化学工程与工艺专业实验

化工专业实验是化学工程与工艺专业的必修课，是经过一系列基础实验之后所进行的专业知识综合应用的实验训练，着重培养学生在处理工程及工艺类较复杂实验项目时的设计能力、动手操作能力以及对实验数据的处理及结果分析能力。作为一门重要的专业实践性课程，化工专业实验对学生工程意识的培养起着不可替代的作用。

根据*化学工程与工艺专业教学指导委员会制订的化学工程与工艺本科专业实验教学的基本要求，通过本课程的学习，学生应具备以下五方面的能力：

(1)了解专业实验研究的基本方法；

(2)掌握专业实验的基本技能，学会使用专业实验的主要仪器和设备；

(3)掌握基本的数据处理软件，学会实验数据的处理与分析方法；

(4)培养分析问题、解决问题的能力；

(5)提高独立思考能力和创新能力。

本书在原有讲义的基础上，结合专业发展和设备更新，进行了系统整合。全书包括实验基础、化工热力学实验、化学反应工程实验、化工分离实验、化学工艺实验、化工安全实验、化工综合实验等七个部分。实验项目涵盖工程、工艺、安全、综合四个方面，有些实验项目侧重于理论验证，帮助学生更好地理解理论知识，有些实验是对实际生产过程的模拟，使学生对工程和工艺问题有更好的认识，有些实验侧重产品的开发研究，重在强化学生科研基本技能、工程意识及创新能力等综合能力的培养。本书作为化学工程与工艺专业本科生的实验教材，适用学时为80～100学时。

本书中化学工程方面的实验，基本以理论验证实验为主，主要有相平衡数据测定、反应器返混测定、反应器停留时间分布测定、特殊精馏、膜分离等实验。化学工艺方面的实验以实际过程的模拟为主，主要有乙苯脱氢制苯乙烯、煤油裂解制烯烃等工艺类实验。化工安全方面的实验侧重化学品安全的基础数据测定，主要有可燃液体开/闭口闪点测定、氧指数的测定、可燃液体自燃点测定等实验。化工综合实验侧重产品开发研究，使学生对工艺选择、技术路线设计、实验方案实施有整体的认识，培养学生应用所学知识解决实际问题的能力，实验项目有碳酸二甲酯的生产工艺开发、固体碱催化剂的制备及应用、连续流反应过程研究等综合实验。高校可根据自身条件与学时选择部分内容使用。

全书由齐鲁工业大学李俊英、马烽、张文郁任主编，胡静、郭宁任副主编。章由郭宁、胡静、张文郁执笔，第二章由李俊英执笔，第三章由张文郁、马烽执笔，第四章由李俊英、宋建军执笔，第五章由李俊英、王泉清执笔，第六章由胡静执笔，第七章由李俊英、杨鹏飞、张文郁执笔。书中部分绘图由齐鲁工业大学化学工程与工艺专业2017级本科生刘禄帅协助完成，实验22为康宁反应器技术有限公司伍辛军博士提供部分资料，全书由李俊英统稿。

本书在编写中借鉴了国内高校相关教材，出版期间获得齐鲁工业大学教材建设基金和化工学院教材建设经费的资助，在此表示感谢。同时还要感谢全体化工专业教师，书稿的完成离不开大家的鼎力支持与协作。

特别感谢刘磊力教授，为齐鲁工业大学化工专业的发展付出了毕生精力，斯人已逝，感怀长存。

感谢出版社编辑的辛勤付出，使教材得以顺利出版。

由于编者水平有限，书中的不足之处，恳请专家和读者批评指正。

编者

2021年  泉城济南

《化学工程与工艺专业实验》共七章，分别为实验基础、化工热力学实验、化学反应工程实验、化工分离技术实验、化学工艺实验、化工安全实验和化工综合实验。实验内容涵盖化工实验通用基础知识、化学工程、化学工艺、化工安全、综合等五个方面，实验项目由验证到综合，主要包括化工专业核心课程基础理论知识的验证实验、典型化学工艺的模拟实验以及具有一定综合性的化工产品或过程的开发研究实验。本书在编写中对实验数据处理、实验结果分析讨论以及报告的书写规范提供了指导，旨在帮助学生更好地理解基础理论知识，培养学生的工程意识，同时加强对学生基本科研能力及创新能力的培养。

