乙苯脱氢制苯乙烯
乙苯脱氢制苯乙烯方程式
乙苯脱氢制苯乙烯方程式一、引言乙苯脱氢制苯乙烯是一种重要的有机合成反应，可以通过乙苯经过脱氢反应生成苯乙烯。
本文将详细介绍乙苯脱氢制苯乙烯的反应方程式、反应机理以及相关应用和工业生产。
二、反应方程式乙苯脱氢制苯乙烯的反应方程式如下所示：C6H6CH3 -> C6H5CH=CH2 + H2反应的主要产物为苯乙烯（C6H5CH=CH2），同时生成氢气（H2）。
三、反应机理乙苯脱氢制苯乙烯的反应机理可以分为两步：1.脱氢反应（去氢化）：乙苯分子中的一个氢原子（H）脱离，生成苯乙烯中的一个双键（C=C）。
2.氢迁移反应：生成的苯乙烯发生氢迁移反应，从而使乙苯中的另一个氢原子（H）脱离，生成苯乙烯中的另一个双键（C=C）。
整个反应过程如下所示：C6H6CH3 -> C6H5CH2• + H• （脱氢反应）C6H5CH2• -> C6H5CH=CH2 + H• （氢迁移反应）整个反应过程需要适当的温度和催化剂的存在。
常见的催化剂包括金属氧化物、金属螯合物等。
四、反应条件乙苯脱氢制苯乙烯的反应条件通常为高温和大气压力下进行，一般适用以下条件：•温度：500-600摄氏度•压力：1-10大气压•催化剂：常用的催化剂有二氧化铬、氧化钪、氧化镍等除了上述基本条件外，反应过程中还需要配合适当的反应时间和反应器设计，以及对产物的分离和纯化等工艺的控制。
五、应用和工业生产苯乙烯是一种重要的工业原料，广泛应用于合成橡胶、塑料、纺织品、涂料、颜料等行业。
因此，乙苯脱氢制苯乙烯在工业生产中具有重要的意义。
乙苯脱氢制苯乙烯的工业生产常采用流化床反应器或管式反应器。
工艺流程中需要考虑催化剂的选择和寿命，控制反应温度和压力等参数，以及对产物的分离和纯化等后续处理。
六、总结乙苯脱氢制苯乙烯是一种重要的有机合成反应，通过乙苯经过脱氢反应生成苯乙烯。
本文介绍了该反应的方程式、反应机理以及相关应用和工业生产。
随着化工工业的发展，乙苯脱氢制苯乙烯的研究和应用将继续得到重视，不断改进反应条件和工艺流程，以提高产率和纯度，降低能耗和环境影响。
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
最新乙苯脱氢制苯乙烯知识讲解
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。
乙苯脱氢制苯乙烯实验完成
1.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。
2.实验原理乙苯脱氢反应为吸热反应，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，故应控制适应的反应温度。
乙苯脱氢为体积增加的反应，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。
因此适宜的用量为：水：乙苯＝1.2～2.6：1（质量比）。
本实验乙苯的液空速以0.6～1h-1为宜。
3.实验仪器（实验装置及反应器构造见附图）（1）柱塞式液体加料泵 2台；（2）氮气钢瓶 1个；（3）注射器（10μl） 1支；（4）色谱仪 1台；（5）取样瓶 5只；（6）分液漏斗 1个；（7）反应器及温度控制仪 1套；（8）冷却器 1个；（9）气液分离器 1个；（10）储液瓶 2支；（11）催化剂 20ml。
4.操作步骤实验时间：2009年由于本次实验实验装置有所损坏，我们没有能够完成所有的操作过程，无法采集数据，最后在老师的指导下我们配制了苯，甲苯，乙苯和苯乙烯混合液，并且对器进行了色谱分析，结果如下图：图 1图 2图 3图 4图 5实验结果处理见表1：表1 产品含量、转化率、选择性、收率数据乙苯脱氢制备苯乙烯的反应是吸热反应，随着反应温度的提高反应的转化率应该提高，本组所配溶液也是按照转化率逐渐增高的顺序来完成的，与实际情况一致。
5.附图图1 实验装置图11- 气体钢瓶；2-减压阀；3-稳压阀；4-转子流量计；5-干燥器；6-取样计；7-预热炉；8-预热器；9-反应炉；10-固定床反应器；11-冷凝器；12-气液分离器；13-湿式流量计；14-加料罐；15-液体加料泵1-反应器；2-测温套管；3-催化剂；4-耐高温纤维；5-石英砂图2 石英玻璃反应器剖视图1-三 脚 架；2-丝 网；3-玻 璃 毛；4-催 化 剂；5-测温 套 管；6-螺 帽；7-热 电 偶图3 不锈钢反应器剖视图。
乙苯脱氢制苯乙烯
