乙苯脱氢制取苯乙烯
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
乙苯脱氢制苯乙烯实验指导书(OK)
乙苯脱氢制苯乙烯实验指导书一、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，了解副反应的反正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，掌握催化剂评价的一般方法和获得适宜工艺条件的研究步骤和方法。
３．学习动态控制仪表的使用，如何设定温度和加热电流大小，怎样控制床层温度分布。
４．学习气体在线分析的方法和定性、定量分析，学习如何手动进样分析液体成分。
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。
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，液体泵。
乙苯脱氢催化剂，化学纯乙苯，蒸馏水。
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，不但受到催化剂和工艺条件的限制，更受到热力学平衡的限制。
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，氢燃烧产生的热量，也正好用于反应物料的再加热，也有利于节约能源，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在α-32O Al 上载上Pt 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：C 6H 5C 2H 5→C 6H 5C 2H 3+H 2 （1）副反应：C6H5C2H5→C6H6+ C2H4（2）C6H5C2H5+H2→C6H5CH3+ CH4（3）C+2H2O→CO2+ 2H2CH4+H2O→CO+ 3H2C2H4+2H2O→2CO+ 4H2CO+H2O→CO2+ H2在实验中，由于前两个副反应生成的产物苯和甲苯留在了液体冷凝液中，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流程
乙苯脱氢制苯乙烯工艺流程嘿，你有没有想过那些我们日常生活中随处可见的塑料制品、橡胶制品是怎么来的呢？这里面有一个很重要的原料，那就是苯乙烯。
而乙苯脱氢制苯乙烯可是一个超级有趣又相当重要的工艺流程呢！我有个朋友叫小李，他就在一家化工企业工作，专门和这个乙苯脱氢制苯乙烯的流程打交道。
我呀，就缠着他给我好好讲讲这个流程到底是咋回事儿。
乙苯脱氢制苯乙烯这个过程啊，就像是一场精心编排的魔术表演。
首先得有原料，那乙苯就像是表演的主角，它可是这个流程的根基。
这乙苯可不能是随随便便的，它得是经过严格提纯、质量合格的。
你想啊，如果乙苯本身就不纯，那后面还能变出合格的苯乙烯吗？肯定不行啊！然后呢，就到了反应阶段。
这个反应可不得了，就像是一场激烈的战斗。
乙苯要在高温和催化剂的作用下进行脱氢反应。
这高温啊，就像是给乙苯加了一把火，让它有足够的能量去甩掉一些东西。
催化剂呢，那就是这场战斗中的指挥官，指挥着乙苯按照正确的方向去反应。
我就问小李：“这高温得有多高啊？是不是像火炉一样热？”小李笑着说：“那温度可不低呢，几百摄氏度呢，真的就像个大火炉。
”在这个反应过程中，乙苯分子里的氢原子就像调皮的小孩子，在高温和催化剂的驱使下，纷纷从分子里跑了出来。
那这个时候就产生了苯乙烯，还有氢气呢。
你说神奇不神奇？这就像是把一个大包裹拆开，然后拿出一部分东西，变成了一个新的包裹和一些小零件。
可是啊，这还没结束呢。
反应完了之后，就像一场混乱的战场需要清理一样，反应后的产物是混合在一起的。
这里面有我们想要的苯乙烯，还有没反应完的乙苯，以及产生的氢气等其他东西。
这可不能就这么乱着呀，得把苯乙烯给分离出来才行。
这分离过程就像是从一堆混合的糖果里挑出你最喜欢的那种糖果一样。
小李跟我说，他们有一套很复杂的分离系统。
首先通过冷却，把一些高沸点的物质给凝结下来，就像把热气腾腾的食物放进冰箱里，一会儿就凝固了一样。
然后再利用不同物质在吸收剂中的溶解度不同，把苯乙烯和其他杂质分离开来。
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。
乙苯脱氢生产苯乙烯工艺
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3.苯乙烯的回收精制
组成
含量
苯乙烯
>60%
乙苯
15～ 30％
136.2
苯、甲苯
<5%
110.6
可采用精
80.1 >520
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苯、甲苯 乙苯 苯乙烯 焦油
A
B
C
D
②
①
③
