實驗一催化劑載體-活性氧化鋁制備

實驗一催化劑載體——活性氧化鋁地制備活性氧化鋁<Al2O3）是一種具有優(yōu)異性能地無機物質(zhì),不僅能做脫水吸附劑、色譜吸附劑,更重要地是做催化劑載體,并廣泛用于石油化工領(lǐng)域.它涉及到重整、加氫、脫氫、脫水、脫鹵、歧化、異構(gòu)化等各種反應(yīng).所以能如此廣泛地被采用,主要原因是它結(jié)構(gòu)上有多種形態(tài)及物化性質(zhì)上千差萬別.學習有關(guān)Al2O3地制備方法,對掌握催化劑制備有重要意義.一、 實驗?zāi)康?、通過鋁鹽與堿性沉淀劑地沉淀反應(yīng) ,掌握氧化鋁催化劑和催化劑載體地制備過程.2、了解制備氧化鋁水合物地技術(shù)和原理 .3、掌握活性氧化鋁地成型方法 .鄭州玉發(fā)集團是中國最大地白剛玉生產(chǎn)商 .公司于中科院上海硅酸鹽研究所合作開發(fā)多品種阿爾法氧化鋁 .專注白剛玉和煅燒 α氧化鋁近30年,聯(lián)系QQ2596686490,電話156390七七八八一.b5E2RGbCAP4、二、 實驗原理催化劑或催化劑載體用地氧化鋁,在物性和結(jié)構(gòu)方面都有一定要求.最基本地是比表面積、孔結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)等.例如,重整催化劑是將貴重金屬鉑、錸載在γ—Al2O3或η—Al2O3上.氧化鋁地結(jié)構(gòu)對反應(yīng)活性影響極大,載于其他形態(tài)地氧化鋁上,其活性是很低地,如烴類脫氫催化劑,若將Cr—K載在γ—Al2O3或η—Al2O3上,活性較好,而載在其他形態(tài)氧化鋁上,活性很差.這說明它不僅起載體作用,而且也起到了活性組分地作用,因此,也稱這種氧化鋁為活性氧化鋁.α—Al2O3在反應(yīng)中是惰性物質(zhì),只能作載體使用.制備活性氧化鋁地方法不同,得到地產(chǎn)品結(jié)構(gòu)亦不相同,其活性地差異頗大,因此制備中應(yīng)嚴格掌握每一步驟地條件,不應(yīng)混入雜質(zhì),盡管制備方法和路線很多,但無論哪種路線都必須制成氧化鋁水合物<氫氧化鋁）,再經(jīng)高溫脫水生成氧化鋁.自然界存在地氧化鋁或氫氧化鋁脫水生成地氧化鋁,不能作載體或催化劑使用,這不僅因雜質(zhì)多,主要是難以得到所要求地結(jié)構(gòu)和催化活性.為此,必須經(jīng)過重新處理,可見制備氧化鋁水合物是制活性Al23地基O礎(chǔ).p1EanqFDPw氧化鋁水合物經(jīng)X射線分析,可知有多種形態(tài),通常分為結(jié)晶態(tài)和非結(jié)晶態(tài).結(jié)晶態(tài)中有一水和三水化物兩類形體；非結(jié)晶態(tài)則含有無定形和結(jié)晶度很低地水化物兩種形體,它們都是凝膠態(tài).可總括為下述表達形式： DXDiTa9E3d無定形水合氧化鋁,尤其假一水鋁石,在制備中能通過控制溶液PH值或溫度,向一水氧化鋁轉(zhuǎn)變.經(jīng)老化后大部分變成α—Al2O3·H2O,而這種形態(tài)是生成γ—Al2O3地唯一路線.上述α—Al2O3·H2O凝膠是針狀聚集體,難以洗滌過濾.β—Al2O3·3H2O是球形顆粒,緊密排列,易于洗滌過濾.RTCrpUDGiT氧化鋁水合物是非穩(wěn)定態(tài) ,加熱會脫水,隨著脫水氣氛和脫水溫度地不同可生成各種晶形地氧化鋁.當受熱到 1200℃時,各種晶形地氧化鋁都將變成 α—Al2O3<亦稱剛玉）.α—Al2O3具有最小地表面積和孔容積 .水合物受熱后晶型變化情況如下：5PCzVD7HxA表1氧化鋁水合物加熱變化可見不論獲得何種晶型地氧化鋁都要首先制成氫氧化鋁 .氫氧化鋁也是制陶瓷和無機阻燃劑及阻燃添加劑地重要原料 .jLBHrnAILg制備水合氧化鋁地方法很多,其中有以鋁鹽、偏鋁酸鈉、烷基鋁、金屬鋁、拜耳氫氧化鋁等為原料,并控制溫度、pH值、反應(yīng)時間、反應(yīng)濃度等操作,得到均一地相態(tài)和不同地物性.通常有以下幾種方法：xHAQX74J0X（1）以鋁鹽為原料用AlCl3·6H2O,Al2(SO4>3·18H2O,Al(NO3>3Cl3·9H2O,KAl(SO4>4·24H2O等地水溶液與沉淀劑—氨水、NaOH、Na23等溶液作用生成氧化鋁水合物.LDAYtRyKfECO球狀活性氧化鋁以三氯化鋁為原料有較好地成型性能.實驗多使用該法制備水合氧化鋁.（2）以偏鋁酸鈉為原料偏鋁酸鈉可在酸性溶液作用下分解沉淀析出氫氧化鋁 .此原料在工業(yè)生產(chǎn)上+通入CO2地方法制各種晶型地 Al(OH>3.Zzz6ZB2Ltk或制備過程中有Al3+和OH—存在是必要地,其他離子可經(jīng)水洗被除掉 .另外還有許多方法,它們都是為制取特殊要求地催化劑或載體而采用地.制備催化劑或載體時,都要求除去S、P、As、Cl等有害雜質(zhì),否則催化活性較差.dvzfvkwMI1本實驗采用鋁鹽與氨水沉淀法.將沉淀物在pH=8~9范圍內(nèi)老化一定時間,使之變成α—水鋁石,再洗滌至無氯離子.將濾餅用酸膠溶成流動性能較好地溶膠,用滴加法滴入油氨柱內(nèi),在油中受表面張力作用收縮成球,再進入氨水中,經(jīng)中和和老化后形成較硬地凝膠球狀物<直徑在1~3mm之間）,經(jīng)水洗油氨后進行干燥.也可將酸化地溶膠噴霧到干燥機內(nèi),生成40~80μm地微球氫氧化鋁.上述過程可用框圖表示.rqyn14ZNXI沉淀是制成一定活性和物性地關(guān)鍵,對濾餅洗滌難易有直接影響.其操作條件決定了顆粒大小、粒子排列和結(jié)晶完整程度.加料順序、濃度和速度也有影響,沉淀中pH值不同,得到地水化物則不同.例如：EmxvxOtOco當Al3+傾倒于堿液中時,pH值由大于10向小于7轉(zhuǎn)變.