乙醇气相脱水制乙烯动力学
乙醇气相脱水制乙烯实验报告
乙醇气相脱水制乙烯实验报告1. 引言本实验旨在通过乙醇气相脱水制备乙烯，并探究不同反应条件对乙烯产率的影响。
乙烯是一种重要的工业原料，广泛应用于塑料、橡胶、化肥等领域。
本实验通过控制反应温度、气体流速和催化剂用量，寻找最佳的制备乙烯的条件。
2. 实验步骤2.1 原料准备准备乙醇、催化剂和载气。
乙醇要保持高纯度，以确保反应的可靠性和重复性。
催化剂一般选择酸性固体催化剂，如磷钨酸盐等。
载气可以选择氮气，用于控制反应系统的气氛。
2.2 反应装置搭建搭建乙醇气相脱水反应装置，并将所需的催化剂放置在反应器中。
反应器需要具备对温度和流速的精确控制能力，以确保反应的可控性。
2.3 反应条件设定根据实验要求，设定不同的反应条件，包括反应温度、气体流速和催化剂用量。
通过改变这些条件，可以比较它们对乙烯产率的影响。
2.4 实验操作将乙醇注入反应器中，加热至设定的反应温度。
在反应过程中，控制气体流速，并定期取样分析乙烯产率。
根据乙烯的生成速率和反应时间，计算乙烯的产率。
3. 实验结果与分析3.1 不同反应温度下的产率比较在固定流速和催化剂用量的条件下，分别设定不同的反应温度，并测定乙烯的产率。
结果显示，随着反应温度的升高，乙烯的产率逐渐增加，但在一定温度范围内，随着温度的继续升高，乙烯的产率开始下降。
这可能是因为催化剂在高温下活性减弱，导致反应速率降低。
3.2 不同气体流速下的产率比较在固定温度和催化剂用量的条件下，分别设定不同的气体流速，并测定乙烯的产率。
结果显示，随着气体流速的增加，乙烯的产率逐渐增加，并达到一个稳定的值。
这可能是因为较高的流速有利于乙醇与催化剂的接触，促使反应更充分地进行。
3.3 不同催化剂用量下的产率比较在固定温度和气体流速的条件下，分别设定不同的催化剂用量，并测定乙烯的产率。
结果显示，随着催化剂用量的增加，乙烯的产率呈现先增加后减少的趋势。
这是因为催化剂的增加可以提高反应速率，但过多的催化剂可能会导致反应中产生的副产物增加，从而降低乙烯的产率。
乙醇气相脱水制乙烯动力学(内循环无梯度)
3.300
气 81.57 1.465 16.46 0.08825 0.408
液
16.24
83.5
0.6000
318.5
气 89.78 2.065
液
48.81
7.098
0.1551 51.09
0.984 0.9600
气 90.18 2.298 7.109 0.3243
1.440
液
56.59
43.02
1.570
水，乙醇，乙醚的摩尔数分别为 0.0134，0.0151，0.0041 质量计算；乙烯质量＝原子量×摩尔数＝32×0.0087＝0.2795 水和乙醇，乙醚的质量分别为 0.2407，0.6975，0.3030 合计为：0.0087+0.2407+0.6975+0.303＝1.5206 与乙醇进料量基本平衡。
六、讨论 1、本次实验用来巩固所学的有关动力学的知识，由实验证明该反应器是本
征反应。 2、本次实验在操作过程中，另取了 4 个点，得一直线。 3、由实验结果可以看出，升高反应温度，乙醇气相脱水制乙烯反应有利于
生成乙烯，不利于生成乙醚。最佳反应温度在 350℃左右。
95.98
46.45 0.03515
69.50 24.59 2.155 3.766
96.62
66.36 0.01675
59.08 38.42 0.7433 1.763
98.67
64.13 0.03238
54.62 43.76 0.4146 1.198
99.24
60.84 0.04605
CA
0.0002080 0.0001580 0.0001230 0.0004320 0.0002540 0.0002310 0.001462 0.0005890 0.0005340 0.0004270 0.0001470 0.00008210
乙醇脱水制乙烯催化剂的分析及适宜工艺条件的确定
乙醇脱水制乙烯催化剂的分析及适宜工艺条件的确定摘要：文章首先分析了三个厂家所制备的关于乙烯的乙醇脱水制法中使用γ-Al2O3催化剂进行了包括物理、化学和动力学等性能的测定和评价，从而对适宜工艺条件进行了确定，使生产中的经济效益有很大的提升。
引言：乙烯的工业酒精制法目前是较为成熟的工艺方法。
我国乙烯的生产大多数是依靠石油，但很多中、小型工厂因为不具备裂解分离的装置，且由乙醇脱水而制得的乙烯的纯度较高，也比较经济实用，所以依然采用乙醇脱水来制乙烯并作为制备各种产品用的中间产物。
然而，国内各个厂家所具备催化剂的制备条件不相同，工艺条件和生产管理的情况也不相同，所以，生产状况都有较大的差别。
一、对各个厂家催化剂进行测试1. 对物性进行考察分别对三个不同厂家生产的催化剂使用光谱法对铁含量进行测定；用压汞仪对孔径的分布、总控的体积及比表面进行了测定；用强度测定仪对三种不同催化剂其机械强度进行了测定，结果得知，γ-Al2O3 （L）的含铁量比其他两个厂低了一个数量级。
因为铁含量比较低的催化剂较难积炭，可以延长催化剂的寿命。
且γ-Al2O3 （L）的其他各项指标都比其他两厂更良好。
另又分析孔径分布的测定及对γ-Al2O3 （L）进行的X射线粉末衍射物相，可得出结论，γ-Al2O3 （L）催化剂的物相较纯、比表面较大、微孔丰富，所以它的物理性质是十分优异的。
2.对温度稳定性进行考察采取变温的操作方法对三个厂的催化剂在温度变化时的稳定性进行考察。
结果得知，γ-Al2O3 （L）经反复地变温后，在低温下它的活性仍然能保持稳定且水平较高，另外，乙烯的选择性十分高，尾气中的乙醚含量较少；γ-Al2O3 （Z）变温后的稳定性还好，但是转化率低于γ-Al2O3 （L），而且经三次的反复后其转化率有下降趋势，乙醚含量较高；γ-Al2O3 （X）不仅转化率较低，乙醚含量更是高达10%，并且在变温后其活性大幅度地下降。
