乙醇气相脱水制乙烯动力学实验
乙醇气相脱水制乙烯
实验乙醇气相脱水制乙烯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。
它也是反应工程学科的重要组成部分。
在实验室中，乙醇脱水是制备纯净乙烯的最简单方法。
常用的催化剂有：浓硫酸液相反应，反应温度约170℃。
三氧化二铝气-固相反应，反应温度约360℃。
分子筛催化剂气-固相反应，反应温度约为300℃。
（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.学会实验数据的处理方法，并能根据动力学方程求出相关的动力学参数值。
（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，又可以进行分于间脱水生成乙醚。
一殷而言，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。
借鉴前人在这方而所做的工作，将乙醇在三氧化二铝催化剂作用下的脱水过程描述成：气固相催化反应是一个多步骤的反应，它包括以下七个步骤：1. 反应物分子由气流主体向催化剂的外表面扩散（外扩散）；2. 反应物分子由催化剂外表面向催化剂微孔内表面扩散（内扩散）；3. 反应物分子在催化剂微孔内表面上被吸附（表面吸附）；4. 吸附的反应物分子在催化剂的表面上发生化学反应，转化成产物分子（表面反应）；5. 产物分子从催化剂的内表面上脱附下来（表面脱附）；6. 脱附下来的产物分子从微孔内表面向催化剂外表面扩散（内扩散）；7. 产物分子从催化剂的外表面向气流主体扩散。
这七个步骤可分为物理过程和化学过程。
其中步骤1、2、6、7为物理扩散过程，步骤3、4、5为化学过程。
在化学过程中，步骤3、步骤5分别为化学吸附和化学脱附过程，步骤4为表面化学反应过程。
整个反应的总速率取决于这7个步骤中阻力最大的一步，该步骤称为反应的速率控制步骤。
如果步骤1或7为控制步骤，称反应为外扩散控制反应；如果步骤2或6为控制步骤，称反应为内扩散控制反应；如果步骤3、4或5的任何一步为控制步骤，称反应过程为反应控制或动力学控制。
化学实验报告制取乙烯(3篇)
第1篇实验名称：制取乙烯实验日期：2023年X月X日实验目的：1. 学习实验室制取乙烯的方法。
2. 掌握乙醇脱水反应的原理和操作步骤。
3. 了解反应条件对产物的影响。
4. 培养实验操作技能和安全意识。
实验原理：乙醇在浓硫酸的催化作用下，加热至170℃左右时，会发生消去反应，生成乙烯和水。
反应方程式如下：\[ C_2H_5OH \xrightarrow{H_2SO_4, 170℃} C_2H_4 + H_2O \]实验仪器与试剂：1. 仪器：酒精灯、试管、试管夹、烧杯、铁架台、导管、集气瓶、橡胶塞、玻璃片、温度计。
2. 试剂：无水乙醇、浓硫酸、碎瓷片。
实验步骤：1. 取一支干燥的试管，加入约5ml无水乙醇。
2. 慢慢加入浓硫酸，边加边振荡，使混合液均匀。
3. 在试管中加入少量碎瓷片，防止暴沸。
4. 用橡胶塞密封试管，插入温度计，温度计的水银球应位于液面以下。
5. 将试管固定在铁架台上，用酒精灯加热，控制温度在170℃左右。
6. 观察反应现象，当观察到有气体产生时，将导管插入集气瓶中，收集乙烯气体。
7. 实验结束后，关闭酒精灯，将试管中的液体倒入烧杯中，用水冲洗试管。
8. 将收集到的乙烯气体用点燃的火柴检验，观察火焰的颜色和声音。
实验现象：1. 加热过程中，试管内出现大量气泡，表明有气体产生。
2. 集气瓶中收集到的气体，用火柴点燃，火焰明亮，伴有“嘭”的一声，表明气体为乙烯。
实验结果：1. 成功制取乙烯气体。
2. 实验过程中，温度控制在170℃左右，反应现象明显。
实验分析：1. 本实验成功制取了乙烯气体，验证了乙醇在浓硫酸催化下加热至170℃左右可以发生消去反应生成乙烯。
2. 实验过程中，温度对反应有重要影响，温度过高或过低都会影响产物的生成。
3. 实验过程中，应注意安全操作，避免发生意外。
实验总结：1. 本实验学习了实验室制取乙烯的方法，掌握了乙醇脱水反应的原理和操作步骤。
2. 通过实验，了解了反应条件对产物的影响，培养了实验操作技能和安全意识。
制取乙烯实验报告
制取乙烯实验报告制取乙烯实验报告一、引言乙烯是一种重要的有机化合物，广泛应用于化工、医药、塑料等领域。
本实验旨在通过酒精的脱水反应制取乙烯，了解乙烯的制备原理和实验过程，同时探讨实验条件对乙烯产率的影响。
二、实验原理乙烯的制备主要通过酒精的脱水反应实现。
当酒精与浓硫酸反应时，酒精分子中的羟基被硫酸亲电性氧原子攻击，形成水分子和烯烃。
其中，乙醇在酸性条件下脱水生成乙烯的反应方程式为：CH3CH2OH → CH2=CH2 + H2O三、实验步骤1. 实验前准备：准备好所需的试剂和仪器设备，包括乙醇、浓硫酸、干燥管、集气瓶等。
2. 实验操作：将一定量的乙醇与浓硫酸按一定比例混合，然后将混合液倒入干燥管中。
在集气瓶中装入适量的水，并用水封法收集产生的乙烯气体。
3. 实验观察：观察产生的气泡、气体颜色和气味等变化，并记录下来。
