化學反應工程試驗彙報

化學反應工程是建立在生產和科學實驗基礎上的一門學科，它不僅有完整的理論體系，而且具有一些獨特的實驗研究方法。化學反應工程實驗應達到如下教學目的：

加深對化學反應工程專業知識的理解與運用，學習並掌握各種儀器設備的安裝、使用，熟悉化學反應工程中所學的原理，熟練掌握反應停留時間的測定和各種反應器的校正、使用。

連續流動反應器中的返混測定

通過單釜與三釜反應器中停留時間分佈的測定，將數據計算結果用多釜串聯模型來定量返混程度

掌握停留時間分佈的測定方法；瞭解停留時間分佈與多釜串聯模型的關係；瞭解模型參數N的物理意義及計算方法。

反應精餾製備技術

設計反應精餾實驗裝置，將分離過程、傳熱過程與化學反應在精餾塔內有機耦合

瞭解反應精餾是既服從質量作用定律又服從相平衡規律的複雜過程；掌握反應精餾的操作；能進行全塔物料衡算和塔操作的過程分析；瞭解反應精餾與常規精餾的區別；學會分析塔內物料組成的方法。培養學生的開放性思維和動手能力。

反應精餾法是將化學反應過程與精餾分離過程同時進行生產產品的操作。由於物理過程與化學過程同時存在，使過程更加複雜。

在實驗教學過程中注重激發學生的學習熱情和興趣，採用引導、啓發、討論、講授多種方式結合的方法，理論與科研的成果和需要結合。

在講課中檢查學生是否預習實驗講義，在實驗過程會考察他們的動手能力和解決問題能力，要求他們認真記錄和處理數據，完成實驗報告並對實驗現象進行討論，對他們進行綜合考覈和評分。以平時成績爲主。

視實驗條件成熟與否，部分實驗採用上機模擬或改用仿真實驗系統進行。以達到實驗教學要求爲目標，拓寬學生的認識，提高學生解決工程問題的能力，適應規模日益擴大且過程日益複雜的現代化工系統對計算機模擬和優化的需求 在連續流動反應器中進行化學反應時，反應進行的程度除了與反應系統本身的性質有關外，還與反應物料在反應器中停留時間長短有密切關係。停留時間越長，則反應越完全。停留時間通常是指從流體進入反應器開始，到其離開反應器爲止的這一段時間。顯然對流動反應器而言，停留時間不象間歇反應器那樣是同一個值，而是存在一個停留時間分佈。造成這一現象的主要原因是流體在反應器內流速分佈的不均勻，流體的擴散，以及反應器內的死區等。停留時間分佈的測定不僅廣泛應用於化學反應工程及化工分離過程，而且應用於涉及流動過程的其它領域。它也是反應器設計和實際操作所必不可少的理論依據。

一、實驗目的 加深對化學反應工程專業知識的理解與運用，學習並掌握各種儀器設備的安裝、使用，熟悉化學反應工程中所學的固定牀、流化牀反應器的反應原理，熟練掌握反應停留時間的測定方法。

二、實驗基本原理 對各種流量計和反應器等化工生產和實驗研究中常用的儀器設備，建立合理的實驗裝置，考察流量計和反應器的應用性能，從而掌握流量計和反應器的結構、操作過程和優化方法；通過對兩種典型流體流動類型即活塞流、全混流進行停留時間測定，並根據各自的理論模型進行數據處理，掌握停留時間分佈規律，從而加深對課本知識的理解。

化學反應工程實驗課是專業基礎技術課，是對學生所學《物理化學》、《化工原理》等課程知識的綜合運用與時間，讓學生理論聯繫實際，明確反應工程在工業生產中、科學研究和工程設計中的重要性，有一個比較完整的感性認識和理性認識，也是進行產品生產和科研開發的必要準備。通過專業技術基礎課實驗，使學生牢固地掌握化學反應工程最基本的原理和計算方法，並能能夠理論聯繫實際，提高對工業反應器進行設計與分析之能力。爲今後解決化工生產過程中和科學研究中遇到的各種化學工程問題打下良好的基礎。