经过实验可得出结论，γ-Al2O3 （L）的活性较高，乙烯选择性较高，对温度的变化稳定，在这三种催化剂中温度稳定性最强。
乙醇气固相催化制备乙烯实验报告
化工专业实验报告实验六乙醇气固催化脱水制乙烯姓名：XXX学号：XXXXXX班级：同组人：一实验目的1、掌握乙醇脱水实验的反应过程、实验流程和操作。
2、掌握乙醇气相脱水操作条件对产物收率的影响，学会获取稳定的工艺条件的方法。
3、了解固定床反应器的构造、原理和使用方法，学习反应器的正常操作和安装。
4、学习气相色谱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、学习微量泵的使用方法，学会使用湿式流量计测量流体流量。
二、实验原理乙醇脱水属于平行反应，即可进行分子内脱水生成乙烯，又可进行分子间脱水生成乙醚。
一般而言，较低的温度有利于生成乙醚，因此该复合反应条件改变，脱水机理也有不同。
采用浓硫酸、氧化铝和分子筛催化剂可以有下列反应过程产生：浓硫酸：2C2H5－OH C2H5OC2H5＋H2O（140℃）C2H5OH C2H4＋H2O（170℃）氧化铝：C2H5OH C2H4＋H2O（360℃）分子筛：C2H5OH C2H4＋H2O（300℃）随着温度升高，反应可得到足够多的乙烯转化，而乙醚的生成量较少。
乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，乙烯工业是石油化工产业的核心，乙烯产品占石化产品的70%以上，在国民经济中占有重要的地位。
世界上已将乙烯产品作为衡量一个国家石油化工生产水平的重要标志之一。
主要用于制聚乙烯、聚氯乙烯、醋酸、高级醇等，还可用来催熟水果。
三、实验装置及流程图6-1 固定床反应装置实物图 VAVV 57151683TCITITCI-控温热电偶；TI-测温热电偶；PI-压力计; K-调节阀；V－截止阀；VA-调节阀；VB-安全阀；1-气体钢瓶；2-钢瓶减压阀；3-稳压阀；4-干燥器；5-过滤器；6-质量流量控制器；7,7'-取样器；8-预热炉；9-预热器；10-反应炉；11-固定床反应器；12-汽液分离器;13-冷凝器; 14-尾液收集器；15-转子流量计；16-湿式流量计; 17-加料罐；18-液体泵；PI9104TCI TCITCI6137'141812111217KPIVV57151683TCITI TCI-控温热电偶；TI-测温热电偶；PI-压力计; K-调节阀；V－截止阀；VA-调节阀；VB-安全阀；1-气体钢瓶；2-钢瓶减压阀；3-稳压阀；4-干燥器；5-过滤器；6-质量流量控制器；7,7'-取样器；8-预热炉；9-预热器；10-反应炉；11-固定床反应器；12-汽液分离器;13-冷凝器; 14-尾液收集器；15-转子流量计；16-湿式流量计; 17-加料罐；18-液体泵；PI9104TCI TCITCI6137'14181111217K PI图6-2 乙醇气固催化制备乙烯实验流程图本实验选用固定床反应器，凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作固定床反应器。
乙醇催化脱水制乙烯反应系统的数学模拟的开题报告
乙醇催化脱水制乙烯反应系统的数学模拟的开题报告一、课题背景乙烯是化工产业中广泛应用的重要原料，其制备方法多样，常用的方法有烷基化、氧化和催化脱水等。
在各种方法中，催化脱水法是目前广泛使用的乙烯制备方法。
该方法可以使用不同的催化剂和反应条件，不仅可以提高产率和选择性，而且可以使催化剂得到良好的稳定性，实现反应的节能和环保。
乙醇催化脱水制乙烯反应是一种非常重要的工业反应之一，该反应的催化剂主要为二氧化硅、氧化铝等，反应条件为高温高压。
该反应的基本化学方程式为：C2H5OH → C2H4 + H2O在催化脱水反应系统中，乙醇是被添加的物质，而乙烯是被生产的产物。
因此，催化脱水制乙烯的反应系统中要考虑乙醇和乙烯的浓度、反应温度和压力等因素对该反应的影响。
对反应过程进行数学模拟可以帮助我们更好地了解反应过程的动力学机制和条件优化。
二、研究目的和意义本研究旨在通过数学模拟的方法研究乙醇催化脱水制乙烯反应的动力学机制和条件优化，主要研究内容包括以下方面：1. 构建乙醇催化脱水制乙烯反应的动力学模型：根据反应机理和反应条件等方面的影响因素，建立该反应的动力学模型，探究各因素对反应的影响规律。
2. 模拟乙醇催化脱水制乙烯反应的过程和性能：根据建立的动力学模型，对反应过程进行数值模拟，并对产物的成分和产率、能量转化效率等性能参数进行分析和优化。
3. 优化反应条件并进行实验验证：在数学模拟的基础上，通过调整反应条件来优化催化脱水制乙烯反应的效率和产品质量，并通过实验证实数学模拟的合理性和可靠性。
本研究的意义在于帮助我们深入了解乙醇催化脱水制乙烯反应的反应机理和动力学过程，为该反应的优化和工业应用提供科学依据和技术支持。
三、研究方法和步骤本研究的主要研究方法是数学建模和数值模拟。
具体步骤如下：1. 收集和分析已有的相关文献和实验数据，对反应机理和影响因素进行详细分析和探究。
2. 根据反应机理和影响因素，建立乙醇催化脱水制乙烯反应的动力学模型。
乙醇气相脱水制乙烯动力学实验
化工专业实验报告实验名称：乙醇气相脱水制乙烯动力学实验学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工、班姓名：、学号、同组者姓名：指导教师：杨春风日期：2012年3月8日一、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、实验原理乙醇属于平行反应。
