5.5.1制取苯乙烯的方法简介
1 乙苯脱氢法
2 乙苯共氧化法
3 甲苯为原料合成苯乙烯
4 乙烯和苯直接合成苯乙烯
5 乙苯氧化脱氢
5.5.2乙苯催化脱氢的基本原理
1 乙苯催化脱氢的主、副反应 主反应 副反应
5.1.1加氢反应的类型
1 不饱和炔烃、烯烃重键的加氢
2 芳烃加氢
3 含氧化合物加氢
4 含氮化合物的加氢
5 氢解
5.1.2脱氢反应的类型
1 烷烃脱氢，生成烯烃、二烯烃及芳烃
2 烯烃脱氢生成二烯烃
3 烷基芳烃脱氢生成烯基芳烃
4 醇类脱氢可制得醛和酮类
Hale Waihona Puke .2 加氢、脱氢反应的一般规律5.2.1催化加氢反应的一般规律


（2）压力影响 加氢反应是分子数减少的反应，即加氢反 应前后化学计量系数的变化Δν＜0，因此，增大反应压力， 可以提高Kp值，从而提高加氢反应的平衡产率，如提高反 应压力，可提高氨合成产率，甲醇合成产率等。 （3）氢用量比 从化学平衡分析，提高反应物H2的用量， 可以有利反应向右进行，以提高其平衡转化率，同时氢作 为良好的载热体及时移走反应热，有利于反应的进行。但 氢用量比也不能过大，以免造成产物浓度降低，大量氢气 的循环，既消耗了动力，又增加了产物分离的困难。
加氢催化剂种类很多，其活性组分的元素分布主要 是第Ⅵ和第Ⅷ族的过渡元素，这些元素对氢有较强的亲 合力。 金属催化剂
骨架催化剂 金属氧化物催化剂 金属硫化物催化剂 金属络合物催化剂
5.2.2催化脱氢反应的一般规律
5.2.2.1 热力学分析 温度影响 压力影响
5.2.2.2
催化剂
脱氢催化剂应满足下列要求：首先是具有良好的活 性和选择性，能够尽量在较低的温度条件下进行反应。 其次催化剂的热稳定性好，能耐较高的操作温度而不失 活。第三是化学稳定性好，金属氧化物在氢气的存在下 不被还原成金属态，同时在大量的水蒸气下催化剂颗粒 能长期运转而不粉碎，保持足够的机械强度。第四是有 良好的抗结焦性能和易再生性能。
5.2.1.1热力学分析 催化加氢反应是可逆放热反应，由于有机化合物的 官能团结构不同，加氢时放出的热量也不尽相同。


（1）温度影响 当加氢反应的温度低于100℃时，绝大多 数的加氢反应平衡常数值都非常大，可看作为不可逆反应。 由于加氢反应是放热反应，其热效应ΔHӨ＜0，所以加氢 反应的平衡常数Kp随温度的升高而减小。 从热力学分析可知，加氢反应有三种类型。
5.2.1.2
动力学分析
苯气相加氢生成环己烷的反应步骤就有两种不同的看 法，一种认为是在催化剂表面活 性中心进行多位吸附， 使得苯分子的6个碳原子被活化，并同时加氢生成了环 己烷；另一种认为在催化剂表面有两另一类活牲中心只 吸附氢，氢被一步一步地加入到苯环上，直至生成环己 烷为止。
5.2.1.3 催化剂
化学工艺学电子教案——第五章
加氢与脱氢过程
5 加氢与脱氢过程
内容提要: 加氢与脱氢反应的一般规律；乙苯和苯乙烯的性质、用途、 主要生产方法和工艺流程；乙苯脱氢制苯乙烯的主副反应、 操作参数等。
5.1 概
述
通常催化加氢系指有机化合物中一个或几个不炮和的 官能团在催化剂的作用下与氢气加成。H2和N2反应生成 合成氨以及CO和H2反应合成甲醇及烃类亦为加氢反应。 而在催化剂作用下，烃类脱氢生成两种或两种以上的新物 质称为催化脱氢。催化加氢和催化脱氢在有机化工生产中 得到广泛应用。如合成氨、合成甲醇、丁二烯的制取，苯 乙烯的制取等都是极为重要的化工产品。催化加氢反应分 为多相催化加氢和均相催化加氢两种，相比之下，多相催 化加氢的选择性较低，反应方向不易控制，而均相催化加 氢采用可溶性催化剂，选择性较高，反应条件较温和。



第一类是加氢反应在热力学上是很有利的，即使是在高温 条件下，平衡常数仍很大。如乙炔加氢反应，当温度为 127℃时，Kp值为7.63×1016；而温度为427℃时，Kp值 仍为6.5×1016。一氧化碳加氢甲烷化反应也属这一类。 第二类是加氢反应的平衡常数随温度变化较大，当反应温 度较低时，平衡常数甚大，而当反应温度较高时，平衡常 数降低，但数值仍较大。为了达到较高的转化率，需要采 用适当加压或氢过量的办法。如苯加氢制取环己烷，当反 应温度从127℃升到227℃时，Kp值则由7×107降至 1.86×102，平衡常数下降3.70×105倍。 第三类是加氢反应在热力学上是不利的，很低温度下才具 有较大的平衡常数值，温度稍高，平衡常数变得很小，这 类反应的关健是化学平衡问题，常采用高压方法来提高平 衡转化率。
氨的用途很广，除氨本身可用作化肥外，还可以加工 成各种氮肥和含氮复合肥料，如氨与二氧化碳合成尿素， 与多种无机酸反应制得硫酸胺、硝酸胺、磷酸胺等。氨还 可用来制造硝酸、纯碱、氨基塑料、聚酰氨纤维、丁腈橡 胶、磺胺类药物及其他含氮的无机和有机化合物。 （自 学）
5.4 甲醇的合成
甲醇是十分重要的基本有机化工原料之一，由它可以 合成甲醇蛋白、汽油添加剂及甲醇燃料等，具有广泛的用 途。合成甲醇的工艺流程有低压法合成甲醇和三相流化床 反应器合成甲醇的工艺流程。由于低压法技术指标先进， 现在世界各国合成甲醇已广泛采用了低压合成法。（自学）
5.5 乙苯脱氢制苯乙烯
苯乙烯，C8H8，相对分子质量104.14。 苯乙烯是不饱和芳烃，无色液体，沸点145℃，难溶于水， 能溶于甲醇、乙醇、四氯化碳及乙醚等溶剂中。 苯乙烯是高分子合成材料的一种重要单体，自身均聚可制 得聚苯乙烯树脂，其用途十分广泛，与其他单体共聚可得 到多种有价值的共聚物，如与丙烯腈共聚制得色泽光亮的 SAN树脂，与丙烯腈、丁二烯共聚得ABS树脂，与丁二烯 共聚可得丁苯橡胶及SBS塑性橡胶等。此外，苯乙烯还广 泛用于制药、涂料、纺织等工业。
5.2.2.3
脱氢反应动力学
脱氢反应的速率控制步骤是表面化学反应，都可 按双位吸附理论来描述其动力学方程，其速率方程可用 双曲模型来表示。
铁系催化剂脱氢反应时催化剂颗粒大小对反应速率 和选择性都有影响，图6-2是催化剂颗粒度反应速率的 影响，而图6-3是催化剂颗粒度对选择性的影响。
5.3 合成氨和尿素