乙苯负压脱氢制苯乙烯大型实验装置自动控制系统设计

随着我国高等学校各项建设工作的大力推进,实验设备的需求也逐渐丰富起来。传统的化学工程专业实验设备的控制简单,与现今的大工业生产的装置自动化程度相比,有一定的脱节。这对于高校培养具有创新能力的"技术型"和"应用型"人才是不利的。华东理工大学化工学院的化学工程与工艺专业实验中心自主设计具有计算机控制的,能适应本专业学生的大型化工流程实验装置——乙苯负压脱氢制苯乙烯装置,运用MCGS工控组态软件对乙苯负压脱氢制苯乙烯装置进行自动控制系统的设计,实现了对脱氢装置的实验过程的监控,从而达到了实验的要求。     

2 kPa下均三甲苯-偏三甲苯与均三甲苯-邻甲乙苯体系二元汽液相平衡数据研究及精馏模拟

均三甲苯是一种重要的化工原料,通常存在于重整重芳烃中,其中均三甲苯与偏三甲苯、邻甲乙苯的分离较为困难。测定了2 kPa下均三甲苯(1)-偏三甲苯(2)、均三甲苯(1)-邻甲乙苯(3)两个体系的汽液相平衡数据,并分别采用NRTL和UNIQUAC活度系数模型对相平衡数据进行关联,回归获得二元交互参数,并进行了热力学一致性检验。结果表明,在2 kPa下,均三甲苯与邻甲乙苯无法通过普通精馏实现分离。通过对均三甲苯-偏三甲苯-邻甲乙苯体系进行烷基化反应,而后分别采用单塔减压精馏和双塔减压精馏对反应产物的分离进行精馏模拟,得出较优工艺为双塔连续减压精馏,两塔塔板数分别为50,回流比分别为7和8,此时均三甲苯纯度可达98%(质量)。该研究不仅补充了汽液相平衡数据库,也为低压下C₉体系的分离工艺设计提供参考。     

“填料塔分离效率的测定”实验教学新探索

"填料塔分离效率的测定"是化学工程与工艺专业实验课程中的一个传统实验,自开设以来,在本科教学中不断完善。为了适应新时代的新要求,我们重新调整了实验方案,加强学生运用所学专业理论知识指导实验的训练,并增加运用现代计算工具求理论板数的方法。新方案不但能节省原料,而且解决了废液排放问题。     

学研互动 推进大化工实验教学的改革

我校以“工程基础-技术基础-过程综合-创新实践”为主线,以化学工程学科发展方向为立足点,建立了多层次、模块化、循序渐进的大化工实验教学体系,依托学研互动,将科研成果转化为实验项目,推动研究性学习,强化了实验教学的育人功能。     

化工热力学中汽液平衡数据测定实验教学的改进

非理想体系二元系统汽液平衡数据测定是化学工程与工艺专业的专业实验之一。针对实验教学中的一些问题,操作步骤和实验装置进行了一些改进,包括样品的取样方法、滴定管的类型、用智能数显控制仪表代替自耦式调压器控制实验过程的加热和保温等。为了更好地实现实验教学对理论教学的促进作用,教学中还加强了预习思考环节,要求学生在实验前就思考题展开讨论,以激发他们的专业思维能力。     

化学工程与工艺专业实验国家精品课程建设

本文结合化学工程与工艺专业实验国家级精品课程的建设实践,对教材建设、教学内容、教学模式和教学手段改革、师资队伍建设、成果交流与辐射等方面进行了分析与总结。     

常压下乙醇-水-醋酸钾系统汽液平衡数据的测定与关联

采用Ellis汽液两相双循环平衡蒸馏仪测定了常压下乙醇(1)-水(2)和乙醇(1)-水(2)-醋酸钾(3)物系的汽液平衡数据，结果表明：醋酸钾对乙醇(1)-水(2)系统具有盐析效应，乙醇对水的相对挥发度α₁₂上升。系统中10%(质量)的醋酸钾已经消除了乙醇-水间的共沸点，可作为加盐萃取精馏的分离剂。采用已授权的Aspen Plus软件自带的eNRTL、Wilson和UNIQUAC模型，以及eNRTL模型分别对乙醇(1)-水(2)、乙醇(1)-水(2)-10%(质量)醋酸钾(3)系统实验数据进行了关联，计算结果表明：乙醇(1)-水(2)系统中，平衡温度的平均绝对偏差（AAD）为0.72℃(eNRTL)、0.78℃(Wilson)和0.71℃(UNIQUAC)，气相组成计算值的平均绝对偏差为0.0083(eNRTL)、0.0077(Wilson)和0.0101(UNIQUAC)。而在乙醇(1)-水(2)-10%(质量)醋酸钾(3)系统中平衡温度和气相组成平均绝对偏差分别为0.25℃和0.0168(eNRTL)。     

乙苯脱氢制苯乙烯全流程半实物仿真系统设计

乙苯负压脱氢制苯乙烯全流程实验装置规模为模型试验级,受限于安全、环境、资金等,不适合用于开展教学实验。利用流程仿真技术、自动化通信技术及网络技术等手段设计开发的乙苯脱氢制苯乙烯全流程半实物仿真系统,可用于开展仿真软件训练和实体设备操作。该系统有利于学生掌握实验原理技术、流程组织方法和过程控制方法,有利于强化学生自学能力、工程实践能力和解决复杂工程问题能力的培养。     

具有先进控制和工程特色的化工专业实验装置的建设

实验装备建设是衡量实验室水平的重要指标。华东理工大学化工专业实验教学中心秉持以人为本的教学思想,引入有科研和工业化过程背景的项目作为实验内容,并引入先进控制技术,自主设计和研制了一大批具有工程化、自动化和远程化特色的化工专业实验设备用于教学,以期使学生形成工程化概念,注重理论联系实际。     

管式微反应器内测定乙二醇和乙酸酯化反应动力学实验

将连续化微通道反应技术引入化学工程与工艺专业实验课程中,以乙二醇和乙酸酯化生成乙二醇单乙酸酯和乙二醇二乙酸酯为反应体系,通过改变反应温度和停留时间探究测定反应动力学。该实验利用气相色谱对产物组分进行分析,利用MATLAB软件进行数据处理并模拟获得较优工艺条件。实验过程安全可靠,可操作性强,有利于提高学生综合运用知识的能力和严谨规范的科研能力。