乙苯催化脱氢制苯乙烯
苯乙烯合成方法
苯乙烯生产方法目前，世界上苯乙烯的生产方法主要有乙苯脱氢法、环氧丙烷-苯乙烯联产法、热解汽油抽提蒸馏回收法以及丁二烯合成法等。
1 乙苯脱氢法乙苯脱氢法是目前国内外生产苯乙烯的主要方法，其生产能力约占世界苯乙烯总生产能力的90%。
它又包括乙苯催化脱氢和乙苯氧化脱氢两种生产工艺。
1.1 乙苯氧化脱氢法乙苯氧化脱氢法是目前尚处于研究阶段生产苯乙烯的方法。
在催化剂和过热蒸汽的存在下进行氧化脱氢反应的，即：2C6H5C2H5 + O2↑→ 2C6H5CHCH2 + 2H2O此方法可以从乙苯直接生成苯乙烯，还可以利用氧化反应放出的热量产生蒸汽，反应温度也较催化脱氢为低。
研究的催化剂种类较多，如氧化镉，氧化锗，钨、铬、铌、钾、锂等混合氧化物，钼酸铵、硫化钼及载在氧化镁上的钴、钼等。
但这些催化剂在多处于研究阶段，尚不具备工业化条件，有待进一步研究开发。
1.2 乙苯催化脱氢法这是目前生产苯乙烯的主要方法，目前世界上大约90%的苯乙烯采用该方法生产。
它以乙苯为原料，在催化剂的作用下脱氢生成苯乙烯和氢气。
反应方程式如下：C6H5C2H5→ C6H5CHCH2 + H2↑同时还有副反应发生，如裂解反应和加氢裂解反应：C6H5C2H5 + H2↑→ C6H5CH3+ CH4C6H5C2H5 + H2↑→C6H6 + CH3CH3C6H5C2H5→ C6H6 + CH2CH2高温裂解生碳：C6H5C2H5→8C + 5H2↑在水蒸汽存在下，发生水蒸汽的转化反应：C6H5C2H5 + 2H2O →C6H5CH3 + CO2 + 3H2此外还有高分子化合物的聚合反应，如聚苯乙烯、对称二苯乙烯的衍生物等。
2 环氧丙烷-苯乙烯联产法环氧丙烷-苯乙烯（简称PO/SM）联产法又称共氧化法，由Halcon公司开发成功，并于1973年在西班牙首次实现工业化生产。
在130-160℃、0.3-0.5MPa下，乙苯先在液相反应器中用氧气氧化生成乙苯过氧化物，生成的乙苯过氧化物经提浓到17%后进入环氧化工序，在反应温度为110℃、压力为4.05MPa条件下，与丙烯发生环氧化反应成环氧丙烷和甲基苄醇。
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。
苯乙烯生产—乙苯催化脱氢生产苯乙烯的工艺参数
本讲学习了苯烷基化和乙苯催化脱氢两个反应过程中的工艺参数及确 定，理解工艺参数对反应过程产生的影响，对学习乙苯脱氢生成苯乙烯 的工艺流程有重要帮助。 思考题： 请根据生产原理确定乙苯催化脱氢过程的工艺参数。
2、脱氢反应工艺参数
（3）水蒸气用量 目的：降低原料乙苯的分压，有利于主反应的进行。 选用水蒸气做稀释剂的好处： ①降低乙苯分压，改善化学平衡，提高平衡转化率； ②热容大，利于反应温度稳定； ③脱除催化剂表面的积炭，恢复催化剂活性，延长催化剂再生周期； ④置换吸附在催化剂表面的产物，有利于产物脱离催化剂表面，加快产品生成速度； ⑤容易与反应物分离。
1、苯烷基化反应工艺参数
（2）反应压力
压力对气液相反应平衡影响不大。 热力学计算：乙烯在接近常压5～6MPa下操作。 使用AlCl3催化剂：乙烯与苯通常在常压下进行反应。
（3）原料配比
1、苯烷基化反应工艺参数
乙烯对苯摩尔比增加，乙苯的生成 量增加，多乙苯的生成量也增加。
原料配比超过0.6，乙苯生成量增 加不显著，多乙苯生成量显著加大。
1、苯烷基化反应工艺参数
苯中的硫化物：总质量含量＜0.1%。 甲苯：在AlCl3作用下生成甲乙苯，造成乙苯分离困难，且增加原料乙烯 的消耗。 过量水：将AlCl3水解，HCl腐蚀设备，Al(OH)3堵塞管道和设备。苯中 含水量一定要精确计算，一般含水量应小于500～700mg/kg。
2、脱氢反应工艺参数
2、脱氢反应工艺参数
转化率 反应温度/K
853 873 893 913
0 0.35 0.41 0.48 0.55
n(水蒸气)：n(乙苯) 16
0.76 0.82 0.86 0.90
18 0.77 0.83 0.87 0.90
GS-11催化剂催化乙苯脱氢制苯乙烯反应性能
１实验部分
１ ． １催化剂制备
以氧 化铁 为主 要活性 组 分 ，添 加碳 酸钾 、铈 盐 、钼 盐 、氧 化镁 等为 助 剂 ， 以及 致孔剂 、粘结剂 混 合２ ｈ后 ，加入 占原料 总质量 ２ ０ ％￣ ４ ０ ％的去 离子 水 ，捏 合 ０ ． ４ ５ ｈ ；取 出后经 挤条 、切粒 成直 径 ３ ｍｉ ｌ ｌ 、
器 入 口温 度 （ ６ ０ ５ ／ ６ １ ０ ～ ６ ３ ０ ／ ６ ３ ５ ）℃ 、水 比 （ 进 料 中水 蒸气 与 原料 乙苯 的质量 之 比） １ ． ０ ～ １ ． ４ ５ 、第二 反 应 器 出 口压 力一 ３ ５ ￣ ． ６ ５ ｋ Ｐ ａ（ 表压 ） ，定 时采 集反 应产 物用 气相 色谱 分析 。失活 速 率定义 为催 速老 化始 末 乙苯转 化率 变化 值 除 以运行 时 间 。
