化学工程及工艺专业实验.docx
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化学工程及工艺专业实验
化学工程与工艺专业实验
课程名称：
化学工程与工艺专业实验
英文名称：
SpecialExperimentforChemicalEngineeringandTechnology
学分：
2
课程总学时：
64实验学时：
64（其中，上机学时：
0）
课程性质：
必修□选修
是不是独立设课：
是□否
课程类别：
□基础实验□专业基础实验专业领域实验
含有综合性、设计性实验：
是□否
面向专业：
化学工程与工艺专业
先修课程：
化工原理、化学反映工程、化工热力学、现代分离技术、精细化学工艺学
大纲编制人：
课程负责人：
董新法实验室负责人：
吕扬效
一、教学信息
实验教学的目标与任务：
为了更好地适应21世纪知识经济的挑战，培育学生的动手能力和创新精神，同时依照该门学科基础课、专业领域课程的教学内容，开设本专业的实验技术课程。
该课程是技术实践课。
要求学生依照3年来所把握的专业知识，结合每门专业课程的内容，由学生独立完成专业实验。
其目的是：
学生通过实验教学，能巩固和加深对课堂教学知识的明白得，学生通过实验技术的训练培育，提高学生从事实验研究的能力。
教学大体要求：
本课程由实验理论课、实验操作课、仿真实验、实验讨论课等四部份组成。
每一个实验包括四个环节：
实验预习、实验操作、实验数据的处置、实验报告撰写。
考核方式
实验课程评分标准；一、做实验的认真态度10分。
二、完成实验报告质量30分。
3、完成化工工艺专业实验60分。
总共100分。
其中：
实验态度成绩由实验指导教师依照学生实验预习情形、实验中的实际操作能力和处置、解决问题的能力而给出分数。
实验报告成绩，由教师依照其报告内容和对实验进程、实验数据的分析和处置方式，实验结果及讨论等各方面给予成绩。
并将学生的各个实验报告成绩取平均值。
二、教学资源
（一）实验指导书与参考书
一、实验指导书：
《化学工程与工艺专业实验讲义》（自编）
（二）多媒体教学资源（课程网站、课件等资料）
无
三、实验内容与学时安排
序号
实验项目
名称
时数
实验内容提要
实验方式与开出要求
实验仪器设备
实验消耗材料
（每组实验用量）
名称
数量/单位
1
连续流动均相反应器液体停流时间分布
6
测定各种条件下反应器液体停流时间分布。
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
□必做
选做
反应工程综合性实验装置
氯化钾
50克
5ml一次性注射器
4支
2
内循环无梯度反应器
6
验证在气相反应器中是否无梯度。
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
□必做
选做
反应工程综合性实验装置
二氧化碳气体
1瓶
氮气
1瓶
3
气液相传质系数测定
6
测定各种反应过程的传质系数。
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
□必做
选做
反应工程综合性实验装置
二氧化碳
1瓶
氢氧化钠
200克
4
热力学气液平衡
6
测定热力学过程的气液相平衡。
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
□必做
选做
热力学气液平衡测定仪
无水乙醇
2瓶
环己烷
2瓶
镜头纸
10包
一次性针头1ml
20个
一次性针头5ml
20个
垫圈等
一批
5
精细化工
（一）
5
日用化学品配方设计及生产过程。
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
□必做
选做
搅拌机、乳化机、黏度仪、真空系统、球磨机、红外分光光度计、紫外分光
脂肪醇聚氧乙烯醚
100克
椰油酰胺二乙醇胺
20克
烷基糖苷
30克
柠檬酸
10克
珠光浆
20克
羊毛酯
10克
香精
2克
羧甲基纤维素
2克
十二烷基硫酸钠
50克
二水合磷酸二氢钙
50克
6
精细化工
（二）
5
精细化学品配方设计及有机合成。
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
□必做
选做
高压反应釜、真空系统、气相色谱仪、红外分光光度计
椰子油
200克
二乙醇胺
300克
