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。     

流程模拟软件Aspen Plus在化工原理课程设计教学中的应用

介绍了化工原理课程设计的特点和重要性,通过实例说明流程模拟软件Aspen Plus在课程设计教学中的应用。应用DSTWU模型进行简捷设计计算、应用灵敏度分析优化工艺流程、应用RadFrac模型进行严格精馏计算、塔板或填料的设计与校核,并与手工计算结果进行对比。实践经验表明,将流程模拟软件同传统课程设计相结合的教学方式拓宽了教师的选题范围,提高了课程设计的质量和效率,强化了学生的工程意识,提高了课程的教学质量。     

化工专业综合性实验“分离乙醇水溶液”的探究

化工专业综合性实验对于培养学生的创新精神和工程实践能力至关重要。以分离乙醇水溶液为例,将气液相平衡测定实验和萃取精馏过程模拟相结合形成综合性实验,涉及到了三元体系的气液相平衡测定方法、实验数据采用不同热力学模型的回归及评价、萃取精馏过程模拟、各因素对分离效果的影响评价等。加深了学生对理论知识的理解,使学生对萃取精馏工业应用有了一定的认识,提高了学生的实验操作水平和工程实践能力,为应用型人才的培养提供了有力保障。     

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。     

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。     

用Matlab求解化工原理计算问题的教学初探

以管路计算中的设计型问题和精馏过程计算中的操作型问题为例,分析了求解问题的思路,列出了详尽的Matlab计算源程序。计算过程及结果表明,利用Matlab求解化工原理计算问题具有数值稳定性好、使用方便、高效、快速等特点。     

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Origin 8.0的精馏实验数据处理实例

精馏塔全塔效率测定实验数据处理中需要交替使用相平衡方程和操作方程进行逐板下行计算,传统的手工图解法和新开发的数据处理软件存在工作量大、可靠性差、实验教学质量无法保证的弊端。结合实例,选择分段拟合法探讨了Origin 8.0软件在精馏实验中的应用。该操作简单易懂,有效地提高了学生的实验数据处理和准确分析能力。     

基于Aspen Plus耦合生命周期评价的科研案例在环境工程原理教学中的应用

将化工流程模拟Aspen Plus软件与环境影响评估领域常用的生命周期评价(LCA)进行集成应用,围绕环境工程原理教学中有关化工过程质量能量衡算与环境污染防治内容的协同应用与拓展,构建化工流程模拟-环境风险评估科研案例“苯酐生产流程模拟及环境风险研究”,并将其作为环境工程原理的综合教学案例。教学实践经验表明,通过引入工程相关综合教学案例,不仅使得抽象的理论知识更加生动具体,而且在深化学生对课程理论知识理解的同时,提高学生应用专业知识分析和解决化工生产环境污染工程问题的综合能力和素质,为学生将来步入相关领域工作奠定扎实的基础。     

化工过程分析与合成中序贯模块法与Aspen模拟的集成案例教学

化工过程分析与合成是化工类实践性非常强的专业课程，其主要手段是过程系统模拟。如何将化工过程分析与合成理论和模拟软件Aspen使用进行有机结合是此课程教学过程中需解决的重要问题。将化工过程分析与合成中的序贯模块法理论与相关的Aspen模拟进行有机融合教学，重点解决由于断裂流股选取不合适及初值设置不合理使模拟结果不收敛的问题。以此可使化工过程分析与合成理论教学更加生动，学生更易掌握，同时可提高学生对Aspen软件使用和解决实际问题的能力，为后续的工程设计打下坚实的基础。     

Evaluation of the Chemical Exergy of Fuels and Petroleum Fractions

A correlation formula to estimate chemical exergies of oil fractions and fuel mixtures from enthalpy of combustion and atomic composition is developed. Heat capacity ofa mixture of 10 hydrocarbons was measured in the range 5–290 K. It was shown that contribution of entropy of mixing to exergy of typical oil fractions is about –0.11% in the approximation of ideal solution, and about –0.18% for a real solution. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

“3模块2步骤多评价”化工仿真教学模式的构建与实践

结合化工实践教学特点,从基础实验、仿真操作以及生产实习等教学环节进行改革,构建了"3模块2步骤多评价"化工仿真教学模式,优化配置仿真与实训内容,增设下厂前仿真实习,建立开放式仿真实验平台,通过分步骤实施和多元化评价,取得了较好的效果。     

