乙醇氣相脫水制乙烯動力學(xué)實驗.doc

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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(xué)實驗學(xué)院：化學(xué)工程學(xué)院專業(yè)：化學(xué)工程與工藝班級：化工班姓名：學(xué)號同組者姓名：指導(dǎo)教師：日期：一、實驗?zāi)康?、鞏固所學(xué)的有關(guān)動力學(xué)方面的知識；2、掌握獲得的反應(yīng)動力學(xué)數(shù)據(jù)的方法和手段；3、學(xué)會動力學(xué)數(shù)據(jù)的處理方法，根據(jù)動力學(xué)方程求出相應(yīng)的參數(shù)值；4、熟悉內(nèi)循環(huán)式無梯度反應(yīng)器的特點以及其它有關(guān)設(shè)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(yīng)。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

2、醚。較低溫度：較高溫度：三、實驗裝置、流程及試劑1.裝置本實驗裝置由三部分構(gòu)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(yīng)系統(tǒng)。它是由一臺內(nèi)循環(huán)式無梯度反應(yīng)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)。包括取樣六通閥，產(chǎn)品收集器和在線氣相色譜信。2.實驗流程內(nèi)循環(huán)無梯度反應(yīng)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

3、化室130℃，檢測室溫達到120℃，待溫度穩(wěn)定后，打開熱導(dǎo)池——微電流放大器開關(guān)，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180℃；3、打開反應(yīng)器溫度控制開關(guān)，升溫，同時向反應(yīng)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、在200～380℃之間選擇三個溫度，測定每5分鐘內(nèi)反應(yīng)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：0.3ml/min乙醇每5min內(nèi)進料質(zhì)量：1.5×0.79=1.185g乙醇密度：ρ=0.7

4、9g/ml分子篩催化劑用量：0.4g表1數(shù)據(jù)記錄表實驗序號反應(yīng)溫度/℃乙醇和水的質(zhì)量/g平均質(zhì)量/g1189.2~192.01.161.1621.163222.0~223.01.131.1441.155247.0~249.01.131.1361.1471.12表二數(shù)據(jù)處理結(jié)果表序號反應(yīng)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%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：乙醇的轉(zhuǎn)化率=反應(yīng)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：189.2~192.0℃下乙烯的摩爾數(shù)=(1.185-1.16)/28=8.93×10-4mol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+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℃下的數(shù)據(jù)。六、實驗結(jié)果討論：。對于上表中所得到的實驗結(jié)果存在有一定的誤差，并且在做實驗當(dāng)中有幾組數(shù)據(jù)偏大，其原因可能是：1、乙醇不純，不是真正的無水乙醇。2、微量泵儀器本身和天平都存在有系統(tǒng)誤差。3、秒表計時有時也會給結(jié)果帶來誤差。如果實驗中每次測量時間久點的話，實驗結(jié)

7、果的準(zhǔn)確性會更高，但是這樣又很耗時。總之要想保證實驗的準(zhǔn)確度，務(wù)必保證反應(yīng)溫度的恒定，進料乙醇體積，秒表計時的測量準(zhǔn)確性，還要有較高的實驗技能。