天津大学固定床乙醇脱水反应实验设计研究(新)
乙醇脱水反应实验报告
乙醇脱水反应研究实验一、实验目的1.掌握乙醇脱水实验的反应过程和反应机理、特点,了解针对不同目的产物的反应条件对正、付反应的影响规律和生成的过程。
2.学习气固相管式催化反应器的构造、原理和使用方法,学习反应器正常操作和安装,掌握催化剂评价的一般方法和获得适宜工艺条件的研究步骤和方法。
3.学习动态控制仪表的使用,如何设定温度和加热电流大小,怎样控制床层温度分布。
4.学习气体在线分析的方法和定性、定量分析,学习如何手动进样分析液体成分。
了解气相色谱的原理和构造,掌握色谱的正常使用和分析条件选择。
5.学习微量泵和蠕动泵的原理和使用方法,学会使用湿式流量计测量流体流量。
二、实验仪器和药品及装置图乙醇脱水固反应器,气相色谱及计算机数据采集和处理系统,精密微量液体泵,蠕动泵。
ZSM-5型分子筛乙醇脱水催化剂,分析纯乙醇,蒸馏水。
三、实验原理乙醇脱水生成乙烯和乙醚,是一个吸热、分子数增不变的可逆反应。
提高反应温度、降低反应压力,都能提高反应转化率。
乙醇脱水可生成乙烯和乙醚,但高温有利于乙烯的生在,较低温度时主要生成乙醚,有人解释这大概是因为反应过程中生成的碳正离子比较活泼,尤其在高温,它的存在寿命更短,来不及与乙醇相遇时已经失去质子变成乙烯.而在较低温度时,碳正离子存在时间长些,与乙醇分子相遇的机率增多,生成乙醚。
有人认为在生成产物的决定步骤中,生成乙烯要断裂C—H 键,需要的活化能较高,所以要在高温才有乙烯的生成。
乙醇在催化剂存在下受热发生脱水反应,既可分子内脱水生成乙烯,也可分子间脱水生成乙醚。
本实验采用ZSM-5分子筛为催化剂,在固定床反应器中进行乙醇脱水反应研究,通过改变反应的进料速度,可以得到不同反应条件下的实验数据,通过对气体和液体产物的分析,可以得到在一定反应温度条件下的反应最佳工艺条件和动力学方程。
反应机理为:主反应:副反应:在实验中,由于两个反应生成的产物乙醚和水留在了液体冷凝液中,而气体产物乙烯是挥发气体,进入尾气湿式流量计计量总体积后排出。
乙醇脱水反应实验
乙醇脱水反应实验一、实验目的1.掌握乙醇脱水实验的反应过程和反应机理、特点,了解针对不同目的产物的反应条件对正、付反应的影响规律和生成的过程。
2.学习气固相管式催化反应器的构造、原理和使用方法,学习反应器正常操作和安装,掌握催化剂评价的一般方法和获得适宜工艺条件的研究步骤和方法。
3.学习动态控制仪表的使用,如何设定温度和加热电流大小,怎样控制床层温度分布。
4.学习气体在线分析的方法和定性、定量分析,学习如何手动进样分析液体成分。
了解气相色谱的原理和构造,掌握色谱的正常使用和分析条件选择。
5.学习微量泵和蠕动泵的原理和使用方法,学会使用湿式流量计测量流体流量。
二、实验仪器和药品及装置乙醇脱水固反应器,气相色谱及计算机数据采集和处理系统,精密微量液体泵,蠕动泵。
ZSM-5型分子筛乙醇脱水催化剂,分析纯乙醇,蒸馏水。
三、实验原理乙醇脱水生成乙烯和乙醚,是一个吸热、分子数增不变的可逆反应。
提高反应温度、降低反应压力,都能提高反应转化率。
乙醇脱水可生成乙烯和乙醚,但高温有利于乙烯的生成,较低温度时主要生成乙醚,有人解释这大概是因为反应过程中生成的碳正离子比较活泼,尤其在高温,它的存在寿命更短,来不及与乙醇相遇时已经失去质子变成乙烯。
而在较低温度时,碳正离子存在时间长些,与乙醇分子相遇的机率增多,生成乙醚。
有人认为在生成产物的决定步骤中,生成乙烯要断裂C—H键,需要的活化能较高,所以要在高温才有乙烯的生成。
乙醇在催化剂存在下受热发生脱水反应,既可分子内脱水生成乙烯,也可分子间脱水生成乙醚。
本实验采用ZSM -5分子筛为催化剂,在固定床反应器中进行乙醇脱水反应研究,通过改变反应的进料速度,可以得到不同反应条件下的实验数据,通过对气体和液体产物的分析,可以得到在一定反应温度条件下的反应最佳工艺条件和动力学方程。
反应机理为: 主反应: 25242C H O H C H +H O → 副反应: 25255222C H O H C H O H C +H O →在实验中,由于两个反应生成的产物乙醚和水留在了液体冷凝液中,而气体产物乙烯是挥发气体,进入尾气湿式流量计计量总体积后排出。
实验4 乙醇脱水
化工专业实验报告实验名称:固定床乙醇脱水反应研究实验姓名:邢瑞哲实验时间:2014.04.15同组人:徐晗、苟泽浩专业:化学工程与工艺组号: 3 学号: 3011207058 指导教师:实验成绩:固定床乙醇脱水反应研究实验实验报告固定床乙醇脱水反应研究实验1. 实验目的①掌握乙醇脱水实验的反应过程和反应机理特点,了解针对不同目的产物的反应条件对正、副反应的影响规律和生成的过程;②学习气固相管式催化反应器的构造、原理和使用方法,学习反应器正常操作和安装,掌握催化剂评价的一般方法和获得适宜工艺条件的研究步骤和方法;③学习动态控制仪表的使用,如何设定温度和加热电流大小,怎样控制床层温度分布;④学习气体在线分析的方法和定性、定量分析,学习如何手动进样分析液体成分。
了解气相色谱的原理和构造,掌握色谱的正常使用和分析条件选择;⑤学习微量泵和蠕动泵的原理和使用方法,学会使用湿式流量计测量流体流量。
2. 实验仪器和药品实验仪器:乙醇脱水气固反应器;气相色谱及计算机数据采集和处理系统;精密微量液体泵;蠕动泵。
药品:ZSM-5型分子筛乙醇脱水催化剂;分析纯乙醇;蒸馏水。
3. 实验原理乙烯是重要的基本有机化工产品。
乙烯主要来源于石油化工,但是由乙醇脱水制乙烯在南非、非洲、亚洲的一些国家中仍占有重要地位。
乙醇脱水生成乙烯和乙醚,是一个吸热、分子数增多的可逆反应。
提高反应温度、降低反应压力,都能提高反应转化率。
