验管道、不锈钢框架及控制屏。
技术参数：1、汽化温度300℃，脱氢反应温度540~600℃，水∶乙苯=1.5∶1（体积比）（50毫升氧化铁催化剂）。
2、泵为微型隔膜计量泵；最大流量：9L/h；冲程频率:120/minute；吸程：2m。
3、反应器：Φ20×650mm，不锈钢。
4、液体混合器：50 ml，不锈钢。
5、气液分离器：ф50×150mm，不锈钢。
6、冷凝器：ф40×400mm，不锈钢。
7、各项操作及压力、流量的显示、调节、控制全在控制屏板面进行。
8、框架为不锈钢材质，结构紧凑，外形美观，流程简单。
9、外形尺寸：1500×600×1700mm。
数据采集型（JK-TQYB/Ⅱ）：配计算机、微机接口和数据处理软件、温度传感器、温度巡检仪。
能在线监测温度实验数据。
二、实验原理1、本实验的主副反应主反应：副反应：在水蒸气存在的条件下，还可能发生下列反应：此外还有芳烃脱氢缩合及苯乙烯聚合生成焦油和焦等。
这些连串副反应的发生不仅使反应的选择性下降而且极易使催化剂表面结焦进而活性下降。
（1）影响本反应的因素 1）温度的影响乙苯脱氢反应为吸热反应，△H 0＞O ，从平衡常数与温度关系式20RTH T K ∆=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂P P ln 可知，提高温度可增大平衡常数，从而提高脱氢反应的平衡转化率。
但是温度过高副反应增加，使苯乙烯选择性下降，能耗增大，设备材质要求增加，故应控制适宜的反应温度为：540~600℃。
2）压力的影响乙苯脱氢为体积增加的反应，从平衡常数与压力的关系式γ∆P ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=∑ni n P K K 总可知，当>γ∆时，降低总压P 总可使K n 增大，从而增加了反应的平衡转化率，故降低压力有利于平衡向脱氢方向移动。
化工专业实验讲义
化学工程与工艺专业实验讲义化学工程与工艺专业教研室实验一二元汽—液平衡数据的测定 (1)实验二二氧化碳临界状态观测及P-V-T关系测定 (5)实验三三元液—液平衡数据的测定 (12)实验四乙苯脱氢制苯乙烯 (18)实验五煤油裂解制烯烃 (23)实验六填料塔液相轴向混合特性的测定 (26)实验七沸石催化剂的制备 (34)实验八反应精馏法制乙酸乙酯 (39)实验九恒沸精馏 (43)实验十填料塔分离效率的测定 (50)实验十一液膜分离法脱除废水中的污染物 (52)实验十二碳酸二甲酯生产工艺过程开发 (56)实验一二元汽—液平衡数据的测定汽液相平衡关系是精馏、吸收等单元操作的基础数据。
随着化工生产的不断发展，现有汽液平衡数据不能满足需要。
许多物系的平衡数据很难由理论直接计算得到，必须由实验测定。
平衡实验数据测定方法有两类，即直接法和间接法。
直接法中又有静态法、流动法和循环法等。
其中循环法应用最为广泛。
若要测得准确的汽液平衡数据，平衡釜是关键。
现已采用的平衡釜形式有多种，且各有特点，应根据待测物系的特征，选择适当的釜型。
用常规的平衡釜测定实验数据，需样品量多且测定时间长。
本实验用的小型平衡釜主要特点是釜外有真空夹套保温，可观察釜内的实验现象且样品用量少，达到平衡速度快，因而实验时间短。
一、实验目的1.测定常压下乙醇（1）－水（2）二元汽液平衡数据2.通过实验了解汽液平衡釜的构造，掌握二元汽液平衡数据的测定方法和技能。
3.应用计算机将lewis和colburn二人对乙醇（1）——水（2）在常压下测定的数据用Wilson方程回归得的能量参数，对于自己所得的数据的准确性进行校验。
二、实验原理和计算关联公式以水循环法测定气液平衡数据的平衡釜类型有多种多样，但基本原理都一样，如图1-1所示，当体系达到平衡时，A容器的温度不变，此时A和B中的组成不随时间变化，此时从A和B容器中取样分析，可以得到汽液平衡数据。
根据汽液平衡原理，当汽液两相达到平衡时，除了两相的温度，压力相等之外，任一组在两相中的逸度必须相等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5. 改变体系组成，再次建立平衡，确定样品组成，记录实验数据
基于首次体系平衡温度，选择合适的纯溶剂，建立合适的温度分布 点，确定苯的t-x-y相图
废液
纯溶液