摘要 ：为研 究 ＧＳ ． １ ｌ 催化剂在绝热床反应器 中催化 乙苯脱氢制 苯乙烯 的反应 性能，实验考 察了反应温度 、水 比、压 力和空速对乙苯脱氢制苯乙烯反应 的影响 。结果表 明，提高水 比或降低压力 同时有利于 乙苯转化 率和 苯乙烯选 择性 ， 提高温度或降低空速 有利于乙苯转化率， 不利于苯 乙烯选择性 。 催速 老化实验 结果显示， ＧＳ ． １ １ 催 化剂 的失活速 率慢 于参 比催化剂 ，提 高反应温度增强 了 ＧＳ ． １ １催 化剂耐低 水比的能力。水比过低造 成活性 下降后 ，采 取提温、低 负荷 活化或停 乙苯通 水蒸气 处理 ，Ｇ Ｓ ． １ １ 催化剂 的性能得到恢复 。
Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０１ ３
文章编号 ：１ ０ ０ １ －７ ６ ３ １ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ １ —０ Ｏ ９ ２ —０ ５
ＧＳ ． １ １ 催化剂催化乙苯脱氢制苯 乙烯反应性能
乙苯催化脱氢制苯乙烯的反应
乙苯催化脱氢制苯乙烯的反应
乙苯催化脱氢制苯乙烯是一种重要的化学反应，常用于工业生产中。
这种反应通过催化剂的作用，将乙苯分子中的氢原子去除，形成苯乙烯分子。
苯乙烯是一种重要的有机化合物，广泛应用于橡胶、塑料、合成纤维等领域。
乙苯脱氢制苯乙烯的反应机理是一个复杂的过程，需要催化剂的参与。
常用的催化剂包括氧化锌、氧化铬、氧化铝等。
这些催化剂能够提高反应速率，降低反应温度，减少能量消耗，提高产物纯度。
在乙苯脱氢制苯乙烯的反应过程中，催化剂起着至关重要的作用。
首先，催化剂能够吸附乙苯分子，并使其发生脱氢反应，生成苯乙烯和氢气。
其次，催化剂能够促进反应物分子之间的相互作用，降低反应活化能，提高反应速率。
最后，催化剂还能够防止副反应的发生，提高产物的选择性和纯度。
乙苯脱氢制苯乙烯的反应条件包括温度、压力、催化剂种类和用量等因素。
通常情况下，反应温度在400-600摄氏度之间，压力在1-3大气压之间。
选择合适的催化剂种类和用量，可以有效提高反应效率和产物纯度。
总的来说，乙苯脱氢制苯乙烯是一种重要的工业化学反应，具有广泛的应用前景。
通过优化反应条件和催化剂的选择，可以提高产物的质量和产率，降低生产成本，推动相关行业的发展。
乙苯脱氢制备苯乙烯的实验指导书
乙苯脱氢制苯乙烯实验装置实验指导书乙苯脱氢制备苯乙烯实验指导书一、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。
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进而活性下降。
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 RTH TK 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Kp＝Kn=γ∆⎪⎪⎭⎫⎝⎛∑i nP总可知，当∆γ＞0时，降低总压P总可使Kn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，副反应也增加，苯乙烯的选择性可能下降，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GS-08催化剂，以Fe，K为主要活性组分，添加少量的IA，ⅡA，IB族以稀土氧化物为助剂。
三、实验装置及流程乙苯脱氢制苯乙烯实验装置及流程见下图：1-水计量管；2-乙苯计量管；3、4-进料泵；5-汽化室；6-反应室；7-冷凝器；8-集液罐；9-H2流量计；10-N2流量计；11-湿式气体流量计；12-N2压力表。
乙苯催化脱氢合成苯乙烯的工艺流程
粗苯乙烯的分离和精制流程见图4-16（P186）所示。粗苯 乙烯先进入乙苯蒸出塔，将没有反应的乙苯、副产物苯和甲苯 与苯乙烯进行分离。塔顶蒸出的乙苯、苯和甲苯经过冷凝后， 一部分回流，其余送入苯、甲苯回收塔，将乙苯与苯、甲苯分 离，塔底分出的乙苯可循环作脱氢原料用。塔顶分出的苯和甲 苯，送入苯、甲苯分馏塔，将苯和甲苯进行分离。乙苯蒸出塔 塔底液体主要是苯乙烯，还含有少量焦油，送入苯乙烯精馏 塔，塔顶蒸出聚合级成品苯乙烯，纯度为99.6%（质量）。塔 底液体为焦油，焦油里面含有苯乙烯，可进一步进行回收。上 述流程中，乙苯蒸出塔和苯乙烯精馏塔均应当在减压下操作， 为了防止苯乙烯的聚合，塔底需要加入阻聚剂，例如二硝基苯 酚、叔丁基邻苯二酚等。
（四）苯乙烯的贮存
苯乙烯单体对于污染物非常敏感，受污染后能影响它的颜 色和聚合性能。苯乙烯单体在常温下聚合速度非常慢，随着温 度的升高，聚合速度加快。聚合时有热量放出，所以一旦发生 聚合，反应为自然加速，这个过程发在大量单体中，反应就变 得无法控制。
因此，对苯乙烯的贮存要求为： 1．苯乙烯单体不能受污染物的污染； 2．放置成品苯乙烯单体的贮槽，应基本上无铁锈和潮