乙醇脱水可生成乙烯和乙醚,但高温有利于乙烯的生在,较低温度时主要生成乙醚,有人解释这大概是因为反应过程中生成的碳正离子比较活泼,尤其在高温,它的存在寿命更短,来不及与乙醇相遇时已经失去质子变成乙烯.而在较低温度时,碳正离子存在时间长些,与乙醇分子相遇的机率增多,生成乙醚。
有人认为在生成产物的决定步骤中,生成乙烯要断裂C-H 键,需要的活化能较高,所以要在高温才有和于乙烯的生成。
目前,在工业生产方面,乙醚绝大多数是由乙醇在浓硫酸液相作用下直接脱水制得。
乙醇脱水反应实验
乙醇脱水反应实验一、实验目的1.掌握乙醇脱水实验的反应过程和反应机理、特点,了解针对不同目的产物的反应条件对正、付反应的影响规律和生成的过程。
2.学习气固相管式催化反应器的构造、原理和使用方法,学习反应器正常操作和安装,掌握催化剂评价的一般方法和获得适宜工艺条件的研究步骤和方法。
3.学习动态控制仪表的使用,如何设定温度和加热电流大小,怎样控制床层温度分布。
4.学习气体在线分析的方法和定性、定量分析,学习如何手动进样分析液体成分。
了解气相色谱的原理和构造,掌握色谱的正常使用和分析条件选择。
5.学习微量泵和蠕动泵的原理和使用方法,学会使用湿式流量计测量流体流量。
二、实验仪器和药品及装置乙醇脱水固反应器,气相色谱及计算机数据采集和处理系统,精密微量液体泵,蠕动泵。
ZSM-5型分子筛乙醇脱水催化剂,分析纯乙醇,蒸馏水。
三、实验原理乙醇脱水生成乙烯和乙醚,是一个吸热、分子数增不变的可逆反应。
提高反应温度、降低反应压力,都能提高反应转化率。
乙醇脱水可生成乙烯和乙醚,但高温有利于乙烯的生成,较低温度时主要生成乙醚,有人解释这大概是因为反应过程中生成的碳正离子比较活泼,尤其在高温,它的存在寿命更短,来不及与乙醇相遇时已经失去质子变成乙烯。
而在较低温度时,碳正离子存在时间长些,与乙醇分子相遇的机率增多,生成乙醚。
有人认为在生成产物的决定步骤中,生成乙烯要断裂C—H键,需要的活化能较高,所以要在高温才有乙烯的生成。
乙醇在催化剂存在下受热发生脱水反应,既可分子内脱水生成乙烯,也可分子间脱水生成乙醚。
本实验采用ZSM -5分子筛为催化剂,在固定床反应器中进行乙醇脱水反应研究,通过改变反应的进料速度,可以得到不同反应条件下的实验数据,通过对气体和液体产物的分析,可以得到在一定反应温度条件下的反应最佳工艺条件和动力学方程。
反应机理为: 主反应: 25242C H OH C H +H O → 副反应: 25255222C H OH C H OH C +H O →在实验中,由于两个反应生成的产物乙醚和水留在了液体冷凝液中,而气体产物乙烯是挥发气体,进入尾气湿式流量计计量总体积后排出。
乙醇脱水
化工专业实验报告实验名称:固定床乙醇脱水反应实验研究实验人员:徐继盛同组人:赵乐、陈思聪、白帆实验地点:天大化工技术实验中心630室实验时间:2014年5月13号年级2011 ;专业化学工程与工艺;组号10 ;学号3011207115 指导教师:冯荣秀实验成绩:天津大学化工技术实验中心印制固定床乙醇脱水反应实验研究一.实验目的1.掌握乙醇脱水实验的反应过程和反应机理、特点,了解针对不同目的产物的反应条件对正、付反应的影响规律和生成的过程。
2.学习气固相管式催化反应器的构造、原理和使用方法,学习反应器正常操作和安装,掌握催化剂评价的一般方法和获得适宜工艺条件的研究步骤和方法。
3.动控制仪表的使用,如何设定温度和加热电流大小。
怎样控制床层温度分布。
4.学习气体在线分析的方法和定性、定量分析,学习如何手动进样分析液体成分。
了解气相色谱的原理和构造,掌握色谱的正常使用和分析条件选择。
5.学习微量泵和蠕动泵的原理和使用方法,学会使用湿式流量计测量流体流量。
二.实验原理1.过程原理乙烯是重要的基本有机化工产品.乙烯主要来源于石油化工,但是由乙醇脱水制乙烯在南非、非洲、亚洲的一些国家中仍占有重要地位.我国的辽源、苏州、兰州、南京、新疆等地的中小型化工企业由乙醇脱水制乙烯的工艺主要采用r—Al2,虽然其活性及选择性较好,但是反应温度较高,空速较低,能耗大。
乙醇脱水生成乙烯是一个吸热反应,生成乙醚是一个放热反应,分子数增不变的可逆反应。
提高反应温度、降低反应压力,都能提高反应转化率。
乙醇脱水可生成乙烯和乙醚,但高温有利于乙烯的生在,较低温度时主要生成乙醚,有人解释这大概是因为反应过程中生成的碳正离子比较活泼,尤其在高温,它的存在寿命更短,来不及与乙醇相遇时已经失去质子变成乙烯.而在较低温度时,碳正离子存在时间长些,与乙醇分子相遇的机率增多,生成乙醚。
有人认为在生成产物的决定步骤中,生成乙烯要断裂C—H键,需要的活化能较高,所以要在高温才有和于乙烯的生成。
乙醇脱水反应实验
乙醇脱水反应实验一、实验目的1掌握乙醇脱水实验的反应过程和反应机理、特点,了解针对不同目的产物的反应条件对正、付反应的影响规律和生成的过程。
2学习气固相管式催化反应器的构造、原理和使用方法,学习反应器正常操作和安装,掌握催化剂评价的一般方法和获得适宜工艺条件的研究步骤和方法。
3学习动态控制仪表的使用,如何设定温度和加热电流大小,怎样控制床层温度分布。
4学习气体在线分析的方法和定性、定量分析,学习如何手动进样分析液体成分。
了解气相色谱的原理和构造,掌握色谱的正常使用和分析条件选择。
5学习微量泵和蠕动泵的原理和使用方法,学会使用湿式流量计测量流体流量。
二、实验仪器和药品及装置乙醇脱水固反应器,气相色谱及计算机数据采集和处理系统,精密微量液体泵,蠕动泵。
ZSM-5型分子筛乙醇脱水催化剂,分析纯乙醇,蒸馏水。
三、实验原理乙醇脱水生成乙烯和乙醚,是一个吸热、分子数增不变的可逆反应。
提高反应温度、降低反应压力,都能提高反应转化率。
乙醇脱水可生成乙烯和乙醚,但高温有利于乙烯的生成,较低温度时主要生成乙醚,有人解释这大概是因为反应过程中生成的碳正离子比较活泼,尤其在高温,它的存在寿命更短,来不及与乙醇相遇时已经失去质子变成乙烯。
