ыва. Практикум по ОХТ[155]. Основы химической технологии
 Скачать 5.15 Mb.
|
|
3.1.5. Описание лабораторной установки Лабораторная установка состоит из трех основных элементов: испарителя-смесителя 1, контактного аппарата 2 и “закалочного” холодильника-поглотителя 3 (рис. 3.1.3.). Воздух, подаваемый компрессором 11, поступает через диафрагму 5, перепад давления на которой измеряют с помощью дифференциального манометра 10, в нижнюю часть испарителя-смесителя 1. Сверху в него из бюретки 12 дозирующим насосом 9 подают метанол. Спирт по внутренней трубке попадает в нижнюю часть испарителя, испаряется на нагретой металлической стружке и, смешавшись с воздухом, проходит насадку из стеклянной ваты для улавливания капель неиспарившегося спирта. Испаритель имеет внешний электрообогрев, интенсивность нагрева регулируют с помощью терморегулятора 6. Нагретая спирто-воздушная смесь поступает в контактный аппарат 2. Внутри аппарата на сетке помещен катализатор - серебро, нанесенное на пемзу. Контактный аппарат изготовлен из хромоникелевой стали или кварца и снабжен внешним электрообогревом для предварительного подогрева катализатора. Интенсивность нагрева реактора регулируют с помощью терморегулятора 7. Температуру реакционной зоны измеряют термопарой. Продукты контактирования из контактного аппарата поступают в закалочный холодильник-поглотитель 3. Парогазовая смесь проходит по змеевику, охлаждаемому водой, в нижнюю часть, где барботирует через слой дистиллированной воды. В воде растворяются формальдегид, непрореагировавший метанол, муравьиная кислота. Для более полного поглощения метанола и формальдегида парогазовую смесь пропускают через слой воды в склянке Дрекселя 4. Несконденсировавшиеся и нерастворившиеся газы проходят газосчетчик 8, с помощью которого измеряют их расход и объем, и поступают в линию сброса в вытяжной шкаф. 3.1.6. Предварительные расчеты Рассчитывают расход воздуха в л/ч при температуре и давлении в лаборатории по заданному расходу абсолютного метанола и заданному проценту от стехиометрического количества кислорода. Расчет ведут по реакции (3.1.1), т.е. считают, что по стехиометрии на 1 моль поступающего в контактный аппарат метанола приходится 0,5 моля кислорода (11,2 л кислорода или 53,3 л воздуха при нормальных условиях).  Рис. 3.1.3. Схема лабораторной установки для получения формальдегида: 1 - испаритель; 2 - контактный аппарат; 3 - холодильник-поглотитель; 4 - дрексель-поглотитель; 5 - диафрагма; 6, 7 - терморегуляторы; 8 – газосчетчик; 9 - дозирующий насос; 10 – дифференциальный манометр; 11 - компрессор; 12 - бюретка . 3.1.7. Порядок проведения опыта Водный раствор метанола в количестве 100 мл заливают в бюретку 12. В нижнюю часть поглотителя 3 и в склянку Дрекселя 4 наливают по 100 мл дистиллированной воды. Включают подачу охлаждающей воды в холодильный аппарат 3. Включают электрообогрев испарителя 1 и контактного аппарата 2. С помощью терморегуляторов 6 и 7 поддерживают следующие температуры: а) в испарителе 9010ОС; б) в контактном аппарате в момент начала подачи спирта 25010ОС, а в течение опыта 500-700ОС. При открытом зажиме А включают компрессор 11. Количество подаваемого воздуха регулируют тем же зажимом А, а контролируют с помощью дифференциального манометра 10 и газосчетчика 8. Для измерения расхода воздуха необходимо сделать несколько замеров объема воздуха, поступающего в установку в течение 1 мин. С помощью зажима А установить расчетный расход воздуха. По достижении необходимых температур в испарителе и контактном аппарате и установления необходимого расхода воздуха начинают подавать спирт. Расход спирта контролируют по изменению объема спирта в бюретке за определенные интервалы времени (5 мин). Момент начала подачи спирта в испаритель (после заполнения шланга, идущего от насоса 9) фиксируют как время начала опыта. Продолжительность опыта 40 – 60 мин. (задается преподавателем). Во время проведения опыта непрерывно следят за ходом процесса и с момента начала опыта через каждые 5 мин записывают в таблицу: скорости подачи спирта (изменение объема спирта в бюретке 12) и воздуха (по дифференциальному манометру 10), значения температуры в испарителе и