2.绝热反应器和脱氢条件的改进
绝热反应器的优点是结构简单，制造费用低，生产能力 大。一支大型的单段绝热反应器，其生产能力可达到6*104 t 苯乙烯/a。
但是，单段绝热式反应器脱氢，还有上述缺点。为了克服 这些缺点，降低原料乙苯的单耗和能耗，70年代以来在反应器 和脱氢方面做了多方面的改进，收到了比较好的效果。例如：
（二）绝热型反应器脱氢部分的工艺流程 1.工艺流程组织
图4-11（P183）是单段绝热反应器脱氢的工艺流程。 循环乙苯和新鲜的乙苯与部分水蒸气混合以后（这部分水 蒸气约占总加入水蒸气量的10%左右），与高温脱氢产物进行 热交换，温度升到520～550℃，再与过热水蒸气混合（这部分 水蒸气的量占总加入水蒸气量的90%左右），然后进入脱氢反 应器，脱氢产物离开反应器时的温度为585℃左右，经过热交 换，降低温度后，再进一步冷凝冷却，凝液分出水后，进入粗 苯乙烯贮槽，尾气含氢气90%左右，可以作为燃料用，也可以 用来制氢气。 绝热反应器脱氢，反应所需要的热量是由过热水蒸气带入 的，所以水蒸气的用量，要比等温式反应器大１倍左右。 绝热反应器脱氢的工艺条件为：
乙苯脱氢制苯乙烯实验报告
乙苯脱氢制苯乙烯实验报告一实验目的（1）了解以乙苯为原料在铁系催化剂上进行固定床制备苯乙烯的过程，学会设计实验流程和操作；（2）掌握乙苯脱氢操作条件对产物收率的影响，学会获取稳定的工艺条件之方法。
（3）掌握催化剂的填装、活化、反应使用方法。
（4）掌握色谱分析方法。
二实验原理2.1 主副反应乙苯脱氢生成苯乙烯和氢气是一个可逆的强烈吸热反应，只有在催化剂存在的高温条件下才能提高产品收率，其反应如下：主反应C6H5C2H5C6H5C2H3+H2副反应C6H5C2H5C6H6+C2H4C2H4+H2C2H6C6H5C2H5+H2C6H6+C2H6C6H5C2H5C6H5－CH3+CH4此外，还有部分芳烃脱氢缩合、聚合物以及焦油和碳生成。
2.2影响因素乙苯脱氢反应为吸热反应，△H0>0，从平衡常数与温度的关系式ln K P H0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T P RT2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，故应控制适应的反应温度。
2.2.2 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K P K n P总可ni知，当△γ >0 时，降低总压 P 总可使 K n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。
实验中加入惰性气体或减压条件下进行，通常均使用水蒸气作稀释剂，它可降低乙苯的分压，以提高平衡转化率。
水蒸气的加入还可向脱氢反应提供部分热量 ,使反应温度比较稳定 ,能使反应产物迅速脱离催化剂表面 ,有利于反应向苯乙烯方向进行 ;同时还可以有利于烧掉催化剂表面的积碳。
但水蒸汽增大到一定程度后，转化率提高并不显着，因此适宜的用量为：水：乙苯＝ 1.2～ 2.6： 1（质量比）。
2.2.3 空速的影响乙苯脱氢反应中的副反应和连串副反应，随着接触时间的增大而增大，产物苯乙烯的选择性会下降，催化剂的最佳活性与适宜的空速及反应温度有关，本实验乙苯的液空速以 0.6～1h-1为宜。
乙苯脱氢制苯乙烯脱氢工段工艺设计
乙苯脱氢制苯乙烯脱氢工段工艺设计摘要本设计是以年产5万吨苯乙烯为生产目标，采用乙苯脱氢制得苯乙烯的工艺方法，本文针对设计要求对整个工艺流程进行物料衡算，热量衡算，对整个工段进行工艺设计和设备选型。
然后根据物料平衡分别对进出脱氢反应器和气提塔进行物料衡算。
根据热力学定律对工艺中的第一预热器第二预热器，热交换器和反应器进行了能量衡算。
对油水分离器，物料泵，热交换器理论上进行了尺寸计算及选择。
为满足设计要求，达到所需要的工艺条件，本设计本着理论联系实际的精神，用现行的乙苯脱氢制取苯乙烯的方法为设计基础，主要对乙苯脱氢工段进行工艺设计和优化。
关键词：乙苯脱氢苯乙烯物料衡算能量衡算工艺ABSTRACTThe design is based on an annual output of 50,000 tons of styrene production target of dehydrogenationof ethylbenzene to styrene process,Processfor the whole process design and the main equipment selection.Based on the design requirements of the entire process of the material balance and energy balance.According to the material balance were circulating oil-water