乙醇气相脱水制乙烯动力学实验.doc

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1、化工专业实验报告实验名称：乙醇气相脱水制乙烯动力学实验学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工班姓名：学号同组者姓名：指导教师：日期：一、实验目的1、巩固所学的有关动力学方面的知识；2、掌握获得的反应动力学数据的方法和手段；3、学会动力学数据的处理方法，根据动力学方程求出相应的参数值；4、熟悉内循环式无梯度反应器的特点以及其它有关设备的使用方法，提高自己的实验技能。二、实验原理乙醇脱水属于平等反应。既可以进行分子内脱水成乙烯，又可以分子间脱水生成乙醚。一般而言，较高的温度有利于生成乙烯，而较低的温度则有利于生成乙

2、醚。较低温度：较高温度：三、实验装置、流程及试剂1.装置本实验装置由三部分构成。第一部分是有微量进料泵、氢气钢瓶、汽化器和取样六通阀组成的系统。第二部分是反应系统。它是由一台内循环式无梯度反应器，温度控制器和显示仪表组成。第三部分是取样和分析系统。包括取样六通阀，产品收集器和在线气相色谱信。2.实验流程内循环无梯度反应色谱实验装置流程示意图3.试剂和催化剂：无水乙醇，优级纯；分子筛催化剂，60～80目，重0.4g。四、实验步骤1、打开H2钢瓶使柱前压达到0.5kg/cm2确认色谱检测中截气通过后启动色谱，柱温110℃，汽

3、化室130℃，检测室温达到120℃，待温度稳定后，打开热导池——微电流放大器开关，桥电流至100mA；2、在色谱仪升温的同时，开启阀恒温箱加热器升温至110℃，开启保温加热器升温至180℃；3、打开反应器温度控制开关，升温，同时向反应器冷却水夹套通冷却水；4、打开微量泵，以小流量向气化器内通原料乙醇；5、在200～380℃之间选择三个温度，测定每5分钟内反应后乙醇和水的质量并记录，每个温度测定2~3次。五、数据处理乙醇进料速度：0.3ml/min乙醇每5min内进料质量：1.5×0.79=1.185g乙醇密度：ρ=0.7

4、9g/ml分子筛催化剂用量：0.4g表1数据记录表实验序号反应温度/℃乙醇和水的质量/g平均质量/g1189.2~192.01.161.1621.163222.0~223.01.131.1441.155247.0~249.01.131.1361.1471.12表二数据处理结果表序号反应温度℃乙醇进料量ml/min产物组成mol％乙稀的收率x乙烯生成速率ymol/(g·min)乙烯%其他%1189.2~192.00.33.34596.6550.03464.465×10-42222.0~223.00.35.86594.135

5、0.06238.035×10-43247.0~249.00.37.06592.9350.07619.820×10-4表中：乙醇的转化率=反应掉的乙醇摩尔数/原料中的乙醇的摩尔数乙烯的收率=生成的乙烯量/原料中乙醇的摩尔数乙烯的生成速率=（乙醇的进料速度×乙烯的收率）/催化剂用量计算：189.2~192.0℃下乙烯的摩尔数=(1.185-1.16)/28=8.93×10-4mol进料乙醇的摩尔数=1.185/46=0.0258mol产物总的摩尔数=0.0258+8.93×10-4=0.0267mol乙烯所占的百分比=8.9

6、3×10-4/0.0267×100%=3.345%乙烯收率=8.93×10-4/0.0258=0.0346乙烯生成速率=8.93×10-4/(5×0.4)=4.465×10-4mol/(g·min)同理可得222.0~223.0℃，247.0~249.0℃下的数据。六、实验结果讨论：。对于上表中所得到的实验结果存在有一定的误差，并且在做实验当中有几组数据偏大，其原因可能是：1、乙醇不纯，不是真正的无水乙醇。2、微量泵仪器本身和天平都存在有系统误差。3、秒表计时有时也会给结果带来误差。如果实验中每次测量时间久点的话，实验结

7、果的准确性会更高，但是这样又很耗时。总之要想保证实验的准确度，务必保证反应温度的恒定，进料乙醇体积，秒表计时的测量准确性，还要有较高的实验技能。