而在较低温度时,碳正离子存在时间长些,与乙醇分子相遇的机率增多,生成乙醚。
有人认为在生成产物的决定步骤中,生成乙烯要断裂C —H 键,需要的活化能较高,所以要在高温才有乙烯的生成。
乙醇在催化剂存在下受热发生脱水反应,既可分子内脱水生成乙烯,也可分子间脱水生成乙醚。
本实验采用ZSM -5分子筛为催化剂,在固定床反应器中进行乙醇脱水反应研究,通过改变反应的进料速度,可以得到不同反应条件下的实验数据,通过对气体和液体产物的分析,可以得到在一定反应温度条件下的反应最佳工艺条件和动力学方程。
反应机理为:主反应: 25242C H OH C H +H O副反应: 25255222C H OH C H OH C +H O →在实验中,由于两个反应生成的产物乙醚和水留在了液体冷凝液中,而气体产物乙烯是挥发气体,进入尾气湿式流量计计量总体积后排出。
乙醇脱水实验报告
化工专业实验报告实验名称:固定床乙醇脱水反应实验研究实验人员:同组人:实验地点:天大化工技术实验中心630 室实验时间:年月日班级/学号:级班学号:实验组号:指导教师:实验成绩:乙醇脱水反应研究实验一、实验目的1.掌握乙醇脱水实验的反应过程和反应机理、特点,了解针对不同目的产物的反应条件对正、副反应的影响规律和生成的过程;2.学习气固相管式催化反应器的构造、原理和使用方法,学习反应器正常操作和安装,掌握催化剂评价的一般方法和获得适宜工艺条件的研究步骤和方法;3.学习动态控制仪表的使用,如何设定温度和加热电流大小,怎样控制床层温度分布;4.学习气体在线分析的方法和定性、定量分析,学习如何手动进样分析液体成分。
了解气相色谱的原理和构造,掌握色谱的正常使用和分析条件选择;5.学习微量泵和蠕动泵的原理和使用方法,学会使用湿式流量计测量流体流量。
二、实验仪器和药品乙醇脱水气固反应器,气相色谱及计算机数据采集和处理系统,精密微量液体泵,蠕动泵。
ZSM-5型分子筛乙醇脱水催化剂,分析纯乙醇,蒸馏水。
三、实验原理乙醇脱水生成乙烯和乙醚,是一个吸热、分子数增多的可逆反应。
提高反应温度、降低反应压力,都能提高反应转化率。
乙醇脱水可生成乙烯和乙醚,但高温有利于乙烯的生在,较低温度时主要生成乙醚,有人解释这大概是因为反应过程中生成的碳正离子比较活泼,尤其在高温,它的存在寿命更短,来不及与乙醇相遇时已经失去质子变成乙烯.而在较低温度时,碳正离子存在时间长些,与乙醇分子相遇的机率增多,生成乙醚。
有人认为在生成产物的决定步骤中,生成乙烯要断裂C—H 键,需要的活化能较高,所以要在高温才有和于乙烯的生成。
乙醇在催化剂存在下受热发生脱水反应,既可分子内脱水生成乙烯,也可分子间脱水生成乙醚。
现有的研究报道认为,乙醇分子内脱水可看成单分子的消去反应,分子间脱水一般认为是双分子的亲核取代反应,这也是两种相互竞争的反应过程,具体反应式如下:C2H5OH → C2H4 + H2O (1)C2H5OH → C2H5OC2H5 +H2O (2)目前,在工业生产方面,乙醚绝大多数是由乙醇在浓硫酸液相作用下直接脱水制得。
气固相催化反应乙醇脱水流化床实验报告
气固相催化反应乙醇脱水流化床实验报告1. 背景乙醇脱水是一种重要的化学反应,用于生产乙烯和丙烯等重要化工原料。
传统的乙醇脱水方法通常采用氧化铝或硅铝酸盐作为催化剂,在高温下进行。
然而,这些传统方法存在能源消耗高、催化剂寿命短等问题。
近年来,气固相催化反应在乙醇脱水领域得到了广泛关注。
流化床作为一种常用的反应器类型,具有高传质、高传热性能,能够有效提高反应速率和催化剂利用率。
本实验旨在研究气固相催化反应乙醇脱水在流化床中的性能,并探究不同操作条件对反应效果的影响。
2. 实验设计与分析2.1 实验装置本实验使用了一个带有进料装置、流化床反应器、产品收集器和在线分析仪器的实验装置。
乙醇和催化剂经过预处理后,通过进料装置进入流化床反应器,反应过程中产生的气体产物被收集器收集,并通过在线分析仪器对其进行分析。
2.2 催化剂选择本实验选择了一种新型催化剂作为研究对象。
该催化剂具有较高的活性和稳定性,能够在相对较低的温度下实现乙醇脱水反应。
通过催化剂的表面积、孔径大小、酸碱性等方面的测试和分析,确定了最佳催化剂用量。
2.3 实验条件本实验分别研究了温度、乙醇浓度和空气流速对乙醇脱水反应的影响。
在不同温度下进行实验,记录反应速率和产物选择性。
根据实验结果,确定最佳反应温度。
改变乙醇浓度,在一定范围内进行实验,观察乙醇浓度对反应速率和产物选择性的影响。
根据实验结果,确定最佳乙醇浓度。
调节空气流速,在一定范围内进行实验,研究空气流速对反应效果的影响。
根据实验结果,确定最佳空气流速。
2.4 实验结果与分析实验结果表明,在温度为XXX°C、乙醇浓度为XXX%、空气流速为XXX m/s的条件下,乙醇脱水反应的反应速率最高,产物选择性最好。
通过催化剂的表面积和孔径大小测试,发现催化剂具有较高的比表面积和适当的孔径大小,有利于反应物质的吸附和扩散,从而提高了反应速率。
催化剂的酸碱性也对反应性能有一定影响。
过强或过弱的酸碱性都会抑制乙醇脱水反应的进行。
天津大学乙醇脱水反应研究实验(论文资料)
乙醇脱水反应研究实验一、实验目的1.掌握乙醇脱水实验的反应过程和反应机理、特点,了解针对不同目的产物的反应条件对正、副反应的影响规律和生成的过程。
2.学习气固相管式催化反应器的构造、原理和使用方法,学习反应器正常操作和安装,掌握催化剂评价的一般方法和获得适宜工艺条件的研究步骤和方法。
3.学习动态控制仪表的使用,如何设定温度和加热电流大小,怎样控制床层温度分布。
4.学习气体在线分析的方法和定性、定量分析,学习如何手动进样分析液体成分。
了解气相色谱的原理和构造,掌握色谱的正常使用和分析条件选择。
5.学习微量泵和蠕动泵的原理和使用方法,学会使用湿式流量计测量流体流量。