контактном аппарате (высвечиваются на шкалах терморегуляторов 6 и 7, соответственно), скорость выделения контактного газа (показания газосчетчика 8)(см. табл. 3.1.1). Скорости подачи воздуха и спирта в ходе опыта должны оставаться постоянными и соответствовать расчетным значениям. Скорость выделения контактного газа не должна отличаться от скорости подачи воздуха более чем на 10 – 15 % (почему?). Обо всех отклонениях от режима необходимо как можно быстрее сообщить преподавателю. В ходе опыта с помощью лаборанта или преподавателя необходимо провести хроматографический анализ состава контактного газа (см. ниже). По истечении времени опыта фиксируют конечные показания (см. выше), прекращают подачу спирта (выключают насос 9) и через 5 минут перестают подавать воздух (выключают компрессор 11). Эти «лишние» пять минут подачи воздуха необходимы для продувки системы от паров формальдегида, метанола и реакционных газов. Выключают нагрев испарителя и контактного аппарата и ждут 15-20 мин для охлаждения контактного аппарата до 100 - 150С. Формалин из поглотителя 3 сливают в мерную колбу на 250 мл. Слабым раствором формалина, образовавшимся в склянке Дрекселя, промывают поглотитель 3. Промывные воды сливают в ту же колбу, доводят до метки дистиллированной водой, тщательно перемешивают и определяют количество полученного формальдегида титрованием в присутствие солянокислого гидроксиламина (методику см. ниже). Исходные и экспериментальные данные Дата ….............................................. Концентрация водного раствора метанола …....................... …...% масс. Плотность водного раствора метанола при 20ОС….................. ……г/мл Расход метанола…..........................................................................мл/ч,г/ч Поданное в испаритель количество водного раствора метанола.......мл Поданный за время опыта объем воздуха…………………………………л Объем контактного газа, полученный за время опыта…………………..л Заданное соотношение между О2 и СН3ОН….......................................... Полученное соотношение между О2 и СН3ОН…...................................... Температура в лаборатории…................................................................ОС Атмосферное давление…..............................................мм.рт. ст.(.…Мпа) Объем катализатора …...........................................................................мл Доля свободного объема…......................................................................... Технологические параметры и критерии процесса Время контактирования….......................................................................сек Конверсия метанола…..............................................................................% Выход формальдегида на метанол…......................................................% Селективность образования формальдегида на метанол….................% Интенсивность работы катализатора ….......................................кг/(мЗч) Таблица 3.1.1 Экспериментальные данные
Vвозд при н.у. = л Vгаза при н.у. = л 3.1.8. Контроль процесса Определение содержания формальдегида в формалине. К 5 мл анализируемого раствора, помещенным в колбу для титрования, добавляют 10 мл 10%-ного раствора солянокислого гидроксиламина и 3 – 4 капли индикатора - бромфенолсинего. Реакция протекает по уравнению NH2OH∙HCl + CH2O CH2NOH + H2O + HСl По истечении не менее 5 мин образовавшуюся в результате реакции соляную кислоту титруют 0,5 н раствором едкого натра в присутствии индикатора бромфенолсинего до светло-сиреневого окрашивания. Предварительно необходимо провести холостое титрование 5 мл дистиллированной воды для определения кислотности раствора гидроксиламина. Количество формальдегида, полученного за время опыта в граммах рассчитывают по формуле:  где а - объем раствора NaOH, израсходованного на титрование раствора формальдегида, мл; a'– объем раствора щелочи, пошедший на титрование холостой пробы; N - нормальность раствора щелочи; b - объем раствора, взятого на анализ, 5 мл; V - общий объем раствора в мерной колбе, 250 мл; 30,0 - масса эквивалента формальдегида, г. Хроматографический анализ состава контактного газа и обработка