乙苯脱氢工艺 ppt课件
实验一 乙苯脱氢制苯乙烯
4.2 实验一 乙苯脱氢制苯乙烯一 实验目的（1）了解以乙苯为原料，氧化铁系为催化剂，在固定床单管反应器中制备苯乙烯的过程。
（2）学会稳定工艺操作条件的方法。
二 实验原理1．本实验的主副反应 主反应：副反应：在水蒸气存在的条件下，还可能发生下列反应：此外还有芳烃脱氢缩合苯乙烯聚合生成焦油和焦等。
这些连串副反应的发生不仅使反应的选择性下降，而且极易使催化剂表面结焦进而活性下降。
（1）影响本反应的因素 1）温度的影响乙苯脱氢反应为吸热反应，00>∆H，从平衡常数与温度的关系式20ln RT H T K pp ∆=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂可知，提高温度可增大平衡常数，从而提高脱氢反应的平衡转化率。
但是温度过高副反应增加，使苯乙烯选择性下降，能耗增大，设备材质要求增加，故应控制适宜的反应温度。
本实验的反应温度为：540~600℃。
2）压力的影响乙苯脱氢为体积增加的反应，从平衡常数与压力的关系式n p K K =γ∆⎪⎪⎭⎫⎝⎛∑i nP 总可知，当γ∆>时，降低总压总P 可使n K 增大，从而增加了反应的平衡转化率，故降低压力有利于平衡向脱氢方向移动。
本实验加水蒸气的目的是降低乙苯的分压，以提高平衡转化率。
较适宜的水蒸气用量为：水∶乙苯=1.5∶1（体积比）或8∶1（摩尔比）。
3）空速的影响乙苯脱氢反应系统中有平衡副反应和连串副反应，随着接触时间的增加，副反应也增加，苯乙烯的选择性可能下降，适宜的空速与催化剂的活性及反应温度有关，本实验乙苯的液空速以0.6h-1为宜。
（2）催化剂本实验采用氧化铁系催化剂其组成为：Fe2O3—CuO—K2O3—CeO2。
三预习与思考（1）乙苯脱氢生成苯乙烯反应是吸热还是放热反应？如何判断？如果是吸热反应，则反应温度为多少？实验室是如何来实现的？工业上又是如何实现的？（2）对本反应而言是体积增大还是减小？加压有利还是减压有利？工业上是如何来实现加减压操作的？本实验采用什么方法？为什么加入水蒸气可以降低烃分压？（3）在本实验中你认为有哪几种液体产物生成？哪几种气体产物生成？如何分析？四实验装置及流程见图4.2-1。
乙苯脱氢制苯乙烯
620℃
W% 1.83 1.60 45.63 50.95 质量/g 0.15 0.13 3.79 4.23
产品 苯 甲苯 乙苯 苯乙烯
乙苯脱氢制苯乙烯各结果表
反应温度/℃ 乙苯转化率 苯乙烯选择性 苯乙烯收率
560.7
61.7%
12.7%
7.8%
591.9
70%
21.8%
15.26%
621.3
78.1%
高温、低压有助于脱氢反应的进行
减压：高温下进行负压操作不安全，加入惰性气体（稀释剂，一般用 水蒸气）实现降低原料气分压的目的。
副反应
C2H5
+ C2H4
CH3
C2H5
+ 2H2
+ CH4
乙苯脱氢反应产 物称为脱氢液， 也称炉油，其组 成为：苯、甲苯、 乙苯、苯乙烯。
C2H5
+ 2H2
+ C2H6
C2H5
8C + 5H2
C2H5
+ 16H2O
8CO2 + 21H2
在700 ℃下，加氢裂解的 平衡常数Kp仍很大，故裂 解和加氢裂解反应比脱氢 反应有利，需高活性、高 选择性催化剂。
t/℃
乙苯脱氢主副反应平衡常数比较
4.实验方案
乙苯脱氢工艺条件
温度的影响 主反应：吸热反应 ，T↑ ， KP ↑ 副反应：裂解、 结焦，T ↑ ，有利于副反应，反应选择性变差
31.2%
24.37%
乙苯转化率、苯乙烯选择性、苯乙烯收率关系图
实验结论
通过实验，在压力一定的条件下随着温度的升高，乙 苯的转化率增大，苯乙烯的选择性不断提高
谢谢各位老师的指导和建议！
