乙醇催化脱水制乙烯

▪ 用途 ▪ 溶剂；有机合成；各种化合物的结晶；洗涤剂；萃取剂；
食用酒精可以勾兑白酒；用作粘合剂；硝基喷漆；清漆、 化妆品、油墨、脱漆剂等的溶剂以及农药、医药、橡胶、 塑料、人造纤维、洗涤剂等的制造原料、还可以做防冻剂、 燃料、消毒剂等。 ▪ 75%（体积分数）的乙醇溶液常用于医疗消毒。[2]
成品乙烯性质
▪ 双键是一个电子云密度较高的地区，因而大部分反应发生在这个位置。
化学性质
▪ ①常温下极易被氧化剂氧化。如将乙烯通入酸性KMnO4溶液，溶液的紫色褪 去，乙烯被氧化为二氧化碳，由此可用鉴别乙烯。
▪ ②易燃烧，并放出热量，燃烧时火焰明亮，并产生黑烟。 ▪ CH2═CH2+3O2→2CO2+2H2O ▪ ③烯烃臭氧化： ▪ CH2=CH2+O3，在锌保护下水解→2HCHO ▪ CH2=CH2+(1/2)O2—Ag、加热，酸性水解→CH3—CHO ▪ 加成反应： ▪ CH2═CH2+Br2→CH2Br—CH2Br(常温下使溴水褪色) ▪ 加成反应：有机物分子中双键(或三键)两端的碳原子与其他原子或原子团直接
结合生成新的化合物的反应。 ▪ 加聚反应： nCH2═CH2→-(CH2—CH2)- n (制聚乙烯)
▪ 工业制法 ▪ 乙烯制取方程式
▪ 工业上所用的乙烯，主要是从石油炼制工厂和石油化工厂所生产的气 体里分离出来的。[6]
乙醇催化脱水制乙烯方案
一、实验目的 二、实验仪器和药品 三、实验原理 四、实验步骤 五、反应特点
▪ 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。世界上已将乙烯产量作为衡量 一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。
物理性质
▪ 通常情况下，乙烯是一种无色稍有气味的气体，密度为1.25g/L，比空气的密 度略小，难溶于水，易溶于四氯化碳等有机溶剂。
▪ 外观与性状：无色气体，略具烃类特有的臭味[1]。少量乙烯具有淡淡的甜味。 ▪ 吸收峰：吸收带在远紫外区
pH：水溶液是中性
▪ 乙烯有4个氢原子的约束，碳原子之间以双键连接。所有6个原子组 成的乙烯是共面。H-C-C角是121.3°；H-C-H角是117.4 °，接近 120 °，为理想sp 2混成轨域。这种分子也比较僵硬：旋转C=C键是 一个高吸热过程，需要打破π键，而保留σ键之间的碳原子。VSEPR 模型为平面矩形 立体结构也是平面矩形。
乙醇催化脱水制乙烯历史背景
▪ 工业上乙醇脱水制乙烯已有较悠久的历史。早在 13世纪，人们就知道了乙醇催化脱水可制取乙烯。 1797年，荷兰化学家发现了Al2O3对乙醇脱水有 催化作用， 目前，该催化剂一直还在乙醇脱水工 业装置上使用。国内外对于乙醇脱水制乙烯的工 艺研究主要集中在研制高效催化剂和反应器上。 对于催化剂的研究有两个方向：一是对传统 Al2O3催化剂的改进，主要是添加一些金属元素 来增加活性，延长使用寿命；另一个方向是开发 活性较高的分子筛催化剂。
化剂需阶段性活化。
▪
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。
成品乙烯
新鲜的乙醇原料经加料漏斗加料管进入管式 反应器，控制反应温度为330-340℃，在催化剂 氧化铝的作用下发生脱水反应生成乙烯。产物经 冷凝器冷凝后进入缓冲罐。顶部气相产物乙烯经 由碱洗瓶收集在乙烯贮槽中，液相产物水和未反 应的原料乙醇由下方采出
易挥发。能与水、氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其
他多数有机溶剂混溶，相对密度(d15.56)0.816， 密度是0.789g/cm^3,沸点是78.4℃，熔点是114.3℃，易燃，蒸气能与空气形成爆炸性混合 物，能与水以任意比互溶。
危险特征