separator,material pumps,heateexchangers and dreacters.According to the laws of thermodynamics the energy balance of the process preheater preheaters,heat exchangers and dreactor operator.As far as possible to meet the design requirements to achieve the required conditions.Key word：ethylbenzene; styrene; material balance; energy balance; distillation;第一章文献综述1.1 苯乙烯的性质及用途1.1.1苯乙烯的性质苯乙烯的分子式为C8H8分子量为104.14，化学结构式如下：或者苯乙烯又名乙烯基苯，系无色至黄色的油状液体。
实验室条件下乙苯脱氢制苯乙烯反应条件研究
实验室条件下乙苯脱氢制苯乙烯反应条件研究张淑霞;文萍【摘要】Styrene is an important organic chemical raw material. With gradual increase of demand, the production scale of styrene increases gradually, the production method is continually improved. But ethylbenzene dehydrogenation method is still a main production method. In this paper, under the laboratory condition, the influence of different process parameters on the experimental results was studied, and finally the best reaction conditions were obtained.%苯乙烯是重要的有机化工原料。
随着需求量的逐渐增加，苯乙烯的生产规模在逐渐的增大，生产方法也在不断的改进。
乙苯脱氢法仍是其中的主要生产方法。
在实验室的条件下，采用等温式乙苯催化脱氢小型装置，考察反应温度以及水和乙苯的进料比对实验结果的影响，并根据实验结果找出实验室条件下最佳的反应温度范围以及合适的进料比范围。
【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】3页(P1288-1290)【关键词】乙苯;苯乙烯;催化剂;反应温度;进料比【作者】张淑霞;文萍【作者单位】中国石油大学华东化学工程学院，山东青岛 266580;中国石油大学华东化学工程学院，山东青岛 266580【正文语种】中文【中图分类】TQ241.1苯乙烯是高分子合成材料的一种重要单体，是重要的基本有机原料，是三大高分子合成材料的重要单体，其用途十分广泛。
乙苯制取苯乙烯方程式
乙苯制取苯乙烯方程式介绍乙苯制取苯乙烯是一种重要的工业过程，用于生产合成橡胶、塑料和纤维等产品。
本文将深入探讨乙苯制取苯乙烯的方程式、反应机理以及相关应用。
乙苯制取苯乙烯的方程式乙苯制取苯乙烯的方程式如下所示：C6H5CH3 -> C6H5CH2 + H2乙苯制取苯乙烯的反应机理乙苯制取苯乙烯的反应机理涉及乙苯的脱氢过程。
乙苯在高温催化剂的作用下发生脱氢反应，生成苯乙烯和氢气两种产物。
具体反应机理如下：1.吸附乙苯在催化剂表面发生吸附，与催化剂形成活性物种。
2.脱氢吸附的乙苯经过脱氢反应，失去一个氢原子，生成苯乙烯。
3.产物解吸生成的苯乙烯和氢气从催化剂表面解吸，脱离催化剂。
乙苯制取苯乙烯的工业应用乙苯制取苯乙烯是一种重要的工业过程，在合成橡胶、塑料和纤维等行业有着广泛的应用。
以下是一些主要的工业应用：1.合成橡胶苯乙烯是生产合成橡胶的重要原料之一。
通过乙苯制取苯乙烯，可以提供充足的原料供应，满足合成橡胶工业的需求。
2.制造塑料苯乙烯是制造塑料的重要原料之一。
经过聚合反应，可以制得聚苯乙烯（PS）等塑料，用于制造各种日常用品和工业产品。
3.生产纤维苯乙烯还可以用于生产合成纤维。
通过乙苯制取苯乙烯，可以提供纤维工业所需的原料，用于生产合成纤维，如聚酰胺纤维等。
4.其他应用苯乙烯还可以用于生产涂料、粘合剂等。
其结构的稳定性和化学性质使其成为多种工业应用的重要原料之一。
总结乙苯制取苯乙烯是一种重要的工业过程，通过脱氢反应将乙苯转化为苯乙烯。
该反应涉及吸附、脱氢和产物解吸等过程。
乙苯制取的苯乙烯广泛应用于合成橡胶、塑料、纤维和涂料等领域，为这些行业提供了重要的原料供应。
以上就是乙苯制取苯乙烯方程式的相关内容，希望能为读者提供一些有用的信息。
感谢阅读！。
应用化工技术专业《实训项目—乙苯脱氢制苯乙烯》