6. 实验完毕，关掉电源和水源(将电流旋钮调至最小)
组号
1 2 3 4 5
表1 苯-正庚烷二元气液相平衡实验原始数据
主温度/℃
辅助温度 /℃
determination of vapor-liquid equilibrium
纯组分在常压下的沸点 ( 苯：80.1 ℃ 正庚烷：98.4℃)
F=C-P+2
对于二元气液平衡体系，组分数C=2，相P=2
F=2
体系四个变量（温度、压力、汽相组成、液相组成） 指定两个变量，则体系的状态即可确定。
气液平衡 气相可视为理想气体 液相为非理想溶液，且忽略压力对液体逸度的影响
吸光度的测定方法（510nm）
1. 加料
2. 启动泵（40Hz），调节浓缩液出口 阀门开度，使原料液在0.02MPa下以 一定的流量下流经膜组件，20分钟后 分别取透过液与浓缩液进行比色分析。
调节 流量4
启动键2
电源键1
浓缩液出口阀门4 （调节压力）
调频旋钮3
透过液
浓缩液
3. 固定流量，升高压力（0.03Mpa、0.04Mpa），20分钟后分别取透过液与浓 缩液适量进行比色分析。
体系的平衡温度与苯的含量有何关系？ Ans：体系中苯的含量越高，平衡温度越低。
二元汽液平衡数据的测定
超过滤膜分离
反应精馏制乙酸乙酯 萃取精馏制无水乙醇
超滤是介于MF和NF之间的一种与膜孔径大小相关的筛分过
程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在
一定的压力下，当原料液流过膜表面时，超滤膜表面细小的
yi pi0 xi i p0
2
yi 1 ＜104
i1 是
结束程序，返回温度和组成
调整温度T
否
用非线性最小二乘法拟合：matlab拟合程序如下
function xLsqnonlin
bb0=[1,1]
[bb,resnorm,residual]=lsqnonlin(@Funlv,bb0)
y2=[1-y1 1- y2 1-y3 1-y4 1-y5];
p10=[p11 p12 p13 p14 p15]; p20=[p21 p22 p23 p24 p25];
residual—yi偏差值
for i=1:5 F(i)=y1(i)-p10(i)*x1(i)/760*exp(-
log(x1(i)+bb(1)*x2(i))+x2(i)*(bb(1)/(x1(i)+bb(1)*x2(i))-...
聊城大学2011级化工专业实验讲义
二元汽液平衡数据的测定
超过滤膜分离 反应精馏制乙酸乙酯 萃取精馏制无水乙醇
蒸汽循环线 冷凝器
蒸汽
加 热
A
凝液
B
液体循环线
一定压力下， 控制不同液相 组成，得到温 度t与液相组成 x和气相y组成 的t-x-y数据。
图1 循环法测气液平衡的原理图 Fig.1 Schematic diagram of balancing method for
end
5）用实际值与计算值绘制苯的温度-组成图（t-x-y）
t平衡 x-折光法（阿贝折射仪） y-y测量值 y计算值（Wilson方程）
影响气液平衡测定准确度的原因有那些？ Ans：①装置的气密性；②平衡温度的读取；③由阿贝折射仪读取混和液折射率 的误差；④在阿贝折射仪工作曲线上由折射率读取气液相组成存在读数误差；⑤ 取样时气液是否达到平衡；⑥是否选取了合理的取样点。
bb(2)/(x2(i)+bb(2)*x1(i))));
end
for i=6:10
j=i-5
F(i)=y2(j)-p20(j)*x2(j)/760*exp(-log(x2(j)+bb(2)*x1(j))+... x1(j)*(bb(2)/(x2(j)+bb(2)*x1(j))-bb(1)/(x1(j)+bb(1)*x2(j))));
2. 加料。平衡釜内加入一定浓度的正庚烷（约55mL）-苯（5mL） 混合液打开冷却水，安放好加热器，接通电源。
3. 开始时加热电流0.1A加热，5分钟后给到0.2A，再等5分钟后慢 慢调到0.25A左右即可，以平衡釜内液体能沸腾为准。冷凝回流 液控制在每秒2-3滴，稳定回流15分钟左右，以建立平衡状态。
修正值 （℃）
0.01 0.07 0.10 0.12 0.09 0.05 0.08 0.07 0.07 0.09 0.08
以84℃为例，该温度下的修正温度计算过程：
85 80 = 84 80 0.07 0.08 t修正值 0.08