乙苯脱氢工艺
脱氢反应：强吸热反应；反应需要在高温下进行；反应需要在高温条件下向反应系统供给大量的热量。
由于供热方式不同，采用的反应器型式也不同。
工业上采用的反应器型式有两种：一种是多管等温型反应器，是以烟道气为热载体，反应器放在加热炉内，由高温烟道气，将反应所需要的热量通过管壁传递给催化剂床层。
另一种是绝热型反应器，所需要的热源是由过热水蒸气直接带入反应系统。
采用这两种不同型式反应器的工艺流程，主要差别：脱氢部分的水蒸气用量不同；热量的供给和回收利用方式不同。
（一）多管等温反应器脱氢部分的工艺流程反应器构成：是由许多耐高温的镍铬不锈钢钢管组成；或者内衬以铜锰合金的耐热钢管组成；管径为100～185mm；管长为3m；管内装填催化剂；管外用烟道气加热（见图4-9，P182）。
多管等温反应器脱氢部分的工艺流程图见图4-10（P182）所示。
反应条件及流程：1.原料乙苯蒸气和一定量的水蒸气混合；2.预热温度(反应进口)：540[size=+2]℃；3.反应温度(反应出口)：580～620[size=+2]℃；4.反应产物冷却冷凝：液体分去水后送到粗苯乙烯贮槽；不凝气体含有90%左右的H2，其余为CO2和少量C1及C2可作为燃料气，也可以用作氢源。
5.水蒸气与乙苯的用量比（摩尔比）为6～9:1；(等温反应器脱氢，水蒸气仅作为稀释剂用)。
6.讨论：(1)等温反应器:要使反应器达到等温，沿反应器的反应管传热速率的改变，必须与反应所需要吸收热量的递减速率的改变同步。
(2)一般情况下，出口温度可能比进口温度高出几十度(传递给催化剂床层的热量，大于反应时需要吸收的热量。
)(3)催化剂床层的最佳温度分布以保持等温为好。
(4)在反应初期, 温度比较低有利:在反应初期,乙苯浓度高，平行副反应竞争激烈。
温度比较低，有利于抑制活化能比较高的裂解和水蒸气转化等副反应的进行。
(5) 接近反应器的出口，温度比较高有利:接近反应器的出口，乙苯浓度降低，反应的推动力减小，提高反应温度，不仅可以增大反应速度常数，也可以提高反应的推动力，从而加快脱氢反应速度，使乙苯能达到比较高的转化率。
02 乙苯脱氢反应实验讲义-2013-11-18
（a）开启总电源开关，开启测温开关，温度显示仪表有数值出现。
（b）开启釜热控温开关，仪表有显示。给定Oph参数在20。温度控制的数值给定要按仪表的∧、∨键，在仪表的下部显示出设定值。温度控制仪的使用详见说明书(AI人工智能工业调节器说明书)，不允许不了解使用方法就进行操作。当给定值和参数值都给定后控制效果不佳时，可将控温仪表参数CTRL改为2再次进行自整定。自整定须要一定时间，温度经过上升、下降、再上升、下降、类似位式调节,很快就达到稳定值。
（2）将真空系统连接好，关闭进料阀门，开真空泵使塔内有一定真空度，关闭真空系统阀门，观察压力表是否下降，下降极为缓慢为合格。
（3）将各部分的控温、测温热电偶放入相应位置。
（4）电路检查
检查仪表柜内接线有无脱落。电源位置是否正确，无误后进行升温操作。
（5）加料
未进行连续操作之前可用间歇的精馏方法操作。这时要靠低真空将反应液体吸入1塔，釜内有一定的液位后开始启动釜加热系统，当正常反应后，靠调节阀控制进入量（在转子流量计有指示，找到进出塔的平衡值，以维持之），操作前要加入几粒陶瓷环，以防暴沸，还要加入阻聚剂（苯醌类）。二塔进料要靠更高的真空将塔1釜液吸入塔内。调解两塔的真空度可达到稳定的操作，但控制要仔细操作才行
（三）停止操作
当操作结束时，先关闭塔壁保温电源并将电位器旋至0点处（注意：一定要进行这一操作，否则下次开车会发生突然有大电流输入会造成危险）关闭真空泵，无蒸汽上升时停止通冷却水。
对反应部分要停止加料（乙苯），通水与通氮气吹扫，降温至200℃后再停车。