催化剂
5克
烧杯
2个
分液漏斗
2个
7
有机富氧膜
6
如何利用有机膜分离空气中的氧气、氮气及其它气体。
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
□必做
选做
有机富氧膜分离装置、氧二氧化碳分析仪
机油
1瓶
阀门
2个
转子流量计
6个
8
有机超滤膜
6
如何利用有机膜分离对水进行净化、使用有机膜在化工、环保领域中的应用。
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
□必做
选做
超滤膜实验装置、紫外分光光度计
氢氧化钠
1瓶
柠檬酸
1瓶
9
二氧化碳临界状态观测及P-V-T关系测定
6
学习二氧化碳P-V-T关系测定方法，学习活塞式压力计。
恒温器等热工仪器的使用方法
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
□必做
选做
二氧化碳临界状态观测及P-V-T关系测定仪
机油
1瓶
加热管
5根
10
数据采集活性炭变温吸附实验装置
6
数据采集测定在不同温度条件下的活性炭吸附实验。
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
□必做
选做
活性炭变温吸附实验装置
活性炭
2包
一氧化氮
2瓶
机油等
一批
11
气固相催化反应动力学测量
6
测定不同反应时间下的转化率，求算动力学方程，锻炼学生对气固相反应的理解，掌握动力学方程的求算方法
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
□必做
选做
气固相催化反应装置、色谱，精密电子天平
石英玻璃管
5根
石英棉
1包
催化剂、热电偶
一批
Ar气
1瓶
N2气
1瓶
化学工程与工艺综合实验教学大纲
课程名称：
化学工程与工艺综合实验
英文名称：
IntegrationExperimentsofChemicalEngineeringandTechnology
学分：
2
课程总学时：
两周实验学时：
64（其中，上机学时：
0）
课程性质：
必修□选修
是不是独立设课：
是□否
课程类别：
□基础实验□专业基础实验专业领域实验
含有综合性、设计性实验：
是□否
面向专业：
化学工程与工艺专业
先修课程：
化工原理、化学反映工程、化工热力学、现代分离技术、精细化学工艺学
大纲编制人：
课程负责人：
陈砺实验室负责人：
李琼
一、教学信息
实验教学的目标与任务
本实验教学的要紧目的在于；如何提高学生的独立试探能力和实际操作能力，使即将毕业学生加倍适应于现实社会的需要。
依照学生、教师定出的题目，在教师的指导下，学生利用3年来所学知识，所做过的实验，由学生自己动手从制定方案、安装设备、实验运行、产物分析、数据搜集、数据分析、整理、写实验报告等全数由学生自己完成。
但要求该进程不得少于3个化工单元。
教学大体要求
要求学生能够熟悉所有的化工单元操作，利用不同化工单元组合成为一个化工进程
考核方式
由教师依照学生在化工综合实验进程中的表现，给以成绩。
二、教学资源
（一）实验指导书与参考书
依照各类科研课题的需要查找相关的专业论文及资料
（二）多媒体教学资源（课程网站、课件等资料）
无
三、实验内容与学时安排
序号
实验项目
名称
时数
实验内容提要
实验方式与开出要求
实验仪器设备
实验消耗材料
（每组实验用量）
名称
数量/单位
1
铁填充碳纳米管的制备及其在燃料电池阴极氧还原电催化中的研究
2周
1）学习燃料电池阴极氧还原的反应机理和催化机理。
2）学习制备不同铁含量的铁填充碳纳米管
3）学习循环伏安测试法对燃料电池阴极氧还原电催化剂性能进行测试
4）比较不同铁含量的铁填充碳纳米管的电催化性能，得出最佳填充量，优化制备
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
□必做
选做
利用本学院所有科研、本科教学的仪器设备，结合教师科研题目的设备完成本课程。
样品袋
10/个
药匙
1/个
甲苯
100/ml
二茂铁
10/g
20ml烧杯
1/个
玻璃棒
1/个
保鲜膜
1/盒
医用一次性注射器
6/个
输液管
3/套
不锈钢气路管
1/米
Ar
1/瓶
O2
1/瓶
瓷舟
2/个
2
超临界CO2萃取α-亚麻酸实验
2周
