《化学工程与工艺实验》教学大纲

《化学工程与工艺实验》教学大纲课程编号：B1020272课程性质：必修课程名称：化学工程与工艺专业实验学时/学分：50学时/2学分英文名称：ExperimentofChemicalEngineeringandTechnology考核方式：实验过程50%实验报告50%选用教材：《化学工程与工艺专业实验》，房鼎业、乐凊华、李福清编化学工业出版社大纲执笔人：乐清华先修课程：化工原理，化工热力学，化学反应工程，传递过程，分离工程大纲审核人：许志美适用专业：化学工程与工艺专业一、教学基本目标本课程是化学工程与工艺专业必修的实践性课程。它是从工程与工艺两个角度出发，既以化工工艺生产为背景，又以解决工艺或过程开发中所遇到的共性工程问题为目的，选择典型的工艺与工程要素，所组成系列的工艺与工程实验。它是进行（化工类）工程师基本训练的重要环节之一，在专业教学计划中占有重要的地位。化学工程与工艺实验是在学生已经接受了基础理论与专业知识教育，又经受过初步工程实验训练的基础上进行的。在本实验教学中，将使学生了解与熟悉有关的化工工艺过程、化学反应工程、传质与分离工程等学科发展方向上的实验技术和方法；掌握与学会过程开发的基本研究方法和常用的实验基本技能；通过计算机仿真技术，拓宽与发展工程实验的内容和可操作性；培养学生的创造性思维方法、理论联系实际的学风与严谨的科学实验态度，提高实践动手能力。为毕业环节乃至今后工作打下较扎实的基础，起到承前启后的作用。二、教学基本内容（一）实验理论课（完成4学时）1．实验方法论：了解本专业实验的特点（工艺与工程、工程与基础实验的异同），工程与工艺问题主要的处理方法；实验的基本内容，主要的实验手段和常用设备；实验结果误差分析和数据处理方法；实验预习报告及实验报告的形式与要求。2．实验室安全教育和规章制度。（二）（课内）实验项目（完成46学时）1．化工基础数据测定实验：要求学生掌握物性数据的测量技术与方法，如液体表面张力、粘度、汽液平衡数据、气体溶解度数据、速度分布、传质系数和传热系数的测试方法及测试技术，并了解这些参数在工程实践中的具体应用。A、热力学数据测定实验化学吸收系统汽液平衡数据测定（6学时）二元系统汽液平衡数据的测定（4学时）三元液液平衡数据的测定（4学时）B、传质数据测定实验液液传质系数的测定（4学时）双驱动搅拌器中气液传质系数的测定（4学时）圆盘塔中二氧化碳吸收液膜传质系数的测定（4学时）固体小球对流传热系数的测定（4学时）反应工程实验：了解催化剂的制备及催化剂性质的测定，了解实验室常用反应器的主要类型及特点，基本掌握研究化学反应规律，如返混、均布、传热、传质等因素对反应结果的影响，对反应过程的开发研究方法有个初步了解。沸石催化剂的制备与成型（4学时）多釜串联连续流动反应器中的返混测定（2学时）连续流动管式反应器中停留时间分布的测定（2学时）鼓泡反应器中汽泡比表面及气含率的测定（4学时）3．化工分离技术实验：了解物系性质、操作条件、设备结构对分离效果的影响，掌握有关分离过程进行实验开发研究的能力，并对当前一些新颖的分离方法有个大该的了解。填料塔分离效率的测定（4学时）恒沸精馏（8学时）液膜分离法脱除废水中的污染物（6学时）碳分子筛变压吸附制备高纯氮（4学时）化工工艺实验：理解多相催化反应有关知识，初步接触工艺设计思想，学会设计合理的实验方案，进行工艺条件的优选，获得最优工艺条件的影响因素。一氧化碳中温—低温串联变换反应（8学时）乙苯脱氢制苯乙烯（8学时）催化反应精馏法制甲缩醛（8学时）计算机仿真化工实验：在丰富的动态图象视屏上，进行设备选择和流程设计，并通过开、停车，多参数的模拟实验操作和数据处理，以及对重大事故的判断和应急处理，初步掌握仿真实验的操作技术，提高学生的计算机实际操作能力。