乙醇氣相脫水制乙烯

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1、化工專業(yè)實驗報告實驗名稱：乙醇氣相脫水制乙烯動力學實驗學院：專業(yè)：班級：姓名：學號：指導教師：同組姓名：日期：2012年05月15日5一、實驗目的1、鞏固所學的有關動力學方面的知識；2、掌握獲得的反應動力學數(shù)據(jù)的方法和手段；3、學會動力學數(shù)據(jù)的處理方法，根據(jù)動力學方程求出相應的參數(shù)值；4、熟悉內(nèi)循環(huán)式無梯度反應器的特點以及其他有關設備的特點以及其它有關設備的使用方法，提高自己的實驗技能。二、實驗原理乙醇脫水屬于平等反應。既可以進行分子內(nèi)脫水成乙烯，又可以分子間脫水生成乙醚。一般而言，較高的溫度有利于生成乙烯，而較低的溫度則有利于生成乙醚。較低

2、溫度：較高溫度：三、實驗裝置、流程及試劑1、實驗裝置：裝置由三部分組成：第一部分是有微量進料泵，氫氣鋼瓶，汽化器和取樣六通閥組成的系統(tǒng)；第二部分是反應系統(tǒng)，它是由一臺內(nèi)循環(huán)式無梯度反應器，溫度控制器和顯示儀表組成；第三部分是取樣和分析系統(tǒng)，包括六通閥，產(chǎn)品收集器和在線氣相色譜信。2、實驗流程如下圖所示：5內(nèi)循環(huán)無梯度反應色譜實驗裝置流程示意圖3、試劑和催化劑：無水乙醇，優(yōu)級純；分子篩催化劑，60～80目，重0.4g。四、實驗步驟1、打開H2鋼瓶使柱前壓達到0.5kg/cm2確認色譜檢測中截氣通過后啟動色譜，柱溫110℃，汽化室130℃，檢測室

3、溫達到120℃，待溫度穩(wěn)定后，打開導熱池——微電流放大器開關，橋電流至100mA；2、在色譜儀升溫的同時，開啟閥恒溫箱加熱器升溫至110℃，開啟保溫加熱器升溫至150℃；3、打開反應器溫度控制開關，升溫，同時向反應器冷卻水夾套通冷卻水。4、打開微量泵，以小流量向氣化器內(nèi)通原料乙醇；5、用閥箱內(nèi)旋轉(zhuǎn)六通閥取樣分析尾氣組成，記錄色譜處理的濃度值；6、在200～380℃之間選擇三個溫度，測定每5分鐘內(nèi)反應后乙醇和水的質(zhì)量并記錄，每個溫度測定2~3次。五、數(shù)據(jù)處理乙醇進料速度：0.30ml/min乙醇每5min內(nèi)進料質(zhì)量：1.5×0.79=1.185

4、g乙醇密度：ρ=0.79g/ml5表1數(shù)據(jù)記錄表實驗序號反應溫度/℃乙醇和水的質(zhì)量/g平均質(zhì)量/g1a187.001.181.17b188.351.162a226.501.161.15b226.201.143a266.801.091.10b267.201.11表2數(shù)據(jù)處理結(jié)果表序號反應溫度℃乙醇進料量ml/min產(chǎn)物組成mol％乙稀的收率x乙烯生成速率ymol/(g·min)乙烯%其他%1187.680.31.8598.150.02082.68×10-42226.350.34.6295.380.04846.24×10-43267.000.31

5、0.5489.460.11781.52×10-3表中：乙醇的轉(zhuǎn)化率=反應掉的乙醇摩爾數(shù)/原料中的乙醇的摩爾數(shù)乙烯的收率=生成的乙烯量/原料中乙醇的摩爾數(shù)乙烯的生成速率=（乙醇的進料速度×乙烯的收率）/催化劑用量計算：187.68℃下，乙烯的摩爾數(shù)=(1.185-1.17)/28=5.36×10-4mol進料乙醇的摩爾數(shù)=1.185/46=0.0258mol產(chǎn)物總的摩爾數(shù)=0.0258+5.36×10-4=0.02904mol得：乙烯所占的百分比=5.36×10-4/0.02904×100%=1.85%乙烯收率=5.36×10-4/0.0258

6、=0.0208乙烯生成速率=5.36×10-4/(5×0.4)=2.68×10-4mol/(g·min)同理可得226.35℃、267.00℃的數(shù)據(jù)，填入表中。六、實驗結(jié)果與討論結(jié)果：本次的實驗雖然操作簡單，但所得的數(shù)據(jù)隨機性較大，因為反應速度與反應溫度密切相關，溫度不同，反應速率也就不同，同時反應過程也不會穩(wěn)定，給測量造成誤差，所以整個實驗的結(jié)果是否準確與溫度的控制密不可分。討論：分析上表所得到的實驗數(shù)據(jù)可知我們的實驗存在一定的誤差，5造成實驗誤差的主要原因可能有：（1）乙醇暴露在空氣中吸收了部分水分不是真正的無水乙醇，導致實驗誤差；（2）

7、我們實驗所用的微量泵和天平存在儀器誤差；（3）在數(shù)據(jù)的記錄過程中我們用秒表計時，也會有實驗誤差；（4）乙醇暴露在空氣中吸收了部分水分導致無水乙醇不純（5）實驗過程中若增大溫差，實驗結(jié)果可能會準確些，但卻又很耗時，所以我們實驗的溫差比較小，較易導致實驗誤差。總之影響實驗的因素很多，要想保證實驗的準確度，務必保證反應溫度的恒定，進料乙醇體積，秒表計時的測量準確性，還要有較高的實驗技能。5