实验7 乙苯脱氢制苯乙烯苯乙烯，C 6H 5CH=CH 2，C 8H 8，是不饱和芳烃最简单，最重要的成员，广泛用作生产塑料和合成橡胶的原料，如结晶型苯乙烯，橡胶改性抗冲聚苯乙烯，丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物（ABS ），苯乙烯—丙烯腈共聚物(SAN)，苯乙烯—顺丁烯二酸酐共聚物(SMA)和丁苯橡胶(SBR)等。
苯乙烯的生产方法很多，主要有乙苯脱氢法和共氧化法（联产环氧丙烷），乙苯脱氢法占世界苯乙烯总产量的90％。
本实验是以乙苯为原料，用气—固相催化脱氢法制苯乙烯。
一．实验目的１．掌握乙苯气相催化脱氢的基本原理和实验方法，掌握乙苯脱氢操作条件对产物收率的影响；2． 熟悉反应器、汽化器等结构特点；3． 了解反应温度控制和测量方法以及加料的控制与计量方法； 4． 了解反应产物的分析测试方法。
二．实验原理乙苯脱氢为可逆吸热反应：主反应: C 8H 10 C 8H 8 + H 2 △H 873K = 125 kJ/mol （１）除脱氢反应外，还发生一系列副反应，生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、烯烃、焦油等，如：C 8H 10 C 6H 6+ C 2H 4 △H 873K = 102 kJ/mol （２）C 8H 10 + H 2 C 7H 8 + CH 4 △H 873K = - 64.4 kJ/mol （３） C 8H 10 + H 2 C 6H 6 + C 2H 6 △H 873K = - 41.8 kJ/mol （４） C 8H 10 8C + 5H 2 △H 873K = - 1.72kJ/mol （５） 乙苯脱氢反应是一个吸热、摩尔数增多并需要催化剂的复杂过程。
由于反应是吸热反应，随着温度的升高，脱氢反应加快，苯乙烯收率也迅速增加。
反应温度过高，脱氢反应加快，但苯乙烯收率增加变慢，即副反应大大加快，所以反应温度一般控制在550-62０℃范围内。
反应（2）、（3）是两个主要的平行副反应，这两个副反应的平衡常数大于乙苯脱氢生成苯乙烯的平衡常数，因此，如果从热力学分析看，乙苯脱氢生产苯乙烯的可能性确实不大,所以要采用高选择性的催化剂，增加主反应的反应速率，反应是可以实现的。
乙苯催化脱氢合成苯乙烯的工艺流程
（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：
水蒸气/乙苯=(6~12)/1(摩尔比)， 最终转化率为77~93%， 选择性为92~96%。 综上所述，改进后的绝热反应器，对前面提到的过热水蒸 气消耗量大、乙苯转化率低和苯乙烯选择性差等缺点，得到了 比较好的解决。
（三）脱氢产物粗苯乙烯的分离与精制
高。现在采用林德公司开发的筛板塔，筛板塔效率高、压力损 失比较小，能用一台精馏塔进行分离，不仅简化了流程，而且 水蒸气用量也减少了一半。
20 聚合速度，%每小时 10 8 6 4 2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.1 60 70 80 90 100 110 120130 140 温度，°C
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。
实验三 乙苯脱氢
实验三乙苯脱氢制苯乙烯一．实验目的1．掌握乙苯脱氢实验的反应过程和反应机理、特点，了解副反应和生成副产物的过程。
2．学习气固相管式催化反应器的构造、原理和使用方法，学习反应器正常操作和安装。
3．自动控制仪表的使用，如何设定温度和加热电流大小。
怎样控制床层温度分布。
4．了解气相色谱的原理和构造，掌握色谱的正常使用和分析条件选择，学习如何手动进样分析液体成分。
5．学习微量泵和蠕动泵的原理和使用方法，学会使用湿式流量计测量流体流量。
二．实验仪器和药品乙苯脱氢气固反应器，气相色谱及计算机数据采集和处理系统，精密微量液体泵（苯），蠕动泵（水）。
乙苯脱氢催化剂，化学纯乙苯，蒸馏水。
（分析纯苯，分析纯甲苯）三．实验原理乙苯脱氢生成苯乙烯和氢气是一个吸热、分子数增加的可逆反应。
提高反应温度、降低反应压力，都能提高反应转化率。
乙苯脱氢生成苯乙烯反应转化率，不但受催化剂和工艺条件的限制，更受到热力平衡的限制。
为了提高反应的单程转化率，在80年代国外开发了乙苯脱氢—氢氧化新工艺。
我国燕山石化公司也在2001年首次采用了这种生产工艺。
由于反应产物中的氢气可以和空气中的氧气发生氧化反应，这样就破坏了原来的化学平衡，使反应向着有利于生成苯乙烯的方向进行。
同时，氢燃烧生成的热量，也正好用于反应物料的再加热，有利于节约能源，降低生产成本。
本实验仍然采用一步反应，即乙苯脱氢生成苯乙烯。
该反应所用催化剂为α—A l2O3上负载Fe元素，然后烘干、活化，得到工业用催化剂。