хроматограммы. Определение состава контактного газа проводят методом газоадсорбционной хроматографии. Для разделения газа используют насадочную колонку с активированным углем СКТ (фракция 0,25 – 0,5 мм) диаметром 3 мм и длиной 3 м. Температура разделения 80оС. В качестве детектора применяют катарометр – детектор по теплопроводности. Устройство и принцип действия катарометра см. в разделе, посвященном хроматографии. Пробу контактного газа (примерно 1 мл) отбирают стеклянным шприцем из вакуумного шланга после склянки Дрекселя 4 в стационарном режиме процесса, вводят в испаритель хроматографа и отмечают время отбора и номер пробы. Реакционные газы, двигаясь в колонке в токе газа-носителя (аргона), разделяются из-за разной интенсивности взаимодействия с активированным углем и поступают в детектор в следующем порядке: водород, кислород + азот, оксид углерода(II), оксид углерода(IV). Из-за изменения теплопроводности газа при изменении состава газовой смеси, поступающей в детектор, появление каждого из перечисленных веществ в детекторе приводит к появлению сигнала и отклонению пера самописца. На хроматограмме появляется «пик», высота (или площадь) которого пропорциональна содержанию данного вещества в смеси. Поскольку разные вещества по разному влияют на теплопроводность газовой смеси и, следовательно, на величину отклонения пера самописца, для количественного анализа необходима калибровка по высоте или по площади «пиков» с использованием искусственных смесей анализируемых веществ известного состава. В данной работе проведена калибровка по высоте «пиков» и определены калибровочные коэффициенты, отражающие относительную чувствительность катарометра к анализируемым веществам. При проведении хроматографического анализа необходимо правильно подобрать шкалу чувствительности (масштаб) для регистрации «пика» каждого вещества. Плохо, если «пик» на хроматограмме оказался слишком маленьким для измерения его высоты (в этом случае надо использовать более чувствительный масштаб), и совсем не допустимо, когда высота «пика» оказалась больше размера бумаги в самописце, т.е. «пик» зашкалил. В этих случаях анализ надо повторить, изменив шкалу чувствительности (масштаб) или вводимую дозу газа. Для обработки хроматограммы необходимо измерить в миллиметрах высоту от базовой (нулевой) линии каждого из «пиков» данного анализа. Нулевая линия различных масштабов может не совпадать. Расчет содержания j-го вещества проводят по формуле метода внутренней нормализации.  , % объем.,где Нj, Кj и Мj – высота, калибровочный коэффициент и шкала чувствительности (масштаб) ј-того вещества, соответственно. 3.1.9. Расчет материального баланса контактного аппарата. Расчет приближенного материального баланса может быть выполнен с достаточной степенью точности с учетом основных (3.1.1) и (3.1.2) и имеющих более существенное значение, чем остальные, побочных реакций (3.1.3), (3.1.6). В графу “Приход” (табл.3.1.2) вносят определенные на основании экспериментальных данных количества абсолютного метанола, воды, введенной со спиртом, кислорода и азота воздуха. Массу абсолютного спирта и воды рассчитывают по объему поступившего в испаритель спирта, его плотности и концентрации в % масс. Зная объем поступившего в контактный аппарат воздуха при нормальных условиях и, следовательно, объем кислорода и азота (21% и 79% объем.), плотность кислорода и азота (отношение соответствующей молекулярной массы к объему одного моля), находят массы кислорода и азота. В графу “Расход” вносят количества получившихся формальдегида, реакционной воды, азота, непрореагировавшего кислорода и газообразных продуктов синтеза, непрореагировавшего метанола и воды, поступившей в аппарат вместе со спиртом. Массу получившегося формальдегида определяют титрованием. Для распределения формальдегида по двум реакциям (3.1.1 и 3.1.2) рассчитывают количество водорода, образовавшееся по реакции (3.1.2). Для этого определяют объем получившегося водорода, зная приведенный к нормальным условиям объем контактного газа и концентрацию в нем водорода (хроматографический анализ). Из рассчитанного объема водорода вычитают объем водорода, получившегося по реакции (3.1.6). Его