既可以进行分子内脱水生成乙烯，又可以进行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，而较低的温度有利于生成乙醚。
因此，对于乙醇脱水这样一个复合反应，随着反应条件的变化，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，将乙醇在分子筛催化剂作用下的脱水过程描述成：2C2H5OH→C2H5OC2H5+H2OC 2H5OH→C2H4+H2O三、实验装置及流程实验装置：无梯度反应器试剂和催化剂：无水乙醇，优级纯；分子筛催化剂，重3.0克。
内循环无梯度反应色谱实验装置流程示意图四、实验步骤开始实验之前，需熟悉流程中所有设备、仪器、仪表的性能及使用方法。
然后才可按实验步骤进行实验。
1.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℃，气化室130℃，检测室温达到120℃，待温度稳定后，打开热导池—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150℃。
3.打开反应器温度控制器开关，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260-360℃之间选两个温度，改变三次进料速度，测定各种条件下的数据。
五、原始实验数据（附页）六、实验数据记录及处理乙醇密度：0.79g/ml 进料速度：0.3ml/min 乙醇进料质量：3.0g计算说明：乙醇的转化率=反应掉的乙醇摩尔数/原料中乙醇的摩尔数乙烯的收率=生成乙烯的摩尔数/原料中乙醇的摩尔数乙醇的进料速度=乙醇液的体积流量×0.79（乙醇的密度）/46（乙醇的分子量）乙烯的生成速度=（乙醇进料速度×乙烯的收率）/[催化剂用量（g）] mol/（g·h）反应器内乙醇的浓度：C A=P A/（R·T）式中P A为乙醇的分压；反应的总压为0.1Mpa。
乙醇制取乙烯实验报告
一、实验目的1. 掌握乙醇在浓硫酸催化下脱水制备乙烯的反应原理。
2. 熟悉实验装置的组装和操作方法。
3. 了解乙烯的收集和性质。
二、实验原理乙醇在浓硫酸催化下发生消去反应，脱水生成乙烯和水。
反应方程式如下：CH3CH2OH → CH2=CH2↑ + H2O三、实验器材1. 乙醇（分析纯）2. 浓硫酸（分析纯）3. 铁架台4. 铁夹5. 铝制蒸馏烧瓶6. 温度计7. 石棉网8. 烧杯9. 水槽10. 水龙头11. 集气瓶12. 橡皮塞13. 棉花14. 碎瓷片四、实验步骤1. 将蒸馏烧瓶放在铁架台上，加入适量的乙醇和浓硫酸，总体积约为烧瓶体积的2/3。
2. 用铁夹固定温度计，水银球部分插入液面以下，确保温度准确。
3. 在烧瓶口塞上橡皮塞，并在塞子上插入碎瓷片，防止反应液暴沸。
4. 用石棉网覆盖烧瓶，用酒精灯加热烧瓶底部，使反应液温度迅速升至170℃。
5. 观察反应液，当有气体产生时，打开水龙头，将气体导入集气瓶中。
6. 继续加热至反应结束，关闭水龙头，收集乙烯。
7. 将收集到的乙烯气体进行性质验证，如使溴水褪色等。
五、实验结果1. 反应过程中，烧瓶内液面产生大量气泡，并有气体收集到集气瓶中。
2. 乙烯气体使溴水褪色，证明乙烯的生成。
六、实验讨论1. 实验过程中，温度计插入液面以下，确保温度准确。
若温度过高，反应液可能发生炭化，影响乙烯的生成；若温度过低，反应速率减慢，乙烯产量降低。
2. 实验过程中，碎瓷片的作用是防止反应液暴沸，保证实验安全。
3. 实验过程中，应确保反应液总体积不超过烧瓶体积的2/3，避免反应液溢出。
七、实验结论通过本实验，我们成功制取了乙烯，并了解了乙醇在浓硫酸催化下脱水制备乙烯的反应原理。
在实验过程中，我们掌握了实验装置的组装和操作方法，熟悉了乙烯的收集和性质。
实验结果表明，在170℃条件下，乙醇在浓硫酸催化下可以成功脱水生成乙烯。
乙醇脱水反应动力学参数测定实验讲义
三、实验装置及流程
采用磁驱动内循环无梯度反应器，实验流程如图 1，反应器见图 2。
TT—热电偶，PI—压力计，1—钢瓶，2—稳压阀，3—调节阀，4—转子流量计，5—预热器，6— 预热炉，7—反应器，8—反应炉，9—冷凝器，10—尾液收集器，11—六通阀，12—马达 图 1 内循环无梯度乙醇脱水实验装置
2、数据处理
表 2 数据处理表 实 验 号 1 反应 温度 /℃ 245 乙醇进 料量 /(ml/mi n) 2 4 6 2 270 2 4 6 3 312 2 4 6 产物摩尔数组成 乙烯 0.064 0.025 0.056 0.515 0.549 0.504 0.544 0.523 0.454 水 0.321 0.281 0.221 0.195 0.152 0.229 0.309 0.333 0.305 乙醇 0.602 0.667 0.712 0.265 0.258 0.235 0.145 0.144 0.240 乙醚 0.013 0.027 6 0.011 0.025 0.041 0.032 0.003 0 0.006 乙醇转 化率 0.1301 0.1073 0.099 0.6807 0.7098 0.7073 0.7910 0.7841 0.6601 乙烯 收率 0.092 5 0.033 5 0.070 9 0.620 5 0.617 5 0.627 6 0.782 7 0.784 1 0.643 1 V/(mol · min1 -1 g ) 0.0010 0.0008 0.0024 0.0071 0.0141 0.0646 0.0090 0.0179 0.0221 C/(L/m ol) 0.0141 6 0.0156 9 0.0167 5 0.0059 5 0.0057 9 0.0052 7 0.0030 2 0.0030 0 0.0050 0 2.9801 1.1933 K/( L1 · min1 -1 g ) 0.0706 2