二、实验原理1.实验仪器和药品:乙醇脱水固定床反应器,精密微量液体泵,蠕动泵,锥形瓶,烧瓶。
气相色谱仪GC−910及计算机数据采集和处理系统:载气1柱前压:0.06MPa载气流量:36ml/min载气2柱前压:0.07MPa 载气流量:28ml/min桥电流:90mA 讯号衰减:1(而后调节为2)柱箱温度:107℃气化室温度:110℃检测器温度:89℃ZSM-5型分子筛乙醇脱水催化剂,分析纯乙醇,纯乙醚,蒸馏水。
2.反应机理:乙醇脱水生成乙烯和乙醚,是一个吸热、分子数增不变的可逆反应。
提高反应温度、降低反应压力,都能提高反应转化率。
乙醇脱水可生成乙烯和乙醚,但高温有利于乙烯的生在,较低温度时主要生成乙醚,有人解释这大概是因为反应过程中生成的碳正离子比较活泼,尤其在高温,它的存在寿命更短,来不及与乙醇相遇时已经失去质子变成乙烯.而在较低温度时,碳正离子存在时间长些,与乙醇分子相遇的机率增多,生成乙醚。
有人认为在生成产物的决定步骤中,生成乙烯要断裂C—H键,需要的活化能较高,所以要在高温才有乙烯的生成。
反应式如下:主反应:C2H5OH→C2H4+H2O副反应:2C2H5OH→C2H5OC2H5+H2O3.催化机理:ZSM-5分子筛,因其具有亲油疏水性,在催化脱水性能方面更具有优势。
乙醇脱水制实验步骤 -回复
乙醇脱水制备无水乙醇的实验步骤如下:
1. 将纯乙醇倒入干净的锥形瓶中,加入适量的干燥剂(如快速干燥脱水剂),放在室温下搅拌一段时间。
2. 将上述混合溶液过滤或离心去除干燥剂,获得初步去除水份的乙醇。
3. 将初步去除水份的乙醇倒入一只干燥的圆底烧瓶中,在冷水或冰浴中将其加热至100℃左右。
4. 向正在升温的烧瓶中加入20%(体积分数)的硫酸(或磷酸),不断搅拌并持续加热至115℃左右。
5. 检查反应液是否变成了无色透明的液体,并使用干燥管对产物进行脱水处理。
6. 最后,将无水乙醇倒入干燥瓶中保存即可。
需要说明的是,乙醇脱水的实验操作要求非常严格。
在实验前,所有使用的仪器设备和试剂都要进行干燥处理,以保证反应过程的可重复性和结果的准确性。
同时,在实验过程中还需要注意安全事项,如佩戴防护眼镜、手套、长袖衣等防护措施。
乙醇脱水
化工专业实验实验名称:乙醇脱水反应研究实验实验人员:实验地点:天大化工实验技术中心B308室实验时间:2016-3-29AM8:30班级/学号:指导教师:实验成绩:天津大学化工技术实验中心印制一、实验目的和要求1、学习和掌握乙醇脱水实验的反应过程和反应机理、特点,了解针对不同目的产物的反应条件对正、副反应的影响规律和生成的过程;2、学习微量泵的原理和使用方法,学会使用湿式气体流量计测量流体流量;3、学习和掌握气相色谱手动进样分析液体成分。
4、采用面积归一化法校正因子校正所得的含量,对液体进行物料衡算;5、根据记录的数据,计算出原料乙醇的转化率,产物乙烯收率和选择性,副产物乙醚收率和选择性。
二、实验原理1、乙醇脱水生成乙烯和乙醚,是一个吸热、分子数增不变的可逆反应。
提高反应温度、降低反应压力,都能提高反应转化率。
C2H5OH(g)C2H4(g)+H2O(l) (1) 主反应C2H5OH(g)C2H5OC2H5(g)+H2O(l) (2) 副反应2、本实验中采用ZSM-5分子筛为催化剂,在固定床反应器中进行乙醇脱水反应研究,反应产物随着反应温度的不同,可以生成乙烯和乙醚。
温度越高,越容易生成乙烯,温度越低,越容易生成乙醚。
实验中,通过改变反应的进料速度,可以得到不同反应条件下的实验数据,通过对气体和液体产物的分析,可以得到反应的最佳工艺条件和动力学方程。
3、在实验中,由于两个反应生成的产物乙醚和水留在了液体冷凝器中,而气体产物乙烯是挥发气体,进入尾气湿式流量计计量总体积后排出。
三、实验仪器和药品1、乙醇脱水固定床反应器,气相色谱及计算机、工作站,精密微量液体泵,锥形瓶,微量注射器,天平,湿式气体流量计;2、ZSM-5型分子筛乙醇脱水催化剂,分析纯乙醇,95%乙醇,蒸馏水。
四、实验流程五、实验步骤1、按照实验要求,将反应器加热温度设定为270℃,预热器温度设定为150℃(此设定在实验开始前已由老师设定好);2、在温度达到并稳定在设定值后,打开进料泵开关,开始加入乙醇,第一次将乙醇加料速度设定为0.9ml/min;3、反应进行10min后,开始实验。
乙醇脱水
二.实验原理
1.过程原理 乙烯是重要的基本有机化工产品.乙烯主要来源于石油化工,但是由乙醇脱水制乙烯在 南非、非洲、亚洲的一些国家中仍占有重要地位.我国的辽源、苏州、兰州、南京、新疆等 地的中小型化工企业由乙醇脱水制乙烯的工艺主要采用 r—Al2,虽然其活性及选择性较好, 但是反应温度较高,空速较低,能耗大。 乙醇脱水生成乙烯是一个吸热反应,生成乙醚是一个放热反应,分子数增不变的可逆反 应。提高反应温度、降低反应压力,都能提高反应转化率。乙醇脱水可生成乙烯和乙醚,但 高温有利于乙烯的生在,较低温度时主要生成乙醚,有人解释这大概是因为反应过程中生成 的碳正离子比较活泼,尤其在高温,它的存在寿命更短,来不及与乙醇相遇时已经失去质子 变成乙烯.而在较低温度时,碳正离子存在时间长些,与乙醇分子相遇的机率增多,生成乙 醚。有人认为在生成产物的决定步骤中,生成乙烯要断裂 C—H 键,需要的活化能较高,所 以要在高温才有和于乙烯的生成。 乙醇在催化剂存在下受热发生脱水反应,既可分子内脱水生成乙烯,也可分子问脱水生 成乙醚.现有的研究报道认为,乙醇分子内脱水可看成单分子的消去反应,分子间脱水一般 认为是双分子的亲核取代反应,这也是两种相互竞争的反应过程,具体反应式如下:
2.设备原理 1)蠕动泵 目前作为商品出售的蠕动泵多为往复式柱塞泵。凸轮与连杆将电机的圆周运动转变 为柱塞杆的线性运动,在有单向阀的结构中,柱塞杆将常压下储液瓶中的流动相吸至泵 腔后再送出,其耐压可达41 。泵头通常由两部分组成,单向阀和密封圈-柱塞杆。 该单向阀一般由阀体、塑料或陶瓷阀座和红宝石球组成。在压力的作用下宝石球离开阀 座,流动相流过单向阀;反之,在反向力的作用下,宝石球回到阀座上,此时流动相不 再流过单向阀。柱塞杆与密封圈:柱塞杆在泵头内做前后的往复运动,完成将流动相吸 入泵头然后再输出的过程。 2) 湿式流量计
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乙醇脱水反应研究实验一、实验目的1.掌握乙醇脱水实验的反应过程和反应机理、特点,了解针对不同目的产物的反应条件对正、副反应的影响规律和生成的过程。
2.学习气固相管式催化反应器的构造、原理和使用方法,学习反应器正常操作和安装,掌握催化剂评价的一般方法和获得适宜工艺条件的研究步骤和方法。
3.学习动态控制仪表的使用,如何设定温度和加热电流大小,怎样控制床层温度分布。
4.学习气体在线分析的方法和定性、定量分析,学习如何手动进样分析液体成分。
了解气相色谱的原理和构造,掌握色谱的正常使用和分析条件选择。
5.学习微量泵和蠕动泵的原理和使用方法,学会使用湿式流量计测量流体流量。
二、实验原理1.实验仪器和药品:乙醇脱水固定床反应器,精密微量液体泵,蠕动泵,锥形瓶,烧瓶。
1号气相色谱仪GC−910及1号计算机数据采集和处理系统:载气1柱前压:0.03MPa载气流量:36ml/min载气2柱前压:0.025MPa 载气流量:28ml/min桥电流:100mA 讯号衰减比:6柱箱温度:125℃气化室温度:100℃检测器温度:150℃ZSM-5型分子筛乙醇脱水催化剂,分析纯乙醇,纯乙醚,蒸馏水。
2.反应机理:乙醇脱水生成乙烯和乙醚,是一个吸热、分子数增不变的可逆反应。
提高反应温度、降低反应压力,都能提高反应转化率。
乙醇脱水可生成乙烯和乙醚,但高温有利于乙烯的生在,较低温度时主要生成乙醚,有人解释这大概是因为反应过程中生成的碳正离子比较活泼,尤其在高温,它的存在寿命更短,来不及与乙醇相遇时已经失去质子变成乙烯.而在较低温度时,碳正离子存在时间长些,与乙醇分子相遇的机率增多,生成乙醚。
有人认为在生成产物的决定步骤中,生成乙烯要断裂C—H键,需要的活化能较高,所以要在高温才有乙烯的生成。
反应式如下:主反应:C2H5OH→C2H4+H2O副反应:2C2H5OH→C2H5OC2H5+H2O3.催化机理:ZSM-5分子筛,因其具有亲油疏水性,在催化脱水性能方面更具有优势。
乙醇脱水反应
乙醇脱水反应乙醇脱水反应是一种常见的有机化学反应,广泛应用于工业生产和实验室合成中。
本文将围绕乙醇脱水反应展开讨论,介绍其原理、反应机理、应用以及一些注意事项。
一、乙醇脱水反应的原理乙醇脱水反应是指乙醇分子中的羟基(-OH)和氢原子(H)发生反应,生成乙烯(C2H4)和水(H2O)。
这是一种脱水反应,因为乙醇中的水分子被去除,产生了乙烯这个无水化合物。
乙醇脱水反应的反应机理主要分为两步:1. 首先,乙醇中的羟基(-OH)会与酸性催化剂(如浓硫酸、浓磷酸等)发生质子化反应,形成质子化乙醇离子(CH3CH2OH2+)。
这个质子化乙醇离子是反应的活化态物质。
2. 然后,质子化乙醇离子会发生质子转移反应,丧失一个氢原子,生成乙烯和水。
这个质子转移反应是整个反应的关键步骤。
三、乙醇脱水反应的应用乙醇脱水反应在工业上有着广泛的应用。
最常见的应用是乙烯的生产。
乙烯是一种重要的化工原料,广泛用于合成聚乙烯、乙烯基化合物等。
此外,乙醇脱水反应还可以用于制备其他有机化合物,如醚类、酯类等。
四、乙醇脱水反应的注意事项在进行乙醇脱水反应时,需要注意以下几点:1. 反应温度:乙醇脱水反应一般在高温条件下进行,常用的反应温度为150-200摄氏度。
温度过低会降低反应速率,温度过高则容易引起副反应。
2. 催化剂选择:常用的酸性催化剂有浓硫酸、浓磷酸等。
不同的催化剂对反应速率和产物选择性有不同的影响,需要根据具体情况选择合适的催化剂。
3. 反应物浓度:反应物浓度对反应速率有一定影响,但过高的浓度会增加副反应的发生。
在实际操作中,需要根据具体要求进行调节。
4. 安全防护:乙醇脱水反应涉及高温、有害气体和易燃物质,操作时需要做好安全防护工作,确保实验室和工作环境的安全。
乙醇脱水反应是一种重要的有机化学反应,具有广泛的应用价值。
通过了解其原理、反应机理和注意事项,可以更好地进行相关实验和工业生产。
对于有机化学研究和工程技术人员来说,掌握乙醇脱水反应的基本知识是非常重要的。
乙醇脱水实验报告
乙醇脱水实验报告引言:乙醇是一种常见的有机溶剂,在工业和实验室中广泛应用。
然而,乙醇中含有一定量的水分,这会对一些需要干燥条件的实验或工艺产生影响。
因此,乙醇脱水是一项重要的实验技术。
本实验旨在通过探索不同脱水方法的效果,评估其对乙醇脱水的适用性和有效性。
材料与方法:1. 实验材料:- 乙醇(纯度99%)- 硅胶干燥剂- 氢氧化钠(NaOH)- 蒸馏水2. 脱水方法:- 方法一:使用硅胶干燥剂吸附水分- 方法二:使用NaOH约化反应脱水实验步骤:1. 准备三个封闭容器,并在每个容器中分别加入100ml乙醇,作为初始试验样品。
2. 方法一:将一定量的硅胶干燥剂加入一个封闭容器中,将容器密封并静置24小时。
3. 方法二:将一定量的NaOH加入另一个封闭容器中,将容器密封并静置24小时。
4. 控制组:不进行任何脱水处理的乙醇样品,作为对照组。
5. 在静置过程结束后,取出各容器中的试验样品。
结果与讨论:1. 方法一:通过比较初始样品和经过硅胶干燥剂处理后的样品,可以明显观察到样品的颜色变浅。
这表明硅胶干燥剂有效吸附了乙醇中的水分。
然而,此方法处理后的乙醇样品仍然含有一定量的水分。
2. 方法二:比较初始样品和经过NaOH脱水处理后的样品,可以发现样品的颜色明显变亮。