▪ 本品易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、 高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触发生化学反应或引起 燃烧。在火场中，受热的容器有爆炸的危险。其蒸气比空 气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回 燃。
原材料简介
乙醇 ▪ 1
乙醇的结构简式为C2H5OH，俗称酒精，它在常温、常压下是一种
易燃、易挥发的无色透明液体，它的水，可用乙醇来制造醋酸、饮料、香精、染料、
燃料等。医疗上也常用体积分数为70%——75%的乙醇作消毒剂等。
▪ 无色透明液体（纯酒精），有特殊香味的气味，
实验步骤
1、催化剂的制备与活化 2、安装实验装置
（1）凝液瓶称重 （2）反应管内添催化剂，管外绕电阻丝。 （3）乙烯贮瓶量体积 （4）安装实验装置 （5）试漏 3、脱水反应 其中包含置换、升温、加料等等反 应。
反应特点
▪ 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。本实验采用催化剂，
▪ 乙烯是由两个碳原子和四个氢原子组成的化合物。两个碳 原子之间以双键连接。乙烯广泛存在于植物的各种组织、 器官中，是由蛋氨酸在供氧充足的条件下转化而成的。
▪ 乙烯是合成纤维、合成橡胶、合成塑料（聚乙烯及聚氯乙 烯）、合成乙醇（酒精）的基本化工原料，也用于制造氯 乙烯、苯乙烯、环氧乙烷、醋酸、乙醛、乙醇和炸药等， 尚可用作水果和蔬菜的催熟剂，是一种已证实的植物激素。
酸)接触而完成的:
实验室制法
▪ 在实验室中,以乙醇脱水制备乙烯,一般使用 液体型催化脱水剂和一固体接触催化剂二 种. 属于液体型催化脱水剂中,浓硫酸的使 用较为普遍。即是将一份乙醇和三份浓硫 酸混合,于170℃反应来实现的。但是生成 物中乙烯产量较低,并付产相当数量的乙醚 以及二氧化硫。况且,象浓硫酸这样的
▪ 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。
▪ ▪ 学习柱塞计量泵的原理和使用方法，学会使用湿式流量计测量流体
流量。
实验仪器和药品
▪ 一、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，柱塞计量泵。 ▪ 二、物料 ▪ 乙醇脱水催化剂，分析纯乙醇
（95%），蒸馏水。
实验目的
▪ 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。
▪ 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。
▪ 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。
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。
▪ 该反应为微吸热反应，需在催化剂作用下进行，催化剂为 Al2O3，常压下即可反应，反应温度为330-340℃，反应催
▪ 毕业答辩
乙醇催化脱水制乙烯
乙醇催化脱水制乙烯简易法
在实验室中,以乙醇脱水制备乙烯,一般使用液体型 催化脱水剂和固体接触催化剂二种。属于液体型催化脱 水剂中,浓硫酸的使用较为普遍。即是将一份乙醇和三份 浓硫酸混合,于170℃反应来实现的。但是生成物中乙烯 产量较低,并付产相当数量的乙醚以及二氧化硫。况且,象 浓硫酸这样的腐蚀性液体的存在,便给制备、演示等实验 操作带来了若干缺点和不安全性。在固体型接触催化剂 中,常用的有活性氧化铝和吸收(或悬浮)在多孔性固体载 体※1上的磷酸。(其它还有:高岭土、陶土以及石墨等,于 较高温度下,也具有一定的催化脱水效能)二者催化脱水效 能较高。利用它们对乙醇催化脱水生成乙烯的反应,是将 乙醇的蒸气与温度为360℃—380℃的活性氧化铝(或磷
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。
实验总结
▪ 装填催化剂时，一定要轻轻拍打，使之堆 积密集。
▪ 安装流程是应合理布局，管道连接尽量横 平竖直。
▪ 升温要缓慢进行，实验中注意安全。 ▪ 注意每个细节，争取最大化产量。