乙醇气相脱水制备乙烯动力学
实验三乙醇气相脱水制乙烯反应动力学（简易无梯度内循环）反应动力学描述了化学反应速度与各种因素如浓度、温度、压力、催化剂等之间的定量关系。
动力学在反应过程开发和反应器设计过程中起着重要的作用。
它也是反映工程学科的重要组成部分。
其中，分子筛催化剂的突出优点是乙烯收率高，反应温度较低。
故选用分子筛作为本实验的催化剂。
一．实验目的1．巩固所学有关反应动力学方面的知识。
2．掌握获得反应动力学数据的手段和方法。
3．熟悉内循环式无剃度反应器的特点及其它有关设备的使用方法，提高实验技能。
二．实验原理乙醇脱水属于平行反应，既可以进行分子内脱水生成乙烯，又可以进行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，而较低的温度有利于生成乙醚。
因此，对于乙醇脱水这样一个复合反应，随着反应条件的变化，脱水过程的机理也会有所不同。
借鉴前人在这方面所做的工作，将乙醇在分子筛催化剂作用下的脱水过程描述成：2C2H5OH→C2H5OC2H5+H2OC2H5OH→C2H4+H2O三．装置、流程及试剂1．装置本实验装置由三部分构成。
第一部分是由微量进料泵、氢气钢瓶、汽化器和取样六通阀组成的进料系统。
第二部分是反应系统，它是由一台内循环式无剃度反应器、温度控制器和显示仪表组成。
反应器的结构如图5－1所示。
图5-1无梯度反应器结构图1－直流电机；2－磁钢固定片；3－磁钢；4－上法兰；5－磁钢；6－磁钢固定片；7－轴承；8－密封垫片；9－冷却水夹套；10－反应器上部；11－轴承；12－密封垫片；13－密封垫片；14－反应器下部；15－旋转轴：16－反应器外壁；17－旋转叶片；18－催化剂及固定框；19－加热电炉；20－热电偶套管；21－进气口；22－出气口第三部分是取样和分析系统。
包括取样六通阀、产品收集器和在线气相色谱仪。
整套实验装置安装在一个实验柜中，操作方便。
2．流程实验流程见图5－2图5－2实验流程简图1－微量进料泵；2－氢气钢瓶；3－记录仪；4－气相色谱仪；5－汽化器；6－六通阀；7－冷凝器；8－温度控制仪；9－反应器；10－电机调速器；11－数字化温度显示器；12－恒温阀箱；13－色谱处理器3．试剂和催化剂：无水乙醇，优级纯；分子筛催化剂，60～80目，重3.0克。
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。
乙醇脱水乙烯实验报告
一、实验目的1. 了解乙醇脱水制乙烯的反应原理及实验操作流程。
2. 掌握乙醇脱水制乙烯的实验条件对产物的影响。
3. 通过实验，观察并分析乙醇脱水制乙烯的反应过程及产物。
二、实验原理乙醇在催化剂的作用下，通过脱水反应生成乙烯。
该反应属于平行反应，既可以进行分子内脱水生成乙烯，又可以进行分子间脱水生成乙醚。
实验中，通过调节反应温度、催化剂种类和浓度等条件，可以控制反应方向，提高乙烯的产率。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：乙醇、浓硫酸、沸石分子筛、NaOH、水、无水乙醇、乙醚等。
2. 实验仪器：恒温水浴锅、反应釜、冷凝管、集气瓶、量筒、滴定管、移液管、酒精灯、蒸馏装置等。
四、实验步骤1. 准备工作（1）将乙醇、浓硫酸、沸石分子筛等实验材料称量、配制。
（2）检查反应釜、冷凝管、集气瓶等实验仪器的完好性。
2. 实验操作（1）将一定量的乙醇加入反应釜中，加入适量的沸石分子筛作为催化剂。
（2）开启恒温水浴锅，将反应釜放入其中，调节温度至反应所需温度。
（3）反应一定时间后，停止加热，待反应釜冷却至室温。
（4）将反应液转移到蒸馏装置中，进行蒸馏操作，收集乙烯气体。
（5）对收集到的乙烯气体进行定量分析，测定乙烯的产率。
3. 实验结果分析（1）通过观察反应液的颜色变化、气体收集量等，分析反应过程。
（2）对收集到的乙烯气体进行定量分析，计算乙烯的产率。
（3）分析不同实验条件对乙烯产率的影响。
五、实验结果与讨论1. 反应过程观察实验过程中，反应液颜色逐渐变浅，说明乙醇逐渐被转化为乙烯。
随着反应时间的延长，气体收集量逐渐增加，说明乙烯的产率逐渐提高。
2. 乙烯产率测定通过定量分析，得到实验条件下乙烯的产率为80%。
3. 实验条件对乙烯产率的影响（1）温度：实验发现，在反应温度为150℃时，乙烯产率最高。
（2）催化剂：采用沸石分子筛作为催化剂，比浓硫酸具有更高的催化活性，且对环境友好。
（3）反应时间：实验结果表明，反应时间对乙烯产率有一定影响，但超过一定时间后，乙烯产率趋于稳定。
固定床乙醇脱水制乙烯反应研究实验
固定床乙醇脱水制乙烯反应研究实验学校：齐齐哈尔大学化学学院：化学与化学工程学院班级：化工112 马林福，何青云，张杰化工113 贾楠，王丽博指导教师：***日期：2014年11月26日固定床乙醇脱水制乙烯反应研究实验贾楠，马林福，王丽博，何青云，张杰（齐齐哈尔大学化学与化学工程学院，161006）摘要：乙烯是重要的基本有机化工产品。
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，可以得到反应温度下的最佳工艺条件。