实训工程—乙苯脱氢制苯乙烯苯乙烯为带辛辣味无色至黄色油状液体，有高折射性和特殊芳香气味，有毒；溶于乙醇、乙醚、甲醇、丙酮、二硫化碳，不溶于水；毒性中等，在空气中最大允许浓度为100ppm 。
在空气中的爆炸极限上限为6.1%〔体积〕，下限为1.1%〔体积〕。
苯乙烯分子中，由于侧链是C=C 双键，因此，化学性质较为活泼。
本身可处自聚生成聚苯乙烯树脂，也可以和其它不饱和化合物发生共聚。
如AS 塑料；丁苯橡胶；ABS 塑料；聚酯树脂等均是苯乙烯共聚产物，另外，苯乙烯也广泛应用于制药、涂料、颜料和纺织等工业，所以苯乙烯是重要的化工原料。
1.苯乙烯的来源：苯乙酮法、共氧化法、乙苯脱氢法、裂解汽油法。
2.主要生产方法： 乙苯氧化脱氢C 2H 5+SO 2H 2S H 2OCH CH 2++133123乙苯催化脱氢CH2CH3Cat CH CH2+H2本实训采用乙苯气固相催化脱氢制取苯乙烯一、实训目标〔一〕知识目标1.掌握气-固相催化脱氢反响的原理及影响因素；2.熟悉实训流程和主要设备的结构及实训控制原理；3.掌握原料配比对脱氢反响的转化率、产率影响；4.掌握数据处理方法；〔二〕能力目标1.通过本实训，使学生能应用DCS控制系统操作典型气-固相催化〔吸热〕反响真实装置；2.学会常见事故处理；3.能对产品成份进行定量分析。
二、实训原理〔一〕主反响与副反响 主反响CH 2CH 3Cat CH CH 2+H2(1)副反响+C 2H 4(2)CH 2CH 3CH 2CH 3+H 2CH3(3)+ CH 4+C 2H 6(4)CH 2CH 3CH 3+CH 4(5)+H 2(6)+ C 2H 4CH 3(7)+ 2H 2CH CH 2CH CH 2CH 2CH 3+ 2H 2O+ CO 2+ 3H 2此外，还有缩合、聚合、生焦、生炭等副反响。
〔二〕催化剂工业上脱氢催化剂主要有两类： 氧化铁系催化剂；氧化锌系催化剂。
其特点是均能自行再生，由于副反响产生的炭覆盖在催化剂外表，使其活性下降，但在水蒸汽的存在下，能反发生以下反响C + H 2CO + H 2O即再生时只须停止乙苯进料，单独通入水蒸汽即可。
乙苯脱氢制苯乙烯
乙苯脱氢制苯乙烯引言。
苯乙烯是一种重要的有机化工产品，广泛应用于合成树脂、塑料、橡胶等工业中。
乙苯脱氢制苯乙烯是目前主要的生产工艺之一，其具有高效、低成本等优点，因此备受关注。
本文将对乙苯脱氢制苯乙烯的工艺流程、反应机理、影响因素以及发展趋势进行探讨。
一、乙苯脱氢制苯乙烯的工艺流程。
乙苯脱氢制苯乙烯的工艺流程主要包括催化剂的选择、反应条件的控制以及产品的分离纯化等步骤。
一般而言，该工艺流程可以分为以下几个步骤，乙苯的预热、蒸汽和空气的混合、催化剂的加入、反应器的加热、产物的冷却和分离等。
其中，催化剂的选择对反应的效率和产物的纯度具有重要影响，目前常用的催化剂有铬酸钠、钼酸钠、氧化铝等。
二、乙苯脱氢制苯乙烯的反应机理。
乙苯脱氢制苯乙烯的反应机理主要涉及乙苯分子的脱氢反应。
在催化剂的作用下，乙苯分子中的氢原子被去除，形成苯乙烯分子和水蒸气。
具体而言，乙苯分子首先吸附在催化剂表面，然后发生脱氢反应，生成苯乙烯和水蒸气。
反应机理的研究有助于优化工艺条件，提高反应效率和产物纯度。
三、乙苯脱氢制苯乙烯的影响因素。
乙苯脱氢制苯乙烯的反应受到多种因素的影响，包括温度、压力、催化剂种类和用量、乙苯浓度等。
其中，温度是影响反应速率和产物选择性的重要因素，一般而言，较高的温度有利于提高反应速率，但过高的温度可能导致副反应的发生。
此外，催化剂的种类和用量也对反应的效果有显著影响，不同的催化剂具有不同的活性和选择性，因此需要进行合理选择和控制。
四、乙苯脱氢制苯乙烯的发展趋势。
乙苯脱氢制苯乙烯作为一种重要的有机合成工艺，其发展趋势主要包括提高反应效率、降低生产成本、减少环境污染等方面。
为了提高反应效率，可以通过优化催化剂的性能、改进反应条件、提高乙苯转化率等途径。
同时，降低生产成本也是当前研究的重点之一，可以通过提高催化剂的稳定性和循环利用率、优化产品分离纯化工艺等手段来实现。
此外，减少环境污染也是乙苯脱氢制苯乙烯发展的重要方向，可以通过减少废水排放、提高产物纯度等途径来实现。
乙苯脱氢生产苯乙烯的工艺流程
二、绝热式脱氢反应器有何特点？
绝热式反应器优点是结构比较简单，反应空 间利用率高，不需耐热金属材料，只需耐火 砖就行了，检修方便，基建投资低，其缺点 是温度波动大，操作不平稳，消耗大量的高 温（约983K）蒸汽并需要水蒸汽过热设备。
三、粗苯乙烯分离的目的是什么？
脱氢产物粗苯乙烯（也称为脱氢液和炉油）， 除含有产物苯乙烯以外，还含有没有反应的 乙苯和副产物苯、甲苯及少量焦油。脱氢产 物的组成，因为脱氢方法和操作条件的不同 而不同，
乙苯脱氢生产苯乙烯的工艺流程
四组Biblioteka 耿燕春姚山山 刘国文 王保明
1、外加热式列管反应器有何特点？ 2、绝热式脱氢反应器有何特点？ 3、粗苯乙烯分离的目的是什么？ 4、粗苯乙烯的分离与精制过程中应该注意什么 问题？
一、外加热式反应器有何特点？