操作顺序： ① ② ③ ， ① ③减压蒸馏
苯乙烯物系：塔釜温度<90 ℃，加阻聚剂，
1）列管式等温反应器脱氢部分工艺流程
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等温反应器工艺流程特点： a.乙苯转化率高、苯乙烯选择性高； b.水蒸气用量较少。 c.反应器制造费用高。
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2）绝热反应器反应工艺流程
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绝热反应器工艺流程特点： a.反应器结构简单，制造费用低，生产能 力大，检修方便。 b.乙苯转化率低、苯乙烯选择性低； c.水蒸气用量多，工业废水多。
是高分子材料合成的重要单体。
共聚：聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂 （ABS树脂）；
与丁二烯反应：乳胶、合成橡胶。
CH CH2
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二、乙苯脱氢法
1.乙苯催化脱氢的主副反应 主反应： 副反应：
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2.乙苯脱氢工艺条件选择
（1）温度 平衡常数随温度的升高而增大，为避免副反应，
温度不应太高。 常选823-873K。
减压操作
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需要减压操 作的精馏塔 是乙苯蒸出 塔和苯乙烯
精馏塔。
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第二讲 乙苯脱氢制苯乙烯
学习目标 1.理解乙苯脱氢的反应原理。 2.掌握乙苯脱氢工艺条件、水蒸气的作用。 3.掌握外加热式列管反应器和绝热反应器工艺流 程，能绘制工艺流程方框图。 4.掌握苯乙烯精制流程图。 5.理解乙苯脱氢反应器的特点。
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。
乙苯脱氢制苯乙烯实验报告
乙苯脱氢制苯乙烯实验报告Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT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C 6H 5C 2H 5C 6H 5C 2H 3+H 2副反应C 6H 5C 2H 5C 6H 6+C 2H 4 C 2H 4+H 2C 2H 6C 6H 5C 2H 5+H 2C 6H 6+C 2H 6 C 6H 5C 2H 5C 6H 5－CH 3+CH 4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，△H 0>0，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，故应控制适应的反应温度。
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∆⎥⎦⎤⎢⎣⎡∑=ni总PKKnP可知，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（质量比）。
乙苯脱氢制苯乙烯的实验反思
乙苯脱氢制苯乙烯的实验反思1. 实验目的本次实验的目的是通过乙苯脱氢反应制备苯乙烯，通过实验验证催化剂对反应速率和产物选择性的影响。
2. 实验步骤及观察结果2.1 实验步骤1.实验前准备：将所需仪器、试剂准备齐全，清洗干净。
2.综合反应装置：按照实验要求组装综合反应装置，包括催化剂放置器、反应釜和冷凝器。
3.加入催化剂：在催化剂放置器中加入适量的磷酸硅凝胶催化剂。
4.开始反应：将乙苯缓慢滴入反应釜中，并同时通入反应气体。
5.反应结束：停止滴加乙苯后，继续通入反应气体一段时间，以确保反应充分。
6.收集产物：将产生的气体通过冷凝器冷却并收集。
2.2 观察结果•反应开始时，乙苯溶液呈现透明状。
•随着反应的进行，乙苯溶液逐渐变浑浊，产生溶液中的气泡。
•反应结束后，收集到的气体呈黄色。
3. 实验结果与讨论3.1 异常观察及可能原因在实验过程中，没有观察到异常情况。
3.2 反应速率与催化剂的关系本实验对比了使用不同催化剂的乙苯脱氢反应速率，通过比较反应结束时收集到的气体颜色的深浅，可以初步判断反应速率的差异。
然而，由于实验过程中所使用的催化剂种类有限，并且没有设置对照组，无法准确评估不同催化剂对反应速率的影响。
因此，在未来的实验中，应该选择更多的催化剂进行比较，并设计对照组来准确评估反应速率的差异。