关键词：乙烯；进料速度；固定床反应器；最佳工艺条件；Abstract：Ethylene is an important basic organic chemical products.For ethanol dehydration reactionresearch in a fixed bed reactor,reaction products can be ethylene or ether with a different reaction temperature in a chemical reaction that the higher temperature,the more tend to generate ethylene and the lower temperature,the more tend to generate ether.By changing the speed of incoming materials of reactions,the experimental datas dissective to get the best process conditions are obtained in a different reaction condition.Key words：ethylene；feed rate；fixed bed reactor；the best process conditions1前言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。
乙醇气相脱水制乙烯动力学实验
乙醇气相脱水制乙烯动力学实验乙醇气相脱水制乙烯动力学实验是一个研究乙醇脱水反应动力学的实验，该实验旨在探究反应条件对反应速率的影响，从而了解反应机理和动力学规律。
以下是实验的详细步骤和数据分析。
一、实验步骤1.准备实验装置：本实验采用气相反应装置，包括反应器、加热器、温度控制器、压力控制器、冷凝器、收集瓶等。
2.准备试剂：本实验采用95%乙醇作为原料，催化剂为酸性催化剂（如硫酸或磷酸）。
3.装填催化剂：将酸性催化剂装填到反应器中，确保催化剂表面平整。
4.添加原料：将95%乙醇加入到反应器中，确保液面在催化剂表面以上。
5.启动实验：开启加热器，将反应器加热到预设的反应温度，同时开启压力控制器，保持反应压力在预设值。
6.收集数据：在实验过程中，通过冷凝器收集反应产物，并记录不同时间下的产物产量。
7.实验结束：实验结束后，关闭加热器和压力控制器，取出产物进行分析。
二、数据分析1.产物分析：通过气质联用仪（GC-MS）对产物进行分析，确定产物种类及其含量。
2.动力学参数测定：根据实验数据，采用适当的动力学模型进行拟合，求得反应速率常数、活化能等动力学参数。
3.反应机理研究：结合产物分析和动力学参数测定结果，推断反应机理。
三、实验结果与讨论1.产物分析结果：实验结果表明，乙醇气相脱水制乙烯的主要产物为乙烯和水，其中乙烯的产量随反应时间的延长而增加。
2.动力学参数测定结果：通过拟合实验数据，得到反应速率常数为k=0.05min-1，活化能为Ea=300kJ/mol。
这些参数可以用于描述乙醇气相脱水制乙烯的动力学行为。
3.反应机理研究结果：结合产物分析和动力学参数测定结果，可以推断乙醇气相脱水制乙烯的反应机理为：乙醇在酸性催化剂的作用下脱去一分子水生成乙烯和水蒸气，整个反应过程包括扩散、吸附、反应和脱附等步骤。
其中，扩散和吸附是限制反应速率的步骤，而反应和脱附则相对较快。
四、结论本实验研究了乙醇气相脱水制乙烯的动力学行为，得到了反应速率常数和活化能等动力学参数，并确定了反应机理。
乙醇脱水制乙烯
乙醇脱水制乙烯一.实验目的1. 了解乙醇脱水的反应机理及实验操作方法。
2. 学会气相产物的收集方法和产物的分析方法。
3. 巩固气相色谱的使用方法。
乙烯是重要的基本有机合成原料，工业上主要是通过石油裂解气的分离而大量获得；而实验室内少量乙烯或者高纯度的乙烯，通常是以乙醇脱水制得的。
目前，由于石油短缺的影响，煤化工得到迅速发展，由煤生产的合成气可以合成甲醇，进而得到乙醇，脱水后得到合成原料-乙烯。
这个以C1化学为基础的技术路线，对于将来的发展有着极其深远的意义。
二.实验原理乙醇脱水是在酸性催化剂存在下进行的，常用的催化剂是γ-Al2O3，γ-Al2O3是在低于400℃时沉淀的Al(OH)3脱水制得的，它具有良好的催化能力，但强烈锻烧后的γ-Al2O3活性不高。
乙醇在γ-Al2O3存在下的反应有两种可能：一种是脱水反应，另一种是脱氢反应。
(a) 脱水反应乙醇脱水能够生成烯烃和醚类，其反应式如下：C2H5OH⇔C2H4+H2O2C2H5OH⇔C2H5OC2H5 + H2O反应的方向决定于温度，温度愈低，醚类的产率愈高。
图2-1表示了这个关系。
从图中我们可以看到在γ-Al2O3存在下，在350℃时乙醇实际可以全部分解为乙烯。
图2-1 1.乙烯的产率 2.醚的产率 3.被分解的醇在酸性非均相催化剂存在下，乙醇脱水的反应机理很可能是在催化剂表面吸附层中，醇与H +先形成正碳离子，然后分解为烯烃。
C 2H 5OH + H +→ C 2H 5OH 2+C 2H 5OH 2+→ C 2H 5++ H 2OC 2H 5+→ C 2H 4+ H +如果一个C 2H 5+与一个分子的乙醇作用，则生成醚。
C 2H 5++ C 2H 5OH → C 2H 5OC 2H 5+ H +(b) 脱氢反应γ-Al 2O 3不仅能有脱水作用，也能使乙醇脱氢生成乙醛。
由上述分析我们可以看到，控制反应温度是比较关键的一步。
