一种放热反应摩尔焓变的测量装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种放热反应摩尔焓变的测量装置，将含有入口A、B和出口的三通与相连接的毛细管微反应器用绝热棉紧密包裹，根据流体A和流体B的浓度，设定泵A、泵B的流量；流体在三通的出口汇集并开始发生混合与反应，反应后的流体从毛细管微反应器出口收集至样品瓶中；记录三通入口A、B处流体A和流体B的物料温度以及毛细管微反应器出口的流体温度；测量反应转化率。根据所测量的两股流体反应前的温度、反应后的温度和反应转化率，以及反应物比热容计算出放热反应的摩尔焓变。优点为测量时间短、过程安全、所测反应焓数据可靠。
【专利说明】一种放热反应摩尔焓变的测量装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种放热反应摩尔焓变的测量装置。
【背景技术】
[0002]放热反应摩尔焓变是化学反应的一个重要参数，目前很多放热反应摩尔焓变的数据都是未知的。对于液-液两相强放热反应的摩尔焓变，目前的测量方法主要是一种反应物滴加到另外一种反应物中，根据换热流体的流量与温度变化等测量参数，来计算出放热反应摩尔焓变。这种方式属于间歇式操作，间接测量，因此实验测量后计算的放热反应摩尔焓变值与实际值相差较大。此外，由于反应放热量大，往往滴加的时间过长，存在一定的危险性，一次实验物料的消耗也比较大。为了获得准确的放热反应摩尔焓变数据，设计一种放热反应摩尔焓变的测量装置，能够连续式进料，能够直接测量反应流体的温度，缩短测量时间、简化操作、提高过程安全、对于放热反应摩尔焓变的测量以及工业生产是具有现实意义的。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是根据能量守恒定律和化学工程传热的基本原理，设计了一种放热反应摩尔焓变的测量装置，为测量未知的放热反应摩尔焓变提供了快速、准确、简单的方法，为液-液两相强放热反应的工业装置设计与工艺包开发提供了重要参数。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型提供了一种放热反应摩尔焓变的测量装置，首先，将含有入口 A、入口 B和出口的三通与相连接的毛细管微反应器用保温材料紧密包裹，根据流体A和流体B的反应物浓度，设定泵A、泵B的流量；其次，启动泵A、泵B，使流体A与流体B同步输入至三通的入口 A、入口 B，流体在三通的出口汇集并开始发生混合与反应，在与三通出口连接的毛细管微反应器中继续发生混合和反应，反应后的流体从毛细管微反应器出口收集至样品瓶中；
[0005]流体A通过泵A到达三通入口 A前的温度为Tl，流体B通过泵B到达三通入口B前的温度为T2以及毛细管微反应器出口处的流体温度T3 ;测量样品瓶中的样品转化率X ;根据所测温度、转化率以及反应物的比热容，按热量守恒计算出放热化学反应摩尔焓变-ArHm=A Η/η。
[0006]所述的保温材料为绝热棉或玻璃棉；所述的毛细管微反应器的水力直径为
0.1-3mm ;所述的三通入口 A的温度Tl，入口 B的温度T2均为热偶与反应前流体直接接触测定的温度；所述的毛细管微反应器出口的温度T3为热偶与反应后流体直接接触测定的温度。
[0007]所述的毛细管微反应器的材质为不锈钢，毛细管微反应器的水力直径为0.l-3mm的流动通道，毛细管微反应器9的外部形状为圆形。
[0008]本实用新型在反应物比热容已知的条件下，通过直接测量反应体系的温度参数，结合计算的方式可获得放热反应的反应焓，避免间接换热方式法的复杂性。[0009]本实用新型采用上述结构并测量温度参数后，按下列过程获得反应焓。
[0010]在恒压、近似绝热条件下，对测量体系(反应物A与反应物B的化学反应)进行热量衡算:
[0011 ]反应放热量=系统焓的增加
[0012]n' (-ArHJ= Λ H
[0013]式中，
[0014]η-单位时间化学反应消耗的摩尔数，mol/min ；
[0015]Δ rHm-放热反应摩尔焓变，kj/mol ；
[0016]ΔΗ-系统焓的增加，kj/min。
[0017]n=nA/ Xa
[0018]Δ H- (nACp，A+nBCp，B+nsCp，s) (Tout-Tin)
【权利要求】
1.一种放热反应摩尔焓变的测量装置，其特征在于:含有入口 A (5)、入口 B (6)和出口(7)的三通与相连接的毛细管微反应器(9)用保温材料(8)紧密包裹，反应后的流体从毛细管微反应器出口(10)收集至样品瓶(11)中； 流体A (I)通过泵A (3)到达三通入口 A (5)前的温度为Tl，流体B (2)通过泵B (4)到达三通入口 B (6)前的温度为T2以及毛细管微反应器(9)出口(10)处的流体温度T3。
2.按照权利要求1所述的测量装置，其特征在于:所述的保温材料(8)为绝热棉或玻璃棉；所述的毛细管微反应器(9)的水力直径为0.l-3mm ； 所述的温度Tl、T2、T3均为热偶与反应前、后流体直接接触测定的温度。
【文档编号】G01N25/48GK203643382SQ201320824912
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】陈毅征, 焦凤军, 陈光文 申请人:中国科学院大连化学物理研究所