4. 数据处理：根据实验结果计算乙烯的产率，并进行相关分析。
四、实验结果与分析在实验过程中，我们观察到乙醇与浓硫酸反应后产生了大量气泡，并且气体呈无色、无臭的状态。
根据实验数据计算，乙烯的产率为X%。
通过对产率与实验条件的关系进行分析，我们发现以下几点：1. 浓硫酸的用量：实验中我们尝试了不同浓度的硫酸，发现当浓度过低时，乙醇的脱水反应不完全，乙烯产率较低；而当浓度过高时，硫酸过度吸附乙醇分子，同样会导致乙烯产率下降。
2. 反应温度：实验中我们控制了反应温度，发现较高的温度可以促进乙醇分子的脱水反应，提高乙烯产率。
但当温度过高时，乙烯易于发生副反应，降低产率。
3. 反应时间：实验中我们尝试了不同的反应时间，发现随着反应时间的延长，乙烯产率逐渐增加，但达到一定时间后产率趋于稳定。
这是因为乙醇分子的脱水反应需要一定的时间，但过长的反应时间会导致乙烯的进一步分解。
五、实验结论通过本实验，我们成功制备了乙烯，并获得了一定的产率。
实验结果表明，乙烯的制备受到多个因素的影响，包括浓硫酸的用量、反应温度和反应时间等。
乙醇乙烯制作实验报告
一、实验目的1. 学习乙醇的制备方法。
2. 学习乙烯的制备方法。
3. 掌握实验操作技能，提高实验操作水平。
二、实验原理1. 乙醇的制备：乙醇可以通过酒精发酵法、乙烯水化法等方法制备。
本实验采用乙烯水化法制备乙醇。
2. 乙烯的制备：乙烯可以通过乙醇脱水法、乙烷催化氧化法等方法制备。
本实验采用乙醇脱水法制备乙烯。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：烧瓶、冷凝管、温度计、酒精灯、滴定管、试管、铁架台、玻璃棒等。
2. 试剂：乙醇、浓硫酸、无水氯化钙、氢氧化钠、氢氧化钠溶液、氢氧化钠固体、氢氧化钠水溶液、硫酸铜溶液、碘化钾溶液等。
四、实验步骤1. 乙醇的制备：（1）取一定量的乙醇放入烧瓶中，加入适量的浓硫酸。
（2）将烧瓶置于酒精灯上加热，同时用温度计控制温度在140℃左右。
（3）观察反应现象，当反应液变为无色时，停止加热。
（4）将反应液倒入冷凝管中，冷却至室温。
（5）加入适量的无水氯化钙，过滤除去杂质。
（6）将滤液转移至烧瓶中，加入适量的氢氧化钠溶液，调节pH值至7。
（7）加入适量的硫酸铜溶液，观察蓝色沉淀的形成。
（8）将反应液转移至烧瓶中，加入适量的氢氧化钠固体，搅拌溶解。
（9）将反应液转移至滴定管中，用碘化钾溶液滴定至蓝色消失。
2. 乙烯的制备：（1）取一定量的乙醇放入烧瓶中，加入适量的浓硫酸。
（2）将烧瓶置于酒精灯上加热，同时用温度计控制温度在140℃左右。
（3）观察反应现象，当反应液变为无色时，停止加热。
（4）将反应液倒入冷凝管中，冷却至室温。
（5）加入适量的氢氧化钠溶液，调节pH值至7。
（6）将反应液转移至烧瓶中，加入适量的氢氧化钠固体，搅拌溶解。
（7）将反应液转移至滴定管中，用碘化钾溶液滴定至蓝色消失。
五、实验结果与分析1. 乙醇的制备：实验过程中，反应液变为无色，说明乙醇已经生成。
加入无水氯化钙后，过滤除去杂质，得到的滤液呈无色。
加入氢氧化钠溶液后，调节pH值至7，加入硫酸铜溶液，观察到蓝色沉淀的形成，说明乙醇已经制备成功。
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。
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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。
三、实验装置及流程
1.实验装置
图7-1 反应器装置图
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。
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
图7-2 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，重克。
四、实验步骤
1、打开H 2钢瓶使柱前压达到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、数据处理
原料乙醇进料：min 时间间隔：5min 乙醇密度ρ=ml
催化剂装填用量：
表1 原始数据记录表
数据计算：
以第一组数据为例，
（1）计算乙醇的转化率X 乙醇：
m 初乙醇=×5×=, ∴n 初乙醇= m 初乙醇÷46g/mol=÷46= ∵平均△m=（+）÷2= ∴m 乙烯= m 初乙醇-△m=
∴n 乙烯= = n 反应乙醇 ∴X= n 反应乙醇/ n 初乙醇=%
(2)计算乙烯的生成速率：
∵乙烯收率ψ= n 乙烯/ n 初乙醇=%
V 乙醇=×3600×÷46=h
∴ V 乙烯=ψ×V 乙醇/m 催化剂=%×÷=molh
同理，计算出另外两组的乙醇转化率和乙烯生成速率，并将数据汇总成表2
1、用无梯度反应器测定化学反应动力学的优缺点是什么
优点：反应器进口浓度物料循环，使累计的转换率较高。
缺点：进料浓度和出口浓度有较大值，使组分分析对出口浓度很接近，不存在浓度梯度和温度梯度。