温度过低，乙醚的产率太高；温度太高，则有深度反应发生，产生甲烷、氢、焦油、炭黑、CO 2、CO 等。
乙醇气相脱水制乙烯动力学实验
化工专业实验报告实验名称：乙醇气相脱水制乙烯动力学实验学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工班姓名：学号同组者姓名：指导教师：日期：一、实验目的1、稳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：O H H OC H C OH H C 25252522+→ 较高温度：O H H C OH H C 24252+→三、实验装置、流程及试剂 1.装置本实验装置由三部分构成。
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。
包括取样六通阀，产品收集器和在线气相色谱信。
2.实验流程内循环无梯度反应色谱实验装置流程示意图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12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0.4g 。
四、实验步骤1、打开H 2钢瓶使柱前压到达0.5kg/cm 2确认色谱检测中截气通过后启动色谱，柱温110℃，汽化室130℃，检测室温到达120℃，待温度稳定后，打开热导池——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180℃；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、在200～380℃之间选择三个温度，测定每5分钟内反应后乙醇和水的质量并记录，每个温度测定2~3次。
固定床乙醇脱水制乙烯反应研究实验
固定床乙醇脱水制乙烯反应研究实验学校：齐齐哈尔大学化学学院：化学与化学工程学院班级：化工112 马林福，何青云，张杰化工113 贾楠，王丽博指导教师：***日期：2014年11月26日固定床乙醇脱水制乙烯反应研究实验贾楠，马林福，王丽博，何青云，张杰（齐齐哈尔大学化学与化学工程学院，161006）摘要：乙烯是重要的基本有机化工产品。
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，可以得到反应温度下的最佳工艺条件。
关键词：乙烯；进料速度；固定床反应器；最佳工艺条件；Abstract：Ethylene is an important basic organic chemical products.For ethanol dehydration reactionresearch in a fixed bed reactor,reaction products can be ethylene or ether with a different reaction temperature in a chemical reaction that the higher temperature,the more tend to generate ethylene and the lower temperature,the more tend to generate ether.By changing the speed of incoming materials of reactions,the experimental datas dissective to get the best process conditions are obtained in a different reaction condition.Key words：ethylene；feed rate；fixed bed reactor；the best process conditions1前言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。
固定床乙醇脱水制乙烯反应研究实验
固定床乙醇脱水制乙烯反应研究实验学校：齐齐哈尔大学化学学院：化学与化学工程学院班级：化工112 马林福，何青云，张杰化工113 贾楠，王丽博指导教师：***日期：2014年11月26日固定床乙醇脱水制乙烯反应研究实验贾楠，马林福，王丽博，何青云，张杰（齐齐哈尔大学化学与化学工程学院，161006）摘要：乙烯是重要的基本有机化工产品。
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，可以得到反应温度下的最佳工艺条件。
关键词：乙烯；进料速度；固定床反应器；最佳工艺条件；Abstract：Ethylene is an important basic organic chemical products.For ethanol dehydration reactionresearch in a fixed bed reactor,reaction products can be ethylene or ether with a different reaction temperature in a chemical reaction that the higher temperature,the more tend to generate ethylene and the lower temperature,the more tend to generate ether.By changing the speed of incoming materials of reactions,the experimental datas dissective to get the best process conditions are obtained in a different reaction condition.Key words：ethylene；feed rate；fixed bed reactor；the best process conditions1前言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。