產(chǎn)物有各種形態(tài)水化物,不易得到均一形體.如果反向投料,若pH不超過10,只有兩種形體,經(jīng)老化也會趨于一種形體.為此,并流接觸并維持穩(wěn)定pH值,可得到均一地形體.SixE2yXPq5老化是使沉淀形成不再發(fā)生可逆結(jié)晶變化地過程；同時使一次粒子再結(jié)晶、純化和生長；另外也使膠粒之間進一步粘結(jié),膠體粒子得以增大.這一過程隨溫度升高而加快,常常在較高溫度下進行.6ewMyirQFL洗滌是為了除去雜質(zhì).若雜質(zhì)以相反離子形式吸附在膠粒周圍而不易進入水中時,則需用水再攪拌情況下把濾餅打散成漿狀物再過濾,多次反復(fù)操作才能洗凈.若有SO42—存在則難以完全洗凈.當pH近于7時,Al(OH>3會隨水流失,一般應(yīng)維持pH>7.kavU42VRUs酸化膠溶是為成型需要設(shè)置地.這個過程是在膠溶劑存在下,使凝膠這種暫時凝集起來地分散相重新變成溶膠.當向Al(OH>3中加入少量HNO3時發(fā)生如下反應(yīng)：y6v3ALoS89生成地Al3+在水中電離并吸附在Al(OH>3表面上,NO3—為反離子,從而形成膠團地雙電層,僅有少量HNO3就足以使凝膠態(tài)地濾餅全部發(fā)生膠溶,以致變成流動性很好地溶膠體.當Cl—或Na+或其他離子存在時,溶膠地流動性和穩(wěn)定性變差.應(yīng)盡可能避免雜質(zhì)存在,否則會影響催化劑地活性.利用溶膠在適當pH和適當介質(zhì)中能溶膠化地原理,可把溶膠以小滴形式滴入油層,這是由于表面張力而形成球滴,球滴下降中遇堿性介質(zhì)形成凝膠化小球,以制備Al2O3小球催化劑.M2ub6vSTnP三、 實驗步驟1、溶液配制（1）取285ml蒸餾水放入50ml燒杯內(nèi),在粗天平上稱量15克無水三氯化鋁<要求快速稱量,否則因吸濕而不準確）,分次投入水中,攪拌后澄清.如果有不溶物或顆粒雜質(zhì),可用漏斗過濾,最終配成5%AlCl3溶液.0YujCfmUCw2）取濃氨水<25%）50ml,用水稀釋一倍待用.2、水合氧化鋁地制備1）將三氯化鋁溶液放入三口瓶內(nèi),并裝上攪拌器,升溫至40℃,在攪拌下快速倒入氨水<按理論量80%）,觀察攪拌槳葉地轉(zhuǎn)動情況.若溶液變粘稠,再加少許氨水,沉淀地膠體變稀,用玻璃棒沾取沉淀膠體滴入pH試紙上,測定pH在8~9之間則合格,停止加氨水,繼續(xù)攪拌30分鐘,隨時測pH值,如有下降再補加氨水.eUts8ZQVRd2）30分鐘后把溫度升至70℃,停止攪拌,將其靜止老化1小時.3）將老化地凝膠倒入抽濾漏斗內(nèi)過濾.第一次過濾速度較快,隨著洗滌次數(shù)地增加,過濾速度逐漸減慢.4）取出過濾抽干地濾餅,此操作稱為打漿.全部變成漿狀物后,再次過濾,通常至少洗滌5次,最后用硝酸銀溶液滴定濾液,若不產(chǎn)生白色沉淀即為無氯離子.取少量凝膠在顯微鏡下觀察.sQsAEJkW5T5）將洗好地濾餅放在500ml燒杯內(nèi),稱重,待酸化使用.3、成型操作（1） 取500ml量筒,內(nèi)放300ml地12.5%氨水和50ml變壓器油,再加少量“平平加”表面劑.由此構(gòu)成簡易油氨柱.GMsIasNXkA2）加入12M地硝酸溶液,用量為濾餅地2~3%<重量劑）.用玻璃棒強烈攪動,濾餅逐漸變成乳狀地Al(OH>3溶膠<流動很好）,之后再用力攪動一定時間,將塊狀凝膠全部打碎.用50ml針筒取漿液,裝上針頭.TIrRGchYzg3）針尖向下,往油氨柱滴加溶液.溶膠在油層中收縮成球穿過油層后進入氨水中變成球狀凝膠體.在氨水中老化30分鐘.7EqZcWLZNX4）吸出油層和氨水,倒出凝膠球狀物,用蒸餾水洗油和氨水.洗滌時可加少量洗凈劑或“平平加”等.4、干燥及灼燒洗凈后地球狀氫氧化鋁凝膠,在室溫下風干24小時,然后放于烘干箱中105℃下干燥6小時,再置于高溫爐中500℃下灼燒4小時,最后生成γ—Al2O3<當操作條件不當會混有η—Al2O3）.lzq7IGf02E四、 數(shù)據(jù)處理1、計算Al(OH>3和Al2O3地實際收率并解釋與理論收率相差較大地原因 .2、測定最后成型地外觀形狀和尺寸 .3、畫出制備流程.參考文獻1】觸媒學會編.觸媒工學講座10元素別觸媒便覽.地人書館.東京：19672】任岳榮.無機鹽工業(yè).1989,<1）,303】佐藤太一.Al2O3及氧化物構(gòu)造概述.礦物學雜志.1989,19<1）,21~414】朱洪法.催化劑成型.北京：中國石化出版社,1992.zvpgeqJ1hk實驗二 二元系統(tǒng)汽液平衡數(shù)據(jù)地測定在化學工業(yè)中,蒸餾、吸收過程地工藝和設(shè)備設(shè)計都需要準確地汽液平衡數(shù)據(jù),此數(shù)據(jù)對提供最佳化地操作條件,減少能源消耗和降低成本等,都具有重要地意義.盡管有許多體系地平衡數(shù)據(jù)可以從資料中找到,但這往往是在特定溫度和壓力下地數(shù)據(jù).隨著科學地迅速發(fā)展,以及新產(chǎn)品,新工藝地開發(fā),許多物系地平衡數(shù)據(jù)還未經(jīng)前人測定過,這都需要通過實驗測定以滿足工程計算地需要.此外,在溶液理論研究中提出了各種各樣描述溶液內(nèi)部分子間相互作用地模型 ,準確地平衡數(shù)據(jù)還是對這些模型地可靠性進行檢驗地重要依據(jù)實驗?zāi)康亓私夂驼莆沼秒p循環(huán)汽液平衡器測定二元汽液平衡數(shù)據(jù)地方法；了解締合系統(tǒng)汽–液平衡數(shù)據(jù)地關(guān)聯(lián)方法,從實驗測得地T–P–X–Y數(shù)據(jù)計算各組分地活度系數(shù)；NrpoJac3v1蒸餾循環(huán)線b

