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
简述乙苯脱氢生产苯乙烯的工艺流程
简述乙苯脱氢生产苯乙烯的工艺流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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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。
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。
乙苯脱氢制苯乙烯实验注意事项
乙苯脱氢制苯乙烯实验注意事项
一、实验原理
乙苯脱氢是利用催化剂将乙苯加热至高温，使其分解成苯和乙烯的过程。
该反应是工业上制取苯乙烯的重要方法。
二、实验步骤
1.将催化剂（如氧化钒或氧化铁）加入反应釜中。
2.加入适量的乙苯，并通入氢气。
3.升温至500℃左右，持续反应2-3小时。
4.冷却后，收集产物并进行分析。
三、注意事项
1.实验操作时需佩戴防护手套、护目镜等个人防护装备，以免受到反应物或产物的伤害。
2.反应釜应选择耐高温、耐腐蚀的材料制成，如不锈钢或玻璃等，并保持清洁干燥。
3.催化剂的选择要根据实验需要进行调整，以保证反应效果和产物纯度。
4.通入氢气时需注意控制流量和压力，避免因过高压力导致爆炸事故发生。
5.加热时要慢慢升温，避免温度过高引起反应釜爆炸。
6.收集产物时要使用合适的容器，并进行标记和储存，以免产生混淆或误用。
7.实验结束后，要及时清洗反应釜和设备，并进行妥善保管。
四、实验安全提示
1.实验室内禁止吸烟、饮食等行为，以免引起火灾或中毒事故。
2.实验前要对设备进行检查和试运行，确保其正常工作。
3.实验操作时要严格按照操作规程进行，不得随意更改或省略步骤。
4.如遇到异常情况（如气味异常、产物颜色变化等），应立即停止操作并向有关人员报告。
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乙苯脱氢制苯乙烯实验指导书
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。
3、掌握乙苯脱氢制苯乙烯的转化率、选择性、收率与反应温度的关系；找出最适宜的反应温度区域。
4、了解气相色谱分析方法。
二、实验的综合知识点
完成本实验的测试和数据处理与分析需要综合应用以下知识： （1）《化工热力学》关于反应工艺参数对平衡常数的影响，工艺参数与平衡组成间的关系。
（2）《化学反应工程》关于反应转化率、收率、选择性等概念及其计算、绝热式固定床催化反应器的特点。
（3）《化工工艺学》关于加氢、脱氢反应的一般规律，乙苯脱氢制苯乙烯的基本原理、反应条件选择、工艺流程和反应器等。
（4）《催化剂工程导论》关于工业催化剂的失活原因及再生方法。
（5）《仪器分析》关于气相色谱分析的测试方法。
三、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及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。
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 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Kp＝Kn=
γ∆
⎪
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
∑i n
P
总可知，当∆γ＞
0时，降低总压P总可使Kn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，副反应也增加，苯乙烯的选择性可能下降，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
本实验采用氧化铁系催化剂，其组成为：Fe2O3-CuO-K2O3-CeO2。
四、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，工业上又是如何来实现的?
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?有哪几种气体产物生成?如何分析?
4、进行反应物料衡算，需要—些什么数据?如何搜集并进行处理?
五、实验装置及流程
乙苯脱氢制苯乙烯实验装置及流程见图1。
六、实验步骤及方法
1、反应条件控制
汽化温度300℃，脱氢反应温度540~600℃，水﹕乙苯＝1.5﹕1(体积比)，相当于乙苯加料0.5mL／min，蒸馏水0.75 mL／min (50毫升催化剂)。
2、操作步骤
（1）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。
（2）接通电源，使汽化器、反应器分别逐步升温至预定的温度，同时打开冷却水。
（3）分别校正蒸馏水和乙苯的流量(0.75mL／min和0.5mL／min)
（4）当汽化器温度达到300℃后，反应器温度达400℃左右开始加入已校正好流量的蒸馏水。
当反应温度升至500℃左右，加入已校正好流量的乙苯，继续升温至540℃使之稳定半小时。
（5）反应开始每隔10~20分钟取一次数据，每个温度至少取两个数据，粗产品从分离器中放入量筒内。
然后用分液漏斗分去水层，称出烃层液重量。
（6）取少量烃层液样品，用气相色谱分析其组成，并计算出各组分的百分含量。
（7）反应结束后，停止加乙苯。
反应温度维持在500℃左右，继续通水蒸气，进行催化剂的清焦再生，约半小时后停止通水，并降温。
图1 乙苯脱氢制苯乙烯实验流程图
1——乙苯计量管；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
3、实验记录及计算
（1）原始记录
时间
温度/℃原料流量/（mL／min）粗产品/g
尾气汽化器反应器
乙苯水
烃层液水层
始终始终
3)计算结果
乙苯的转化率： %100⨯=FF
RF α
苯乙烯的选择性： %100⨯=RF
PP S
苯乙烯的收率： %100⨯•=S Y α
七、结果及讨论
对以上的实验数据进行处理，分别将转化率、选择性及收率对反应温度作出图表，找出最适宜的反应温度区域，并对所得实验结果进行讨论。
(包括曲线图趋势的合理性，误差分折，成败原因等)
八、主要符号说明
∆H 0298——298K 下标准热焓，kJ ／mol ； Kp ，Kn ——平衡常数；
n i ——i 组分的物质的量(摩尔)； P 总——压力，Pa ； R ——气体常数； T ——温度，K ；
∆γ——反应前后物质的量(摩尔)变化； α——原料的转化率％； S ——目的产物的选择性%； Y ——目的产物的收率%；
PP ——苯乙烯的生成量，g ； RF ——消耗的原料量，g ； FF ——原料加入量，g 。