乙苯脱氢制苯乙烯

乙苯脱氢制苯乙烯
脱氢催化剂
氧化铁系催化剂组成 Fe2O3—CuO—K2O—Cr2O5—CeO2
乙苯脱氢制苯乙烯
苯乙烯性质
英 文 名： Styrene;Styrol;Vinylbenzene 别名 乙烯基苯 分 子 式 ： C6H5CH:CH2 产品用途 ：主要用于聚苯乙烯、合成橡胶、工程塑料、离子交换树脂等的原料 物化性质 无色油状液体，有芳香气味。凝固点-30.6℃。沸点145℃。相对密度 0.9059(20/4℃)。闪点（开杯）31.11℃。自燃点490℃。折射率nD(20℃)1.5467。 粘度（20℃）0.763mPa·s。不溶于水，溶于乙醇及乙醚。当加热或暴露日光下， 或在过氧化物存在下容易聚合，聚合时释放热量，并能引起爆炸。爆炸极限 1.1%～6.1%（体积）。 毒性防护 ： 本品有毒。毒性比苯弱。苯乙烯具有引人发笑的臭味，在0.000025就 可以显明地察觉到。在0.00005就会感到不快，但在这样浓度下，尚无毒害作用。 随浓度升高，则刺激性增强，可刺激皮肤，呼吸道。在通风不良的室内进食时会 刺激胃粘膜。苯乙烯与苯不同，不会造成慢性中毒，因为苯乙烯在生物体内容易 被氧化成苯甲酸、苯基甘醇、苯乙醇酸等，进而成为马尿酸或葡萄糖酸酯而被排 出体外。空气中最高容许浓度为420mg/m3。生产设备应密闭，防止跑、冒、滴、 漏。注意个人防护，工作时应穿戴个人防护用具。操作人员进行定期检查，有呼 吸系统疾病、肝脏病、肾脏病或血液病者，不宜从事本操作。
乙苯脱氢制苯乙烯
原料及产品性质
一、原料 乙基苯 催化剂： 催化剂：氧化铁系催化剂 二、产品 苯乙烯 相关副产品
乙苯脱氢制苯乙烯
乙基苯性质
英文名： 英文名：Phenylethane 分子式】 【分子式】C8-H10（C6H5CH2CH3） （
【分子量】106.16 分子量】 比重】 【比重】0.8669 (20℃) ℃ 熔点】 【熔点】-94.9 ℃ 沸点】 自燃点】 【沸点】136.2 ℃【自燃点】432.22℃ ℃ 蒸Biblioteka Baidu压】 毫米汞柱 【蒸汽压】10毫米汞柱 (25.9℃) ℃ 蒸汽密度】 【蒸汽密度】3.66 闪点】 【闪点】15 ℃ 爆炸极限】 【爆炸极限】1~6.7% 毒性分级】 【毒性分级】中毒 爆轰气体危险特性】 【爆轰气体危险特性】与空气混合可爆 可燃性危险特性】遇明火、高温、 【可燃性危险特性】遇明火、高温、氧化剂易燃
乙苯脱氢制苯乙烯
影响因素
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， 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℃。 控制在 ℃ ℃ 压力的影响 乙苯脱氢为增加体积的反应， 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 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。 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） 较适宜的水蒸汽用量为水蒸汽： 乙苯 （摩尔） （体积） 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， 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， 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， 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。 为宜。 液空速以 为宜
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实验装置
乙苯脱氢制苯乙烯
操作步骤
