乙苯脱氢制苯乙烯实验报告
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。
乙苯脱氢 实验报告
乙苯脱氢实验报告乙苯脱氢实验报告一、引言乙苯脱氢是一种重要的有机合成反应，通过去除苯环上的一个氢原子，将苯转化为苯乙烯。
苯乙烯是一种重要的化工原料，广泛应用于橡胶、塑料、染料等工业领域。
本实验旨在通过乙苯脱氢反应，探究其反应机理和影响因素。
二、实验方法1. 实验仪器和试剂本实验所需仪器包括反应釜、冷凝器、加热设备等。
实验所需试剂为乙苯、溴化镁、氯化铝等。
2. 实验步骤(1) 将乙苯与溴化镁、氯化铝加入反应釜中，并加热至反应温度。
(2) 在反应过程中，使用冷凝器对反应产物进行冷凝收集。
(3) 反应结束后，对收集到的产物进行分离纯化。
三、实验结果经过实验，我们得到了苯乙烯作为乙苯脱氢的主要产物。
通过分析收集到的产物，我们可以得到乙苯脱氢的反应方程式为：C6H5CH3 → C6H5CH=CH2 + H2四、实验讨论1. 反应机理乙苯脱氢反应的机理主要涉及两个步骤：脱氢和质子化。
首先，溴化镁和氯化铝作为催化剂，将乙苯中的氢原子脱去，形成苯乙烯中的双键。
其次，质子化反应发生，将苯乙烯中的双键质子化，生成稳定的苯乙烯分子。
2. 反应条件的影响乙苯脱氢反应的条件对反应速率和产物选择性有重要影响。
反应温度的提高可以加速反应速率，但过高的温度可能导致副反应的发生。
催化剂的选择和用量也会影响反应的效果，不同的催化剂对反应速率和产物选择性有不同的影响。
3. 改进方向为了提高乙苯脱氢反应的效率和产物纯度，可以考虑以下改进方向：(1) 寻找更有效的催化剂，提高反应速率和产物选择性。
(2) 优化反应条件，如温度、压力等，以提高反应效果。
(3) 对反应产物进行分离纯化，提高产物的纯度和收率。
五、结论通过乙苯脱氢实验，我们得到了苯乙烯作为主要产物。
乙苯脱氢反应的机理涉及脱氢和质子化两个步骤。
反应条件对反应速率和产物选择性有重要影响。
为了提高反应效率和产物纯度，可以优化催化剂选择、反应条件和分离纯化方法。
六、参考文献[1] Smith, M.B.; March, J. Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure. 6th ed.; Wiley: New York, 2007.[2] Morrison, R.T.; Boyd, R.N. Organic Chemistry. 6th ed.; Prentice Hall: Upper Saddle River, NJ, 1992.。
乙苯脱氢制苯乙烯
620℃
W% 1.83 1.60 45.63 50.95 质量/g 0.15 0.13 3.79 4.23
产品 苯 甲苯 乙苯 苯乙烯
乙苯脱氢制苯乙烯各结果表
反应温度/℃ 乙苯转化率 苯乙烯选择性 苯乙烯收率
560.7
61.7%
12.7%
7.8%
591.9
70%
21.8%
15.26%
621.3
78.1%
高温、低压有助于脱氢反应的进行
减压：高温下进行负压操作不安全，加入惰性气体（稀释剂，一般用 水蒸气）实现降低原料气分压的目的。
副反应
C2H5
+ C2H4
CH3
C2H5
+ 2H2
+ CH4
乙苯脱氢反应产 物称为脱氢液， 也称炉油，其组 成为：苯、甲苯、 乙苯、苯乙烯。
C2H5
+ 2H2
+ C2H6
C2H5
8C + 5H2
C2H5
+ 16H2O
8CO2 + 21H2
在700 ℃下，加氢裂解的 平衡常数Kp仍很大，故裂 解和加氢裂解反应比脱氢 反应有利，需高活性、高 选择性催化剂。
t/℃
乙苯脱氢主副反应平衡常数比较
4.实验方案
乙苯脱氢工艺条件
温度的影响 主反应：吸热反应 ，T↑ ， KP ↑ 副反应：裂解、 结焦，T ↑ ，有利于副反应，反应选择性变差
31.2%
24.37%
乙苯转化率、苯乙烯选择性、苯乙烯收率关系图
实验结论
通过实验，在压力一定的条件下随着温度的升高，乙 苯的转化率增大，苯乙烯的选择性不断提高
谢谢各位老师的指导和建议！
乙苯脱氢制苯乙烯实验及工艺条件分析
另外 ，在有水蒸气存 在的条件下还 会发 生下列转 化反应 ：
Ｃ ２ Ｈ ４ ＋ ２ Ｈ２ ０ ２ Ｃ ０ ｔ ＋ ４ Ｈ ２ ｔ