这种反应器类似于管壳式换热器，管内装催化剂， 管间走载热体。为了保证气流均匀地流过每根管子， 催化剂床层阻力必须相同，因此，均匀的装填催化 剂十分重要。管间载热体可以冷却水、沸腾水、加 压水、高沸点有机溶剂 、熔盐、熔融金属等。 外加热式列管反应器优点是反应器纵向温度较均匀， 易于控制，不需要高温过热蒸汽。蒸汽耗量低，能 量消耗少。其缺点在于需要特殊合金钢（如铜锰合 金），结构较复杂，检修不方便。
储存注意事项： 通常商品加有阻聚剂。储存 于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库 温不宜超过30℃。包装要求密封，不可与空 气接触。应与氧化剂、酸类分开存放，切忌 混储。不宜大量储存或久存。采用防爆型照 明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械 设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备 和合适的收容材料
四、粗苯乙烯的分离和精制过程中应 注意什么问题？
苯乙烯生产工艺
苯乙烯生产工艺苯乙烯是一种重要的有机化工原料，广泛应用于合成塑料、橡胶、纤维和各种化学产品等领域。
下面是苯乙烯的生产工艺的概述。
目前，苯乙烯的主要生产工艺是通过乙苯脱氢反应合成得到。
具体的工艺包括催化剂的选择、反应条件的控制和分离纯化等环节。
首先，选择合适的催化剂对乙苯进行脱氢反应。
一般来说，针对不同的催化剂，反应条件和过程较为复杂。
常用的催化剂有固定床催化剂、移动床催化剂和流态床催化剂等。
催化剂的选择对生产工艺的效率和产品质量有着重要影响。
其次，通过控制温度、压力和进料比等反应条件，使乙苯发生脱氢反应生成苯乙烯和氢气。
温度通常在500℃左右，压力大约在1.5-2.5MPa之间。
进料比则由乙苯的纯度和回收利用等因素来决定。
反应过程中还需要控制氢气的部分氧化程度，以避免副反应的发生。
在脱氢反应完成后，需进行分离纯化操作。
这是苯乙烯生产中一个非常重要的环节，直接关系到产品的纯度和质量。
分离纯化的过程包括初步分离、精馏和净化等步骤。
其中，精馏是最关键的环节，通过不同的蒸馏塔结构和操作条件，分离苯乙烯和副产物，使苯乙烯的含量达到所需标准。
最后，对得到的苯乙烯进行后处理处理。
这包括脱色、脱水和脱酸等操作，以减少杂质和提高产品的纯度。
其中，脱色是重要的环节，通过加入适量的活性炭或其他吸附剂，将有色杂质吸附掉，使苯乙烯的颜色变得清晰透明。
同时，通过脱水和脱酸处理，减少对设备和催化剂的腐蚀。
综上所述，苯乙烯的生产工艺主要包括催化剂的选择、反应条件的控制、分离纯化和后处理等环节。
这些环节的优化和改进，能够提高苯乙烯的产率和产品质量，降低能耗和环境污染，并促进苯乙烯工业的可持续发展。
乙苯脱氢制苯乙烯
乙苯脱氢制苯乙烯化工11-1 朱伦伦工艺原理以乙苯为原料，按1：3~1：8水比加入过热水蒸汽，在轴径向反应器内，于高温、负压条件下，通过催化剂床层进行乙苯脱氢反应，生成苯乙烯主产品；副反应生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、丙烷、H2、CO和CO2。
主反应：Array这是一个强吸热可逆增分子反应。
副反应是热裂解、氢化裂解和蒸汽裂解反应：C6H5CH2CH3→C6H6＋C2H4C6H5CH2CH3＋H2→C6H5CH3＋CH4C6H5CH2CH3＋H2→C6H6＋C2H6C＋2H2O→2H2＋CO2CH4＋H2O→3H2＋COC2H4＋2H2O→2CO＋4H2水蒸汽变换反应：CO＋H2O→H2＋CO2在水蒸汽浓度很高时，生成苯、甲苯的反应式可能被下列反应所代替：C6H5CH2CH3＋2H2O→C6H5CH3＋CO2＋3H2C6H5CH2CH3＋2H2O→C6H6＋CH4＋CO2＋2H2在乙苯脱氢反应中，原料乙苯中的化学杂质也发生反应，生成物还会进一步发生反应，为此，最终生成物中还含有另一些副产物，如二甲苯、异丙苯、α-甲基苯乙烯、焦油等。
影响化学反应的因素主要有：反应温度、反应压力和水蒸汽/乙苯比（简称水比）。
此外，该反应还受到反应物通过催化剂床层的液体体积时空速度（LHSV）、催化剂性能、原料乙苯中含杂质情况等影响。
反应温度：乙苯脱氢生成苯乙烯的反应为吸热反应，故乙苯转化率随着反应温度的升高而增加。
当温度升高后，不但生成苯乙烯的正反应增加，而且消耗苯乙烯的逆反应以更高的速度增加。
另外，当反应温度提高后，虽然乙苯转化率提高，但副反应（指吸热的副反应）也将加剧，故生成苯乙烯的选择性将降低，因而反应温度不宜过高。
从降低能耗和延长催化剂寿命出发，希望在保证苯乙烯单程收率的前提下，尽量采用较低的反应温度。
反应压力:对于给定的反应温度和水比，乙苯的转化率随着反应压力的降低而显著增加。
在相同的乙苯液体空速和水比下，随着反应压力降低，可相应降低反应温度，而苯乙烯的单程收率维持不变，苯乙烯选择性提高。
乙苯催化脱氢制苯乙烯(2)(1).
