基于Aspen Plus的煤层气精馏分离案例教学探讨

为帮助学生掌握“煤矿区煤层气利用技术”基本理论,结合煤层气低温精馏分离科研成果案例,运用Aspen Plus流程模拟软件对煤层气气液相平衡和低温精馏过程进行模拟和案例教学,根据煤层气精馏分离工艺要求,进行精馏塔操作变量计算和灵敏度分析,分析操作变量变化对精馏过程的影响,让学生直观了解塔内各参数的变化,掌握精馏分离操作,加深了对煤层气分离理论的理解,极大地提高了教学效率和质量,提升了学生的综合素质。     

Aspen plus在“物理化学”课程精馏分离中的教学应用

将Aspen Plus化工流程模拟软件运用到工科“物理化学”课程精馏分离过程教学中,结合二甲醚(DME)-甲醇-水三元体系精馏分离的科研成果案例,探讨了Aspen Plus软件在精馏分离过程教学中的应用。实践表明,采用流程模拟软件辅助精馏分离的教学方法,不仅有助于加深学生对精馏分离理论知识点的理解,提高课程教学质量,而且有助于培养学生利用流程模拟技术解决工程实际问题的能力,提升了学生的综合素质。     

PROII软件在乙醇-水精馏分离实训中应用的案例教学*

将乙醇-水精馏分离模拟结果与实践教学相结合,探讨了PROII软件在乙醇-水精馏分离实训教学中的应用。实践表明,采用PROII流程仿真模拟软件辅助乙醇-水精馏分离实践教学有助于学生理解乙醇-水精馏分离操作的基本理论,加深学生对精馏分离操作中相平衡、泡(露)点、回流比等基本知识点的理解,同时使得操作参数变化对精馏过程的影响更加直观,有助于学生精馏操作技能的提升,调动了学生学习的积极性,提高了课程教学效率和质量。     

基于经典实验的教学改革模式探讨——以二元液系气液平衡相图实验的改进为例

从实验装置、实验体系、溶液配制、数据测量等方面针对经典的物理化学实验(二元液系气液平衡相图)进行了综合性探索。减少了实验试剂消耗,缩短了实验时间,改善了实验的操作性和重现性,同时消除了实验过程中的安全隐患。经过多年工科专业学生实验教学实践表明,这些改进措施提升了学生的低碳环保理念,改善了实验的过程体验,强化了经典实验的创新效果。在引导学生深刻理解气液相平衡基础理论的同时培养了学生的应用创新思维,获得了良好的实验教学效果。     

“液-液萃取”实验教学内容的选择与拓展

从学生实验能力培养出发,以"液-液萃取"实验内容为例,对较为常见的教学内容"乙醚萃取醋酸水溶液中醋酸"和"四氯化碳萃取碘水中碘"进行比较,提出选用"四氯化碳萃取碘水中碘"作为"液-液萃取"教学内容。并在此基础上,增加"四氯化碳回收"和"碘水中碘的含量测定"为拓展教学内容。教学实践表明:重组的"液-液萃取"项目,不仅丰富了教学内容,增强了实验项目的趣味性和综合性,更重要的是增加了学生课堂动手训练机会,同时对于培养学生化学实验素养、提高对环境保护的意识和自主探究学习精神起到了积极推进作用。     

基于Aspen Plus软件对制药化工原理精馏实验的模拟与分析

介绍并探讨了Aspen Plus化工流程模拟软件在“制药化工原理精馏实验”操作型问题分析中的应用.实践表明,采用该流程模拟软件辅助解决精馏实验操作问题,可以把精馏过程中复杂计算和繁琐图解过程化为直观、简单、精确、高效的计算,便于学生的理解和掌握, 提高了学生的学习积极性,不仅拓宽学生的视野,使学生加深了对精馏原理的深刻理解,而且有助于培养学生利用流程模拟技术解决工程实际问题和科研问题.     