（四）故障处理
（1）、开启电源开关指示灯不亮，并且没有交流接触器吸合声，则保险坏或电源线没有接好。
(4)催化剂
乙苯催化脱氢工艺的技术关键是选择高活性和高选择性的催化剂。经过多年改进和发展，乙苯催化脱氢催化剂已由初期使用的锌系、镁系催化剂逐步被综合性能更优异的铁系催化剂所取代，铁系催化剂是以氧化铁为主要活性组分、氧化钾为主要助催化剂。20世纪80年代以来，乙苯催化脱氢催化剂的研究经历了几个重要转变，首先是催化剂组成从Fe-K-Cr向Fe-K-Ce转变，消除由Cr引起的环境污染;其次是催化剂组成从高钾型向低钾型转变，解决高钾型催化剂存在的钾流失问题;再次，苯乙烯生产工艺由高水比向低水比转变，减少苯乙烯生产过程的蒸汽耗量，降低生产成本;最后，催化剂的使用寿命明显延长，一般约两年，满足工业生产装置长周期运转的需要。
乙苯脱氢制苯乙烯讲解
毒性很轻微它的黏度 比矿物油小
无机熔盐 比热容小 加热
1.温度在380~530℃ 2.装置气密性很高，用 惰性气体保护
3.避免和有机物质接触
烟道气加 易获取，能产生高温 热
温度在500~1000℃之间
常用冷却 特点 剂
适用情况及温度范围
水 1.获取方便
1.只适用冷却温度在15~30℃以上
适用情况：两种流体在进行换热时不能有混 合的场合
典型设备：列管式换热器、套管式换热器
• 传热基本方式 • 常用加热剂 • 常用冷却剂
传热基本方式
传热原理
热传导
是借助物质的分子·原子或自由电子 的运动，将热能以动能的形式传递给 相邻温度较低的分子的过程
对流传热 辐射传热
由于流体质点之间产生宏观相对位移 而位移而引起的热量传递
缺点：单位传热面积的金属消耗较大，管 子接头多，易泄漏，占地面积大，检修清 洗不方便。
套管式换热器
板式换热器
• 优点：结构紧凑，版面很薄，传热面积
达，传热效率高，拆装方便。
• 缺点：处理量小，受垫片材料性能限制，
操作压力和温度不能过高
• 板式换热器
浮头式换热器
优点：当壳程与管束因温度不同而引起 热膨胀时，管束连同浮头可在壳体内 沿轴向自由伸缩，不会产生温差应力； 且管束可以从壳内抽出，便于管内和 管间的清洗。
适用情况：适用于两流体允许直接混合的场 合
典型设备：凉水塔、喷洒式冷却塔、喷射式 冷凝器
蓄热式换热
原理：在此类换热器中，热、冷流体交替进 入蓄热室，热流体将热量储存在蓄热体中， 然后通入冷流体吸取热量，从而达到换热 目的
适用情况：常用于高温气体热量的回收或冷 却
乙苯脱氢工艺
脱氢反应：强吸热反应；反应需要在高温下进行；反应需要在高温条件下向反应系统供给大量的热量。
由于供热方式不同，采用的反应器型式也不同。
工业上采用的反应器型式有两种：一种是多管等温型反应器，是以烟道气为热载体，反应器放在加热炉内，由高温烟道气，将反应所需要的热量通过管壁传递给催化剂床层。
另一种是绝热型反应器，所需要的热源是由过热水蒸气直接带入反应系统。
采用这两种不同型式反应器的工艺流程，主要差别：脱氢部分的水蒸气用量不同；热量的供给和回收利用方式不同。
（一）多管等温反应器脱氢部分的工艺流程反应器构成：是由许多耐高温的镍铬不锈钢钢管组成；或者内衬以铜锰合金的耐热钢管组成；管径为100～185mm；管长为3m；管内装填催化剂；管外用烟道气加热（见图4-9，P182）。
多管等温反应器脱氢部分的工艺流程图见图4-10（P182）所示。
反应条件及流程：1.原料乙苯蒸气和一定量的水蒸气混合；2.预热温度(反应进口)：540[size=+2]℃；3.反应温度(反应出口)：580～620[size=+2]℃；4.反应产物冷却冷凝：液体分去水后送到粗苯乙烯贮槽；不凝气体含有90%左右的H2，其余为CO2和少量C1及C2可作为燃料气，也可以用作氢源。
