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1、化工專業(yè)實驗報告實習名稱：乙醇氣相脫水制乙烯動力學實驗實驗目的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據的方法和手段；3、學會動力學數據的處理方法，根據動力學方程求出相應的參數值；4、熟悉內循環(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。較低溫度：較高溫度：三、實驗裝置、流程及試劑1
2、、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，產品收集器和在線氣相色譜信。2、實驗流程如下圖所示：內循環(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3.0g。四、實驗步驟打開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℃，檢測室溫達到1
3、20℃，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160℃；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通原料乙醇；5、用閥箱內旋轉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℃之間選擇四個溫度，改變三次進料速度，測定各種條件下的數據。五、數據的記錄與處理乙醇密度0.79g/ml分子篩催化劑0.8g乙醇進料速度0.3ml/m
4、in乙醇進料時間5min乙醇進料量1.185g表1、數據記錄表實驗序號反應溫度/℃液體混合物質量/g1189.41.16190.31.182227.31.15230.71.153265.61.11266.11.12(2)數據的處理用（1）號實驗為例：進料乙醇摩爾數:乙烯質量:乙烯摩爾數:乙烯收率:乙烯生成率:剩余乙醇：反應器內乙醇濃度:速率常數：同理可得:表二、數據處理結果實驗序號1/T×10-3(1/K)速率常數K(L/g?h)lnK12.1620.4207-0.8662.1580.0829-2.4
5、9021.9980.643-0.4421.9250.647-0.43531.8561.5370.4301.8541.3210.278由阿累尼烏斯方程K=K0exp(-E/RT)，將lnK對1/T作圖，即可求出K0和E。以lnK為縱坐標，1/T為橫坐標作圖如下：可得，則lnK0=17.04255，E/R=8.97475,求得:K0=2.52×107L/(g·h)，E=74.62KJ/mol六、實驗結果討論1、實驗中乙醇的進料量為每五分鐘1.185g，所以實驗每五分鐘所測的數據如果大于1.185g實驗數據
6、就必須作廢，并且重新進行測定；2、在實驗中隨著實驗溫度的升高反應進行的深度加大，實驗所測數據應呈減小趨勢，實驗結果表明實驗所測數據基本準確；3、對于實驗中的升溫過程要注意控制升溫速率，防止升溫過快，而導致最終的溫度超過所需的溫度區(qū)間；七、思考題：1.用無梯度反應器測定化學反應動力學的優(yōu)、缺點是什么？答：優(yōu)點：反應器內不存在濃度梯度和溫度梯度；缺點：反應器進口濃度物料循環(huán)，使累計的轉化率較高，進口濃度和出口濃度有較大的差值。2.要證明測定的本證動力學數據，還需要補充哪些實驗內容？答：因為傳三傳一反是化學
7、動力學的本質特征，所以要證明測定的本征動力學數據，還需要補充熱量傳遞，質量傳遞，動量傳遞等內容