10
2.2
反应平衡影响因素
1．常温常压下Kp 25℃时，Kp=2.63×10-15，
在常温常压下，达平衡时，乙苯 （EB）转化率很小，苯乙烯（ST） 产率也很低， 反应难以进行。
11
2.温度的影响
T（k） 600 800 900 1000
4.稀释剂的影响
常用稀释剂是水蒸汽。 •易与产物分离； •热容量大； •不仅提高了脱氢反应的平衡转化 率，而且有利于消除催化剂表面上 沉积的焦。
15
在选用水 蒸气用量比时， 必须作技术经 济指标总的衡 量。 水蒸汽用 量控制在 1：6～9(mol)
16
2.3
催化剂
脱氢反应不仅在热力学上推动力甚小，而 其反应速度也很慢，只有在高温条件下，才具 有一定的反应速度。由于裂解反应比脱氢反应 更容易发生，所以高温条件下乙苯脱氢主要产 物是苯。要解决此问题，关键在于: 使热力学上 处于不利地位的脱氢反应，能在动力学上占绝 对的优势，这就必须采用选择性良好的催化剂。
乙苯催化脱氢的化学过程
2.1 主要反应 2.2 反应平衡影响因素 2.3 催化剂 2.4 操作条件
7
2.1 主要反应
1.主反应与平行副反应
主反应(吸热反应)： Ph-C2H5(气）→ Ph- C2H3 （气）+ H2
0 H 298 117.8kJ / mol
8
平行副反应：
1
2 3
C6H5C2H5(气）→ C6H6（气）+ C2H4
0 H 298 105kJ / mol
C6H5C2H5(气）+ H2→ C6H5 CH3 （气）+ CH4
实验22 乙苯脱氢制苯乙烯
实验22 乙苯脱氢制苯乙烯一、实验目的与要求1、了解苯乙烯制备过程，设计合理工艺流程，并安装好实验装置。
2、掌握检查实验装置漏气的方法。
3、学会稳定操作条件的方法，正确取好数据，并计算其结果，如空速，转化率、产率及收率。
4、学会使用温度控制和流量控制的一般仪表、仪器。
5、作出反应温度对转化率，选择性、收率的影响曲线图。
二、原料及产品性质（略）三、主副反应及影响反应的因素主反应：ΔH 298K =115千焦/摩尔 副反应：C 6H 5C 2H 5→C 6H 6+C 2H 4等在水蒸汽存在下还能发生下列转化反应：CH 4+H 2O →CO+3H 2，C 6H 5C 2H 5+2H 2O →C 6H 5CH 3+CO 2+3H 2 C 2H 4+2H 2O →2CO+4H 2此外还有芳烃脱氢缩合及苯乙烯聚合，生成焦油和焦炭，也可能有深度裂解生成C 和H 2等副反应发生。
1、温度的影响乙苯脱氢反应为吸热反应，故温度对反应影响很大，本实验一般控制在540℃～600℃。
2、压力的影响乙苯脱氢为增加体积的反应，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蒸汽： 乙苯=8:1（摩尔）=1.5:1（体积）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增加，苯乙烯的选择性可能下降，适宜的接触时间与催化剂的活性及反应温度有关，在实验所用的铁系催化剂上，乙苯的液空速以0.6hr -1为宜。
四、催化剂本实验脱氢催化剂采用氧化铁系催化剂，其组成为 Fe 2O 3—CuO —K 2O —Cr 2O 5—CeO 2。
C 6H 5C 2H 5H 2C 6H 5CH CH 2+℃五、实验部分1、实验装置图1 实验装置流程图1.乙苯计量管2.加料泵3.水计量管4.加料泵5.温度显示仪6.管式电炉7.管式反应器8.温度控制器9. 冷凝器10.气液分离器11.冷凝器12.湿式流量计2、反应条件控制预热温度300℃,脱氢反应温度540℃～600℃，水：乙苯=1.5:1（体积比）。
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4.1 钯膜反应器的应用
• 分离型钯膜反应器的应用对乙苯脱氢催 化反应结果的影响：
– 将反应产物氢气选择性移出使平衡移动； – 将反应产物氢气选择性移出抑制氢解副反 应，提高苯乙烯选择性； – 促进催化剂失活或改变催化剂失活机理。
典型的膜反应器中 乙苯脱氢反应结果
4.1 钯膜反应器的应用
• 难题：
4.1 钯膜反应器的应用
• 膜反应器的三个影响因素：
– 膜 – 催，特别强调膜和催化 剂性能的匹配。 • 对于生成氢气的反应来说，致密（复合）钯膜 是首选。 • 钯膜的透氢的机理：“溶解-扩散”机理。
一种乙苯脱氢与钯膜集成 试验装置
– 乙苯分子（苯环）吸附于酸性位Fe3+上被活化； – 乙苯分子的乙基被碱性位O夺取两个氢原子生成两 个羟基； – 碱性位上的电子转移到酸性位Fe3+上，使之变成 Fe2+； – 减弱的酸性位促使苯乙烯逸出； – 最后：两个羟基上的氢结合形成氢分子离开催化剂 表面，碱性位恢复； Fe2+被重新氧化成Fe3+ ，酸 性位恢复。
– 金属氧化物表面聚集态的链状钒氧物种
4.2 二氧化碳气氛下的 氧化脱氢
• Sato, S., et al., “Combination of ethylbenzene dehydrogenation and carbon dioxide shift-reaction over a sodium oxide/alumina catalyst”, Appl. Catal., 1988, 37: 207-215.