5.水蒸气与乙苯的用量比（摩尔比）为6～9:1；(等温反应器脱氢，水蒸气仅作为稀释剂用)。
6.讨论：(1)等温反应器:要使反应器达到等温，沿反应器的反应管传热速率的改变，必须与反应所需要吸收热量的递减速率的改变同步。
(2)一般情况下，出口温度可能比进口温度高出几十度(传递给催化剂床层的热量，大于反应时需要吸收的热量。
)(3)催化剂床层的最佳温度分布以保持等温为好。
(4)在反应初期, 温度比较低有利:在反应初期,乙苯浓度高，平行副反应竞争激烈。
温度比较低，有利于抑制活化能比较高的裂解和水蒸气转化等副反应的进行。
(5) 接近反应器的出口，温度比较高有利:接近反应器的出口，乙苯浓度降低，反应的推动力减小，提高反应温度，不仅可以增大反应速度常数，也可以提高反应的推动力，从而加快脱氢反应速度，使乙苯能达到比较高的转化率。
实验讲义-乙苯脱氢制备苯乙烯
实验十三乙苯脱氢制备苯乙烯一、实验目的1.了解以乙苯为原料，使用氧化铁系催化剂，在固定床单管反应器中制备苯乙烯的过程。
2.学会稳定工艺操作条件的方法。
3.掌握乙苯脱氢制苯乙烯的转化率、选择性、收率与反应温度之间的关系；找出最适宜的反应温度区域。
4.学会使用温度控制和流量控制的一般仪表、仪器。
5.了解气相色谱分析及使用方法。
二、实验内容了解并熟悉实验装置及流程，搞清物料走向及加料、出料方法。
学会使用温度控制和流量控制的一般仪表、仪器。
测定不同温度下乙苯脱氢反应的转化率、苯乙烯的选择性和收率，考察温度对乙苯脱氢反应转化率、苯乙烯选择性和收率的影响。
三、基本原理1.本实验的主副反应主反应：副反应：在水蒸气存在的条件下，还可能发生下列反应：此外还有芳烃脱氢缩合及苯乙烯聚合生成焦油等。
这些连串副反应的发生不仅使反应的选择性下降，而且极易使催化剂表面结焦导致活性下降。
2.影响本反应的因素（1）温度的影响乙苯脱氢反应为吸热反应，∆H o＞0，从平衡常数与温度的关系式20ln RT H T K pp ∆=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂可知，提高温度可增大平衡常数，从而提高脱氢反应的平衡转化率。
但是温度过高使得副反应增加，导致苯乙烯选择性下降，能耗增大，设备材质要求增加，故应控制适宜的反应温度。
本实验的反应温度范围为：540~600℃。
（2）压力的影响乙苯脱氢为体积增加的反应，降低总压P 总可增加反应的平衡转化率，故降低压力有利于平衡向脱氢方向移动。
本实验加水蒸气的目的是降低乙苯的分压，以提高乙苯的平衡转化率。
较适宜的水蒸气用量为：水﹕乙苯＝1.5﹕1(体积比)或8﹕1(摩尔比)。
（3）空速的影响乙苯脱氢反应系统中有平行副反应和连串副反应，随着接触时间的增加，副反应也随之增加，苯乙烯的选择性下降，故需采用较高的空速，以提高选择性。
适宜的空速与催化剂的活性及反应温度有关，本实验乙苯的液空速以0.6h -1为宜。
3.催化剂本实验采用以Fe 、K 为主要活性组分，添加少量的I A 、ⅡA 、I B 族氧化物为助剂的GS-08催化剂。
1.乙苯脱氢制苯乙烯
乙苯脱氢制苯乙烯一、实验目的（1）了解以乙苯为原料，氧化铁系为催化剂，在固定床单管反应器中制备苯乙烯的过程。
（2）学会稳定工艺操作条件的方法，正确采集数据。
二、实验原理本实验是以乙苯为原料，氧化铁系催化剂，在固定床单管反应器中制备苯乙烯的过程，其主副反应分别为： 主反应：C 2H5C 2H 3+H 2ΔH(298K)=115 kJ/mol副反应：C 2H5+C 2H 4等当有水蒸汽存在时，还可能存在以下反应：C 2H 5+CO 2+ 2H 2OCH 3+ 3H 2此外还有芳烃脱氢缩合及苯乙烯聚合生成焦油和焦等。