объем равен объему образовавшегося оксида углерода(II). Используя объем контактного газа и концентрацию в нем оксида углерода(IV), рассчитывают количество получившегося оксида углерода(IV). Непрореагировавший кислород определяют по разности между поданным количеством О2 и его количеством, прореагировавшим по реакциям (3.1.1) и (3.1.3). Количество непрореагировавшего метанола находят по разности между количеством поданного и прореагировавшего по реакциям (3.1.1), (3.1.2), (3.1.3) и (3.1.6) (на образование формальдегида, разложившегося по реакции (3.1.6), тоже потратился метанол). Массу реакционной воды рассчитывают на основе реакций (3.1.1) и (3.1.3), зная количество формальдегида, образовавшееся по реакции окисления (3.1.1) и количество оксида углерода(IV). Массу воды, введенной со спиртом, также как объем и массу азота, переносят из графы “Приход”. При расчете массовых процентов в графе “Расход” за 100% принимают массу поступивших в контактный аппарат реагентов. Разница между суммой введенных и полученных веществ составляет невязку баланса. Материальный баланс носит приближенный характер, поскольку не учитываются другие побочные продукты (НСООН, НСООСН3) и есть определенная погрешность эксперимента. О степени приближенности материального баланса судят по величине невязки, а также по частным балансам (по углероду, по кислороду и т.д.). Таблица 3.1.2 Материальный баланс контактного аппарата для получения формальдегида. Базис расчета .....................................
3.1.10. Задание 1. Провести процесс получения формальдегида с записью всех данных по прилагаемой форме. 2. Определить содержание формальдегида в формалине и провести анализ полученного газа. 3. Составить приближенный материальный баланс контактного аппарата на заданный преподавателем базис. 4. Рассчитать на основании экспериментальных данных и материального баланса основные показатели процесса: полученное при проведении опыта соотношение между О2 и СН3ОН (от стехиометрии); время контактирования, сек; степень превращения метанола, %; выход формальдегида, %; селективность образования формальдегида, %; расходные коэффициенты по метанолу; интенсивность работы катализатора, кг/(м3ч); 3.1.11. Техника безопасности Метанол ядовит и огнеопасен. При попадании в организм 10 мл метилового спирта наступает необратимая потеря зрения. Пролитый на кожу метанол нужно немедленно смыть водой. Формальдегид ядовит. Он раздражает слизистые оболочки дыхательных путей. Библиографический список. 1. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза, 3-е изд. -М.: Химия, 1981.-608 с. 2. Огородников С.К. Формальдегид. -Л.: Химия, 1984.-280 с. 3.2. Получение 1,3-бутадиена (дивинила) из этанола по методу С.В. Лебедева 3.2.1. Цель работы. Ознакомить с основными закономерностями сложного многостадийного процесса, в котором используют полифункциональный катализатор; рассчитать и интерпретировать полученные технологические критерии и параметры процесса. 3.2.2. Введение Д  ивинил (1,3-бутадиен СН2=СН-СН=СН2) - первый член гомологического ряда углеводородов с сопряженной двойной связью, бесцветный газ со специфическим запахом, конденсирующийся в жидкость при - 4,3ОС (атмосферное давление). С воздухом 1,3-бутадиен образует взрывоопасные смеси в пределах концентраций 2,0 - 11,5 % объемн., его химические свойства определяются наличием сопряженных двойных связей. Дивинил является основным мономером для производства синтетических каучуков. При сополимеризации дивинила со стиролом, метилстиролом и акрилонитрилом образуется макромолекула, в которой 1,3-бутадиен связывается в 1,4 или 1,2 положениях: Особенно ценные свойства имеет цис-бутадиеновый каучук, получаемый полимеризацией дивинила преимущественно в 1,4-положении с цис-расположением атомов водорода при двойной связи:  В СССР в 40-х годах получил широкое распространение синтез 1,3-бутадиена из этанола по способу С.В.Лебедева. В настоящее время ввиду использования сравнительно дорогого сырья, низких показателей и сложности разделения продуктов в этом синтезе, основными методами производства 1,3-бутадиена являются дегидрирование н-бутана и н-бутена, а также выделение бутадиена из продуктов пиролиза фракции нефти. Поэтому данная лабораторная работа имеет главным образом методическое значение. 