了解超临界CO2萃取特点及应用，掌握萃取的原理和方法，学会分析不同的萃取条件对萃取率的影响
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
□必做
选做
1升超临界CO2萃取装置、电子天平、气相色谱仪
二氧化碳气体
2瓶
紫苏籽原料
1公斤
产品收集瓶
10个
3
分子蒸馏精制生物柴油实验
2周
了解分子蒸馏的特点及应用，掌握分离的原理及操作的方法，学会分析不同分离条件对分离效率的影响。
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
□必做
选做
小型分子蒸馏装置、电子天平、气相色谱仪
生物柴油
1公斤
正己烷
1瓶
产品收集瓶
10个
烧瓶
2个
4
无患子的喷雾干燥实验
2周
了解喷雾干燥的特点及应用，掌握干燥的原理其操作的方法，学会分析不同干燥条件对干燥效果的影响。
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
□必做
选做
小型喷雾干燥仪、电子天平、烘箱
无患子提取液
1公斤
干锅
20个
产品收集瓶
10个
5
直接甲醇燃料电池阳极催化剂Pt/N-CNTs和Pt/P-CNTs的制备及性能研究
2周
掌握N、P掺杂碳纳米管的制备方法；
掌握直接甲醇燃料电池的基本原理与构造
Pt/N-CNTs、Pt/P-CNTs阳极催化剂的制备；
Pt/N-CNTs和Pt/P-CNTs阳极催化剂性能测试
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
□必做
选做
磁力搅拌油浴锅；
高温管式炉；
质量流量计；
抽滤装置；
移液枪；
真空干燥箱；
水循环真空泵；
电化学工作站
精密电子天平
二甲苯
10/毫升
甲苯
10/毫升
氨气
120/升
氩气
120/升
铁钼催化剂
200/毫克
二茂铁
5/克
三苯基膦
5/克
浓硝酸
300/毫升
乙醇
50/毫升
乙二醇
50/毫升
萘酚
20/克
甲醇
30/毫升
浓硫酸
50/毫升
丙酮
50/毫升
500ml容量瓶
2/个
氯铂酸
50/毫克
瓷舟
2/个
6、
改性石墨烯的制备及其电化学性能测试
2周
学习制备氧化石墨；
学习微波炉改姓氧化石墨的方法；
学习管式炉高温焙烧氧化石墨的方法
氧化石墨烯的制备（包括用强碱处理、酸处理）；
学习超级电容器电极材料的制备，电容性能的测试方法。
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
□必做
选做
冰浴装置；
管式炉；
高速离心机；
压片机；
电化学工作站；
抽滤装置；
移液枪；
超声超声清洗仪；
精密电子天平。
小玻璃瓶
3/个
1ml移液枪头
1/个
移液枪头
1/个
无水乙醇
9/毫升
泡沫镍（1*3cm）
9/片
高锰酸钾
15/克
冰浴装置
1/套
透析袋
1/米
管式炉装置
1/套
油浴回流装置
1/套
五氧化二磷
克
过硫酸钾
克
瓷舟
1/个
氢氧化钾
277/毫克
抽滤装置
1/套
石墨
3/克
盐酸
91/毫升
搅拌装置
1/套
500ml三口烧瓶
1/个
50ml烧杯
1/个
1000ml烧杯
1/个
离心装置
1/套
浓硫酸
160/毫升
7
碳材料（CNTs）负载Co3S4的制备及其在电解水阳极析氧反应中催化性能的研究
2周
学习关于电解水阳极析氧材料的背景知识；
学习制备Co3S4/CNTs复合材料的方法；
学习使用电化学工作站，对复合材料性能进行定性测定。
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
□必做
选做
真空干燥箱
油浴实验装置；
电化学工作站；
超声清洗仪；
抽滤装置；
真空干燥箱；
移液枪；
精密电子天平
碳钠米管（CNTs）
g
CoCl2·6H2O
g
Na2S·9H2O
mg
无水乙醇
2/瓶
乙二醇
90/mL
HCl
1/瓶
CNTs-N
g
KOH
NH3·H2O
1/瓶
1000ml容量瓶
1/个
8
丙烯酸乳液的合成与表征
2周
掌握乳液聚合的方法；
熟悉丙烯酸乳液配方设计的原理；
熟悉丙烯酸聚合物乳液性能及其检测方法；
了解功能性丙烯酸单体MAA、AAEM等对丙烯酸聚合物性能的影响。
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
□必做
选做