學會二元汽液平衡相圖地繪制.B實驗原理以循環(huán)法測定汽液平衡數(shù)據(jù)地平衡器類型液體循環(huán)線圖2–4循環(huán)法測定汽液平衡很多,但基本原理一致,如圖2–4所示,當體系達到平衡時,a、b容器中地組成不隨時間而變化,這時從 a和b兩容器中取樣分析 ,可得到一組汽液平衡實驗數(shù)據(jù).1nowfTG4KI預(yù)習與思考為什么即使在常低壓下,醋酸蒸汽也不能當作理想氣體看待？本實驗中氣液兩相達到平衡地判據(jù)是什么？設(shè)計用0.1NNaOH標準液測定汽液兩相組成地分析步驟、并推導(dǎo)平衡組成計算式.如何計算醋酸-水二元系地活度系數(shù)？為什么要對平衡溫度作壓力校正？本實驗裝置如何防止汽液平衡釜閃蒸、精餾現(xiàn)象發(fā)生？如何防止暴沸現(xiàn)象發(fā)生？D 實驗裝置本實驗采用改進地 Ellis 氣液兩相雙循環(huán)型蒸餾器 ,其結(jié)構(gòu)如1079

圖2–5所示.改進地Ellis蒸餾器測定汽液平衡數(shù)據(jù)較準確,操作也較簡便,6 8但僅適用于液相和氣相冷凝液都5411312

是均相地系統(tǒng) .溫度測量用分度為0.1℃地水銀溫度計 .fjnFLDa5Zo13在本實驗裝置地平衡釜加熱2部分地下方,有一個磁力攪拌器,1電加熱時用以攪拌液體 .在平衡釜14蛇管處地外層與汽相溫度計插入部分地外層設(shè)有上下兩部分電熱圖2–5改進地Ellis氣液兩相雙循環(huán)型蒸餾器1–蒸餾釜；2–加熱夾套內(nèi)插電熱絲； 3–蛇管；4–液體取樣口；5–進料口；6–測定平衡溫度地溫度計； 7–測定氣相溫度地溫度計； 8–蒸氣導(dǎo)管；9、10–冷凝器；

絲保溫.另還有一個電子控制裝置 ,用以調(diào)節(jié)加熱電壓及上下兩組電11–氣體冷凝液回路； 12–凝液貯器；13–氣相凝液取樣口； 14–放料口.HbmVN777sL熱絲保溫地加熱電壓 .tfnNhnE6e5分析測試汽液相組成時 ,用化學滴定法.每一實驗組配有 2個取樣瓶,2個１ML地針筒及配套地針頭,配有１個堿式滴定管及１架分析天平 .實驗室中有大氣壓力測定儀實驗步驟及方法：(1)加料：從加料口加入配制好地醋酸–水二元溶液 .(2) 加熱：接通加熱電源 ,調(diào)節(jié)加熱電壓約在 150～200V左右,開啟磁力攪拌器 ,調(diào)節(jié)合適地攪拌速度 .緩慢升溫加熱至釜液沸騰時 ,分別接通上、下保溫電源 ,其電壓調(diào)節(jié)在 <10～15）V左右.V7l4jRB8Hs溫控：溶液沸騰,汽相冷凝液出現(xiàn),直到冷凝回流.起初,平衡溫度計讀數(shù)不斷變化,調(diào)節(jié)加熱量,使冷凝液控制在每分鐘60滴左右.調(diào)節(jié)上下保溫地熱量,最終使平衡溫度逐趨穩(wěn)定,汽相溫度控制在比平衡溫度高<0.5～1）℃左右：保溫地目地在于防止氣相部分冷凝.平衡地主要標志由平衡溫度地穩(wěn)定加以判斷.83lcPA59W9(4) 取樣：整個實驗過程中必須注意蒸餾速度、平衡溫度和氣相溫度地數(shù)值 ,不斷加以調(diào)整,經(jīng)半小時至１小時穩(wěn)定后 ,記錄平衡溫度及氣相溫度讀數(shù) .讀取大氣壓力計地大氣壓力 .迅速取約８ml地氣相冷凝液及液相于干燥、潔凈地取樣瓶中 .mZkklkzaaP分析：用化學分析法分析氣、液兩相組成,每一組分析兩次,分析誤差應(yīng)小于0.5%,得到WHAc汽及WHAc液兩液體質(zhì)量百分組成 .AVktR43bpw實驗結(jié)束后,先把加熱及保溫電壓逐步降低到零,切斷電源,待釜內(nèi)溫度降至室溫,關(guān)冷卻水,整理實驗儀器及實驗臺 .ORjBnOwcEd數(shù)據(jù)處理平衡溫度校正測定實際溫度與讀數(shù)溫度地校正：t實際 t觀 000016nt觀 t室t觀:溫度計指示值t室:室溫n:溫度計暴露出部分地讀數(shù)沸點校正：tP t實際 0000125t 273760 PtP:換算到標準大氣壓 <0.1MPa）下地沸點.P:實驗時大氣壓力 <換算為mmHg）將tP,WHAc汽,WHAc液輸入計算機,計算表中參數(shù).計算結(jié)果列入下表PA0 n0B n0A1 nA1 nA2 nB A B在二元汽液平衡相圖中,將本實驗附錄中給出地醋酸-水二元系地汽液平衡數(shù)據(jù)作成光滑地曲線,并將本次實驗地數(shù)據(jù)標繪在相圖上.2MiJTy0dTT結(jié)果與討論：計算實驗數(shù)據(jù)地誤差,分析誤差地來源.為何液相中HAC地濃度大于氣相？若改變實驗壓力,汽液平衡相圖將作如何變化,試用簡圖表明.用本實驗裝置,設(shè)計作出本系統(tǒng)汽液平衡相圖操作步驟.主要符號說明n一組分地摩爾分數(shù)； x一液相摩爾分數(shù)；p一壓力； y一氣相摩爾分數(shù)；p0—飽和蒸汽壓； —活度系數(shù)；t—攝氏溫度； —氣相中組分地真正摩爾分數(shù) .下標A1、A2—混合平衡氣相中單分子和雙分子醋酸 .下標A、B一分別表示醋酸與水 .參考文獻[1] 鈴木功,石小川矯,小松選弦昌 . 石油化工設(shè)計參考資料 ,73<1973）華東化工學院化學工程專業(yè).化學學報,1976,34(2>：79附錄1醋酸–水二元系汽液平衡數(shù)據(jù)地關(guān)聯(lián)Not,℃xHAcyHAcNot,℃xHAcyHAc1118.11.001.007104.30.500.3562115.20.950.908103.20.400.2743113.10.900.8129102.20.300.1994109.70.800.66410101.40.200.3165107.40.700.54711100.30.050.0376105.70.600.45212100.000附錄2 醋酸–水二元系汽液平衡數(shù)據(jù)地關(guān)聯(lián)在處理含有醋酸–水地二元汽液平衡問題時

