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
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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。
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脱氢催化剂
氧化铁系催化剂组成 Fe2O3—CuO—K2O—Cr2O5—CeO2
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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
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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