《化学工程与工艺专业实验》可作为化学工程与工艺及相关专业的实验教材或参考用书。

李俊英，博士，副教授，齐鲁工业大学。1992年参加工作即从事化工专业的教学工作，一直承担化工热力学、化工设备机械基础等专业理论课主讲工作和专业实验、实习、毕业设计论文等实践课程的学生指导工作，并从事过专业教研室的管理工作，对专业课的教学和实验有深入了解。指导学生参加了国家大学生创新训练项目并顺利结题，指导学生参加全国大学生化工设计竞赛获二等奖及山东省化工过程实验技能竞赛二等奖、三等奖多项。主持校级教研项目3项，在化工高等教育等期刊上发表教研论文多篇。

   科研方面主要从事天然高分子材料的改性及在抗菌、吸附、分离等方面的应用研究。主持和参与多项国家及省级项目，发表科研论文30余篇，其中SCI、EI收录论文20余篇，获国家发明专利10多项。

第1章实验基础1

1.1实验室安全知识1

1.2常用分析仪器与测量仪表11

1.3实验设计与数据处理27

1.4实验报告的书写56

第2章化工热力学实验60

实验1二氧化碳临界状态观测及p-V-T关系测定60

实验2二元气液平衡数据的测定65

实验3三元液液平衡数据的测定71

实验4气相色谱法测定无限稀释活度系数78

第3章化学反应工程实验83

实验5串联反应釜返混特性测定实验83

实验6管式反应器停留时间分布测定实验88

实验7催化反应动力学参数测定91

实验8乙酸乙酯水解反应动力学参数的测定98

第4章化工分离技术实验102

实验9共沸精馏制无水乙醇102

实验10超滤膜分离聚乙二醇109

实验11反渗透膜分离实验114

实验12液膜分离法脱除废水中的污染物118

第5章化学工艺实验122

实验13乙苯脱氢制苯乙烯122

实验14煤油裂解制烯烃128

实验15反应精馏制备乙酸乙酯132

第6章化工安全实验138

实验16可燃液体开/闭口闪点测定实验138

实验17可燃液体自燃点测定实验143

实验18氧指数测定实验147

实验19超声波测厚实验153

第7章化工综合实验158

实验20碳酸二甲酯的生产工艺开发158

实验21制备固体碱催化剂用于生产生物柴油166

实验22连续流微通道反应器特性研究174

参考文献183

《化学工程与工艺专业实验》共七章，分别为实验基础、化工热力学实验、化学反应工程实验、化工分离技术实验、化学工艺实验、化工安全实验和化工综合实验。实验内容涵盖化工实验通用基础知识、化学工程、化学工艺、化工安全、综合等五个方面，实验项目由验证到综合，主要包括化工专业核心课程基础理论知识的验证实验、典型化学工艺的模拟实验以及具有一定综合性的化工产品或过程的开发研究实验。本书在编写中对实验数据处理、实验结果分析讨论以及报告的书写规范提供了指导，旨在帮助学生更好地理解基础理论知识，培养学生的工程意识，同时加强对学生基本科研能力及创新能力的培养。

《化学工程与工艺专业实验》可作为化学工程与工艺及相关专业的实验教材或参考用书。

李俊英，博士，副教授，齐鲁工业大学。1992年参加工作即从事化工专业的教学工作，一直承担化工热力学、化工设备机械基础等专业理论课主讲工作和专业实验、实习、毕业设计论文等实践课程的学生指导工作，并从事过专业教研室的管理工作，对专业课的教学和实验有深入了解。指导学生参加了国家大学生创新训练项目并顺利结题，指导学生参加全国大学生化工设计竞赛获二等奖及山东省化工过程实验技能竞赛二等奖、三等奖多项。主持校级教研项目3项，在化工高等教育等期刊上发表教研论文多篇。

   科研方面主要从事天然高分子材料的改性及在抗菌、吸附、分离等方面的应用研究。主持和参与多项国家及省级项目，发表科研论文30余篇，其中SCI、EI收录论文20余篇，获国家发明专利10多项。