3.2 乙苯催化脱氢催化剂 -氧化铁系催化剂
• 钾的助剂作用（电子型）：
– 作为半导体催化剂的杂质，促进催化脱氢活性； – 作为C-H2O反应助催化剂使催化剂具有自再生能力 （碱金属助剂可抑制积炭，并促进积炭与大量水蒸 气反应除碳）； – 作为选择性助剂抑制苯的生成（碱金属助剂可部分 中和催化剂酸中心，减少酸中心上的烷基苯按正碳 离子机理脱烷基）。 – 通过与氧化铁形成固溶体等形式分散于氧化铁的结 构中，由于铬比铁难还原，可阻止由于还原导致的 氧化铁烧结。
– 催化剂低温活性低，致使低温下膜反应器 的优势不明显； – 膜通量低； – 膜稳定性差； – 膜反应器中的催化剂的失活研究。
4.2 二氧化碳气氛下的 氧化脱氢
• 背景：
– 乙苯脱氢制苯乙烯是高耗能工艺，需要新 的替代工艺。
– 以二氧化碳代替水蒸气可显著节能：每吨 产品从62.7108J降至7.9108J – 二氧化碳是温室气体，该工艺对环保有益。
• Cr2O3的助剂作用（结构型）：
3.2 乙苯催化脱氢催化剂 -氧化铁系催化剂
• 水蒸气的作用：
– – – – – 消除积炭及焦油； 为吸热反应提供热量； 防止铁被还原成金属铁； 降低乙苯的热裂解； 作为稀释剂提供低压。
3.2 乙苯催化脱氢催化剂 -氧化铁系催化剂
• 催化脱氢反应机理（酸碱协同作用机理）：
• 目前的催化剂离工业应用仍有一定距离。
4.2 二氧化碳气氛下的 氧化脱氢
• 反应机理：
– （1）氧化循环作用机制
一步反应：
4.2 二氧化碳气氛下的 氧化脱氢
• 反应机理：
– （2）反应耦合作用机制
两步反应：
4.2 二氧化碳气氛下的 氧化脱氢
• 钒基催化剂表面钒物种的状态：
– 二氧化硅表面孤立的 钒氧四面体结构
3.2 乙苯催化脱氢催化剂 -氧化铁系催化剂
• 催化剂主活性组分： • 对催化剂活性相的几种看法：
3.2 乙苯催化脱氢催化剂 -氧化铁系催化剂
– KFeO2活性相(大多数学者支持) – 活性相结构不稳定，呈多相动态体系： K2Fe2O4, K2Fe22O34, Fe3O4 – K2Fe22O34活性相 – Fe3O4活性相 – 碳-氧物种活性相
4 乙苯催化脱氢反应 研究新进展
• 4.1 钯膜反应器的应用 • 4.2 二氧化碳气氛下的氧化脱氢
4.1 钯膜反应器的应用
• 三种膜反应器：
– 分离型膜反应器：将反应产物（之一）分 离出反应区域，提高产率。
– 分散性膜反应器：将反应物（之一）通过 膜引入反应区，常用于选择性氧化反应。
– 接触作用的膜反应器：增加反应物和催化 剂的接触。
3 乙苯催化脱氢法 制苯乙烯
• 3.1 热力学
– 强吸热可逆反应，需高温； – 低分压有利于提高乙苯转化率，通过通入 水蒸气或氮气实现； – 主要副产物是苯和甲苯； – 主反应与水汽变换反应、热裂解、催化裂 解等反应相伴随。
3.2 乙苯催化脱氢催化剂 -氧化铁系催化剂
• • • • • 1960年：Fe-K-Cr 1970年代中期：Fe-K-Ce-Mo 1980年代左右：高钾、低水比 第四代：低钾、镁结构助剂、低水比 广泛使用的新型号催化剂：Styromax1, Styromax-4等。
• 人们开始了对该过程的研究，并一直是 乙苯脱氢研究的热点。
4.2 二氧化碳气氛下的 氧化脱氢
• 催化剂（传统的Fe-K催化剂性能差）：
– 载体：活性炭、氧化铝、氧化镁、氧化硅、分子筛、 氧化锆氧化铁复合载体。 – 活性组分：氧化铁、氧化铬、氧化铈、氧化钒氧化 锆等。 – 助剂：碱金属、稀土金属、过渡金属、贵金属等。
乙苯催化脱氢制苯乙烯
1 引言
• 苯乙烯是现代石油化工最重要的单体之 一，2006年世界总产能2995.4万吨；
• 苯乙烯系列合成树脂的产量继聚乙烯和 聚氯乙烯之后位居第三位； • 主要下游产品为：聚苯乙烯、ABS树脂、 SAN树脂、丁苯共聚乳胶等。
2 乙苯转化为苯乙烯 的反应途径
• 乙苯催化脱氢法
乙苯丙烯共氧化法
• 1966美国Haicon公司开发；1973西班 牙建成第一套工业装置； • 此工艺生产的苯乙烯占世界产量10%。
氧化
丙烯
脱水
乙苯
过氧化氢乙苯
甲基苄醇
苯乙烯（联产环氧丙烷）
以氧气为氧源的 乙苯氧化脱氢法
• 较低温度下的放热反应，能耗低；
• 目前仍处于实验室研究阶段，关键是催 化剂的研究； • 氧化剂的参与不可避免深度氧化产物， 选择性低。