这是由于NaOH与乙醇发生约化反应,将乙醇中的水分转化为水和乙醇化合物。
经过该方法处理后的乙醇样品含水量更低,适用于一些对水分要求较高的实验。
3. 控制组:控制组样品与初始样品相比,没有经过任何脱水处理,水分含量最高。
这突显了乙醇中含有水分对实验结果的影响。
结论:通过本实验,我们可以得出以下结论:- 硅胶干燥剂可以有效吸附乙醇中的水分,但不能完全脱除水分。
- NaOH约化反应是一种有效的乙醇脱水方法,可以将乙醇中的水分转化为乙醇化合物。
- 对于一些对水分要求较高的实验,建议使用NaOH脱水方法。
实验中可能存在的误差和改进措施:1. 实验过程中的温度和湿度可能对结果产生影响,因此需要对这些因素进行严格控制。
气固相催化反应乙醇脱水流化床实验报告
气固相催化反应乙醇脱水流化床实验报告1. 引言在化工领域,乙醇脱水是一种重要的反应过程,常用于生产乙烯、乙醚和乙醛等化合物。
传统的乙醇脱水方法往往采用酸催化剂,但这种方法存在环境污染和产品纯度不高等问题。
气固相催化反应是一种新兴的绿色技术,在乙醇脱水中具有广泛的应用前景。
本实验旨在通过流化床反应器进行乙醇脱水反应,探究不同反应条件对乙醇脱水反应的影响。
2. 实验目的•研究乙醇脱水反应的最佳工艺条件;•探究不同催化剂对乙醇脱水反应的影响;•分析流化床反应器的特点及其在乙醇脱水反应中的应用。
3. 实验方法3.1 实验材料•乙醇•催化剂:X、Y、Z3.2 实验设备•流化床反应器•传感器及数据采集系统3.3 实验步骤1.将催化剂X放入流化床反应器中,并预热至设定温度;2.启动流化床反应器,使其达到稳定状态;3.注入乙醇,并调节进料流量;4.收集反应产物,并进行分析;5.更换催化剂Y和Z,重复步骤1-4。
4. 实验结果与讨论4.1 不同催化剂对乙醇脱水反应的影响通过实验我们发现,催化剂对乙醇脱水反应具有显著影响。
在催化剂X的作用下,乙醇脱水反应产物中主要为乙烯。
而催化剂Y和Z则分别导致乙醚和乙醛的生成。
这说明不同催化剂具有不同的催化活性,可以选择合适的催化剂来控制反应产物的选择性。
4.2 乙醇脱水反应的最佳工艺条件我们进一步研究了乙醇脱水反应的最佳工艺条件。
通过调节反应温度和进料流量,我们发现在温度为300°C、进料流量为X时,乙烯的收率最高。
这表明在一定的温度和进料流量范围内,乙烯的产生达到了峰值。
4.3 流化床反应器的特点及其在乙醇脱水反应中的应用流化床反应器具有良好的传质与传热性能,能够提高反应速率和产物选择性。
在乙醇脱水反应中,流化床反应器能够有效控制反应温度和催化剂的分散性,提高反应效果。
此外,流化床反应器还具有连续生产的优势,适用于工业化生产。
5. 结论通过本实验的研究,我们得出以下结论: - 不同催化剂对乙醇脱水反应的产物选择性具有显著影响; - 在一定的温度和进料流量范围内,乙烯的产率最高; - 流化床反应器在乙醇脱水反应中具有重要应用价值。
乙醇脱水反应实验
乙醇脱水反应实验一、实验目的1.掌握乙醇脱水实验的反应过程和反应机理、特点,了解针对不同目的产物的反应条件对正、付反应的影响规律和生成的过程。
2.学习气固相管式催化反应器的构造、原理和使用方法,学习反应器正常操作和安装,掌握催化剂评价的一般方法和获得适宜工艺条件的研究步骤和方法。
3.学习动态控制仪表的使用,如何设定温度和加热电流大小,怎样控制床层温度分布。
4.学习气体在线分析的方法和定性、定量分析,学习如何手动进样分析液体成分。
了解气相色谱的原理和构造,掌握色谱的正常使用和分析条件选择。
5.学习微量泵和蠕动泵的原理和使用方法,学会使用湿式流量计测量流体流量。
二、实验仪器和药品及装置乙醇脱水固反应器,气相色谱及计算机数据采集和处理系统,精密微量液体泵,蠕动泵。
ZSM-5型分子筛乙醇脱水催化剂,分析纯乙醇,蒸馏水。
三、实验原理乙醇脱水生成乙烯和乙醚,是一个吸热、分子数增不变的可逆反应。
提高反应温度、降低反应压力,都能提高反应转化率。
乙醇脱水可生成乙烯和乙醚,但高温有利于乙烯的生成,较低温度时主要生成乙醚,有人解释这大概是因为反应过程中生成的碳正离子比较活泼,尤其在高温,它的存在寿命更短,来不及与乙醇相遇时已经失去质子变成乙烯。
而在较低温度时,碳正离子存在时间长些,与乙醇分子相遇的机率增多,生成乙醚。
有人认为在生成产物的决定步骤中,生成乙烯要断裂C—H键,需要的活化能较高,所以要在高温才有乙烯的生成。
乙醇在催化剂存在下受热发生脱水反应,既可分子内脱水生成乙烯,也可分子间脱水生成乙醚。
本实验采用ZSM -5分子筛为催化剂,在固定床反应器中进行乙醇脱水反应研究,通过改变反应的进料速度,可以得到不同反应条件下的实验数据,通过对气体和液体产物的分析,可以得到在一定反应温度条件下的反应最佳工艺条件和动力学方程。
反应机理为: 主反应: 25242C H O H C H +H O → 副反应: 25255222C H O H C H O H C +H O →在实验中,由于两个反应生成的产物乙醚和水留在了液体冷凝液中,而气体产物乙烯是挥发气体,进入尾气湿式流量计计量总体积后排出。
演示乙醇2种脱水方式的实验设计和理论探讨
演示乙醇2种脱水方式的实验设计和理论探讨摘要乙醇脱水有2种方式:高温成烯、低温成醚,高中教材中的实验操作实际很难收集到乙醚,为什么?如何设计实验能够展示这2种脱水方式?实验研究发现原因在于浓硫酸与乙醇的原料配比。
从思路探索、实验设计及理论论证3方面介绍了在课堂教学中演示乙醇2种脱水方式的方法和原理。
关键词乙醇脱水酯化反应键能演示实验实验设计中学教材“乙醇”中介绍乙醇的脱水性质,浓硫酸与乙醇按3∶1的比例进行脱水实验,170℃以上时生成乙烯,140℃左右则生成乙醚[1]。
按照这样的实验操作很难收集到乙醚,为什么呢?课堂教学中如何演示乙醇的2种脱水方式?1 探索思路乙醇脱水的条件有3个,即反应物原料配比、反应温度和催化剂、脱水剂浓硫酸等。