和合成橡胶的重要有机原料，广泛用于制药、 涂料、纺织等工业。 近些年来 ，随着苯乙烯 的需求量增长速度加快 ， 苯 乙烯 的生产技
术 也 在不 断 进 步 ，已趋 于 完 善 。 目前 ，生 产 苯 乙烯 的方 法 有 乙 苯
Ｃ ８ Ｈ１ ０ ＋ ２ Ｈ ２ ０
Ｃ ７ Ｈ ８ ＋ Ｃ Ｏ ２ ｆ ＋ ３ Ｈ ２ ｆ
Ｃ ２ Ｈ ６ ＋ ２ Ｈ２ ０—
Ｃ Ｏ ＋ Ｈ ２ ０
２ Ｃ ０ ｔ＋ ５ Ｈ ２ ｔ
Ｃ Ｏ ２ ｔ＋ Ｈ ２ ｔ
催化脱氢法、乙苯共 氧化法 、甲苯为原 料合成苯 乙烯 和乙烯和苯 此外 ，还会发生芳烃缩合 、苯 乙烯 聚合 及轻度裂 解等 副反 直接合成苯乙烯等 。１ ９ ３ ０年 ，美 国道化学公司首创了乙苯热脱 氢 应 ，生成焦油 、炭和氢气等 。 法生产苯 乙烯过程 ，乙苯催化脱氢法是 当今生产苯乙烯的主要方 乙苯脱氢反应是 一个 吸热反应 ，温度升 高有利 于平衡 转化
5402实验结果表1不同实验温度下的油层质量表table1thereservoirqualitytabledifferentexperimentaltemperature序号540882968846888952表2不同温度下各油层中主要组分色谱分析结果table2thereservoirunderdifferenttemperaturemaincomponentschromatographicanalysisresults序号乙苯加入量g540油层中乙苯含量油层中苯乙烯含量560油层中乙苯含量油层中苯乙烯含量580油层中乙苯含量油层中苯乙烯含量5258022149117113172种种711723xx2691636719305258522179713234177种种126320xx2768673735285258309714902477种种466219xx9286683493276502表3不同温度下乙苯转化率苯乙烯选择性苯乙烯收率的计算结果table3theresultsethylbenzeneconversionselectivitystyrenestyreneyielddifferenttemperatures序号540苯乙烯选择性苯乙烯收率560苯乙烯选择性苯乙烯收率580苯乙烯选择性苯乙烯收率086500164430309272852253483251462443547612442827387108194643545596242560361444032598747219414813444421393结果分析31产物分析脱氢产物采用气相色谱分析使用氢火焰检测器氮气为分析条件为
乙苯脱氢反应实验报告
一、实验目的1. 了解乙苯脱氢反应的基本原理和过程。
2. 掌握乙苯脱氢反应的实验操作步骤。
3. 分析乙苯脱氢反应的影响因素，如温度、压力、催化剂等。
4. 通过实验，验证乙苯脱氢反应的可行性。
二、实验原理乙苯脱氢反应是指在催化剂的作用下，乙苯在高温、高压条件下脱去一个氢原子，生成苯乙烯和氢气。
该反应是一个可逆的强烈吸热反应，其化学方程式如下：\[ \text{C}_6\text{H}_5\text{C}_2\text{H}_5 + \text{H}_2 \rightarrow\text{C}_6\text{H}_5\text{C}_2\text{H}_3 + \text{H}_2 \]本实验采用铁系催化剂进行乙苯脱氢反应，主要反应如下：\[ \text{C}_6\text{H}_5\text{C}_2\text{H}_5 + \text{H}_2 \rightarrow\text{C}_6\text{H}_5\text{C}_2\text{H}_3 + \text{H}_2 \]三、实验材料与试剂1. 乙苯（分析纯）2. 氢气（纯度99.999%）3. 铁系催化剂4. 氮气（纯度99.999%）5. 温度计6. 压力计7. 实验装置四、实验仪器与设备1. 固定床反应器2. 真空泵3. 恒温水浴锅4. 真空干燥箱5. 气相色谱仪五、实验步骤1. 将乙苯、氢气和催化剂按一定比例混合均匀，装入固定床反应器中。
2. 将反应器置于恒温水浴锅中，调节温度至预定值。
3. 打开真空泵，将反应器中的空气抽出，用氮气置换至预定压力。
4. 开启氢气阀门，调节氢气流量至预定值。
5. 开启反应器加热电源，开始反应。
6. 在反应过程中，定时采集反应气体，用气相色谱仪分析反应产物。
7. 反应结束后，关闭加热电源，停止反应。