,若忽略了汽相締合計算活度

,關(guān)聯(lián)往往失敗,此時活度系數(shù)接近于

1,恰似一個理想地體系

,但它卻不能滿足熱力學一致性

.如果考慮在醋酸地汽相中有單分子

,兩分子和三分子地締合體共存

,而液相中僅考慮單分子體地存在

,在此基礎(chǔ)上用締合平衡常數(shù)對表觀蒸汽組成地蒸汽壓修正后

,計算出液相地活度系數(shù)

,這樣計算地結(jié)果就能符合熱力學一致性 ,并且能將實驗數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián) .gIiSpiue7A為了便于計算 ,我們介紹一種簡化地計算方法首先,考慮純醋酸地汽相締合 .認為醋酸在汽相部分發(fā)生二聚而忽略三聚 .因此,汽相中實際上是單分子體與二聚體共存 ,它們之間有一個反應(yīng)平衡關(guān)系 ,即uEh0U1Yfmh2HAc HAc2締合平衡常數(shù)K2P22(1>P12P12其中1、2為氣相醋酸地單分子體和二聚體地真正摩爾分數(shù),由于液相不存在二聚體,所以氣體地壓力是單體和二聚體地總壓 ,而醋酸地逸度則是指單分子地逸度 ,汽相中單體地摩爾分數(shù)為 1,而醋酸逸度是校正壓力 ,應(yīng)為IAg9qLsgBXfA P11與n1、n2地關(guān)系如下:1＝ n1n1 n2現(xiàn)在考慮醋酸–水地二元溶液 ,不計入 H2O與HAc地交叉締合,則汽相就有三個組成：HAc,(HAc>2,H2O,所以WwghWvVhPE1＝n1 n1 n2 nH2O汽相地表觀組成和真實組成之間有下列關(guān)系：n12n2n總n12n2yAnH2On總n12n2nH2On12n2將n1n2nH2O1地關(guān)系代入上式,得yA＝122(2>12利用<1）和<2）經(jīng)整理后得：K2P122yA1yA0(3>用一元二次方程解法求出 1,便可求得 2和H2O2K2P12H2O112(4>醋酸地締合平衡常數(shù)與溫度 T地關(guān)系如下：lgK210.42053166/T(5>由組分逸度地定義得：f?A PyA?A P1?A 1 yA?H2OyH2O(6>H2O對于純醋酸,yA 1， A0 10；因低壓下地水蒸汽可視作理想氣體中10可根據(jù)純物質(zhì)地締合平衡關(guān)系求出：0P02K22110＋ 20＝1K2PA0102＋10100解一元二次方程可得 1利用汽液平衡時組分在汽液二相地逸度相等地原理 ,可求出活度系數(shù)PiPi0i0xii即HAcP1PHAc010xHAcHOPHOPH0OxH2O222式中飽和蒸汽壓PHAc0,PH02O可由下面二式得：logPHAc07.18811416.7t211logPH02O7.91871636.909t224.92

,故01,其H2O(7>i實驗三乙酸乙烯酯乳液聚合—乳白膠地合成4.4.1實驗?zāi)康睾腿蝿?wù)<1）了解乳液聚合地基本原理并掌握其實驗技術(shù)

.<2）了解乳液聚合地配方及各組分地作用 .4.4.2基本原理乳液聚合最簡單地配方是由單體、分散介質(zhì)、引發(fā)劑、乳化劑四部分組成 ,一般用水做分散介質(zhì).當單體、乳化劑、引發(fā)劑在水介質(zhì)中一起攪拌時 ,大部分單體分散成液滴 ,表面吸附有乳化劑.大部分乳化劑形成膠束 ,絕大部分膠束內(nèi)增溶有一定量地單體 ,極少部分單體和少量乳化劑形成以分子分散狀態(tài)溶解在水中形成水相 .水溶性引發(fā)劑在水相中分解成初級地自由基,然后與水中地單體和膠束中地單體反應(yīng) ,形成單體自由基與短鏈自由基 ,而后單體自由基和短鏈自由基進入膠束中增長 ,逐漸形成乳膠粒 .隨著聚合反應(yīng)地進行 ,液滴中地單體通過水相,不斷向乳膠粒擴散、補充,以至形成大分子,單體地濃度愈來愈小.asfpsfpi4k本實驗以乙酸乙烯酯為單體,過硫酸銨做水溶性引發(fā)劑.為使反應(yīng)平穩(wěn)進行,單體和引發(fā)劑均需分批加入,聚合中最常用地乳化劑是聚乙烯醇,聚乙烯醇是一種非離子型乳化劑,一般不單獨使用,為使乳化效果更好,需加入另一種乳化劑OP—10<聚乙二醇辛基苯基醚）.ooeyYZTjj14.4.3實驗裝置四口瓶<250ml）一個球形冷凝管一支溫度計<0℃~100℃）一支滴液漏斗一個電動攪拌器一臺恒溫水槽一個4.4.4試劑與配方乙酸乙烯酯60g聚乙烯醇<PVA）5g乳化劑OP—100.5g過硫酸銨0.5g<溶于5ml無離子水中）鄰苯二甲酸二甲酯5gNaHCO3溶液5ml<0.25g溶質(zhì)溶于5ml無離子水中）4.4.5實驗操作1、乳液聚合在裝有冷凝器、攪拌器、溫度計和滴液漏斗地四口燒瓶中,加入5g聚乙烯醇,65ml無離子水,在80℃~90℃使聚乙烯醇完全溶解,降溫至60℃,加OP—100.5g,過硫酸銨溶液地一半,乙酸乙烯酯20g,保持溫度60℃~65℃30min,再將另一半過硫酸銨水溶液加入,并滴加40g乙酸乙烯酯,在1.5h~2h滴加完,滴加過程中溫度控制在68℃左右,滴加完畢后,繼續(xù)加熱回流,緩慢地逐步升溫,以不產(chǎn)生大量泡沫為準,最后升溫至90℃~95℃,無回流為止.冷卻至50℃,加入NaHCO3水溶液5ml,再加入5g鄰苯二甲酸二丁酯,攪拌30min,冷卻,出料.此白色乳液俗稱乳白膠,可直接做粘合劑使用.BkeGuInkxI2、粘合實驗用少量乳白膠液粘合牛皮紙、木片、鋁片上,兩片粘合在一起,放在烘箱中烘干,烘箱溫度調(diào)在50℃,牛皮紙約用 10min,木片約 30min,鋁片約1h.從烘箱中取出后 ,測量其粘結(jié)地抗拉強度.PgdO0sRlMo3、固體含量地測定在準確稱重地表面皿中加入 1~1.5g左右乳液,稱重后放在 110℃地烘箱中烘 2h至恒重,取出后放在干燥器中冷卻后準確稱重 ,然后按下式計算固體含量： 3cdXwckm15固體含量=干燥后地樣品重量 /干燥前地樣品重量 ×100%4.4.6思考題1、乳液聚合體系地配方及各組分地作用是什么？2、對本實驗有何體會和改進意見？附錄聚乙烯醇<PVA）地比色分析方法該法利用碘和硼酸混合溶液作為發(fā)色劑 ,與PVA發(fā)生顯色反應(yīng) ,發(fā)色劑為：碘 0.003M與硼酸0.32M按1:1混勻.h8c52WOngM操作：取定量中性或微酸性 PVA溶液加入 50ml地容量瓶中,加入8ml混合液用蒸餾水稀釋至標線,搖勻,放置15分鐘.用分光光度計在 690nm處測定吸光度 A,然后由標準曲線查得

PVA

地濃度

.v4bdyGious按照測定樣品相似地方法坐標繪制標準曲線 .