其主要目的如下：

（一）學習化學反應工程實驗中基礎數據的測定及測試監控所用的'儀器、設備的使用方法等， 並能根據物質基礎數據本身的特殊性，選擇適合自己使用的測試方法和儀器、設備等。

（二）掌握工程實驗工藝流程的設計原則和方法，流程設備的安裝及連接，監控指標及其測試 方法。

（三）掌握用計算機編程處理動力學實驗數據。

（四）掌握使用氣相色譜儀進行物性分析的定性、定量方法，熟悉氣相色譜在物性測定、含 量測定等方面的應用。

（五）學會化學反應工程實驗數據的測定和記錄，利用所學知識對實驗中取得的實驗現象進行分析和解釋，學會化學反應工程實驗報告書寫的內容及要求。

（六）瞭解當前科研的一些方向，瞭解一些生產過程新技術在實驗中的應用及作用。

本課程的目的是培養學生掌握化學反應工程的專業實驗技術與實驗研究方法。通過本課程的學習，使學生掌握化學反應工程專業實驗的基本技術和操作技能、掌握化學反應工程實驗研究的基本方法、培養學生分析和解決問題的能力、培養學生理論聯繫實際和實事求是的學風，同時提高學生的獨立思考能力和創新能力。 化學反應工程是化學工程學科的一個重要組成部分，也是大學本科應用化學專業學生的必修課程之一。化學反應工程課程的基本內容包括反應動力學和反應

器設計與分析兩個方面。本實驗課程的教學內容是在此基礎上，從應用的角度對基本反應器設計原理、所涉及到的動力學問題加以分析與實驗驗證。結合本課程配備幾個典型的反應工程實驗，使學生打下紮實的基礎，學會綜合分析問題和解決問題的方法。

在實驗教學過程中培養學生的實驗技能和科學研究能力，引導學生利用化工過程技術與設備、實驗方法學、現代測控原理等理論知識，分析和設計化工過程單元操作並獨立完成實驗，掌握先進的測量手段和計算機控制技術及計算機在化工實驗教學中的應用，進而全面提高學生的創新能力和綜合素質。

本課程內容包括與化學反應工程密切相關的基礎傳遞數據測試和化學反應工程專業實驗兩個方面。具體內容包括：

實驗1 反應器停留時間分佈的實驗測定：瞭解停留時間分佈的實驗測定方法及數據的處理方法；通過脈衝示蹤法測定實驗反應器內示蹤劑濃度隨時間的變化關係；求出停留時間分佈密度函數E（t）和停留時間分佈函數F（t）、停留時間分佈數學特徵值---數學期望和方差。

實驗2 填料塔液相軸向混合特性測定：掌握矩量法估計Pe的方法，印證非理想流動的理論；測定不同液體流速對Pe的影響，求Ped～ReL關係式；學習氣相色譜工作站的部分使用方法。

實驗3 正丁烷氧化制順丁烯二酸酐：學習固定牀反應器的流程佈置及一般設計原理，瞭解固體相催化反應中溫度對反應的影響；掌握自動化控制儀表在實驗中的應用，學會不同儀表的使用和溫度設置。

實驗4 反應精餾制乙酸乙酯：瞭解反應精餾與普通精餾的區別；掌握反應精餾的實驗操作；學習進行全塔物料衡算的計算方法；學會分析塔內物料組成。 實驗5二組分體系的氣液平衡：學習用沸點儀測定在一定大氣壓下苯及正庚烷雙液系的氣液平衡時氣相與液相的組成及平衡溫度，繪製溫度-組成圖，掌握確定雙液系恆沸混合物的恆沸點的溫度及相應組成的方法；學會阿貝折光儀的使用。 實驗6苯酚結晶實驗：瞭解結晶法的基本原理和步驟；瞭解結晶條件對結晶速度的影響。

實驗7 正己烷-乙醇-水共沸精餾：瞭解共沸精餾的基本原理和實驗裝置的使用方法；訓練設計實驗方案的能力；熟練氣相色譜儀的使用。

實驗8 無機添加型阻燃劑低水合硼酸鋅的製備：掌握低水合硼酸鋅製備的原理和方法；學習高壓反應釜的操作；學習熱重分析的方法測定物質的熱穩定性。