③ t实际的计算
t实际 =t主 t校正值 t修正值
接近正庚烷的沸点 加入苯 （98.4℃）
低温到高温 高温到低温
4. 确定样品组成
气相取样
液相取样
气液相同时取样
阿贝折射仪(折光法)
苯的折光率与样品组成 （mol%）的标准曲线图
二元汽液平衡数据的测定实验何时进行取样分析？ Ans：实验中混合液沸腾后，冷凝液回流为每秒2~3滴，15分钟内沸腾的混 合液温度基本稳定时，进行取样分析。
聚砜中空纤维膜
离E心-2 泵
图2 超滤膜分离实验流程图
实验步骤
1. 加料。配50mg/L的溶液 20-30L，倒入料液槽中； 2. 调节浓缩液出口阀门开度，启动泵，原料液在0.02MPa下，一定的流量下流 经聚砜中空纤维膜组件，20分钟后分别取透过液与浓缩液适量进行比色分析。 3. 固定流量，升高压力（主要通过调节浓缩液出口阀门开度），原料液在 0.03MPa下流经聚砜中空纤维膜组件，20分钟后分别取透过液与浓缩液适量进 行比色分析。 4. 重复步骤3，即总共测取原料液及3个压力下的透过液与浓缩液的吸光度； 5. 将清水槽中放适量蒸馏水（约10L），打开相关阀门后，在一定压力和较大 流量下冲洗中空纤维膜，目的消除浓差极化现象，关闭电源。
表2 水银温度计显示值及修正值对应表（实验给定） Tab.2 The measured value on mercury thermometer and corresponding corrected value
（from experiment）
温度计示值 （℃）
50
55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
lg
pi0
Ai
Bi Ci t
pi0 10 Ai Bi Ci t
表3 苯和正庚烷的安托尼常数 Tab.3 Antoine factor of benzene and n-Heptane
组分 苯
Ai 6.87987
Bi 1196.76
Ci 219.161
t范围（℃） 15～84
正庚烷
折光法分析两相组成
温度校正
图2 气液平衡釜示意图 Fig.2 Schematic diagram of vapor-liquid equilibrium still
1. 检查整个系统气密性。用与系统相连的针筒与系统相连，转 动三通阀使系统与大气隔绝，针筒缓缓抽出一点压力，U型管两 侧液柱差不变时（说明系统是密闭的），然后再通大气。
pyi i xi pi0
1. 平衡釜一台 2. 阿贝折射仪一台 3. 超级恒温槽一台 4. 50-100℃十分之一的标准温度计
一支、0-50℃十分之一的标准温 度计一支 5. 试剂（苯、正庚烷）为优级品
平衡釜的选择原则：易 于建立平衡、样品用量 少、平衡温度测定准确、 气相中不夹带液滴、液 相不返混及不易爆沸等。
表3 苯-正庚烷二元气液相平衡的温度数据
组号
t主
t校正值 t修正值
t实际
1
2
3
4
5
/℃
ห้องสมุดไป่ตู้
2）用实验值做苯的温度组成t-x-y相图
实 际 温 度
苯的组成（x y■）
苯的t-x-y相图
苯 100% 80.1℃
0% 98.4℃
3）苯和正庚烷纯组分在不同温度下的饱和蒸汽压的计算
Antoine（安托尼）公式
6.89386
1264.37
216.64
3～127
4）Wilson方程采用非线性最小二乘法回归配偶参数Λ12 、Λ21
ln
py1 p10 x1
ln
x1 12x2
x2
x1
12 12x2
x2
21 21x1
ln
py2 p20 x2
ln
①： 蒸馏水（背景扣除）
②：原料液
① ②
③
③：透过液/浓缩液
④
特定波长 510nm
④：浓缩液/透过液
吸光度值 吸光度A与透 扣除蒸馏水 光率T切换 的吸光度
4. 适量蒸馏水（约10L）冲洗中空纤维膜，关闭电源。
注意事项
1. 固定流量，考查压力对截流率的影响。 2. 流量不宜过高，避免实验无法完成。 3. 利用分光光度计测量待测液的吸光度： 将测定光波长置于 510nm处，在10mL的试管中分别 加入5mL
Dragendoff试剂
二醇反应生成桔红色沉淀
醋酸缓冲溶液
蒸馏水
工艺流程
本实验将聚
乙二醇水溶
液-浓缩。料
液经水泵送
入预过滤器，
然后经流量
计调节流量
从下部进入
膜组件，可 分别得到透
原料液
过液和浓缩