水浴锅；电动搅拌机；铁架台；500mL四口烧瓶；冷凝管；滴液漏斗；温度计及其他。
苯乙烯
587/克
丙烯酸异辛酯
克
甲基丙烯酸
69/克
甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯
克
烯丙基甲基丙烯酸甲酯
克
十二烷基联苯醚磺酸钠
18/克
过硫酸钾
6/克
碳酸氢钠
8/克
9
加盐萃取精馏实验
2周
1）学习操作乙醇精馏塔制工业乙醇；
2）掌握加盐萃取精馏的基本操作，制备燃料乙醇，通过实验巩固对加盐萃取精馏分离过程机理的认识；
3）全面运用所学到的单元操作、化学工艺、设备等方面的知识，利用现有实验装置，通过改变实验物系、操作条件等，设计出新的实验方案，并通过实验加以实现
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
□必做
选做
精馏塔与回收塔；
计量泵；
水环式真空泵；
能数字显示仪；
整定PID调节器；
智能型回流比控制器；
热电偶；
气相色谱。
95%乙醇
50/瓶
乙二醇
20/瓶
醋酸钾
5/瓶
氯化钾
5/瓶
氯化钙
5/瓶
吐温60
1/瓶
司盘60
1/瓶
1000ml容量瓶
2/个
500ml容量瓶
2/个
丙酮
200/毫升
100ml锥形瓶
2/个
250ml
4/个
回流装置
1/套
10
过碳酸钠的制备
2周
1、检索化工文献，综述过碳酸钠制备原理、工艺技术、稳定性考量以及产品质量控制状况
2、学生讨论论证过碳酸钠制备方案，制订实验步骤搭建平台，包括碳酸钠与过氧化氢反应、产品结晶、过滤（固液分离）、干燥等四个单元操作以及产品质量检测等过程平台
3、完成反应温度、原料配比、稳定剂选择等实验，用过碳酸钠产品中活性氧含量以及产品得率来评价实验结果
以论文形式提交完整实验报告
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
□必做
选做
小组讨论实验方案，学生独立完成文献检索报告以及独立实验
SHB-循环水式多用真空泵;
2、DZG2.0恒温真空干燥机;
3、AM-3250B增力电动磁力搅拌机;
4、YY5622低温冷却循环泵;
5、WS70-1红外快速干燥器;
6、FA1104分析天平；
7、带温控反应器
8、溶析及盐析结晶器
9、真空抽滤系统
10、滴定系统
无水碳酸钠
30g/次
30%的过氧化氢
60ml/次
溶析剂：
甲醇
50ml/次
乙醇
50ml/次
盐析剂：
氯化钠
6~10g/次
检测用药品：
0.1M高锰酸钾标准溶液
20ml/次
草酸钠
20ml/次
硫酸
20ml/次
内稳定剂：
正磷酸
6克
磷酸钠
6克
磷酸二氢钠
6克
硅酸钠
6克
硫酸钠
6克
硫酸镁
6克
氯化镁
6克
三乙醇胺
10克
乙二胺四乙酸（EDTA）
10克
乙二胺四乙酸二钠（EDTA-2Na）
10克
次氮基三乙酸（NTA）
10克
二乙撑三胺五醋酸（DTPA）
10克
酒石酸
10克
柠檬酸（钠）
10克
外稳定剂：
碳酸盐
6克
硫酸盐
6克
硅酸盐
6克
硼酸盐
6克
淀粉
6克
明胶
6克
糊精
6克
糖蜜
6克
海藻酸盐
6克
羧乙基纤维素
6克
羟丙基纤维素
6克
高级醇（或硫醇）的环氧乙烷加成物
10克
高级脂肪的甘油脂
10克
磷酸盐
10克
氟表面活性剂
10克
玻璃容器
一批
11
无患子的分离提取实验
2周
研究不同提取条件对无患子皂苷提取率的影响及皂苷含量的测定方法。
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
□必做
选做
小型多功能提取浓缩装置
无患子果皮
5公斤
乙醇
10公斤
硅藻土
1公斤
14
生物柴油的制备实验
2周
研究不同合成工艺条件对生物柴油转化率的影响
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
□必做
选做
中低压反应装置
植物油
200克
甲醇
500ml
甲醇钠
5克
化工原理实验
课程名称：
化工原理实验
英文名称：
TheExperimentsofChemicalEngineeringPrinciples
课程代码：
137063（上册）、137064（下册）
学分：
课程总学时：
32实验学时：
32（其中，上机学时：
0）
课程性质：
必修□选修
是不是独立设课：
是□否
课程类别：
□基础实验专业基础实验□专业领域实验