3.3 反应产物的选择性与催化剂的关系乙苯脱氢反应的主要产物是苯乙烯，然而，实验结果表明，反应产物中还有一些副产物。
通过进一步的分析，发现了苯环的裂解现象，导致了副产物的形成。
这可能与催化剂的选择有关。
在本次实验中，磷酸硅凝胶催化剂被选中，其与反应物表面形成的活性位点对于苯环的裂解具有一定的促进作用，导致副产物的生成。
为了提高产物的选择性，在未来的实验中可以尝试使用其他催化剂，并探索不同催化剂对产物选择性的影响。
3.4 实验条件与结果的关系本次实验中，反应的温度、催化剂用量和反应时间等实验条件对实验结果产生了重要影响。
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。
年产16万吨乙苯脱氢制苯乙烯精馏工艺设计(可编辑)
年产16万吨乙苯脱氢制苯乙烯精馏工艺设计第一章绪论1.1原料的主要性质与用途1.1.1乙苯的主要性质乙苯是无色液体,具有芳香气味,可溶于乙醇、苯、四氯化碳和乙醚,几乎不溶于水,易燃易爆,对皮肤、眼睛、粘膜有刺激性,在空气中最大允许浓度为100PPM。
乙苯侧链易被氧化,氧化产物随氧化剂的强弱及反应条件的不同而异。
在强氧化剂(如高锰酸钾)或催化剂作用下,用空气或氧气氧化,生成苯甲酸;若用缓和氧化剂或温和的反应条件氧化,则生成苯乙酮。
乙苯的其它性质如下表所示:表1 乙苯的相关性质序号常数名称计量单位常数值备注1 分子量106.1672 液体比重0.882 0℃3 沸点℃ 136.2 101325Pa4 熔点℃ -94.4 101325Pa5 液体热容量kJ/(kg K) 1.754 298.15K6 蒸汽热容量Kcal/(kg K) 0.285 27℃7 蒸发热kJ /mol 35.59 正常沸点下8 液体粘度 104kgSee/M2 0.679 20℃9 生成热Kcal/mol 2.98 20℃10 在水中溶解度11 燃烧热Kcal/mol 1101.1 气体12 闪点℃ 1513 自然点℃ 553.014 爆炸范围 %体积2.3~7.41.1.2乙苯的主要用途乙苯是一个重要的中间体,主要用来生产苯乙烯,其次用作溶剂、稀释剂以及用于生产二乙苯、苯乙酮、乙基蒽醌等;同时它又是制药工业的主要原料。
1.2 苯乙烯的性质和用途苯乙烯(SM)是含有饱和侧链的一种简单芳烃,是基本有机化工的重要产品之一。
苯乙烯为无色透明液体,常温下具有辛辣香味,易燃。
苯乙烯难溶于水,25℃时其溶解度为0.066%。
苯乙烯溶于甲醇、乙醇、乙醚等溶剂中。
苯乙烯在空气中允许浓度为0.1ml/l。
浓度过高、接触时间过长则对人体有一定的危害。
苯乙烯在高温下容易裂解和燃烧。
苯乙烯蒸汽与空气混合能形成爆炸性混合物,其爆炸范围为1.1~6.01%(体积分数)。
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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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：氢气苯乙烯乙苯+↔117.8kJ/mol 副反应：乙烯苯乙苯+↔105.0kJ/mol
乙烷苯氢气乙苯+↔+-31.5kJ/mol 乙烯甲苯氢气乙苯+↔+-54.4kJ/mol
在水蒸汽存在的条件下，还可能发生下列反应：
氢气二氧化碳甲苯水乙苯3++↔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、影响反应的因素 （1）温度的影响
乙苯脱氢为吸热反应，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，使苯乙烯的选择性下降，能耗增加，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540~600ºC 。
（2）压力的影响
乙苯脱氢为体积增大的反应，降低总压可使平衡常数增大，从而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）。
（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为止。
3、本实验采用氧化铁系催化剂，其组成为：Fe2O3-CuO-K2O3-CeO2。
三、实验装置及流程
实验装置及流程如图1所示。
图1乙苯脱氢制苯乙烯工艺实验流程图
1－乙苯流量计；2、4－加料泵；3－水计量管；5－混合器；6－汽化器；7－反应器；8－电热夹套；9、11－冷凝器；10－分离器；12－热电偶
四、反应条件控制
汽化温度300ºC，脱氢反应温度540～600ºC，水：乙苯＝1.5：1（体积比），相当于乙苯加料0.5ml/min，蒸馏水0.75ml/min（50ml催化剂）。
五、实验步骤
1、注入原料乙苯和水，接通电源，使汽化器、反应器分别逐步升温至预定温度，同时打开循环冷却水。