3.2.3. Теоретические основы процесса Химия, равновесие и выбор катализатора. Образование 1,3-бутадиена из этанола описывается общим уравнением 2С2Н5ОН  С4Н6 + 2Н2О + Н2 - 80 кДж/моль (3.2.1)Термодинамические расчеты показывают, что образование 1,3-бутадиена возможно при сравнительно низких температурах. Как видно из графика (рис. 3.2.1), при повышении температуры равновесный выход дивинила растет и при температуре 330ОС приближается к стехиометрическому. Одновременно с основной реакцией термодинамически разрешено протекание параллельных и последовательных побочных реакций. В результате побочных реакций получаются углеводороды (алканы, алкены и арены), а также кислородсодержащие соединения: спирты, альдегиды, эфиры и кетоны. Алкены и арены в свою очередь полимеризуются и конденсируются с образованием продуктов уплотнения - твердых углистых веществ. Уравнение (3.2.1) – суммарное. Механизм процесса должен включать разные по природе элементарные стадии: отщепление водорода - дегидрирование, отщепление воды – дегидратацию, для образования дополнительных связей С-С необходима реакция конденсации (как один из возможных вариантов). В основу выбора активного и селективного катализатора была положена идея о том, что он должен содержать компоненты, способные ускорять перечисленные реакции (стадии). Лучшим катализатором оказалась система, предложенная С.В. Лебедевым, включающая кислотный катализатор дегидратации на основе Al2O3 , катализатор дегидрирования – ZnO и основной оксид – MgO, катализатор конденсации. При этом механизм может быть представлен следующим образом. Первой стадией превращения этилового спирта в 1,3-бутадиен является его дегидрирование: ZnO 1. 2СН3 - СН2ОН 2СН3 - СНО + 2Н, 2Н Н2 , (3.2.2) где Н - адсорбированный на поверхности катализатора водород Далее в результате альдольной и кротоновой конденсации образуется кротоновый альдегид MgO Al2O3 2. 2СН3-СНО СН3-СН(ОН)-СН2-СНО СН3-СН=СН-СНО +Н2О (3.2.3) Кротоновый альдегид восстанавливается адсорбированным на поверхности оксида цинка атомарным водородом в кротиловый спирт (молекулярный водород плохо активируется оксидом цинка): ZnO 3. СН3-СН=СН-СНО + 2Н СН3-СН=СН-СН2ОН (3.2.4) Кротиловый спирт дегидратируется с изомеризацией в 1,3-бутадиен: Al2O3 Al2O3 4. СН3-СН=СН-СН2ОН СН3-СН=С=СН2 СН2=СН-СН=СН2 (3.2.5)  - H2O Рис.3.2.1. Зависимость равновесного выхода (*) 1,3-бутадиена от температуры. В связи с тем, что синтез бутадиена сопровождается образованием большого количества различных побочных продуктов (до шестидесяти), процесс необходимо проводить в присутствии селективного катализатора. 3.2.4. Выбор оптимального технологического режима. Основными факторами, влияющими на процесс получения бутадиена, являются катализатор, температура и время контактирования. Активность катализатора и селективность процесса зависит от соотношения количеств оксидов, входящих в состав катализатора. Изменение этого соотношения почти не влияет на качественный состав получаемых продуктов, но зато сильно отражается на их количествах. Увеличение содержания в катализаторе оксида цинка выше определенной величины приводит к образованию избыточных количеств этаналя. При повышенных концентрациях этаналя, кротонового и других альдегидов будут интенсивно протекать последовательные реакции конденсации с образованием олигомерных продуктов. Повышение против нормы содержания оксида алюминия ускоряет образование этилена и диэтилового эфира (этоксиэтана), получающихся дегидратацией этанола: С2Н5ОНС2Н4 + Н2О (3.2.6) 2С2Н5ОН(С2Н5)2О + Н2О (3.2.7) Влияние состава катализатора (мольного соотношения Al2O3 : ZnO) на выходы 1,3-бутадиена и побочных продуктов иллюстрирует рис. 3.2.2. Правильный выбор состава катализатора позволяет проводить все превращения этанола в 1,3-бутадиен с большой скоростью и в одну технологическую стадию. Несмотря на присутствие катализатора, побочные реакции идут с измеримыми скоростями, и поэтому синтез бутадиена относят к сложным каталитическим процессам. При получении 1,3 бутадиена наблюдается довольно быстрое падение активности катализатора. Образующиеся