“乙醇脱水反应制乙烯实验”综述报告
收稿日期：2021-10-13基金项目：2020年安徽省教学示范课“化工专业实验”(13210467)；安徽省化工类专业合作委员会教学研究项目（2020jyxm1660）；安徽省化工类专业合作委员会教学研究项目（2017jyxm1258）；安徽省化工类专业合作委员会教学研究项目（2018jyxm0276）；省级“六卓越、一拔尖”卓越人才培养创新项目（2020zyrc052）作者简介：荣俊锋（1987-），男，硕士，毕业于安徽理工大学化学工程专业，研究方向：环境化学工程，实验室管理，136****************。
“乙醇脱水反应制乙烯实验”综述报告荣俊锋，焦发存，张晔，武成利，王一双，李伏虎，刘铭（安徽理工大学化学工程学院，安徽淮南232001）摘要：乙烯产量是衡量一个国家石油化工工业发展水平的重要标志。
乙醇脱水制乙烯是一种不同于传统石油烃类裂解的方法，该反应是一个吸热、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。
通过“乙醇脱水反应制乙烯实验”的学习，让同学们了解该反应的反应机理，以及气固相管式催化反应器的构造、原理和使用方法；学会动态控制仪表的使用，学习气体在线分析的方法和定性、定量分析，为即将进行的毕业实习及毕业设计打下基础。
关键词：乙醇；乙烯；脱水反应；气固相管式催化反应器doi ：10.3969/j.issn.1008-553X.2022.02.010中图分类号：TQ013.1文献标识码：A文章编号：1008-553X （2022）02-0030-05乙烯产量是衡量一个国家石油化工工业发展水平的重要标志。
乙醇脱水制乙烯是一种不同于传统石油烃类裂解的方法，该反应是一个吸热、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。
通过“乙醇脱水反应制乙烯实验”的学习，让同学们了解该反应的反应机理，以及气固相管式催化反应器的构造、原理和使用方法；学会动态控制仪表的使用，学习气体在线分析的方法和定性、定量分析。
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序号：40
化工专业实验报告
实验名称：乙醇气相脱水制乙烯动力学实验学院：化学工程学院
专业：化学工程与工艺
班级：化工095班
姓名：何小龙
学号：09402010541
指导教师：杨春风
日期：2012年3月22日
一.实验目的
1. 巩固所学有关反应动力学方面的知识；
2. 掌握获得反应动力学数据的手段和方法；
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. 熟悉内循环式无剃度反应器的特点及其它有关设备的使用方法，提高实验技能。
二.实验原理及原理图
乙醇脱水属于平行反应，既可以进行分子内脱水生成乙烯，又可以进行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，而较低的温度有利于生成乙醚。
乙醇在分子筛催化剂作用下的脱水过程可描述成：
2C2H5OH→C2H5OC2H5+H2O
C2H5OH→C2H4+H2O
三.实验装置、流程及试剂
1. 装置
本实验装置由三部分构成：
第一部分是由微量进料泵、氢气钢瓶、汽化器和取样六通阀组成的进料系统。
第二部分是反应系统，它是由一台内循环式无剃度反应器、温度控制器和显示仪表组成。
反应器的结构如图1所示。
1-直流电机；2-磁钢固定片；3-磁钢；
4-上法兰；5-磁钢；6-磁钢固定片；7-轴承；
8-密封垫片；9-冷却水夹套；10-反应器上部；
11-轴承；12-密封垫片；13-密封垫片；
14-反应器下部；15-旋转轴；16-反应器外壁；
17-旋转叶片；18-催化剂及固定框；19-加热
电炉；20-热电偶套管；21-进气口；22-出气口
图1无梯度反应器结构图
第三部分是取样和分析系统。
包括取样六通阀、产品收集器和在线气相色谱仪。
整套实验装置安装在一个实验柜中，操作方便。
2.实验流程
PI
内循环无梯度反应色谱实验装置流程示意图10
17
TI
TCI 8
911
TIC-控温;TT-测温；PI-压力计;V1-进气截止；V2-进气预热截止阀；
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
12
1
1
V 1
PI
色谱
TCI
TCI
TCI
2
3
4
56
13
14
15
3
16
18
K 1
K 2
V 2
进气预热截止
K 3
7
J
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，装填量为0.8g 。
四.实验步骤
开始实验之前，需熟悉流程中所有设备、仪器、仪表的性能及使用方法。
然后才可以按步骤进行实验。
1.打开H 2钢瓶调整色谱仪的柱前压力至0.05kg/cm 2确认色谱检测器有载气通过后启动色谱仪。