2、当汽化温度（对应控制面板的预热控制）达到300°C，反应温度达到400°C 时，加入已设定好流量的蒸馏水，当反应温度达到500°C时，加入已设定好流量的乙苯，继续升温至540°C。
稳定15min，取出粗产品（不用分析）。
在此期间，用秒表标定蒸馏水和乙醇的确切流量，记录数据。
3、继续稳定15min，取出粗产品，放入小烧杯内，然后用分液漏斗分离水层和烃层（上层为烃层），分别称重，记录数据。
4、取少量烃类样品，用气相色谱分析其组成，记录数据。
5、结束反应，停止加乙苯，反应温度在500°C以上时，继续通水蒸气进行催化剂的清焦再生，约20min后停止通蒸馏水，且降温。
同时停止通冷却水。
整理清理实验仪器，结束实验。
六、实验记录及计算
1、数据记录
汽化器温度：299.8。
C
反应器温度：580。
C
反应温度：546.8。
C
乙苯流量：2.2
水流量：2.7
乙苯加入量（15min）：7.8cm3
粗产品质量（15min/烃层液）：6.12g
粗产品色谱分析结果：
色谱条件：DNP色谱柱（浙大智达）、D3*2m；载气为氢气；载气流量
40ml/min(柱头压0.06MPa)；进样量1μL；柱温90°C；检测器（使用检测器III）温度140°C桥流120mA；气化室（使用气化室I）温度140°C
理论色谱出峰顺序及停留时间：苯（0.87min），甲苯（1.9min），乙苯（3.8min），苯乙烯（5.7min）。
色谱质量相对校正因子f i：苯（1.000），甲苯（0.969），乙苯（1.123），苯乙烯（0.970）。
组分i的质量浓度w i=A i*f i/∑(A i*f i)，其中A i为组分i的色谱峰面积，f i为组分i的色谱质量相对校正因子。
2、数据处理
乙苯的密度为0.87g/cm3,即乙苯加入质量为0.87*7.8=6.786g
色谱分析结果乙苯质量浓度
%37.78970.0*180528123.1*578011969.0*27471*7.1276123
.1*578011**=+++==
∑i i f A f A w 乙苯乙苯乙苯
%
3.29%100786
.67837.0*12.6-786.6-%100=⨯==
⨯原料加入量
乙苯剩余量
原料加入量原料加入量消耗的乙苯量乙苯转化率＝
苯乙烯质量浓度
%
14.21970
.0*180528123.1*578011969.0*27471*7.1276970
.0*180528**=+++==∑i i f A f A w 苯乙烯苯乙烯苯乙烯
计算苯乙烯选择性
%
2.657837
.0*12.6-786.62114
.0*12.6%100==⨯消耗的乙苯量苯乙烯的产量苯乙烯选择性＝
%
05.19%1006502.0*293.0%100=⨯=⨯⨯苯乙烯选择性化率苯乙烯的收率＝乙苯转
七、思考题
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？本实验采用的什么方法？工业上又是如何来实现的？ 答：乙苯脱氢生成苯乙烯反应是吸热反应。
反应温度升高，平衡向生成乙苯的方向移动。
反应温度为540℃到600℃。
本实验采用的方法是接通电源使汽化器、反应器分别逐步升温至预定温度。
汽化器温度达到300℃，反应器温度达400℃左右，开始加入已校正好流量的蒸馏水。
当反应度达到500℃左右时，加入已校正好流量的乙苯，继续升温，到540℃使之稳定，加热温度用热电偶控制。
工业上乙苯脱氢时常加入适量O2，在合适的条件下，O2与生成的H2化合成H2O，相当于移走生成物H2，促进平衡向生成苯乙烯的方向移动。
2、本反应是体积增大还是体积减小？加压有利还是减压有利？工业上如何实现减压操作？本实验采用什么方法？为什么加入水蒸汽可以降低烃分压？
答：乙苯脱氢生成苯乙烯为体积增加的反应。
从平衡常数与压力的关系可知降低总压P总可使Kn增大，从而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。
工业上通过加水蒸气和乙苯的混合气降低乙苯的分压，来实现减压操作。
本实验采用加水蒸气的方法来降低乙苯分压以提高平衡转化。
因为水蒸气热容量大，产物易分离，产物不起反应，水蒸气还可以保护裂解炉管，同时水蒸气还有清焦作用。
3、本实验有哪几种液体产物生成？哪几种气体产物生成？如何分析？
答：液体产物：苯乙烯、乙苯、苯、甲苯、水
气体产物：甲烷、乙烷、乙烯、氢气、二氧化碳、水蒸气
4、进行反应物料衡算，需要哪些数据？如何采集？
答：进行反应物料衡算需要乙苯的和水的加入量，精产品水层量和烃层量，并对粗产品中苯、甲苯、乙苯和苯乙烯含量进行分析，从而计算乙苯的转化率、苯乙烯的先择性和收率。
采集通过冷凝器将产物冷凝成液体，通过气液分离器分理出液体，自取样口取出，并进行称量。
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