за счет побочных превращений 1,3-бутадиена, других непредельных углеводородов и альдегидов продукты уплотнения отлагаются на активных центрах катализатора, что затрудняет диффузию паров спирта к его поверхности. Процесс регенерации катализатора состоит в пропускании через него воздуха или воздуха с водяным паром при температуре 500-550ОС. При этом продукты уплотнения выгорают и катализатор вновь становится активным. Многократная регенерация при повышенных температурах вызывает постепенное изменение кристаллической структуры катализатора и необратимое падение его активности. В этом случае катализатор заменяют свежим.  Рис.3.2.2. Зависимость выходов 1,3-бутадиена и побочных продуктов от соотношения Al2O3 и ZnO в катализаторе, [MgO]=const: 1 - С4Н6, 2 - С2Н4, 3 - СН3СНО  Рис.3.2.3. Зависимость конверсии спирта (Х), селективности процесса() и выхода 1,3-бутадиена () от температуры Температура. Для каталитического процесса выбор температуры определяется, как правило, температурным интервалом, в котором активен применяющийся катализатор. Для катализатора С.В.Лебедева оптимальный температурный диапазон 350-400ОС. Проведенный в этих условиях синтез 1,3-бутадиена представляет собой необратимый процесс (см. рис. 3.2.1). Влияние температуры связано с двумя моментами, имеющими место при любом сложном необратимом химическом процессе. Повышение температуры увеличивает, во-первых, скорость образования целевого продукта – 1,3-бутадиена, во-вторых, скорости всех побочных реакций, параллельных и последовательных. Т  ак 1,3-бутадиен при повышенной температуре олигомеризуется с образованием низкополимерных продуктов, в частности димера бутадиена(4-винилциклогексена): Зависимость степени превращения спирта, выхода бутадиена и селективности процесса от температуры представлена на рис. 3.2.3. По мере повышения температуры растет конверсия спирта, так как увеличиваются скорости всех возможных реакций в соответствии с их энергиями активации на данном катализаторе. Влияние температуры на выход и селективность образования 1,3-бутадиена характеризуется кривыми с максимумами в сравнительно узком диапазоне температур. Ниже оптимальных температур выход 1,3-бутадиена и селективность процесса малы вследствие относительно небольшой скорости основной реакции, выше - в основном за счет ускорения последовательных реакций дальнейших превращения дивинила. Время контактирования. Кривые зависимости выхода и селективности образования дивинила и конверсии спирта от времени контактирования имеют тот же характер, что и соответствующие кривые зависимости от температуры. Вначале увеличение времени пребывания исходного вещества в зоне катализатора повышает количество этанола, разлагающегося с образованием бутадиена. При увеличении времени контакта сверх оптимального начинают преобладать вторичные изменения 1,3-бутадиена и превращения этанола в других направлениях. Оптимальное время контактирования тесно связано с температурой. Его выбирают таким образом, чтобы степень превращения этанола была бы невелика, во избежание протекания побочных (главным образом последовательных) реакций. Небольшая степень превращения сырья вызывает необходимость проведения процесса по циркуляционной схеме, причем возможен возврат в процесс не только непрореагировавшего спирта, но и получающегося промежуточного продукта - ацетальдегида (этаналя). 3.2.5. Описание лабораторной установки. В лабораторных условиях могут быть использованы два варианта установок, отличающихся способом подачи этанола (рис.3.2.4). Этанол подается в реактор 2 , заполненный катализатором, с заданной скоростью с помощью дозатора . В качестве дозатора используются капельная воронка или дозирующий насос 1 с бюреткой 9. Реактор помещен в электрическую печь 3. Температура в реакторе поддерживается постоянной с помощью терморегулятора. Введенный в реактор спирт испаряется на нагретой кварцевой насадке и в виде паров поступает в зону реакции. Продукты реакции и непрореагировавший спирт попадают в нижнюю часть реакционной трубки и частично конденсируются в приемнике 4, с краном А для слива жидких продуктов. Несконденсировавшиеся пары летучих соединений и газообразные