乙醇?xì)庀嗝撍埔蚁﹦?dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)0

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1、化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)習(xí)名稱：乙醇?xì)庀嗝撍埔蚁﹦?dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、鞏固所學(xué)的有關(guān)動(dòng)力學(xué)方面的知識(shí)；2、掌握獲得的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)的方法和手段；3、學(xué)會(huì)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)的處理方法，根據(jù)動(dòng)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(wú)梯度反應(yīng)器的特點(diǎn)以及其他有關(guān)設(shè)備的特點(diǎn)以及其它有關(guān)設(shè)備的使用方法，提高自己的實(shí)驗(yàn)技能。二、實(shí)驗(yàn)原理乙醇脫水屬于平等反應(yīng)。既可以進(jìn)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。較低溫度：較高溫度：三、實(shí)驗(yàn)裝置、流程及試劑1、實(shí)驗(yàn)裝置裝置由三部分

2、組成：第一部分是有微量進(jìn)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(tái)內(nèi)循環(huán)式無(wú)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)，包括六通閥，產(chǎn)品收集器和在線氣相色譜信。2、實(shí)驗(yàn)流程如下圖所示：內(nèi)循環(huán)無(wú)梯度反應(yīng)色譜實(shí)驗(yàn)裝置流程示意圖3、試劑和催化劑：無(wú)水乙醇，優(yōu)級(jí)純；分子篩催化劑，60～80目，重3.0g。四、實(shí)驗(yàn)步驟打開(kāi)H2鋼瓶使柱前壓達(dá)到0.5kg/cm2確認(rèn)色譜檢測(cè)中截氣通過(guò)后啟動(dòng)色譜，柱溫110℃，汽化室130℃，檢測(cè)室溫達(dá)到120℃，待溫度穩(wěn)定后，打開(kāi)導(dǎo)熱池——微電流放

3、大器開(kāi)關(guān)，橋電流至100mA；2、在色譜儀升溫的同時(shí)，開(kāi)啟閥恒溫箱加熱器升溫至110℃，開(kāi)啟保溫加熱器升溫至160℃；3、打開(kāi)反應(yīng)器溫度控制開(kāi)關(guān)，升溫，同時(shí)向反應(yīng)器冷卻水夾套通冷卻水。4、打開(kāi)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℃之間選擇四個(gè)溫度，改變?nèi)芜M(jìn)料速度，測(cè)定各種條件下的數(shù)據(jù)。五、數(shù)據(jù)的記錄與處理乙醇密度0.79g/ml分子篩催化劑0.8g乙醇進(jìn)料速度0.3ml/min乙醇進(jìn)料時(shí)間5min乙醇進(jìn)料量1.185g表1、數(shù)據(jù)記錄表實(shí)驗(yàn)

4、序號(hào)反應(yīng)溫度/℃液體混合物質(zhì)量/g1189.41.16190.31.182227.31.15230.71.153265.61.11266.11.12(2)數(shù)據(jù)的處理用（1）號(hào)實(shí)驗(yàn)為例：進(jìn)料乙醇摩爾數(shù):乙烯質(zhì)量:乙烯摩爾數(shù):乙烯收率:乙烯生成率:剩余乙醇：反應(yīng)器內(nèi)乙醇濃度:速率常數(shù)：同理可得:表二、數(shù)據(jù)處理結(jié)果實(shí)驗(yàn)序號(hào)1/T×10-3(1/K)速率常數(shù)K(L/g?h)lnK12.1620.4207-0.8662.1580.0829-2.49021.9980.643-0.4421.9250.647-0.43531.8561.5

5、370.4301.8541.3210.278由阿累尼烏斯方程K=K0exp(-E/RT)，將lnK對(duì)1/T作圖，即可求出K0和E。以lnK為縱坐標(biāo)，1/T為橫坐標(biāo)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(shí)驗(yàn)結(jié)果討論1、實(shí)驗(yàn)中乙醇的進(jìn)料量為每五分鐘1.185g，所以實(shí)驗(yàn)每五分鐘所測(cè)的數(shù)據(jù)如果大于1.185g實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)就必須作廢，并且重新進(jìn)行測(cè)定；2、在實(shí)驗(yàn)中隨著實(shí)驗(yàn)溫度的升高反應(yīng)進(jìn)行的深度加大，實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)呈減小趨勢(shì)，實(shí)驗(yàn)

6、結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)基本準(zhǔn)確；3、對(duì)于實(shí)驗(yàn)中的升溫過(guò)程要注意控制升溫速率，防止升溫過(guò)快，而導(dǎo)致最終的溫度超過(guò)所需的溫度區(qū)間；七、思考題：1.用無(wú)梯度反應(yīng)器測(cè)定化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的優(yōu)、缺點(diǎn)是什么？答：優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)器內(nèi)不存在濃度梯度和溫度梯度；缺點(diǎn)：反應(yīng)器進(jìn)口濃度物料循環(huán)，使累計(jì)的轉(zhuǎn)化率較高，進(jìn)口濃度和出口濃度有較大的差值。2.要證明測(cè)定的本證動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，還需要補(bǔ)充哪些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容？答：因?yàn)閭魅齻饕环词腔瘜W(xué)動(dòng)力學(xué)的本質(zhì)特征，所以要證明測(cè)定的本征動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，還需要補(bǔ)充熱量傳遞，質(zhì)量傳遞，動(dòng)量傳遞等內(nèi)容