,測定配制已知濃度地標準樣品

,然后以

A為縱坐標

,濃度為橫722型分光光度計地使用

,按說明書或在教師指導(dǎo)下進行

.實驗三’ 乙苯脫氫制苯乙烯實驗?zāi)康亓私庖砸冶綖樵?氧化鐵系為催化劑,在固定床單管反應(yīng)器中制備苯乙烯地過程.學會穩(wěn)定工藝操作條件地方法.實驗原理1．本實驗地主副反應(yīng)主反應(yīng)：-CH-CH-CH=CH232H117.8KJ/mol+2副反應(yīng)：-25105KJ/mol+C2H4-C2H5226-31.5KJ/mol+H+CH-CH2￡-￡-￡-CH-￡-￡-253+H￡?+C2H4-54.4KJ/mol在水蒸汽存在地條件下,還可能發(fā)生下列反應(yīng)：-25￡-￡-￡-CH-￡3-CH2HO+CO+3H+222￡?此外還有芳烴脫氫縮合及苯乙烯聚合生成焦油和焦等 .這些連串副反應(yīng)地發(fā)生不僅使反應(yīng)地選擇性下降 ,而且極易使催化劑表面結(jié)焦進而活性下降 .J0bm4qMpJ9(1)影響本反應(yīng)地因素1)溫度地影響乙苯脫氫反應(yīng)為吸熱反應(yīng),H00lnKPH0,從平衡常數(shù)與溫度地關(guān)系式PRT2T可知,提高溫度可增大平衡常數(shù) ,從而提高脫氫反應(yīng)地平衡轉(zhuǎn)化率 .但是溫度過高副反應(yīng)增加 ,使苯乙烯選擇性下降 , 能耗增大,設(shè)備材質(zhì)要求增加 ,故應(yīng)控制適宜地反應(yīng)溫度 .本實驗地反應(yīng)溫度為：540～600℃.XVauA9grYP壓力地影響,從平衡常數(shù)與壓力地關(guān)系式KPP總可知,當乙苯脫氫為體積增加地反應(yīng)Knni0時,降低總壓P總可使Kn增大,從而增加了反應(yīng)地平衡轉(zhuǎn)化率,故降低壓力有利于平衡向脫氫方向移動.本實驗加水蒸汽地目地是降低乙苯地分壓,以提高平衡轉(zhuǎn)化率.較適宜地水蒸汽用量為：水：乙苯=1.5:1<體積比）=8:1(摩爾比>.bR9C6TJscw3)空速地影響乙苯脫氫反應(yīng)系統(tǒng)中有平衡副反應(yīng)和連串副反應(yīng) ,隨著接觸時間地增加 ,副反應(yīng)也增加 ,苯乙烯地選擇性可能下降 ,適宜地空速與催化劑地活性及反應(yīng)溫度有關(guān) ,本實驗乙苯地液空速以0.6h-1為宜.pN9LBDdtrd催化劑本實驗采用氧化鐵系催化劑其組成為 :Fe2O3 CuO K2O3 CeO2.預(yù)習與思考(1) 乙苯脫氫生成苯乙烯反應(yīng)是吸熱還是放熱反應(yīng)？如何判斷？如果是吸熱反應(yīng)應(yīng)溫度為多少？實驗室是如何來實現(xiàn)地？工業(yè)上又是如何來實現(xiàn)地？ DJ8T7nHuGT

,則反對本反應(yīng)而言是體積增大還是減??？加壓有利還是減壓有利？工業(yè)上是如何來實現(xiàn)加減壓操作地？本實驗采用什么方法？為什么加入水蒸汽可以降低烴分壓？ QF81D7bvUA在本實驗中你認為有哪幾種液體產(chǎn)物生成？哪幾種氣體產(chǎn)物生成？如何分析？進行反應(yīng)物料衡算,需要一些什么數(shù)據(jù)？如何搜集并進行處理？實驗裝置及流程見圖2–52.563127

實驗步驟與方法反應(yīng)條件控制:尾氣汽化溫度 300℃,脫氫反應(yīng)溫度540～600℃,489

水

水:乙苯=1.5:1( 體積比>,相當于乙苯加料 0.5毫升水12粗產(chǎn)品圖2–52乙苯脫氫制苯乙烯工藝實驗流程圖1–乙苯計量管；2、4–加料泵；3–水計量管；5–混合器；6–汽化器；7–反應(yīng)器；8–電熱夾套；9、11–冷凝器；10–分離器；12–熱電偶

/分,蒸餾水0.75毫升/分(50 毫 升 催 化劑>4B7a9QFw9h操作步驟了解并熟悉實驗裝置及流程,搞清物料走向及加料、出料方法.接通電源,使汽化器、反應(yīng)器分別逐步升溫至預(yù)定地溫度 ,同時打開冷卻水 .分別校正蒸餾水和乙苯地流量(0.75毫升/分和0.5毫升/分>當汽化器溫度達到300℃后,反應(yīng)器溫度達400℃左右開始加入已校正好流量地蒸餾水.當反應(yīng)溫度升至500℃左右,加入已校正好流量地乙苯,繼續(xù)升溫至540℃使之穩(wěn)定半小時.ix6iFA8xoX反應(yīng)開始每隔10～20分鐘取一次數(shù)據(jù),每個溫度至少取兩個數(shù)據(jù),粗產(chǎn)品從分離器中放入量筒內(nèi).然后用分液漏斗分去水層,稱出烴層液重量.wt6qbkCyDE取少量烴層液樣品,用氣相色譜分析其組成,并計算出各組分地百分含量.反應(yīng)結(jié)束后,停止加乙苯.反應(yīng)溫度維持在500℃左右,繼續(xù)通水蒸汽,進行催化劑地清焦再生,約半小時后停止通水,并降溫.Kp5zH46zRk實驗記錄及計算原始記錄溫度,℃原料流量,ml/10～20分粗產(chǎn)品,g尾氣時間乙苯水烴層液水層汽化器反應(yīng)器始終始終粗產(chǎn)品分析結(jié)果反乙苯應(yīng)粗產(chǎn)品加入溫量度苯甲苯乙苯苯乙烯g重<g）含量%重<g）含量%重<g）含量%重<g）℃含量%3) 計算結(jié)果乙苯地轉(zhuǎn)化率：RF100%FF苯乙烯地選擇性：SP100%RF苯乙烯地收率：YS100%結(jié)果與討論對以上地實驗數(shù)據(jù)進行處理 ,分別將轉(zhuǎn)化率、選擇性及收率對反應(yīng)溫度作出圖表最適宜地反應(yīng)溫度區(qū)域 ,并對所得實驗結(jié)果進行討論 .Yl4HdOAA61(包括曲線圖趨勢地合理性 ,誤差分析,成敗原因等>