这些连串副反应的发生不仅使反应的选择性下降，而且极易使催化剂表面结焦进而活性下降。
(1)影响本反应的因素 1) 温度的影响乙苯脱氢反应为吸热反应，00>∆H，从平衡常数与温度的关系式20ln RTH T K P P ∆=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂可知，提高温度可增大平衡常数，从而提高脱氢反应的平衡转化率。
但是温度过高副反应增加，使苯乙烯选择性下降， 能耗增大，设备材质要求增加，故应控制适宜的反应温度。
本实验的反应温度为：540～600℃。
2) 压力的影响乙苯脱氢为体积增加的反应，从平衡常数与压力的关系式γ∆⎪⎪⎭⎫⎝⎛=∑i n P nP K K 总可知，当0>∆γ时，降低总压总P 可使n K 增大，从而增加了反应的平衡转化率，故降低压力有利于平衡向脱氢方向移动。
本实验加水蒸汽的目的是降低乙苯的分压，以提高平衡转化率。
较适宜的水蒸汽用量为：水：乙苯=1.5:1（体积比）=8:1 (摩尔比)。
3) 空速的影响乙苯脱氢反应系统中有平衡副反应和连串副反应，随着接触时间的增加，副反应也增加，苯乙烯的选择性可能下降，适宜的空速与催化剂的活性及反应温度有关，本实验乙苯的液空速以0.6h -1为宜。
(2)催化剂本实验采用氧化铁系催化剂其组成为:23232CeO O K CuO O Fe ---三、实验流程在汽化温度300℃，脱氢反应温度540～600℃，水:乙苯=1.5:1(体积比)，相当于乙苯加料0.5毫升/分，蒸馏水0.75毫升/分(50毫升催化剂)的条件下，考察不同温度对乙苯的转化率、苯乙烯的选择性、收率的影响。
乙苯脱氢的工艺流程
第四节乙苯脱氢的工艺流程问题5：精制苯乙烯时有什么困难？工业上精馏方案是如何安排的？为什么？问题6：等温式和绝热式反应器的结构如何？各有什么优点？问题7：写出乙苯和丙烯共氧化法制苯乙烯和环氧乙烷的反应式？一．工艺流程：1．脱氢：脱氢分等温法和绝热法两种。
区别：供热方式不同；水蒸气用量不同；回收能量不同。
绝热法：单层转化率为62.7% ，选择率为98.2% ，单层收率为61.56% 。
炉 油 含 量 bp. 苯80.1度 甲 苯 3% 110.6度 乙 苯 37% 136.2度 苯乙烯 50% 145.2度 焦 油2．分离困难是苯乙烯自聚，可用减压分离或加阻聚剂的方法解决。
分离方案：加热次数少较好。
二．典型设备简介：1． 等温反应器2． 绝热反应器比较：a.反应温度的影响b.蒸气比较c.制造比较T T入口出口入口出口等温绝热3.乙苯-苯乙烯精馏塔a.林德筛板（导向筛板）I II导向孔III 变相导流孔b.斜孔塔板塔压降降低20%。
c.金属环距鞍填料处理量：28876Kg/h 28876改造前后：筛板 40#金属环距鞍塔径：精馏段6.836 6.836 提馏段6.096 6.096传质区高度：36m塔板数：71填料高度： 32.9m 理论板数：54 63回流比：8.25 6.8塔板压降：182mmHg 53塔顶温度：58 58塔低温度：106 83四．苯乙烯生产技术上的进展1．乙苯共氧化法 自氧化反应C 6H 5-C2H 5+O 2——>C 6H 5-CH(CH 3)-OOH 环氧化反应C 6H 5-CH(CH 3)-OOH+C=C-C ——>C 6H 5-CH(CH 3)-OH+C-C-CO醇脱水C 6H 5-CH(CH 3)-OH ——>C6H 5-CH=CH 2+H 2O 2．乙苯催化脱氢和氢气氧化耦合法制苯乙烯3．处理研究阶段（1） 甲苯氧化二聚法2C6H5-CH3+2PdO——>C6H5-CH=CH-C6H5+2Pd+2H20 反岐化：C6H5-CH=CH-C6H5+C2H4——>2C6H5-C2H32Pd+O2——>2PdOC6H5-CH=CH-C6H5+H2——>C6H6+C6H5-C2H3（2）甲苯甲氧基化法2C6H5-CH3+CH3OH——>C6H5-C2H3+C6H5-C2H5+2H20+H2（3）乙烯与苯直接合成法C6H6+C2H4+0.5O2——>C6H5-CH=CH2+H2O （4）乙苯脱氢与硝基苯加氢。
