甲醇制芳烃实验报告doc

甲醇制芳烃实验报告

篇一：化工实训实验报告

吉林化工学院化工过程模拟实训报告

题目：甲醇-水精馏分离过程模拟计算

教学院石油化工学院专业班级化工1302班学生学号1310111218学生姓名何迪指导教师刘艳杰

XX 年12月8日

1、软件功能简介

(1)全面的单元操作：包括气/液，气/液/液，固体系统和用户模型。 (2)将工艺模型与真实的装置数据进行拟合，确保精确的和有效的真实装置模型。 (3) 优化功能：确定装置操作条件，最大化任何规定的目标，如收率、能耗、物流纯度和工艺经济条件。 (4) Design Specification 功能: 自动计算操作条件或设备参数，满足指定的性能目标。

2、已知基础数据及分离任务

（1）已知基础数据

F1：35?C ，101kPa，1080 kg/hr的甲醇(52%w)-水(48%w)。F2：20?C ，150kPa，1000kg/hr 的甲醇(40%w)-水(60%w)。F3：25?C ，120kPa，1420kg/hr 的甲醇(60%w)-水(40%w)。

精馏塔进料流量：3000 kg/hr，进料温度60?C，压力150kPa。（2）分离任务

塔顶产品甲醇含量不低于99.9%(w)，塔底产品水含量不低于99.9%(w)。甲醇回收率不低于99.1%，水回收率不低于99.5%。 3、流程叙述

将温度为35 ?C，压力为101kPa，流量为1080 kg/hr 的甲醇(52%w)-水(48%w) 与温度为20 ?C，压力为150kPa，流量为1000 kg/hr的甲醇(40%w)-水(60%w)及温度为25 ?C，压力为120kPa，流量为1420kg/hr的甲醇(60%w)-水(40%w)在混合器M0101中混合。将混合后的物料经分流器S0101分流出3000kg/hr由泵P0101打入换热器E0101，在换热器中将物料加热至60 ?C后，进入精馏塔T0101进行甲醇-水混合液的精馏分离，经精馏后塔顶得到99.9%的甲醇，塔釜得到99.9%的水。流程图见图1所示。

图1 甲醇-水分离流程图

4、模拟计算过程的简述

4.1 模拟的全局设置（1）启动ASPEN

双击桌面的aspen软件快捷方式打开aspen。（2）单位制的选择

在新建页面选择General with Metric Units选项

（3）运行类型的确定

运行类型选择 Flowsheet，确认创建aspen文件。

（4）组分的输入

将本组流程命名为学号18，并且Input Data为METCHE，Output Result为METCHE。

在组分输入中输入组分 CH4O和H2O

（5）热力学方法的选择

4.2混合器的模拟计算

（1）模型

（2）流股数据的输入

输入第一组物流F1为35C，101kPa，Total flow选择Mass并且流量为1080kg/hr，组分比例为CH4O占52％，H2O 占％。

48

输入第一组物流F2为20C，150kPa，Total flow选择Mass并且流量为1000kg/hr，组分比例为CH4O占40％，H2O占60％。

篇二：直接甲醇燃料电池实验报告

研究生专业实验报告

实验项目名称：被动式直接甲醇燃料电池学号： XX1002042姓名：张薇

指导教师：陈蓉

动力工程学院

被动式直接甲醇燃料电池

一、实验目的

1、了解和掌握被动式空气自呼吸直接甲醇燃料电池（DMFC）的基本工作原理；

2、了解和掌握对燃料电池进行性能测试的基本方法；

3、了解和掌握燃料电池性能评价方法；

4、观察和认识影响燃料电池性能的主要因素。

二、实验意义

燃料电池是一种将燃料的化学能直接转化为电能的能源转化装置，具有环境友好、效率高、工作安静可靠等显著优点，被誉为继核能之后新一代的能源装置。在众多燃料电池种类中，空气自呼吸式直接甲醇燃料电池（DMFC）因具有系统结构简单、能量密度高、环境友好、更换燃料方便、可

在常温下工作等优点，成为便携式设备最有前景的可替代电源，是电化学和能源科学领域的研究热点。本实验旨在对被动式空气自呼吸直接甲醇燃料电池进行实验研究，使同学们了解和掌握燃料电池测试的基本方法，加深对燃料电池基本工作原理的认识和理解。

三、实验原理

燃料电池是将燃料的化学能直接转化为电能的能源转化装置。一个典型的直接甲醇燃料电池的示意图如图1所示。

图1: 直接甲醇燃料电池的典型结构

从图1中可以看出，典型的直接甲醇燃料电池包括阳极扩散层、阴极扩散层、阳极催化剂层、阴极催化剂层、质子交换膜、集流体等部件。在被动式空气自呼吸直接甲醇燃料电池中，电池阳极发生的是甲醇的氧化反应：

CH3OH+H2O→CO2+6H++6e-，E0=0.046 V

（1）

电池阴极发生的是氧气的还原反应：

总反应式为：

CH3OH+3/2O2→CO2+2H2O，△ E=1.183 V （3）

在被动式直接甲醇燃料电池阳极，甲醇水溶液扩散通过

阳极扩散层到达阳极催化层，甲醇在阳极催化层被氧化，生成二氧化碳、氢离子和电子，如式（1）所示。氢离子通过质子交换膜迁移到阴极，电子通过外电路传递到阴极；在阴极侧，氧气通过暴露在空气中的阴极扩散层传输至阴极催化层，在电催化剂的作用下，氧气与从阳极迁移过来的质子以及从外电路到达的电子发生还原反应生成水，如式（2）所示。理论上直接甲醇燃料电池的开路电压能达到1.183 V，但实际上DMFC的开路电压一般只有0.7 V左右，其主要原因是部分燃料（甲醇）在浓度差的作用下渗透通过质子交换膜到达阴极引起了混合电位，这一过程被称为甲醇渗透（methanol crossover）。

另外从图1中还可以看出，在直接甲醇燃料电池阳极侧存在由甲醇氧化产生的二氧化碳气泡。另外在燃料电池阴极侧，由于氧气的还原反应会在阴极电极表面生成水滴。生成的水滴会聚集在空气自呼吸阴极表面，减小阴极电极与空气的接触面积，增大氧气的传质阻力，降低电池性能。3/2O2+6H++6e-→3H2O，E0=1.229 V （2）

四实验方案

1)准备好安装单电池的全部组件和待测试的MEA。

2)将金属夹板、金属电板、集流板、绝缘垫、MEA从下到上依次按照从阳极到阴极的顺序组装好。