продукты проходят через отводную трубку приемника в водяной холодильник 5. После дополнительной конденсации легколетучих веществ контактный газ проходит через склянку Тищенко 6, заполненную концентрированным раствором гидроксида натрия. В склянке Тищенко осмоляются и задерживаются ацетальдегид и диэтиловый эфир. Затем газообразные продукты поступают в газосчетчик 7, с помощью которого измеряется расход газа, и направляются в коллектор выхлопных газов. Зажим B предназначен для отсоединения неработающей установки от коллектора выхлопных газов. Трехходовой кран 8 предназначен для отбора пробы газа для определения состава методом газоабсорбционной хроматографии. 3.2.6. Порядок проведения опыта. 1. Взвешивают на электронных весах (с точностью до 0,1 г): колбу для конденсата с пробкой, склянку Тищенко со щелочью и делительную воронку с пробкой. При работе на установках с капельной воронкой взвешивают также примерно 40 мл этанола в колбе с пробкой. Спирт заливают в бюретку емкостью 100 мл (в случае использования дозирующего насоса) или в капельную воронку. Присоединяют склянку Тищенко и подают воду в холодильник. 2. Включают обогрев реактора синтеза дивинила. Снимают зажим В для соединения установки с линией сброса газов. 3. После достижения температуры в зоне катализатора (около 400ОС) начинают подачу этанола с заданной скоростью. При подаче спирта с помощью дозатора необходимо проконтролировать, чтобы весь шланг на линии подачи спирта был заполнен спиртом (до высшей точки). Скорость подачи спирта из капельной воронки регулируют краном. Продолжительность опыта задается преподавателем (обычно 30 – 40 мин). Через каждые 5 мин записывают в табл. 3.2.1 температуру, скорость подачи спирта (уровень спирта в измерительной бюретке или кап/мин) и показания газосчетчика с точностью до сотых долей литра.  Рис. 3.2.4. Схема лабораторной установки синтеза дивинила по методу С.В.Лебедева. 4. В процессе эксперимента лаборант отбирает пробу газа через трехходовой кран 8 для хроматографического анализа. 5. По истечении заданного времени после очередного замера прекращают подачу спирта выключением дозатора или перекрыванием крана капельной воронки. При работе на установке с капельной воронкой остаток спирта из капельной воронки сливают в колбу для спирта. Через 5 мин, необходимых для того, чтобы прореагировал поданный на контактирование спирт, выключают обогрев реактора. После охлаждения реактора до примерно 2000С записывают показания газосчетчика; содержимое приемника 4 сливают в колбу для конденсата с пробкой. После этого отсоединяют склянку Тищенко, обязательно заменив ее соединительной трубкой (во избежание попадания газообразных продуктов реакции в атмосферу). Прекращают подачу воды в холодильник. Взвешивают склянку Тищенко, колбу с содержимым приемника (конденсатом) и колбу с остатком спирта (при работе на установке с капельной воронкой) 6. Жидкие продукты (конденсат) разделены на два слоя. Верхний слой - смесь углеводородов, нижний - спирто-водный конденсат. Их переносят в предварительно взвешенную делительную воронку с пробкой, добавляют для лучшего разделения двух - трехкратный объем воды и взбалтывают. После отстаивания нижний слой - водный раствор спирта сливают (в вытяжном шкафу), а углеводородный слой взвешивают вместе с воронкой. Исходные и экспериментальные данные Дата................................................................................................... Концентрация этанола............................. 93 % масс.( ρ = 0,81 г/мл) Средняя температура в реакторе.......................................................ОС Продолжительность опыта........................................................ мин Барометрическое давление.................................................... мм рт.ст Температура в лаборатории............................................................. ..ОС Объем катализатора...........................................................................мл Доля свободного объема катализатора.................................................. а) Объем спирта в бюретке до опыта ……………..мл после опыта…………..… мл | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||