基于相平衡与化学动力学的综合实验教学*

介绍了一个综合性物理化学实验:赖氨酸钠溶液吸收CO2的气液相平衡与化学动力学。针对物理化学中相平衡和化学动力学2章内容,开展实验教学。本实验以易得的赖氨酸、氢氧化钠和CO2为原材料,通过试剂配制、气液吸收和数据采集等实验操作,分析得到赖氨酸钠-CO2体系的相平衡数据(温度、压力、溶解度)和吸收过程的化学动力学特性(表观速率常数)。结合基本参数测量(质量、温度、压力与时间等)和热力学与动力学函数计算,既提高学生的综合实验能力,又加强其对多章节知识点的融会贯通,激发其科研兴趣和探索精神。     

室温离子液体混合物的相平衡研究进展

室温离子液体混合物的相平衡数据是设计和优化涉及离子液体的化学反应与分离工程的重要基础。本文综述了近年来室温离子液体混合物，特别是室温离子液体＋有机物体系的气－液平衡、液－液平衡和固－液平衡的研究进展，总结了这些混合物相行为的基本热力学规律以及对萃取分离工程的指导作用。     

氯仿萃取分离N,N-二甲基甲酰胺工艺

针对某制药企业生产过程中产生的高浓度含N,N-二甲基甲酰胺(DMF)料液，在折流板萃取塔内进行连续萃取分离，结合精馏工艺，实现了DMF的分离与回收。对于DMF初始质量分数为38.46%的料液，以氯仿作为萃取剂，采用脉冲折流板萃取塔对料液中的DMF进行萃取，研究了不同油水相比、流量和脉冲条件下在折流板萃取塔中DMF的萃取效果。结果表明，DMF的萃取效率随着脉冲的加入、油水相比的升高和两相流速的增大而增大，在优化的条件下DMF的萃取率最高为99.94%，分离后的萃余相DMF质量分数达到0.5%以下。进一步，对于负载了DMF的氯仿溶液，分别进行了间歇精馏实验和模拟计算，结果显示通过精馏可以实现氯仿和DMF的有效分离回收。     

Gaussian与Aspen Plus在化工原理课程设计中的应用*

在化工原理课程设计中将某药厂委托的科研项目“二甲硫醚、甲醇和水分离设计项目”转化为典型教学案例,结合现代计算机辅助技术,引入量化计算软件Gaussian和化工模拟软件Aspen Plus分别从微观和宏观上进行萃取精馏分离共沸物的设计。通过Gaussian软件,基于密度泛函理论证实了待分离体系中已有的组分水可改变二甲硫醚与甲醇二元共沸物的相对挥发度,消除2者之间的共沸。继而采用Aspen Plus软件对待分离混合液进行萃取精馏工艺模拟与优化,最后开展工业设计与设备选型。上述实际案例的设计过程,创造性地使用了混合液已有的组分作为萃取剂,通过萃取精馏工艺实现共沸物的分离,弥补了传统萃取精馏因引入萃取剂导致产品携带少量第三组分的缺点,极大地激发了学生学习的兴趣,丰富了课程教学内容,将复杂的萃取精馏过程讲解透彻,促进教学质量的提升,增强学生的工程设计能力,学生多次参加全国大学生化工设计竞赛并取得了优异成绩。     

思想实验及其对化学仿真实验教学的启示

思想实验作为一种研究方法和阐明科学理论的表述方法,广泛应用于各个学科。其基本特征为:思想实验是在头脑中进行的实验,具有非实际的可操作性;思想实验,全凭思维中的抽象形式和抽象运动展开,具有严密的逻辑性;思想实验是人们在长期实验的经验基础上的产物,具有实践性。在化学教学中,随着信息技术的发展,仿真实验逐渐被教学一线所接受。考察仿真实验的相关研究和思想实验的特征可见:仿真实验具有思想实验的特质,仿真实验可视为思想实验在化学实验教学领域的特定表现。有限度地使用仿真实验,有利于促进化学教学手段的现代化和化学实验观念的更新。但仿真实验不能承载所有的实验教学功能,搞好仿真实验教学需以真实场景的实验教学为基础。     