8. 计算乙苯脱氢反应的转化率和选择性。
六、实验结果与分析1. 温度对乙苯脱氢反应的影响实验结果表明，随着温度的升高，乙苯脱氢反应的转化率和选择性逐渐增加。
乙苯脱氢实验报告
乙苯脱氢实验报告乙苯脱氢实验报告引言：乙苯脱氢是一种重要的有机合成反应，可以将乙苯转化为苯乙烯。
本实验旨在通过观察乙苯脱氢反应过程，探究其反应机理和反应条件对反应效果的影响。
实验材料和方法：实验材料包括乙苯、催化剂、反应釜和气体收集装置等。
实验步骤如下：首先，将乙苯加入反应釜中，然后加入适量的催化剂。
接下来，将反应釜密封，连接气体收集装置，并通过加热使反应开始。
在反应过程中，收集产生的气体，并记录反应时间和温度。
实验结果和讨论：通过实验，我们观察到了乙苯脱氢反应的一系列现象。
首先，反应开始后，我们可以看到反应釜内的乙苯逐渐变为无色，同时产生大量的气体。
这表明乙苯脱氢反应是一个放热反应，生成的苯乙烯是气态的。
随着反应的进行，我们观察到收集装置中逐渐积累的气体体积增加，同时反应釜内的温度也逐渐升高。
这说明乙苯脱氢反应是一个放热反应，反应速率随着温度的升高而增加。
进一步观察实验结果，我们发现催化剂对乙苯脱氢反应具有重要影响。
在实验中，我们使用了不同种类和不同量的催化剂，并观察到了不同的反应效果。
催化剂的选择和添加量会影响反应速率和产物选择性。
例如，当我们使用铜作为催化剂时，反应速率较快，但产物选择性较低。
而当我们使用铬作为催化剂时，反应速率较慢，但产物选择性较高。
这说明催化剂的种类和添加量对乙苯脱氢反应的结果有重要影响。
此外，我们还观察到反应时间对乙苯脱氢反应的影响。
在实验中，我们分别记录了不同反应时间下的反应结果。
结果显示，随着反应时间的延长，反应釜内的乙苯逐渐消失，生成的苯乙烯逐渐增加。
这表明乙苯脱氢反应是一个随时间进行的反应，反应速率随着反应时间的延长而增加。
结论：通过本实验，我们深入了解了乙苯脱氢反应的反应机理和反应条件对反应效果的影响。
我们发现乙苯脱氢反应是一个放热反应，反应速率随着温度的升高而增加。
催化剂的种类和添加量会影响反应速率和产物选择性。
此外，反应时间的延长也会增加反应的产物产量。
乙苯脱氢制取苯乙烯反应条件的研究
乙苯脱氢制取苯乙烯反应条件的研究盛奎龙1,毛元燕2,裴 松2,郑立辉2(1.南阳石蜡精细化工厂,河南南阳 473132; 2.武汉工业学院化工系,湖北武汉 430023)摘 要:使用氧化铁系催化剂,研究了乙苯脱氢制取苯乙烯中乙苯转化率和苯乙烯的选择性与温度、进料比的关系。
实验证明,乙苯的转化率受温度和进料比的共同影响,在所研究的范围内,苯乙烯的选择性主要受温度影响,选择合适的进料比对提高转化率和选择性至关重要。
关键词:乙苯脱氢;苯乙烯;转化率;选择性中图分类号:TQ241.21 文献标识码:A 文章编号:1003-3467(2006)11-0024-02Study on the Condition for Prepari ngStyrene via E thyl benzene Dehydrogenati onS HENG Kui -long 1,MAO Y uan -yan 2,PEI Song 2,ZHENG L i -hui2(1.Nanyang W ax Fi n e Che m ica lP lant,N anyang 473132,China ;2.Che m ical Eng i n eering &Env-i ronm en tal Eng i n eering D epart m ent,W uhan Polytechn ic U niversity ,W uhan 430023,China)Abst ract :The relati o nships of t h e conversion o f ethylbenzene dehydrogenati o n to styrene w ith iron ox ide as cata l y s,t the selectiv ity o f styrene and te mperature and feed ratio are i n vesti g ated .It has been proved that t h e ethylbenzene conversion is i n fluenced by bo th te m