乙醇气相脱水制乙烯动力学实验0

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1、化工专业实验报告实习名称：乙醇气相脱水制乙烯动力学实验实验目的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他有关设备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醚。较低温度：较高温度：三、实验装置、流程及试剂1、实验装置装置由三部分

2、组成：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，包括六通阀，产品收集器和在线气相色谱信。2、实验流程如下图所示：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3.0g。四、实验步骤打开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℃，汽化室130℃，检测室温达到120℃，待温度稳定后，打开导热池——微电流放

3、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160℃；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、用阀箱内旋转六通阀取样分析尾气组成，记录色谱处理的浓度值；6、在200～380℃之间选择四个温度，改变三次进料速度，测定各种条件下的数据。五、数据的记录与处理乙醇密度0.79g/ml分子筛催化剂0.8g乙醇进料速度0.3ml/min乙醇进料时间5min乙醇进料量1.185g表1、数据记录表实验

4、序号反应温度/℃液体混合物质量/g1189.41.16190.31.182227.31.15230.71.153265.61.11266.11.12(2)数据的处理用（1）号实验为例：进料乙醇摩尔数:乙烯质量:乙烯摩尔数:乙烯收率:乙烯生成率:剩余乙醇：反应器内乙醇浓度:速率常数：同理可得:表二、数据处理结果实验序号1/T×10-3(1/K)速率常数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由阿累尼乌斯方程K=K0exp(-E/RT)，将lnK对1/T作图，即可求出K0和E。以lnK为纵坐标，1/T为横坐标作图如下：可得，则lnK0=17.04255，E/R=8.97475,求得:K0=2.52×107L/(g·h)，E=74.62KJ/mol六、实验结果讨论1、实验中乙醇的进料量为每五分钟1.185g，所以实验每五分钟所测的数据如果大于1.185g实验数据就必须作废，并且重新进行测定；2、在实验中随着实验温度的升高反应进行的深度加大，实验所测数据应呈减小趋势，实验

6、结果表明实验所测数据基本准确；3、对于实验中的升温过程要注意控制升温速率，防止升温过快，而导致最终的温度超过所需的温度区间；七、思考题：1.用无梯度反应器测定化学反应动力学的优、缺点是什么？答：优点：反应器内不存在浓度梯度和温度梯度；缺点：反应器进口浓度物料循环，使累计的转化率较高，进口浓度和出口浓度有较大的差值。2.要证明测定的本证动力学数据，还需要补充哪些实验内容？答：因为传三传一反是化学动力学的本质特征，所以要证明测定的本征动力学数据，还需要补充热量传递，质量传递，动量传递等内容