乙醇催化脱水制乙烯§毕业答辩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 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 原材料简介§1 乙醇乙醇的结构简式为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，它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味， 并略带刺激性。
乙醇的用途很广，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， 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 § 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§ 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 § 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 §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 §学习气体分析的方法和定性、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 ，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 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，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。
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 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。