浓硫酸与乙醇按3∶1的比例进行脱水反应,170℃以上时生成乙烯是很明显的,140℃左右生成乙醚则是作为副反应,微量的生成难以作为演示。
探究反应机理,原因是这样:硫酸与乙醇先结合生成硫酸氢乙酯[2]:CH3CH2-O-H+HO-SO3H CH3CH2-O-SO3H+H2O(1)硫酸氢乙酯中碳氢键、碳氧键较牢固,断裂需要较高能量,所以分子内脱水成烯需170℃以上,170℃时生成乙烯很明显,当乙醇用量低于浓硫酸时,乙醇都生成了硫酸氢乙酯,因此,140℃左右时生成乙醚则很不容易。
探索的思路初步确定在乙醇用量上进行研究。
探索乙醚的生成从反应物配比和温度2方面着手,催化剂、脱水剂使用浓硫酸。
一方面在温度一定的情况下,改变反应物的配比进行实验;另一方面在反应物的配比一定的情况下,改变温度来探索乙醚生成的条件。
2 创新设计2.1 实验仪器、装置如图1图1 乙醇脱水制备乙烯和乙醚的装置2.2 创新特点(1)装置设计合二为一:将乙烯制备和乙醚制备合二为一,乙醚接收器带支管。
(2)理论设计合二为一:浓硫酸和乙醇按体积比 1∶2 配比制乙醚,反应至1∶1时制乙烯,改变原来按体积比3∶1的原料配比方式。
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化工专业实验报告实验名称:固定床乙醇脱水反应实验研究组号:实验人员:同组人:实验地点:天大化工技术实验中心630室实验时间:2014年5月23日指导教师:冯老师班级/学号:学号:实验成绩:固定床乙醇脱水反应实验研究一.实验目的1. 掌握乙醇脱水实验的反应过程和反应机理、特点,了解针对不同目的产物的反应条件对正、副反应的影响规律和生成的过程。
2. 学习气固相管式催化反应器的构造、原理和使用方法,学习反应器正常操作和安装,掌握催化剂评价的一般方法和获得适宜工艺条件的研究步骤和方法。
3. 学习动态控制仪表的使用,如何设定温度和加热电流大小,怎样控制床层温度分布。
4. 学习气体在线分析的方法和定性、定量分析,学习如何手动进样分析液体成分。
了解气相色谱的原理和构造,掌握色谱的正常使用和分析条件选择。
5. 学习微量泵和蠕动泵的原理和使用方法,学会使用湿式流量计测量流体流量。
二.实验仪器和药品仪器:乙醇脱水固反应器,气相色谱及计算机数据采集和处理系统,精密微量液体泵,蠕动泵。
药品:ZSM-5型分子筛乙醇脱水催化剂,分析纯乙醇,蒸馏水。
三.实验原理乙烯是重要的基本有机化工产品。
乙烯主要来源于石油化工,但是由乙醇脱水制乙烯在南非、非洲、亚洲的一些国家中仍占有重要地位。
乙醇脱水生成乙烯和乙醚,是一个吸热、分子数增不变的可逆反应。
提高反应温度、降低反应压力,都能提高反应转化率。
乙醇脱水可生成乙烯和乙醚,但高温有利于乙烯的生在,较低温度时主要生成乙醚,有人解释这大概是因为反应过程中生成的碳正离子比较活泼,尤其在高温,它的存在寿命更短,来不及与乙醇相遇时已经失去质子变成乙烯.而在较低温度时,碳正离子存在时间长些,与乙醇分子相遇的机率增多,生成乙醚。
有人认为在生成产物的决定步骤中,生成乙烯要断裂C—H 键,需要的活化能较高,所以要在高温才有和于乙烯的生成。
乙醇在催化剂存在下受热发生脱水反应,既可分子内脱水生成乙烯,也可分子间脱水生成乙醚。
现有的研究报道认为,乙醇分子内脱水可看成单分子的消去反应,分子间脱水一般认为是双分子的亲核取代反应,这也是两种相互竞争的反应过程,具体反应式如下:C2H5OH → C2H4 + H2O(1)C2H5OH → C2H5OC2H5 +H2O (2) 目前,在工业生产方面,乙醚绝大多数是由乙醇在浓硫酸液相作用下直接脱水制得。
但生产设备会受到严重腐蚀,而且排出的废酸会造成严重的环境污染。
因此,研究开发可以取代硫酸的新型催化体系已成为当代化工生产中普遍关注的问题。
目前,在这方面的探索性研究已逐渐引起人们的注意,大多致力于固体酸催化剂的开发,主要集中在分子筛上,特别是ZSM-5分子筛。
研究发现,通过对反应热力学函数的计算分析可了解到乙醇脱水制乙烯、制乙醚是热效应相反的两个过程,升高温度有利于脱水制乙烯(吸热反应),而降低温度对脱水制乙醚更为有利(微放热反应),所以要使反应向要求的方向进行,必须要选择相适应的反应温度区域,另外还应该考虑动力学因素的影响。
本实验采用ZSM-5分子筛为催化剂,在固定床反应器中进行乙醇脱水反应研究,反应产物随着反应温度的不同,可以生成乙烯和乙醚。
温度越高,越容易生成乙烯,温度越低越容易生成乙醚。
实验中,通过改变反应的进料速度,可以得到不同反应条件下的实验数据,通过对气体和液体产物的分析,可以得到反应温度下的最佳工艺条件和动力学方程。
反应机理如下:主反应:C2H5OH → C2H4 + H2O (1)副反应:C2H5OH → C2H5OC2H5 +H2O (2)在实验中,由于两个反应生成的产物乙醚和水留在了液体冷凝液中,而气体产物乙烯是挥发气体,进入尾气湿式流量计计量总体积后排出。
对于不同的反应温度,通过计算不同的转化率和反应速率,可以得到不同反应温度下的反应速率常数,并得到温度的关联式。
四.实验装置流程图1、原料无水乙醇;2、乙醇进料泵;3、湿式流量计;4、催化剂床层温度控制显示仪表;5、预热器加热温度控制显示仪表;6、反应器加热温度控制显示仪表;7、反应器;8、产物空气冷却器;9、产物气液分离器;10、ZSM-5分子筛催化剂;11、样品采出阀图1 实验装置流程图五.实验步骤1. 按照实验要求,将反应器加热温度设定为270摄氏度,预热器温度设定为150摄氏度。
2. 在温度达到设定值后,继续稳定分钟,然后开始加入乙醇,加料速度设定为1.2ml/min3. 反应进行10分钟后,正式开始实验。
先换掉反应器下的吸收瓶,并换上清洗干净的新瓶。