安装好设备及电路，待教师检查后认为合格后，方可开始操作。 安装好设备及电路，待教师检查后认为合格后，方可开始操作。检查 反应系统的密封性， 压力表， 反应系统的密封性，用0.1MPa压力表，数分钟内压力不变即符合要 压力表 也可用肥皂泡试漏。 求，也可用肥皂泡试漏。 接通电源，使反应器的预热段、反应段分别逐步升温至预定的温度， 接通电源，使反应器的预热段、反应段分别逐步升温至预定的温度， 同时打开冷却水。 同时打开冷却水。 当预热温度达到300℃，反应温度达400℃左右开始加入蒸馏水，校 ℃ 反应温度达 当预热温度达到 ℃左右开始加入蒸馏水， 正水流量，（ ，（0.75ml/分），然后校正乙苯流量（0.5ml/分）并使之 然后校正乙苯流量（ 正水流量，（ 分），然后校正乙苯流量 分 稳定半小时。 稳定半小时。 反应开始每隔10～ 分钟取一次样品 每个温度至少取二个样品， 分钟取一次样品， 反应开始每隔 ～20分钟取一次样品，每个温度至少取二个样品， 产品液从分离器中放入量筒，然后用分液漏斗分去水层， 产品液从分离器中放入量筒，然后用分液漏斗分去水层，称出烃液重 量。 反应结束，停止加乙苯原料，反应温度维持在 反应结束，停止加乙苯原料，反应温度维持在500℃左右，继续通水 ℃左右， 蒸汽，进行催化剂的清焦再生，约半小时后停止通水蒸汽，并降温。 蒸汽，进行催化剂的清焦再生，约半小时后停止通水蒸汽，并降温。
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控制反应条件
预热温度300℃,脱氢反应温度 ℃ 脱氢反应温度 脱氢反应温度540℃～600℃，水： 预热温度 ℃ ℃ 乙苯=1.5:1（体积比）。 乙苯 （体积比）。 相等于乙苯加料0.5ml/分，蒸馏水0.75ml/分左右 分 蒸馏水 相等于乙苯加料 分左右 （50毫升催化剂）。 毫升催化剂）。 毫升催化剂
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主反应
ΔH298K=115千焦/摩尔
乙苯脱氢制苯乙烯
副反应
C6H5C2H5→C6H6+C2H4等 等
在水蒸汽存在下还能发生下列转化反应： 在水蒸汽存在下还能发生下列转化反应： CH4+H2O→CO+3H2， ， C6H5C2H5+2H2O→C6H5CH3+CO2+3H2 C2H4+2H2O→2CO+4H2 此外还有芳烃脱氢缩合及苯乙烯聚合，生成焦油和焦炭， 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 等副反应发生 等副反应发生。 也可能有深度裂解生成 和H2等副反应发生。
化工工艺学实验
——乙苯脱氢制苯乙烯
乙苯脱氢制苯乙烯
实验内容
一、实验目的与要求 二、原料及产品性质 三、主副反应及影响反应的因素 四、实验装置与流程 五、操作步骤及反应条件 六、数据记录与处理 七、问题思考
乙苯脱氢制苯乙烯
实验目的与要求
了解苯乙烯制备过程，设计合理工艺流程， 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。 装置。 掌握检查实验装置漏气的方法。 掌握检查实验装置漏气的方法。 学会稳定操作条件的方法，正确取好数据，并计算其结果， 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。 如空速，转化率、产率及收率。 学会使用温度控制和流量控制的一般仪表、仪器。 学会使用温度控制和流量控制的一般仪表、仪器。 作出反应温度对转化率，选择性、收率的影响曲线图。 作出反应温度对转化率，选择性、收率的影响曲线图。
乙苯脱氢制苯乙烯
数据记录与处理
原始记录
时间 温 度℃ 预热温度 反应温度 空 速 投水量 烃层量 尾 气 乙苯量 脱氢产物 水 层 量
产品分析结果
乙苯脱氢制苯乙烯
计算结果
乙苯脱氢制苯乙烯
问题思考
乙苯脱氢反应中对于等温式反应器与绝热式反应 器，它们的催化剂床层反应温度分布情况如何， 它们的催化剂床层反应温度分布情况如何， 本实验装置的温度差在哪里？ 本实验装置的温度差在哪里？ 进行反应物料衡算，需要一些什么数据， 进行反应物料衡算，需要一些什么数据，已有的 数据如何来进行处理？ 数据如何来进行处理？ 为什么乙苯脱氢制苯乙烯反应需要控制适宜温度？ 为什么乙苯脱氢制苯乙烯反应需要控制适宜温度？