医学专业学生中开展医用化学设计性实验的探索

为适应学科发展和培养应用型人才的需要,探索了在医学生中开展医用化学设计性实验“底物的合成及NAG酶的含量测定”。实验内容包含尿中NAG酶的临床应用、底物的合成及检测方法的建立等,涵盖酶学、有机化学、无机化学、分析化学等多个学科的基本理论知识与实验技能。实验内容又与医学专业紧密联系,把理论知识与临床检验相结合,综合培养了学生的科学素养、思维方法、技术应用能力和综合能力。     

高分子化学实验教学的初步探索

主要从四个方面介绍了我校在高分子化学实验教学过程中所做的初步探索:第一,加强实验教学环节,对验证性实验进行改进,设法提高学生对于实验的兴趣和实验教学效果;第二,改革传统的高分子化学实验教学的模式和教学内容,将高分子化学、高分子物理和成型加工所学知识有机结合起来,开设综合性高分子实验课程;第三,紧密结合本校教师科研情况,开设研究创新性实验,并开设第二课程,鼓励学生利用课余时间参与教师的科研,以培养学生独立分析问题、解决问题的能力;第四,结合本校实际情况,适量开设微量、半微量实验。     

本科化学专业实验教学模式的改革与实践

以培养学生的创新思维和实践能力为目标,对本科化学专业实验课程体系与内容进行了全面改革。将化学学科中传统的无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验、物理化学实验4大实验的内容设计优化成基础实验、综合设计实验、研究创新实验3个实验模块,搭建了基础型、提高型、创新型3个能力训练层次和1条毕业设计/专业实习能力训练主线,构建了具有地方本科院校特色的化学专业 “331”实验课程新体系,实现了课程结构的模块化,实验内容的层次化和教学科研的一体化。实践证明,通过改革与实践激发了学生的学习兴趣和主动性,动手能力、分析问题和解决问题的能力都有一定程度的提高。     

化学化工虚拟仿真实验教学中心建设与实践

为了有效解决化学化工类实验教学无法或者难以实现的教学过程问题,组建了黑龙江大学化学化工虚拟仿真实验教学中心,搭建了辅助虚拟实验教学和管理于一体的开放共享的虚拟仿真信息化网络平台,设计开发了系列化工、制药、仪器类虚拟仿真实验教学项目,开展理论课+线下实验课+虚拟仿真实验+慕课四维课程体系建设,期望提升本科一流专业和拔尖人才试验班建设以及本科人才培养,为提高学校本科教学质量提供有力的保障。     

有机化学实验教学内容的绿色化改进

绿色实验教学由于其低能耗、低污染和低毒害等特点而日益受到重视。分析了目前有机实验教材和实验课程的现状,指出绿色化研究应该集中于制备实验的改进,建议教学中的制备反应不仅要符合绿色化学的12项原则,还必须具备试剂绿色廉价、反应时间较短和体现有机合成新技术等3个特征,推荐了几类代表性的绿色有机制备反应。     

特色有机化学实验开设探索

结合文山学院化学与工程学院转型发展的需要,针对地方资源特点和人才培养需求,将有机化学实验设计、整合为基础实验、特色实验两大模块,构建应用型专业课程体系。强化能力培养,提高学生综合素质,培养创新应用型人才。     

氨气喷泉实验的一体化设计

改进了氨气的喷泉实验装置设计,优化了试剂用量,将氨气生成与喷泉实验融为一体,使其操作简单,实验成功率高,而且能在3 min内完成。     

无机化学实验教学中的几点尝试

针对无机化学实验教学中存在的学生实验操作不规范、理论联系实际能力不足、学习兴趣不大等问题,提出了在实验教学过程中,以强化规范实验操作、培养良好实验习惯为教学目标,同时通过实验设计、趣味化学实验、举办优秀作品展示等活动,提高学生理论联系实际的能力及对无机化学实验课程的学习兴趣。     

巧用具支试管改进化学实验

巧用具支试管改进了“钠与硫酸铜溶液的反应”“氢氧化亚铁的制备”“铜与浓硫酸反应”等实验,不仅节约药品、操作简便、快捷,而且现象明显,既适合教师演示实验,更利于学生开展探究实验。