乙苯脱氢生产苯乙烯工艺20页PPT
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 靡。
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
20
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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第一节 概述
LOGO
苯乙烯的性质和用途
1、苯乙烯的物理性质： ❖带辛辣味的无色至黄色油状液体，
有高折射性和特殊的芳香气味；溶 于乙醇、乙醚、甲醇、丙酮等，不 溶于水。
❖在空气中最大允许浓度为100ppm（百万分之 一），在空气中的爆炸极限为：上限：6.1% （体积），下限：1.1%（体积） 。
热力学分析
压力对乙苯脱氢反应平衡转化率的影响
压力：l01.3 kPa
压力：10.1 kPa
温度/K 平衡转化率/％ 温度/K 平衡转化率/％
465
10
390
10
565
30
455
30
620
50
505
50
675
70
565
70
780
90
630
90
水蒸气用量的确定
3、
①P乙苯↓，有利于热力学平衡； ②消炭，再生cat；
4、空速
X乙苯↑
小 τ长 S苯乙烯↓ ——连串副反应增加
cat表面结焦量增加,催化剂运转
SV
周期缩短 ——完全氧化副反应
副反应少，S苯乙烯↑
大 τ短 XEB↓， Y↓
原料循环量大,能耗高。
工艺条件的确定
5、原料纯度 二乙苯 （－H2） 二乙烯基苯（易聚合堵塔）
二乙苯含量＜0.04％
苯乙烯生产工艺
❖沸点：146℃
❖熔点：－33℃
❖比重：0.909
爆炸极限
烃+空气（O2） 明火、高温 引燃
C1~C2（爆炸极限） 静电火花
分支链 锁反应
火焰迅速传布 dt
T↑↑↑ ， P↑↑↑
爆炸
可燃物质与空气(或氧气)必须在一定的浓度范围内均匀 混合，形成预混气，遇到火源才会发生爆炸，这个浓度 范围称为爆炸极限。
温度K
700
Kp
3.30×10—2
热力学分析
800
900
4.71×10—2 3.75×10—1
1000 1100 2.00 7.87
热力学分析
反应压力的确定
2、反应压力 （略高于常压）
△n＞0
加操压作（有利于提高反应速率）
减压（有利于平衡向右移动） 操作
高温
加入惰性气体降低乙苯分压
稀释剂 H2O（g）
rHm 105kJ
rHm 54.4kJ rHm 31.5kJ
C H 2C H 3
一、反应原理及特点
二、副反应
2、连串副反应
CH CH2
CH CH2
+ 2H2
+ 2H2
CH CH2
CH CH2
+H2
+H2
CH3
CH3
+ CH4
+ CH4
+ C2H4
+ C2H4
3、水蒸气转化反应
CH2CH3 + 2H2O
苯乙烯的生产方法
4、生产方法
（1）乙苯催化脱氢法
+H 2 CC H 2
C H 2 C H 3
CH2CH3
CH CH2
+H2
（2）乙苯氧化脱氢法
C H 2C H 3+0.5O 2
CH CH2
+H2O
苯乙烯的生产方法
（3）共氧化法（哈康法）
OOH
①
CH2CH3 + O2
CH CH3 （过氧化氢乙苯）
加氢 裂解
C H 2C H 3
