化學工程與工藝專業實驗

第一章緒論001
一、化學工程與工藝專業實驗目的001
二、化學工程與工藝專業實驗要求002
三、化工專業實驗室安全與環保005

第二章實驗設計與資料處理019
一、實驗設計019
二、資料處理024
三、實驗資料的處理026

第三章基礎資料測試實驗031
實驗一二元系統氣液平衡資料的測定031
實驗二三元系統液液平衡資料的測定037
實驗三化學吸收系統氣液平衡資料的測定041
實驗四雙驅動攪拌器氣-液傳質係數的測定046
實驗五圓盤塔二氧化碳吸收的液膜傳質係數的測定051

第四章化工分離技術實驗056
實驗六填料塔分離效率的測定056
實驗七超濾、納濾、反滲透組合膜分離實驗060

第五章化學反應工程實驗066
實驗八鼓泡反應器中氣含率及比表面積的測定066
實驗九管式反應器流動特性的測定069
實驗十單釜與三釜串聯返混性能的測定072

第六章化工工藝實驗076
實驗十一乙苯脫氫制苯乙烯工藝條件的研究076
實驗十二催化反應精餾法制甲縮醛工藝條件的研究079
實驗十三催化反應精餾法制乙酸乙酯工藝條件的研究083

第七章化工產品合成實驗087
實驗十四生物化工產品——尿囊素的合成087
實驗十五苯丙共聚物的乳液聚合089
實驗十六低分子量環氧樹脂的合成093

第八章化工中試及模擬實驗097
實驗十七裝置實訓及模擬實驗097
實驗十八乙烯裂解半實體裝置實訓及模擬實驗127

附錄139
附錄1單位換算139
附錄2常用正交表142
附錄3常用均勻設計表146
附錄4甲醛水溶液的密度148
附錄5甲醇水溶液的密度149
參考文獻152

本書是按照高等學校化學工程與工藝專業規範、培養方案和課程教學大綱、實驗教學大綱的要求，結合校級實驗教學改革實踐而編寫的實驗教材。本書從提高學生專業知識素質、創新能力與工程能力的角度出發，在編寫內容上以一些聯繫生產實際的綜合性、研究性設計實驗、實際化工產品虛擬模擬與中試實訓項目為主，嘗試從專業實驗環節強化上述能力的訓練和培養。

全書主要包括三部分。第一部分為實驗基礎，介紹實驗要求、實驗室安全與環保、實驗設計與資料處理方面的基本知識與技能；第二部分為綜合性專業實驗，主要從基礎資料測試實驗、化工分離技術實驗、化學反應工程實驗、化工工藝實驗、化工產品合成實驗等幾個方面培養學生的科研能力、創新能力；第三部分為化工中試與模擬實驗，著重培養學生對實際產品生產工藝和實際生產過程的操作與管理能力。

實驗過程中，通過以下幾個環節培養學生創新、科研、工程能力。

（1）實驗預習。學生應根據實驗所列預習思考題，瞭解每個實驗的目的、原理、流程、設備與控制，並對實驗步驟、實驗資料獲取與處理方法有所瞭解。教師應在動手實驗前通過多種方式檢查學生的預習情況，並記錄在案，作為評分依據之一。

（2）實驗過程。在安排實驗方向的基礎上，精心調節實驗條件，細心觀察實驗現象，正確記錄實驗資料。教師在指導時，有責任指導學生正確使用實驗儀器，並督促學生嚴格採集實驗資料，養成優良的實事求是的學風。要教育學生不得塗改記錄，不得偽造資料。實驗過程中教師應重視培養學生根據實驗現象提出問題、分析問題的能力。

（3）實驗報告。在實驗完成後，學生需認真獨立撰寫報告。實驗報告應做到層次分明、資料完整、計算正確、結論明確、圖表規範、討論深入。要重視實驗討論環節，實驗討論是對學生創新思維的訓練。

一個完整的專業實驗過程相當於一個小型的科學研究過程，預習大體上相當於查閱文獻和開題論證，實驗操作相當於試驗資料的測定，實驗報告就是一篇小型論文。參加一次實驗，要視為參加科學研究的初步訓練，學生應認真對待和參與專業實驗的全過程。而一個完整的模擬及中試實訓過程則相當於一個生產過程，通過模擬訓練掌握化工產品生產工藝流程，中試實訓即是一個化工產品從實驗室到工業化生產的必由之路，也是生產工藝與生產管理的結合，可增強學生的工程應用能力和化工程序控制能力。

本書由蘭州理工大學化學化工綜合實驗中心的教師共同編寫，郭軍紅、包雪梅任主編，制定編寫大綱和要求。各章節的編寫人員如下：郭軍紅編寫第一、第二章，第六章，第八章；包雪梅編寫第三章（實驗一，實驗二），第四章（實驗六），第五章，第七章，附錄；張秀君編寫第三章（實驗三），第四章（實驗七）；趙秋萍編寫第三章（實驗四，實驗五）。全書由郭軍紅統稿，包雪梅為本書的編著做了大量的資料整理工作。本書由蘭州理工大學楊保平教授主審，楊保平教授對本書的內容提出了許多修改意見，對提高本書品質有很大幫助。

本書可作為高等學校化學工程與工藝專業的實驗教材。也可作為高職類工科院校相關專業的實驗教學參考書，對從事化工、生物、環境、精細化學品等領域科研工作的技術人員也有一定的參考價值。

本書的編寫得到了蘭州理工大學實驗室管理處和蘭州理工大學石油化工學院的大力支持，在此表示衷心的感謝。編寫過程中參閱了一些文獻資料，也參考、引用了一些教材、手冊和網路資料、圖片，在此對所有文獻、資料的原作者一併表示衷心的感謝。

由於我們的水準和蘭州理工大學實驗設備所限，加之編寫時間倉促，書中不當之處在所難免，敬請讀者批評指正。

編者
2018年5月