乙醇脱水制乙烯
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乙醇脱水制乙烯 实验内容
一、实验目的 二、实验仪器和药品 三、实验原理 四、实验步骤 五、实验数据记录及处理
实验内容 实验目的 仪器药品 实验原理 实验步骤
数据处理
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乙醇脱水制乙烯
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。
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乙醇脱水制乙烯
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乙醇脱水制乙烯
实验内容 实验目的 仪器药品 实验原理 实验步骤
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❖ A.B.ФPOOT研究了在Al2O3上乙醇脱水的动力学 ，导出了一级反应速度方程式：
v0
ln 1 1y
+v0y
其中：v0—乙醇的加料速度(毫克分子/分) y—乙醇转化率(％)
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乙醇脱水制乙烯
实验步骤
1、打开装置总电源将反应器加热温度设定为280℃ ，预热器温度设定为150℃。
2、在温度达到设定值后，继续稳定10～20分钟，然 后启动柱塞计量泵开始加入乙醇。乙醇的加料速度 为0.5mL/min。
3、反应进行10分钟后，正式开始实验。放出反应器 下吸收瓶中的液体，并记下此时湿式流量计的读数 ，然后关闭吸收瓶上的放液活塞，开始实验。每隔 10分钟记录湿式流量计读数，并记录反应温度等 实验条件。
❖ 反应机理为：
主反应： C 2H 5O H C 2H 4+ H 2O
副反应： 2 C 2 H 5 O H C 2 H 5 O H 5 C 2 + H 2 O
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乙醇脱水制乙烯
❖ 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。
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乙醇脱水制乙烯
4、在一个恒定的乙醇进料速率的条件下反应30分钟 ，然后放出吸收瓶中的液体准确称重，并及时对此 液体进行色谱分析。
5、将乙醇的加料速率设定为1.0mL/min，重复步骤3 、4的操作；
6、将乙醇的加料速率设定为1.5mL/min，重复步骤3 、4的操作；
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乙醇脱水制乙烯
工艺流程
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乙醇脱水制乙烯
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。
（2）标准溶液的色谱分析
分析次数
I
II
保留时间/min
峰面积/uv.s
峰面积百分比/% 平均峰面积百分比 各峰分别为：
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乙醇脱水制乙烯
2、生成的乙烯体积原始数据表
进料速率 /mL.min-1
时间
湿式流量计 示数/L
7、在实验的间隙中配制合适浓度的水、无水乙醇、 无水乙醚的标准溶液，并对标准溶液进行色谱分析 ，以确定水、无水乙醇、无水乙醚的相对校正因子 ，为后续的反应残液的定量分析作准备。
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乙醇脱水制乙烯
实验数据记录及处理
乙醇脱水制乙烯
❖ 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，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。
实验日期： 年 月 日 时间： 1、标准溶液的配制及其色谱分析 （1）标准溶液配制数据记录表
室温： ℃
物质
水（H2O） 无水乙醇（C2H5OH） 无水乙醚（（CH3）2O）
质量/g
质量百分含 量/%
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乙醇脱水制乙烯
❖ 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。
❖ 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。
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乙醇脱水制乙烯
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。
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预热温度 加热温度
/℃
/℃
反应温度/℃
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乙醇脱水制乙烯
3、样品收集及称量数据表
样品
进料速率为 0.5mL.min-1 进料速率为 1.0mL.min-1 进料速率为 1.5mL.min-1
乙醇脱水制乙烯 实验内容
一、实验目的 二、实验仪器和药品 三、实验原理 四、实验步骤 五、实验数据记录及处理
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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。
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数据处理
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❖ A.B.ФPOOT研究了在Al2O3上乙醇脱水的动力学 ，导出了一级反应速度方程式：
v0
ln 1 1y
+v0y
其中：v0—乙醇的加料速度(毫克分子/分) y—乙醇转化率(％)
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数据处理
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乙醇脱水制乙烯
实验步骤
1、打开装置总电源将反应器加热温度设定为280℃ ，预热器温度设定为150℃。
2、在温度达到设定值后，继续稳定10～20分钟，然 后启动柱塞计量泵开始加入乙醇。乙醇的加料速度 为0.5mL/min。
3、反应进行10分钟后，正式开始实验。放出反应器 下吸收瓶中的液体，并记下此时湿式流量计的读数 ，然后关闭吸收瓶上的放液活塞，开始实验。每隔 10分钟记录湿式流量计读数，并记录反应温度等 实验条件。
❖ 反应机理为：
主反应： C 2H 5O H C 2H 4+ H 2O
副反应： 2 C 2 H 5 O H C 2 H 5 O H 5 C 2 + H 2 O
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❖ 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。
实验内容 实验目的 仪器药品 实验原理 实验步骤
数据处理
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
乙醇脱水制乙烯
4、在一个恒定的乙醇进料速率的条件下反应30分钟 ，然后放出吸收瓶中的液体准确称重，并及时对此 液体进行色谱分析。
5、将乙醇的加料速率设定为1.0mL/min，重复步骤3 、4的操作；
6、将乙醇的加料速率设定为1.5mL/min，重复步骤3 、4的操作；
数据处理
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
乙醇脱水制乙烯
工艺流程
实验内容 实验目的 仪器药品 实验原理 实验步骤
数据处理
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
乙醇脱水制乙烯
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。
（2）标准溶液的色谱分析
分析次数
I
II
保留时间/min
峰面积/uv.s
峰面积百分比/% 平均峰面积百分比 各峰分别为：
实验内容 实验目的 仪器药品 实验原理 实验步骤
数据处理
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
乙醇脱水制乙烯
2、生成的乙烯体积原始数据表
进料速率 /mL.min-1
时间
湿式流量计 示数/L
7、在实验的间隙中配制合适浓度的水、无水乙醇、 无水乙醚的标准溶液，并对标准溶液进行色谱分析 ，以确定水、无水乙醇、无水乙醚的相对校正因子 ，为后续的反应残液的定量分析作准备。
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乙醇脱水制乙烯
实验数据记录及处理
乙醇脱水制乙烯
❖ 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，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。
实验日期： 年 月 日 时间： 1、标准溶液的配制及其色谱分析 （1）标准溶液配制数据记录表
室温： ℃
物质
水（H2O） 无水乙醇（C2H5OH） 无水乙醚（（CH3）2O）
质量/g
质量百分含 量/%
实验内容 实验目的 仪器药品 实验原理 实验步骤
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资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
乙醇脱水制乙烯
❖ 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。
❖ 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。
实验内容 实验目的 仪器药品 实验原理 实验步骤
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乙醇脱水制乙烯
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。
实验内容 实验目的 仪器药品 实验原理 实验步骤
预热温度 加热温度
/℃
/℃
反应温度/℃
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乙醇脱水制乙烯
3、样品收集及称量数据表
样品
进料速率为 0.5mL.min-1 进料速率为 1.0mL.min-1 进料速率为 1.5mL.min-1