C C
H H
C2
2
C
H
C
HH2+C33HH
+H
3
2
2
+H 2
CC HH 22 CC HH 33 C H 2CC HH 23C H 3
+H 2
+ C 2H 4
+ + CC2 2HH44
CH3
C
H
C
H3
3
+
+
C
C
H
H
4
4
+
C+ 2
H
C
4
H
4
CH3
+ CC 22HH 66 + +C HC 42 H 6
丁苯橡胶
丁苯橡胶垫片
丁苯橡胶板
ABS塑料
ABS塑料管道 板材
苯乙烯的性质和用途
❖苯乙烯是重要的有机化工原料, 广泛用于生 产塑料、树脂和合成橡胶。它是仅次于PE、 PVC、EO 的第四大乙烯衍生产品, 苯乙烯 系列树脂的产量在合成树脂中仅次于PE、 PVC 而名列第三。目前, 世界苯乙烯年生产 能力达2200万吨, 国内生产能力也在80 万 吨/年左右。
H2O（g）
C＋H2O（g） CO＋H2
（稀释剂） ③为反应提供热量；（H2O（g）热容大）
④易于分离。（水与反应产物不互溶）
在一定T下，nH2O↑，XEB↑；
但nH2O↑ ↑， XEB不再升高；此时 nH2O↑ 能耗↑
工业上，水蒸气用量与所采用的脱氢反应器的形式 有关，故应综合考虑各因素而定。
工艺条件的确定——SV
苯乙烯的性质和用途
2、苯乙烯的化学性质
C CH2 H 由于C=C的存在，化学性质相当活泼。（styrene）
3、苯乙烯的用途 nS 自聚 PS 聚苯乙烯树脂 S+AN 共聚 AS塑料 S+丁二烯 共聚 丁苯橡胶 S+丁二烯+AN 共聚 ABS塑料
聚苯乙烯
AS塑料
杯盖 食品级AS塑料 AS塑料透明管 外壳为AS塑料
一、主反应
CH2CH3 cat
CH CH2 ＋H2
1、可逆反应
H 11 .8k7Jmo 1
？ 2、吸热反应 ——高温操作 不安全
3、△n＞0的反应 ——减压操作
一、反应原理及特点
乙苯脱氢反应平衡 常数与温度的关系
乙苯脱氢平衡转化 率与温度的关系
一、反应原理及特点
二、副反应
1、平行副反应
裂解
C H 2C H 3 C H C2 CH H2 C3 H 3
苯乙烯生产工艺
第三节 乙苯脱氢生产苯乙烯的工艺条件
反应温度的确定
1、反应温度 升高温度
（有利于提高平衡转化率）
利 （有利于提高反应速率）
弊 （有利于副反应）
可逆 吸热
T↑，X乙苯↑，S苯乙烯↓， cat失活
利 副反应少，S苯乙烯↑ 降低温度
弊 反应速率低，产率低
工业上一般控制在580～620℃之间,反应初期,催化剂活 性好,反应温度可以低些,反应后期,反应温度则要高些。
CH3 +CO2+3H2
乙苯脱氢反应产物称为脱氢液，也称炉油，其组 成为：苯、甲苯、乙苯、苯乙烯。
乙苯催化脱氢反应原理
三、催化剂
铁系催化剂 ——能自行再生
Fe2O3－Cr2O3－KOH
主cat
稳定剂 增加热稳定性
助cat
生炭反应：
C2H5
8C＋5H2 催化剂失活
消炭反应： C ＋ H2O（g） KOH CO ＋ H2 催化剂再生
第四节 乙苯脱氢生产苯乙烯的工艺流程
工艺流程
一、反应过程
乙苯脱氢的化学反应是强吸热反应，因此工艺过 程的基本要求是要连续向反应系统供给大量热量，并 保证化学反应在高温条件下进行。根据供给热能方式 的不同，乙苯脱氢的反应过程按反应器型式的不同分 为列管式等温反应器和绝热式反应器两种。
OOH
②
CH CH3 + CH3－CH＝CH2
+ OH
CH CH3
H H3C C CH2
O
（α-苯乙醇） （环氧丙烷）
OH
③
CH CH3
CH CH2 + H2O
特点：可同时得到两种化工产品，成本低，污染少， 但工艺复杂，副产物多，流程长。
苯乙烯生产工艺
第二节 乙苯脱氢生产苯乙烯的工艺原理
一、反应原理及特点