化学指纹图谱的相似性测度及其评价方法

提出化学指纹图谱相似性测度概念,并以峰数弹性、峰比例同态性和峰面积同 态性为评价指标,用于多角度评价化学指纹图谱相似性测试优劣,根据这些评价指 标,用计算机仿真方法研究比较了6种相似性测度,结果表明夹角余弦测试用于度 量指纹图谱间谱峰比例的波动较适宜,峰匹配测度可较灵敏地检测小峰个数波动, 而欧氏距离测试则具有较好的综合评价能力。最后,采用实测的参麦注射液色谱分 析谱图。研究考察了上述计算机仿真实验结果,证明仿真结果符合实际情况,这表 明本研究方法可用于评价化学指纹图谱相似性测度。     

The hierarchical structure of chemical engineering

Around the turn of the present century,scholars began to recognize chemical engineering as a com-plex system,and have been searching for a convenient point of entry for refreshing its knowledge base.From our study of the dynamic structures of dispersed particles in fluidization and the resultingmulti-scale method,we have been attempting to extend our findings to structures prevailing in othermultiphase systems as well as in the burgeoning industries producing functional materials.Chemicalengineering itself is hierarchically structured.Besides structures based on space and time,such hier-archy could be built from ChE history scaled according to science content,or from ChE operation ac-cording to the expenditure of manpower and capital investment.     

生命元素图谱与化学元素周期表

旨在用化学语言表面与生命有关的问题。讨论了微量元素与生物体作用的规律性,人体生命元素平衡谱的构成,人与环境间精细的动态的物质交换平衡以及“天人合一”的哲学思想,指出生命元素在元素周期表中昂首翘尾的“近似动物体形”分布潜示生命的存在,提出不仅要注重有机营养平衡,更要注重无机营养平衡的观点。     

国际化学元素周期表年纪念邮票及其教育价值

2019年为国际化学元素周期表年,世界范围内举行了丰富多彩的庆祝活动,邮票发行成为各国参与国际年活动的内容之一。在对世界12个国家发行的国际化学元素周期表年邮票进行收集的基础上,解读了邮票图案中的化学信息,阐述了这些化学信息在普及元素知识、拓展教学情境素材、培养科学态度方面的教育价值。     

淀粉衍生物的研究及应用

简要介绍了淀粉的结构和特点,以及物理改性、化学改性和酶法改性的基本原理,着重介绍了化学改性的基本原理,详细介绍了氧化淀粉、醚化淀粉和酯化淀粉的制备及应用,并对淀粉衍生物的研究方向作了展望,认为复合改性淀粉是未来淀粉化学品的发展趋势。淀粉衍生物可广泛应用于食品、纺织、造纸、医药等众多领域,具有广阔的发展前景。     

电子自旋、微观可区分性及化学键

本文从分析电子自旋磁矩 (磁极 )的空间性质入手,讨论了电子的可区分性。通过讨论2个电子自旋组态的 8种形式,其中,包括 4种磁极吸引的耦合态、4种磁矩排斥的非耦合态,同理,电子轨旋运动也存在 4种耦合态。自旋耦合、轨旋全耦合需要 8个电子,所以元素周期性为 8音律。磁矩耦合是形成化学键的第一要求,第二才是异核吸引作用 ;化学键的广义表达语言应该是:化学键只能由磁矩耦合的电子组成。对电子的波粒二象性和测不准原理进行了新的理论解释,并讨论了波粒二象性和测不准现象的物理模型。该模型与电子的微观可区分性相一致。     

从化学核心素养角度探查我国高考化学考试

从高中化学核心素养的5个维度出发，参考2017年高考大纲修订内容，对3份高考全国卷化学试题采用对核心素养进行赋分的方式进行统计。统计表明：高考全国卷试题基本涵盖对化学核心素养的考查，大部分试题实现对核心素养的综合考查，“科学态度与社会责任”维度考查的比重过小等。提出我国高中化学考试评价应落实核心素养要求， 5种化学核心素养的考查应保持合理比例等建议。     

潜影形成过程中的空穴及其转换

最近几年,在研究卤化银体系的潜影形成效率时,在如何对待和处理光生空穴问题上出现了一些突破传统思路并具有开拓性的方法,我们把它称之为"空穴-电子转换"法.这种方法的关键是寻找或设计一种"化学转换器".这种转换器既能捕获空穴,消除或减少潜影形成过程中由于电子与空穴的复合造成的电子损失,又能经过它的转换产生并释放出额外电子或某种电子载体(如自由基)促进潜影的形成,起到一举两得显著提高卤化银乳剂感光度的作用.本文对当前已有的3种化学转换器的研究进展进行了综合评述,望引起国内科学家的密切关注.