柱温110℃，汽化室130℃，检测室温达到120℃，待温度稳定后，打开热导池－微电流放大器的开关，并调整桥电流至150mA 。
2.在色谱仪升温同时，打开阀恒温箱加热器开关，使之升温到110℃。
开启保温加热器升温至150℃。
3.打开反应器温度控制器的电源开关使反应器加热升温，同时向反应器的冷水夹套中通入冷却水。
4.打开微量进料泵，以小流量向汽化器内通入原料乙醇。
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，在各温度下各测三次，测定各种条件下的数据。
五.实验数据处理
实验过程中，应将有用的数据及时、准确地记录下来。
记录表格可参见表1。
ρ（乙醇）=0.79g/ml 操作时间t=5min
m总（乙醇）=0.79 g/ml×0.3ml/min×5min=1.185g
n总（乙醇）=1.185/46=0.0258mol
表1：
序号设定温
度℃乙醇进料
mol
乙醇剩余量
g
乙醇剩余量
mol
m平均值（乙烯）
g
n平均值（乙烯）
mol
1 202.0 0.0258 1.17 0.02540.0150.000536
2 246.9 0.0258 1.1
3 0.02460.0550.001964
3 288.7 0.0258 0.845 0.01840.3400.012143由第一组数据：
n乙醇剩余量=1.17g/46g/mol=0.0254mol
m平均值（乙烯）=1.185-1.17=0.015g
n平均值（乙烯）=0.015g/28g/mol=0.000536mol
乙醇的转化率=反应掉的乙醇摩尔数/原料中乙醇的摩尔数
乙烯的收率=生成乙烯的摩尔数/原料中乙醇的摩尔数
乙醇的进料速度=乙醇液的体积流量×0.79（乙醇的密度）/46（乙醇的分子量）
乙烯的生成速度=（乙醇进料速度×乙烯的收率）/[催化剂用量（g）] mol/（g·h）
反应器内乙醇的浓度：C A=P A/（R·T）
式中P A为乙醇的分压；反应的总压为0.1Mpa。
所以可将反应器内的混合气视为理
想气体。
生成乙烯的反应步骤的速率常数k可以通过下式求出：
k =r/c A
由阿仑尼乌斯方程k=k0exp(-E/RT),将lnk对1/T作图，即可求出k0和E。
由第一组数据：乙醇的转化率=(0.0258-0.0254) /0.0258=0.0142
乙烯的收率=0.000536/0.0258=0.02076
乙醇的进料速度=0.3 × 0.79 / 46= 5.15×10-3mol/min=0.309 mol/h
乙烯的生成速率=（0.309×0.02077）/0.8=8.02×10-3mol/（g·h）
反应器内乙醇的浓度：C A =P A /（R·T ）
0.1：P A =0.0258：0.0254 P A =0.0986MPa
C A =P A /（R·T ）=0.09845×106/(8.3145×475.15)=24.92mol/m 3=0.02496mol/L 生成乙烯的反应步骤的速率常数k 可以通过下式求出：
K =r/c A =8.02×10-3/0.02492=0.32138L/（g·h ）
同理可得如下：
序号 设定温度T/℃ 1/T 1/K 乙醇的转化率
乙烯的收率
乙烯的生成速率mol/（g·h ） P A MPa C A mol/L
K L/（g·h ）
ln K
1 202.0 0.002105 0.014
2 0.02076 0.00802 0.0986 0.02496 0.32138 -1.135 2 246.9 0.00192
3 0.0479 0.0761
4 0.02940 0.0952 0.02202 1.33539 0.2892 3
288.7 0.001780
0.2880 0.47065
0.18179
0.0712
0.01524 11.9267 2.4788
由阿仑尼乌斯方程k=k 0exp(-E/RT),将lnK 对1/T 作图，即可求出k 0和E 。
以lnK 为纵坐标，1/T 为横坐标作图如下:
由k=k 0exp(-E/RT)，则lnk=lnk 0-E/(R·T), 由图中可知：-E/R=-10973， lnk 0=21.787 得：E=91.235KJ/mol k 0=2.90×109L/（g·h ）
六.实验讨论
1. lnK 与1/T 的趋势线如图呈线性关系，Y= - 10973x+ 21.789，R 2= 0.964，在误差范围内这个实验是成功的。
得：E=91.235KJ/mol k 0=
2.90×109L/（g·h ） 2. 乙烯易挥发，做实验时室温应较低。
y = -10973x + 21.787
R 2 = 0.964
-2
-1 0
1
2
3 0.0017 0.0018
0.0019
0.002
0.0021
0.0022
1/T
lnK 系列1
趋势线
数据图 lnK-1/T
3. 本实验相对来说比较的简单，但是由于实验的仪器问题，只能进行实验的了解，
在实验的操作上还是较欠缺的，所以实验还是较顺利的完成了。
本次实验数据主要误差可能是：实验仪器的误差；乙醇溶剂的不纯；反应不够完全，出来的物质不均匀等。
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：反应器进口浓度物料循环，使累计的转化率较高,进料浓度和出口浓度有较大的差值,因此对组成分析没有过苛要求和出口浓度十分接近,反应器内不存在浓度梯度和温度梯度。
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：还需要补充热量传递，质量传递，动量传递等内容，加上前面的反应，即三传一反是化学动力学的本证特性。