,找出符號說明H2980-298K 下標準熱焓,KJ/mol ；KP，Kn- 平衡常數(shù)；ni-i 組分地摩爾數(shù)；P總- 壓力,Pa；R- 氣體常數(shù)；-溫度,K；反應(yīng)前后摩爾數(shù)變化；原料地轉(zhuǎn)化率％；-目地產(chǎn)物地選擇性％；Y- 目地產(chǎn)物地收率％；RF- 消耗地原料量,g；-原料加入量,g；P- 目地產(chǎn)物地量 ,g.參考文獻吳指南主編.基本有機化工工藝學.北京：化學工業(yè)出版社,1990[2] Kirk-Othemer . Encyclopedia of chemical Technology, 3rded,Vol.4Vol.21 ch4PJx4BlI實驗三超過濾膜分離膜分離技術(shù)是近幾十年迅速發(fā)展起來地一類新型分離技術(shù) .膜分離法是用天然或人工合成地高分子薄膜,以外界能量或化學位差為推動力 ,對雙組分或多組分地溶質(zhì)與溶劑進行分離、分級、提純和富集地方法 ,膜分離法可用于液相和氣相 .對于液相分離可用于水溶液體系、非水溶液體系、水溶膠體系以及含有其他微粒地水溶液體系 .膜分離包括反滲透、超過濾、電滲析、微孔過濾等.膜分離過程具有無相變化、設(shè)備簡單、分離效率高、占地面積小、操作方便、能耗少、適應(yīng)性強等優(yōu)點.目前,在海水淡化、食品加工工業(yè)地濃縮分離、工業(yè)超純水制備、工業(yè)廢水處理等領(lǐng)域地應(yīng)用越來越多 .超過濾是膜分離技術(shù)地一個重要分支 ,通過實驗掌握這項技術(shù)具有重要地意義 .qd3YfhxCzo一、實驗?zāi)康?、了解和熟悉超過濾膜分離地工藝過程；2、了解膜分離技術(shù)地特點；3、培養(yǎng)學生地實驗操作技能 .二、分離機理根據(jù)溶解-擴散模型,膜地選擇透過性是由于不同組分在膜中地溶解度和擴散系數(shù)不同而造成地.若假設(shè)組分在膜中地擴散服從 Fick定律,則可推出透水速率 FW及溶質(zhì)通過速率FS方程.E836L11DO51、透水速率FwDwcwVM(p)A'(p)RT式中Fw透水速率，g/cm2s;Dw水在膜中的擴散系數(shù)，cm2s;cw水在膜中的濃度，g/cm3；VM水的偏摩爾體積，cm3/mol;p膜兩側(cè)的壓力差，atm;膜兩側(cè)的滲透壓差， atm;氣體常數(shù)；溫度，K；膜的有效厚度，cm；A’ 膜的水滲透系數(shù)（ =DwcwVM），g/cm2sat。RT2、溶質(zhì)透過速率DsKs c DsKs(c2 c3)Fs B c B(c2 c3)式中Ds 溶質(zhì)在膜中的擴散系數(shù)， cm2/s;Ks 溶質(zhì)在溶液和膜兩相中的分配系數(shù)；溶質(zhì)滲透系數(shù)；膜兩側(cè)的濃度差。有了上述方程 ,下面建立中空纖維在定態(tài)時地宏觀方程 .料液在管中流動情況如圖十三所示 .取假設(shè)條件：<1）徑向混合均勻；<2） A BXA,滲透壓正比于摩爾分數(shù)；<3）NANB,XA31,B組分優(yōu)先通過；<4）DAM/K,同XA1或K無關(guān)；<5）PeBU0L,忽略軸向混合擴散.E圖十三料液在管中流動示意圖由假設(shè)看出,其實質(zhì)是一維問題 ,只是側(cè)壁有液體流出地情況 ,因為關(guān)心地是管中組分地濃度分布和平均速度分布,只需做出兩個質(zhì)量衡算方程即可求解.S42ehLvE3M由連續(xù)性方程：和總流率方程：可推出duVw0[lr(c1c3)]dxh<1）式中,h為裝填系數(shù).對于圓管h=R/2,R為管半徑.Vw0APc0rAlP由溶質(zhì)A地連續(xù)性方程cAdivcAuPA't可推出duc1c3Vw<2）dxh實際工作中更關(guān)心地是回收率,1u,c1地,因此需要將式<1）和式<2）轉(zhuǎn)化為u0方程.dduhdur(c1c3)]<3）dxdxV[1dxudc1c1duc3Vwudc1c1duc3Vwdxdxhdxdxhudc1(c1c3)dudxdxdc1c1c3d<4）dx1dx由流率方程可推出c1與c3地關(guān)系,為1exp[1]}(5)c1c3{1rc3(rc3)D/LDAM/K式中DAM/KVM0式<3）,<4）為非線性方程,一般只能在特定條件下求得數(shù)值解.但當r=0時,則化為線性微分方程,可求得解讀解.501nNvZFis三、實驗設(shè)備、流程和儀器1、主要設(shè)備：中空纖維超濾組件如圖十四所示.圖十四中空纖維超濾器示意圖組件型號：TF-003型主要參數(shù)：截留分子量,6000過濾面積,2m2適宜流量,400~600ml/min2、實驗流程<見圖十五）本實驗將料液—聚乙烯醇水溶液<PVA）—濃縮.料液經(jīng)泵2輸送經(jīng)過濾器3,然后從下部進入膜組件7.將料液分為：<1）透過液—透過膜地稀溶液,該液由流量計9計量后入貯罐10；<2）濃縮液—未透過膜地PVA溶液<濃度高于料液）.濃縮液經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計5計量后回料液貯罐1.流程中,漏斗4為泵2加液用；漏斗8為膜組件加保護液<5%甲醛溶液）用；貯罐6為放出保護液地接收器；過濾器3—聚丙烯酰胺蜂房式過濾器 ,精度為<5μ,作用是攔截料液中地不溶性雜質(zhì) ,以保護膜不受阻塞.jW1viftGw93、主要儀器：722型分光光度計,用于次頂 PVA濃度.四、實驗方法與步驟1、實驗方法將預(yù)先配制地 PVA料液在 0.04MPa壓力和室溫下 ,進行不同流量地超過濾實驗<實驗點由指導(dǎo)老師指定）；30分鐘時,取分析樣品.取樣方法：從料液貯罐1中用移液管取5ml濃縮液入50ml容量瓶中,與此同時在透過液出口端用100ml燒杯接取透過液~50ml,然后用移液管從燒杯中取10ml放入另一容量瓶中.兩容量瓶地樣品進行比色測定PVA地濃度.燒杯中剩余透過液和貯罐10中透過液全部傾入貯槽1中,混勻.然后進行下一個流量實驗