CO中、低温串联变换工艺实验（4学时）（三）（课余）研究性实验项目帮助学生了解和掌握化工产品开发的研究思路和实验研究方法，学会收集和筛选有关的信息和基础数据，灵活应用已掌握的实验技术与设备，完成产品的反应，分离与精制。学会独立进行工艺实验全流程的设计、组织与实施，获取必要的工艺参数。流化床反应器流动状况测定 （24学时）化学吸收溶剂的筛选与性能评价（16学时）双驱动搅拌器气液传质过程研究（24学时）分子筛催化剂制备与成型（8学时）分子筛催化剂制备及孔结构测定（8学时）分子筛催化剂工艺考评（8学时）固体酸催化剂研究（16学时）无梯度反应器测定宏观动力学（16学时）自吸式泡沫分离法脱除废水中的污染物（16学时）反渗透法制备高纯水（4学时）中空纤维超滤膜浓缩表面活性剂（4学时）组合膜分离乳清废水（24学时）降膜结晶法分离提纯甲基萘同分异构体（16学时）降膜结晶法分离提纯对二氯苯（16学时）同络合萃取法提取发酵液中羟基酸的研究实验（24学时）催化反应精馏法制甲缩醛工艺条件优选（16学时）碳酸二甲酯合成过程（16学时）液膜表面活性剂制备及分离特性研究（24学时）（四）大型化工实训项目“乙苯脱氢制苯乙烯大型流程实验”集流体输送、换热、反应、产品分离提纯为一体，旨在培养学生综合运用专业知识分析解决问题的能力，关注节能、环保、安全等工程问题的意识和团队合作精神。（1）乙苯脱氢制苯乙烯及苯乙烯真空精馏实验项目（32学时）三、教学时数要求1．（课内）教学实验及实验理论，按“指导性教学时数分配框架”选做实验，完成50学时指导性教学时数分配框架（1）实验理论教学（4学时）（2）化工热力学实验（6-8学时）（3）传递过程数据测定（4-8学时）（4）反应工程实验（8学时）（5）化工分离技术实验（12-14学时）（6）化工工艺实验（8学时）（7）计算机仿真化工实验（4学时）2．（课余）研究性实验项目（4-24学时）研究性实验作为提高实验，学生可以利用课余时间分散完成实验，也可集中在短学期选做实验，完成32实验学时可获得1个创新实践学分。要求提出方案，自己搭建或改造实验流程，测定并处理实验数据。提倡组队完成，分工合作，使得每位参加实验的学生不仅在动手能力上得到锻炼，而且在科学研究的实验方法、手段上得到训练与培养。3．大型化工实训项目（32学时）大型化工实训项目根据其连续运行、准工业化的特点，在教学中采取“模拟车间班组”的方法，实行“三班倒”，让学生在实验中分别扮演“车间主任、技术员、安全员、操作员”等不同角色，分工合作，协同作战。该项目集中开设，学生自主报名，完成实训要求，学生可获得1个创新实践学分。根据化工专业分类培养计划要求，化工专业实验课时要求为50学时、2学分，研究型与应用型学生，包括卓越工程师班级的学生应额外完成1个创新实践学分，该计划已在2010级学生中实施。四、教学方法1．教学管理为适应学分制教育要求，化工专业实验采取开放式教学管理，管理模式为：时间开放：化工专业实验的开设时间延长，所有实验项目有计划地滚动开设，学生可以根据实验大纲的要求，借助《网络选课管理软件》，自由选择实验项目，设计个性化的实验菜单。项目可选：本课程的实验项目根据不同的教学目的分为六大模块，每个模块内设有若干个实验项目，学生可根据上述第三节“指导性教学时数分配框架”提出的要求，在不同模块中自由选做实验项目，完成教学要求。2．实验教学方法为训练学生的独立动手能力和协作精神，倡导自主实验，本实验为学生提供了图文并茂，界面友好的《自主实验指导软件》，为学生提供实时的现场实验指导，学生可在软件指导下独立完成规定的实验项目。为鼓励和培养学生的探索精神和实践能力，本实验教学强调过程，淡化结果，允许学生失败和重做。五、考核方式实验教学过程50%,实验报告50%.。六、成绩评定方法