含有综合性、设计性实验：
是□否
面向专业：
化学工程与工艺、食物工程、制药工程、能源工程及自动化、高分子材料、过控、应用化学、平安工程、轻化工程、材化、轻机、资源、食物平安、糖工程、化学类创新班等
先修课程：
《化工原理》上册、下册
大纲编制人：
课程负责人：
伍钦实验室负责人：
李小莹
一、教学信息
教学的目标与任务：
本课程是一门技术实践课。
通过实验教学，使学生能巩固加深对课堂教学内容的明白得，强调学生实验技术的训练培育，提高学生从事实验研究的能力。
教学大体要求：
本课程由实验理论课、实验操作课、实验讨论课三都分组成。
每一个实验应包括四个环节:
实验预习、实验操作、实验数据的处置、实验报告撰写。
另外，每次实验前，均进行实验仿真，以便对整个实验进程有整体了解。
考核方式：
一、笔试，测试学生对实验理论，实验方式，实验进程的大体原理等，占50%。
二、现场操作，测试学生的动手能力，实验报告等占50%。
二、教学资源
（一）实验指导书与参考书
一、指导书：
伍钦等主编，《化工原理实验》，华南理工大学出版社
二、参考书：
钟理等主编，《化工原理》上册，化工出版社，2020
钟理等主编，《化工原理》下册，化工出版社，2020
（二）多媒体教学资源（课程网站、课件等资料）
无
三、实验内容与学时安排
序号
实验项目
名称
时数
实验内容提要
实验方式与开出要求
实验仪器设备
实验消耗材料
（每组实验用量）
名称
数量/单位
1
绪论、测量仪表及测量方法简介
3
化工实验综述及基本测试仪表简介。
实验方式：
演示实验
□仿真实验
□实物实验
□仿真+实物
开出要求：
必做
□选做
2
流体流动型态的观察与测定、柏努利方程实验
3
了解流体流动及流体流动过程的能量转换。
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
必做
□选做
Re和柏努利方程实验设备
墨水粉
10公斤
转子流量计
1个
热电偶
1根
阀门
8个
玻璃管（加工）
2根
拷克
10个
阀门
5个
3
管道阻力测定
3
学会测试流体在直管中的阻力及流过管件的局部阻力测试和计算出阻力系数。
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
必做
□选做
阻力实验设备
阀门
20个
不锈钢水龙头
5个
涡轮流量计
5个
4
离心泵性能的测定
3
学会测定离心泵特性曲线，掌握离心泵的基本操作。
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
必做
□选做
离心泵性能测定实验装置
转速表
2个
热电偶
3根
油漆扫
5把
水勺
3个
5
过滤实验（非均相物系分离演示）
3
定性了解非均相分离的基本方法和过程、掌握过滤常数的测定。
实验方式：
演示实验
□仿真实验
□实物实验
□仿真+实物
开出要求：
必做
□选做
过滤设备、旋风分离器、边界层演示设备、电除尘设备
盐酸
2升
氨水
2升
碳酸镁
10公斤
煤粉
10公斤
专用灯泡
2个
继电器
2个
反应盒
1个
微型气泵
1个
高压吸尘管
1个
聚丙烯酰胺
500克
6
传热实验、换热器的实物教学
3
测定总传热系数和对流传热分系数、掌握不同强化管强化传热过程。
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
必做
□选做
换热设备
锅炉加热丝
3根
热电偶
3根
铂电阻
3根
阀门
10个
7
吸收实验、填料、筛板实物教学
3
测定吸收过程的传质系数，了解不同的塔设备及气液接触元件。
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
必做
□选做
吸收设备、不同填料及塔元件
液氨
10瓶
硫酸
1升
不锈钢管
20米
甲基红
500克
移液管
10支
耐腐蚀减压阀
2个
耐腐蚀转子流量计
3个
不锈钢专用阀门
5个
吸收盒
2个
热电偶
3根
面板开关
20个
专用连接头
20个
塑料连接管
20米
三通
10个
8
干燥实验
3
学会测定干燥曲线，掌握恒速与降速过程及判定。
实验方式：
□演示实验
□仿真实验
实物实验
□仿真+实物
开出要求：
必做
□选做
气流干燥设备
热电偶
3根
铂电阻
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