.xS0DOYWHLP2、操作步驟<1）722型分光光度計通電預(yù)熱 20分鐘以上.<2）放出超濾組件中地保護液 .為防止中空纖維膜被微生物侵蝕而損傷超濾組件內(nèi)加入保護液 .在實驗前,須將保護液放凈 .LOZMkIqI0w

,不工作期間

,在<3）清洗超濾組件.為洗去殘余地保護液,用自來水清洗2~3次,然后放凈清洗液.<4）檢查實驗系統(tǒng)閥門開關(guān)狀態(tài).使系統(tǒng)各部門地閥門處于正常運轉(zhuǎn)地“開”或“關(guān)”狀態(tài).<5）將配制地 PVA料液加入料液槽 1中計量,記錄PVA地體積入容量瓶<50ml）中,以測定原料液地初始濃度 .ZKZUQsUJed

.用移液管取料液

5ml

放<6）泵內(nèi)注液.在啟動泵之前,須向泵內(nèi)注滿原料液 .、<7）啟動泵 2穩(wěn)定運轉(zhuǎn) 20分鐘后,按“實驗方法”進行條件實驗

,做好記錄

.數(shù)據(jù)取足即可停泵.<8）清洗超濾組件 .待超濾組件中地 PVA溶液放凈以后 ,用自來水代替原料液量下運轉(zhuǎn)20分鐘左右,清洗組件中殘余 PVA溶液.dGY2mcoKtT

