一種放熱反應摩爾焓變的測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種放熱反應摩爾焓變的測量裝置，將含有入口A、B和出口的三通與相連接的毛細管微反應器用絕熱棉緊密包裹，根據(jù)流體A和流體B的濃度，設定泵A、泵B的流量；流體在三通的出口匯集并開始發(fā)生混合與反應，反應后的流體從毛細管微反應器出口收集至樣品瓶中；記錄三通入口A、B處流體A和流體B的物料溫度以及毛細管微反應器出口的流體溫度；測量反應轉化率。根據(jù)所測量的兩股流體反應前的溫度、反應后的溫度和反應轉化率，以及反應物比熱容計算出放熱反應的摩爾焓變。優(yōu)點為測量時間短、過程安全、所測反應焓數(shù)據(jù)可靠。
【專利說明】一種放熱反應摩爾焓變的測量裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種放熱反應摩爾焓變的測量裝置。
【背景技術】
[0002]放熱反應摩爾焓變是化學反應的一個重要參數(shù)，目前很多放熱反應摩爾焓變的數(shù)據(jù)都是未知的。對于液-液兩相強放熱反應的摩爾焓變，目前的測量方法主要是一種反應物滴加到另外一種反應物中，根據(jù)換熱流體的流量與溫度變化等測量參數(shù)，來計算出放熱反應摩爾焓變。這種方式屬于間歇式操作，間接測量，因此實驗測量后計算的放熱反應摩爾焓變值與實際值相差較大。此外，由于反應放熱量大，往往滴加的時間過長，存在一定的危險性，一次實驗物料的消耗也比較大。為了獲得準確的放熱反應摩爾焓變數(shù)據(jù)，設計一種放熱反應摩爾焓變的測量裝置，能夠連續(xù)式進料，能夠直接測量反應流體的溫度，縮短測量時間、簡化操作、提高過程安全、對于放熱反應摩爾焓變的測量以及工業(yè)生產(chǎn)是具有現(xiàn)實意義的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是根據(jù)能量守恒定律和化學工程傳熱的基本原理，設計了一種放熱反應摩爾焓變的測量裝置，為測量未知的放熱反應摩爾焓變提供了快速、準確、簡單的方法，為液-液兩相強放熱反應的工業(yè)裝置設計與工藝包開發(fā)提供了重要參數(shù)。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型提供了一種放熱反應摩爾焓變的測量裝置，首先，將含有入口 A、入口 B和出口的三通與相連接的毛細管微反應器用保溫材料緊密包裹，根據(jù)流體A和流體B的反應物濃度，設定泵A、泵B的流量；其次，啟動泵A、泵B，使流體A與流體B同步輸入至三通的入口 A、入口 B，流體在三通的出口匯集并開始發(fā)生混合與反應，在與三通出口連接的毛細管微反應器中繼續(xù)發(fā)生混合和反應，反應后的流體從毛細管微反應器出口收集至樣品瓶中；
[0005]流體A通過泵A到達三通入口 A前的溫度為Tl，流體B通過泵B到達三通入口B前的溫度為T2以及毛細管微反應器出口處的流體溫度T3 ;測量樣品瓶中的樣品轉化率X ;根據(jù)所測溫度、轉化率以及反應物的比熱容，按熱量守恒計算出放熱化學反應摩爾焓變-ArHm=A Η/η。
[0006]所述的保溫材料為絕熱棉或玻璃棉；所述的毛細管微反應器的水力直徑為
0.1-3mm ;所述的三通入口 A的溫度Tl，入口 B的溫度T2均為熱偶與反應前流體直接接觸測定的溫度；所述的毛細管微反應器出口的溫度T3為熱偶與反應后流體直接接觸測定的溫度。
[0007]所述的毛細管微反應器的材質(zhì)為不銹鋼，毛細管微反應器的水力直徑為0.l-3mm的流動通道，毛細管微反應器9的外部形狀為圓形。
[0008]本實用新型在反應物比熱容已知的條件下，通過直接測量反應體系的溫度參數(shù)，結合計算的方式可獲得放熱反應的反應焓，避免間接換熱方式法的復雜性。[0009]本實用新型采用上述結構并測量溫度參數(shù)后，按下列過程獲得反應焓。
[0010]在恒壓、近似絕熱條件下，對測量體系(反應物A與反應物B的化學反應)進行熱量衡算:
[0011 ]反應放熱量=系統(tǒng)焓的增加
[0012]n' (-ArHJ= Λ H
[0013]式中，
[0014]η-單位時間化學反應消耗的摩爾數(shù)，mol/min ；
[0015]Δ rHm-放熱反應摩爾焓變，kj/mol ；
[0016]ΔΗ-系統(tǒng)焓的增加，kj/min。
[0017]n=nA/ Xa
[0018]Δ H- (nACp，A+nBCp，B+nsCp，s) (Tout-Tin)
【權利要求】
1.一種放熱反應摩爾焓變的測量裝置，其特征在于:含有入口 A (5)、入口 B (6)和出口(7)的三通與相連接的毛細管微反應器(9)用保溫材料(8)緊密包裹，反應后的流體從毛細管微反應器出口(10)收集至樣品瓶(11)中； 流體A (I)通過泵A (3)到達三通入口 A (5)前的溫度為Tl，流體B (2)通過泵B (4)到達三通入口 B (6)前的溫度為T2以及毛細管微反應器(9)出口(10)處的流體溫度T3。
2.按照權利要求1所述的測量裝置，其特征在于:所述的保溫材料(8)為絕熱棉或玻璃棉；所述的毛細管微反應器(9)的水力直徑為0.l-3mm ； 所述的溫度Tl、T2、T3均為熱偶與反應前、后流體直接接觸測定的溫度。
【文檔編號】G01N25/48GK203643382SQ201320824912
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權日:2013年12月13日
【發(fā)明者】陳毅征, 焦鳳軍, 陳光文 申請人:中國科學院大連化學物理研究所