乙苯脱氢生成苯乙烯过程，在水蒸气存在下，有以下反应：主反应：C6H5C2H5→C6H5C2H3+H2⑴副反应：C6H5C2H5→C6H6+C2H4⑵C6H5C2H5+ H2→C6H5CH3+CH4⑶C+H2O→CO2+2H2CH4+H2O→CO+3H2C2H4+2H2O→2CO+4H2CO+ H2O→CO2+H2在实验中，前两个副反应生成的产物苯和甲苯留在了液相冷凝液中，而其他几个副产物都是挥发气体，进入尾气湿式流量计计量总体积后排出。
乙苯脱氢制苯乙烯
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：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 → C6H5 CH3＋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。
乙苯脱氢制苯乙烯
乙苯脱氢制苯乙烯苯乙烯是用于生产各种弹性体、塑料和树脂的重要单体。
1.工艺路线的评述现代苯乙烯生产装臵不论采用乙苯脱氢法还是乙苯和丙烯共氧化(亦称自氧化)法,都需用原料乙苯,乙苯生产往往是苯乙烯生产装臵的一个组成部分。
工厂的技术经济评价和工艺技术也常将乙苯生产考虑在内,因此,本节对苯乙烯生产方法的评述也包括乙苯部分。
(1)乙苯生产方法评述乙苯可由炼油厂有关生产装臵(如催化重整、催化裂化和热裂化)得到的C8芳烃馏分中获得(约占C8芳烃的15%～25%),但量少(不足乙苯总生产量的10%),乙苯与关键组分对二甲苯沸点差仅为2.2℃,分离和精制难度较大。
工业上分离乙苯的精馏塔实际塔板数达300～400块(相当于理论板数200～250块),三塔串联,塔釜压力0.35～0.4MPa,回流比50～100,得到的乙苯纯度在99.6%以上。
90%以上的乙苯是由苯与乙烯经烷基化(工厂中常称烃化)制得的:副产物有二乙苯和多乙苯,它们可经分离,提纯作为化工产品出售,例如二乙苯可用来生产二乙烯苯,后者用作合成树脂的交联剂和改性剂;亦可经烷基转移反应,与苯作用生成乙苯。
现在,生产乙苯的方法有下列四种:传统AlCl3液相法,均相AlCl3液相法,分子筛气相法和丫分子筛液相法。
传统AlCl3液相法在1935年就开发成功,现在使用最广的是UCC/Badger工艺。
AlCl3溶解于苯、乙苯和多乙苯的混合物中,生成络合物,并与液态苯形成液-液二相反应体系。
在同一反应器中,进行烷基化反应的同时,二乙苯和多乙苯与苯发生烷基转移反应。
乙烯转化率接近100%,烷基化反应收率97.5%,每生产1吨乙苯副产焦油1.8～2.7公斤。
催化剂,苯及多乙苯循环使用。
此法反应介质腐蚀性强,设备需考虑防腐问题;对原料中的杂质含量要求严格,AlCl3用量大,物耗、能耗很高,环境污染严重,副产焦油量大。
优点是工艺流程简单;操作条件要求较低;烷基化反应与烷基转移反应在同一反应器中完成。
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。
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。
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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乙苯脱氢制苯乙烯
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。
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பைடு நூலகம்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℃ ℃ 蒸汽压】 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
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。
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。
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
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
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？
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