记录湿式流量计的读数,应每隔10min记录反应温度和尾气流量等实验条件。
4. 每个流量反应30分钟,然后取出吸收瓶中的液体,用天平对液体产物准确称重,并进行色谱分析。
5. 在实验期间配制合适浓度的水、无水乙醇的标准溶液,并对标准溶液进行三次色谱分析,色谱分析峰面积比例不得相差大于1%,以确定水、无水乙醇的相对校正因子,为后续的反应残液的定量分析作准备。
6. 依次改变乙醇的加料速度为0.9ml/min,0.6ml/min,重复上述实验步骤,则得到不同加料速度下的原料转化率、产物乙烯收率、副产物乙醚的生成速率等。
7. 实验结束后,关闭进料开关。
继续加热20分钟,之后关闭各加热器,打开尾液收集器阀门,放掉尾液,关闭总电源。
七.数据处理1. 质量相对校正因子的计算:在标准溶液中m总=m水+m乙醇=12.00+11.23=23.23g所以各质量分数为ω水=m水/m总×100%=12.00/23.23×100%=51.68%ω乙醇=m乙醇/m总×100%=11.23/23.23×100%=48.32%以水为基准物,求各物质质量相对校正因子乙醇:f 乙醇,1′=f 乙醇/f 水=(ω乙醇/A%乙醇,1 )/(ω水/A%水,1)=(48.32/47.65163)/(51.68/52.34837) =1.027 f 乙醇,2′=f 乙醇/f 水=(ω乙醇/A%乙醇,2 )/(ω水/A%水,2)=(48.32/47.22139)/(51.68/52.77861) =1.045 f 乙醇,3′=f 乙醇/f 水=(ω乙醇/A%乙醇,3 )/(ω水/A%水,3)=(48.32/46.58669)/(51.68/53.41331) =1.072f 乙醇,1=(f 乙醇,1′+f 乙醇,2′+f 乙醇,3′)/3=1.048表5 质量相对校正因子表2. 各样品中组分的计算:以加料速度1.2ml/min 中的水为例:ω水,1=(f 水A%水,1 )/(f 水A%水,1+f 乙醇A%乙醇,1+f 乙醚A%乙醚,1)×100%=1×16.71951/(1×16.71951+1.048×66.35472+1.1×16.92578)×100% =15.94%ω水,2=(f 水A%水,2 )/(f 水A%水,2+f 乙醇A%乙醇,2+f 乙醚A%乙醚,2)×100%=1×16.25224/(1×16.71951+1.048×66.56432+1.1×17.18344)×100% =15.42%ω水=(ω水,1+ω水,2)/2=(15.94%+15.42%)2=15.68% 数据汇总表如下表6产品组成物质水 乙醇 乙醚 质量相对校正因子11.0481.1组成 加料速率/(ml/min ) 1.20.90.6第一次(%)第二次(%)平均(%)第一次(%)第二次(%)平均(%) 第一次(%)第二次(%)平均(%)水15.94 15.42 15.68 21.51 22.79 22.15 28.17 29.56 28.87乙醇66.29 64.13 65.21 57.8257.3057.5651.1851.2251.20乙醚17.67 20.45 19.06 20.6819.9220.3020.6519.2219.943.产品的质量和气体流量的计算,及原料质量衡算:以加料速度为1.2ml/min数据为例产品质量m1.2=79.90-54.36=25.50g乙烯气体体积V1.2=4246.40-4244.74=1.66V乙烯物质的量n1.2,乙烯=PV1.2/RT=101.325×1.66/8.314×289=0.0700 mol乙烯气体质量m1.2,乙烯=n1.2,乙烯×M1.2,乙烯=0.0700×28=1.96g原料总质量m=m1.2+m1.2,乙烯=25.50+1.96=27.46g同理,各产品质量数据表如下:表7 产品质量数据表进料速度/ml/min 0.6 0.9 1.2原料质量/g 12.94 19.80 27.46液体质量/g 10.68 17.82 25.50气体质量/g 1.81 1.98 1.964. 各组分物质的量计算以加料速度为1.2ml/min数据为例水的物质的量n1.2,水=m1.2×ω水/M水=25.50×15.68%/18=0.2221mol乙醇的物质的量n1.2,乙醇=m1.2×ω乙醇/M乙醇=25.50×65.21%/46=0.3615mol乙醚的物质的量n1.2,乙醚=m1.2×ω乙醚/M乙醚=25.50×19.06%/74=0.0657mol产物中各组分的物质的量见下表:表8 各产物物质的量0.6ml/min 0.9ml/min 1.2ml/min物质进料速度水/mol 0.2858 0.2193 0.2221乙醇/mol 0.1983 0.2230 0.3615乙醚/mol 0.0480 0.0489 0.0657乙烯/mol 0.0646 0.0707 0.07005. 各流速下转化率、乙烯收率、选择性:以加料速度为1.2ml/min数据为例原料乙醇物质的量n乙醇=m/M乙醇=27.46/46=0.597 mol乙醇转化率X乙醇=(n乙醇-n1.2,乙醇)/n乙醇=(0.597-0.3615)/0.597=39.45% 乙烯收率Y乙烯=n1.2,乙烯/n乙醇=0.0700/0.597=11.73%选择性S=Y乙烯/X乙醇×100%=11.73/39.45×100%=29.73%各流量结果如下表:表9 各流量下的转化率和收率进料速率乙醇转化率X% 乙烯收率Y% 乙烯选择性S% 0.6ml/min 80.70 6.29 7.790.9ml/min 48.19 16.43 34.091.2ml/min 39.45 11.73 29.736. 进料速度与反应结果:图2 进料速度与转化率等的关系图讨论原料乙醇的转化率,产物乙烯收率,副产物乙醚含量,乙烯的选择性等参数随空速变化的规律,并作图2表示。