,在較大流<9）加保護液.如果10小時以上不使用超濾組件密閉系統(tǒng),避免保護液損失 .rCYbSWRLIA

,須加入保護液至組件地

1/2

高度.然后<10）將儀器清洗干凈

,放在指定位置；切斷分光光度計地電源

.五、數(shù)據(jù)處理1、按下表記錄實驗條件和數(shù)據(jù)壓力<表壓）：MPa,溫度：℃

.,日期：

年 月 日實驗序號

起止時間 原料液

濃度<mgPVA/L）濃縮液 透過液

流量濃縮液

<L/min）透過液2、數(shù)據(jù)處理<1）PVA地脫除率；原料液初始濃度 透過液濃度f

×100%原料液初始濃度<2）透過流率：J 透過液體積 （L/m2實驗時間×膜面積

h）<3）PVA回收率：縮液中PVA量Y ×100%原料液中PVA量<4）在坐標紙上繪制 Y和流量地關(guān)系曲線 .六、主要符號c1 主體溶液的對比濃度或無因次濃度c2 高壓側(cè)界面溶液的對比（或無因次）濃度c3 透過液的對比（或無因次）濃度u0 組件入口處料液的平均速度， m/s在組件x處料液的平均速度，m/s回收率組件中主體溶液流速沿程變化的無因次量Vw0純水滲透速度，m/sVw 溶液的滲透速度， m/s高分子鍵的排列方向與膜面的夾角膜厚度，m工作壓力（無因次壓力）操作壓力，KPax無因次距離XA 溶質(zhì)A的摩爾分數(shù)XA1 主體溶液中溶質(zhì) A的摩爾分數(shù)XA3 透過溶液中溶質(zhì) A的摩爾分數(shù)溶質(zhì)A的摩爾數(shù)滲透壓，KPaNA,NB分別為溶質(zhì)A和溶質(zhì)B的摩爾速度，mol/m2sL所考慮的流程長度，mE沿流動方向的擴散系數(shù)，m/sA純水透過系數(shù)，mol/m2sKPaDAM/K溶質(zhì)向膜中的擴散系數(shù)，cm/sDAM溶質(zhì)向膜中的擴散系數(shù)，cm2/s溶質(zhì)在膜與溶液之間的分配系數(shù)膜的有效厚度，m溶質(zhì)A的滲透壓，KPa0進料液在入口處溶質(zhì)A的滲透壓，KPaA參考文獻1】高以恒等.膜分離技術(shù)基礎(chǔ).科學出版社,19892】王學松.反滲透技術(shù)及其在化工和環(huán)保中地應(yīng)用,化學工業(yè)出版社,19883】劉廷惠等.膜科學與技術(shù),1986,6<4）.64】李潔釗等.水處理技術(shù),1987,13<3）5】陳本明等譯.合成聚合物與塑料分析手冊,化學工業(yè)出版社,1982圖十五超過濾膜分離實驗流程圖1、料液貯槽；2、給料泵；3、過濾器；4、漏斗；5、篆字流量計；6、保護液貯罐7、超濾組件；8、漏斗；9、轉(zhuǎn)子流量計；10、透過液貯罐sy實驗五反應(yīng)精餾法制醋酸乙酯一、 實驗?zāi)康?、掌握反應(yīng)精餾地原理及特點 .2、掌握反應(yīng)精餾地操作 .3、學會塔操作過程分析 .4、掌握用氣相色譜分析有機混合物料組成 .二、 實驗原理精餾是化工生產(chǎn)過程中重要地單元操作,是化工生產(chǎn)中不可缺少地手段,反應(yīng)精餾是精餾技術(shù)中地一個特殊領(lǐng)域.在操作過程中,化學反應(yīng)與分離同時進行,故能顯著提高總體轉(zhuǎn)化率.此法在酯化、醚化、酯交換、水解等化工生產(chǎn)中得到應(yīng)用,而且越來越顯示其優(yōu)越性.反應(yīng)精餾過程不同于一般精餾,它既有精餾地物理相變之傳遞現(xiàn)象,又有物質(zhì)變性地化學反應(yīng)現(xiàn)象.兩者同時存在,相互影響,使過程更加復(fù)雜.因此,反應(yīng)精餾對下列兩種情況特別適用：<1）可逆反應(yīng).一般情況下,反應(yīng)受平衡影響,轉(zhuǎn)化率只能維持在平衡轉(zhuǎn)化地水平；但是,若生成物中有低沸點或高沸點物存在,則精餾過程可使其連續(xù)地從系統(tǒng)中排出,結(jié)果超過平衡轉(zhuǎn)化率,大大提了效率.<2）異構(gòu)體混合物分離.通常它們地沸點接近,靠精餾方法不易分離提純,若異構(gòu)體混合中某組分能發(fā)生化學反應(yīng)并能生成沸點不同地物質(zhì),這時可在反應(yīng)過程中得以分離.FyXjoFlMWh對醇酸酯化反應(yīng)來說,適于第一種情況.但該反應(yīng)若無催化劑存在,單獨采用反應(yīng)精餾操作也達不到高效分離地目地.這是因為反應(yīng)速度非常緩慢,故一般都用催化反應(yīng)方式,酸是有效地催化劑,常用硫酸.反應(yīng)隨濃度增高而加快,濃度在0.2~1.0%<wt）.此外,還可用離子交換樹脂、重金屬鹽類和絲光沸石分子篩等固體催化劑.反應(yīng)精餾地催化劑用硫酸,是由于其催化作用不受塔溫度限制,在全塔內(nèi)都能進行催化反應(yīng),而應(yīng)用固體催化劑則由于存在一個最適宜地溫度,精餾塔本身難以達到此條件,故很難實現(xiàn)最佳化操作.TuWrUpPObX本實驗是以醋酸和乙醇為原料、在酸催化劑作用下生成醋酸乙酯地可逆反應(yīng).反應(yīng)地化學方程式為：CH3COOHC2H5OHH2SO4CH3COOC2H5H2O實驗地進料有兩種方式：一是直接從塔釜進料；另一種是在塔地某處進料.前者有間歇和連續(xù)式操作；后者只有連續(xù)式.本實驗用后一種方式進料,即在塔上部某處加帶有酸催化劑地醋酸,塔下部某處加乙醇.塔釜呈沸騰狀態(tài)時,塔內(nèi)輕組分逐漸向上移動,重組分向下移動,具體地說,醋酸從上段向下段移動,與向塔上段移動地乙醇接觸,在不同填料高度上均發(fā)生反應(yīng),生成酯和水.塔內(nèi)此時有4組元.由于醋酸在氣相中有締合作用,除醋酸外,其他三個組分形成三元或二元共沸物.水—酯,水—醇共沸物沸點較低,醇和酯能不斷地從塔頂排出.若控制反應(yīng)原料比例,可使某組分全部轉(zhuǎn)化.因此,可認為反應(yīng)精餾地分離塔也是反應(yīng)器.全過程可用物料衡算和熱量衡算式及反應(yīng)速率方程描述.7qWAq9jPqE三、實驗裝置實驗裝置如圖所示 .反應(yīng)精餾塔用玻璃制成 ,直徑 20mm,塔高 1500mm,塔內(nèi)填裝φ3×3mm不銹鋼θ網(wǎng)環(huán)型填料<316L）.塔釜為四口燒杯 ,容積 500ml,塔外壁鍍有金屬膜 ,通電流使塔身加熱保溫 .塔釜置于 500W電熱包中.采用 XCT—191,ZK—50可控硅電壓控制器控制釜溫 .塔頂冷凝液體地回流采用擺動式回流比控制器操作 .此控制系統(tǒng)由塔頭上擺錘、電磁鐵線圈、回流比計數(shù)撥碼電子儀表組成.llVIWTNQFk四、實驗步驟<1）開塔頂冷卻水 .<2）向釜內(nèi)填加 200ml已知組成地釜殘液 .<3）開始升溫.升溫時,先開啟總電源開關(guān) ,開啟測溫開關(guān) ,溫度顯示儀表有數(shù)值出現(xiàn) ,開啟釜熱控溫開關(guān),儀表有顯示.順時針方向調(diào)節(jié)電流給定旋鈕,使電流表讀數(shù)為0.5A,調(diào)節(jié)釜熱溫度控制儀到150℃.當釜開始沸騰時,打開上下段保溫電源,順時針方向調(diào)節(jié)保溫電流給定旋鈕,使電流維持在0.2A.升溫后觀察塔釜和塔頂溫度變化,直至塔頂有蒸汽并有回流液體出現(xiàn).yhUQsDgRT1<4）15分鐘全回流后,分析塔頂組成.<5）從塔地上部側(cè)口以40ml/h地速度加入已配制好地含0.3%硫酸地冰醋酸原料.<6）從塔地下部側(cè)口以40ml/h地速度加入無水乙醇原料.<7）塔頂以回流比為4:1維持出料,塔釜同時出料.有回流比操作時,應(yīng)開啟回流比控制器給定比例<通電時間與停電時間地比值,通常使以秒計,此比例即采出量與回流量之比.MdUZYnKS8I<8）測量進料量與出料量,調(diào)節(jié)出料量使其維持物料平衡.<9）隔15分鐘從塔頂取樣分析一次.<10）塔頂、塔釜溫度 ,及塔頂濃度均穩(wěn)定 ,維持 30分鐘后取樣分析塔頂及塔釜出料地流量和組成,以及入料量.09T7t6eTno<11）改變回流比 ,重復(fù)以上操作 .<12）根據(jù)所記錄地數(shù)據(jù) ,計算醋酸地轉(zhuǎn)化率和乙酸乙酯收率 .五、實驗數(shù)據(jù)處理自行設(shè)計實驗數(shù)據(jù)記錄表格 .根據(jù)實驗測得數(shù)據(jù) ,寫出實驗報告 .可根據(jù)下式計算反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和收率 .轉(zhuǎn)化率=[<醋酸加料量） -<塔頂餾出物醋酸量 +塔釜液醋酸量） ]/醋酸加料量收率=<塔頂餾出物乙酸乙酯量 +塔釜液乙酸乙酯量） /理論生成乙酸乙酯量六、注意事項<1）必須先通冷卻水 ,以防止塔頭炸裂<2）不要隨意動操作面板上地按扭 .<3）上下段保溫電流不能過大 ,維持在0.2-0.3A之處.過大會使加熱膜受到損壞 .實驗六乙醇氣相脫水制乙烯反應(yīng)動力學反應(yīng)動力學描述了化學反應(yīng)速度與各種因素如濃度、溫度、壓力、催化劑等之間地定量關(guān)系.動力學在反應(yīng)過程開發(fā)和反應(yīng)器設(shè)計過程中起著重要地作用 .它也是反應(yīng)工程學科地重要組成部分.e5TfZQIUB5在實驗室中

,乙醇脫水是制備純凈乙烯地最簡單方法

.常用地催化劑有：濃硫酸 液相反應(yīng), 反應(yīng)溫度約 170℃.三氧化二鋁 氣—固相反應(yīng) ,反應(yīng)溫度約 360℃分子篩催化劑 氣—固相反應(yīng) ,反應(yīng)溫度約 300℃其中,分子篩催化劑地突出優(yōu)點是乙烯收率高 ,反應(yīng)溫度較低

.故選用分子篩作為本實驗地催化劑.一、實驗?zāi)康?、鞏固所學有關(guān)反應(yīng)動力學方面地知識 .2、掌握獲得反應(yīng)動力學數(shù)據(jù)地方法 .3、學會實驗數(shù)據(jù)地處理方法 ,并能根據(jù)動力學方程求出相關(guān)地動力學參數(shù)值 .4、熟悉內(nèi)循環(huán)式無梯度反應(yīng)器地特點及其它有關(guān)設(shè)備地使用方法 ,提高實驗技能

.二、實驗原