文档介绍：5-乙醇气相脱水制乙烯动力学实验
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***。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***。因此,对于乙醇脱水这样一个复合反应,随着条件的变化,脱水过程的机理也会有所不同。借鉴前人在这方面做的工作,讲乙醇在分子筛催化剂作业下的脱水过程描述成:
较低温度:2C2H5OH→C2H5OC2H5+H2O
较高温度:C2H5OH→C2H4+H2O
三、实验装置、流程及试剂
装置由三部分组成:
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。
:
:无水乙醇,优级纯;分子筛催化剂,60~80目,。
K3-进气旁路调节阀;K2-阀箱产物流量调节;K3-气液分离后尾气调节;J-进液排放三通阀;
1-气体钢瓶;2-稳压阀;3-转子流量计;4-过滤器;5-质量流量计;6-缓冲器;
7-压力传感器;8-预热器;9-预热炉;10-反应器;11-反应炉;12-马达;
13-恒温箱;14-气液分离器;15-调压阀;16-皂膜流量计;17-加料泵
内循环无梯度反应色谱实验装置流程示意图图1、内循环无梯度反应色谱实验装置流程示意图
四、实验步骤
1、,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℃之间选择三个温度,测定各种条件下的数据。
五、实验数据记录与处理
Ⅰ原始数据记录:
表1、实验基本数据记录
表2、实验时数据记录
Ⅱ数据处理:
①数据处理表格:
m(乙醇)=×=
表4、乙烯重要计算数据记录
表5、活化能求取过程所需数据
②数据处理举例:
以第为①例: m(乙烯)=
n(乙烯)=m/M== n(乙醇)= n(乙烯)=
乙醇的转化率=反应掉的乙醇的摩尔数/原料中乙醇的摩尔数=/()=%
乙醇的收率=生成乙烯的摩尔数/原料中乙醇的摩尔数=/(