perature and feed ratio but the styrene selecti v -i ty is m a i n l y affected by reaction te m perature .It is also i m portant to i m prove the conversion and selectiv ity by se lecti n g su itable feed ratio .K ey w ords :et h ylbenzene dehydrogenation ;styrene;conversion ;se lecti v ity1 前言苯乙烯是重要的基本有机原料。
乙苯脱氢制苯乙烯实验报告评分标准
实验报告评分标准
实验名称乙苯脱氢制苯乙烯
班级姓名学号成绩实验周次同组成员
一．实验预习
1、实验概述（阐明实验目的、原理、流程装置；写清步骤、所要采集的数据；列出化学品、器材清单；分析实验过程危险性）（10 分）
实验目的：1 分
原理阐述：3 分
工艺实验流程图：2 分
实验步骤：2 分
采集数据、化学品和器材清单：1 分
分析实验过程危险性：1 分
2、预习思考（5 分）
4 题：每题1 分
完整度和认真度：1 分
3、方案设计（5 分）
实验方案设计题目
1. 实验步骤规划或实验表格设计：2 分。
2. 转化率、选择性和收率曲线：3 分。
二．实验过程
1、原始记录（要求：记录操作条件、原始数据，注意有效数字、单位格式）（10 分）
操作条件：4 分
原始数据：4 分
表格不规范：-2 分
2、实验现象（5 分）
预热和清焦阶段：1 分
反应阶段：1 分
色谱分析：1 分
实验现象描述是否观察认真：2 分
三．实验数据处理
1、数据处理方法（计算举例、计算结果列表）（10 分）
苯乙烯转化率计算举例：4 分
苯乙烯选择性计算举例：3 分
收率计算举例：3 分
2、数据处理结果（10 分）
计算结果列表：5 分
计算结果作图：5 分
计算结果有误：-2 分
四．结果讨论（实验现象分析、误差分析、实验结论）（20 分）实验现象分析：10 分
误差分析：5 分
实验结论：5 分
实验报告评分表：
指导教师审阅意见：
优秀100—90 良好89—76 合格75—60 不合格59—0
教师签名：
日期：。
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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
C6H5C2H5C6H5C2H3 + H2
副反应
C6H5C2H5C6H6 + C2H4
C 2H 4 + H 2 C 2H 6
C 6H 5C 2H 5 + H 2 C 6H 6+ C 2H 6 C 6H 5C 2H 5 C 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
温度的影响
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
2
0ln 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P K K n P 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，转化率提高并不显著，因此适宜的用量为：水：乙苯＝～：1（质量比）。
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～1h -1为宜。
催化剂
乙苯脱氢技术的关键是选择催化剂。
此反应的催化剂种类颇多，其中铁系 催化剂是应用最广的一种。
以氧化铁为主，添加铬、钾助催化剂，可使乙苯的转化率达到40％，选择性90％。
在应用中，催化剂的形状对反应收率有很大影响。
小粒径、低表面积、星形、十字形截面等异形催化剂有利于提高选择性。
为提高转化率和收率，对工业规模的反应器的结构要进行精心设计。
实用效果较好的有等温和绝热反应器。
实验室常用等温反应器，它以外部供热方式控制反应温度，催化剂床层高度不宜过长。
三 实验装置及仪器
实验流程见图1。
反应器有石英玻璃管和不锈钢管式反应器两种，内部中心轴向有测温热电偶插入管，结构如图2、图3。
图1 实验装置流程图
反应器有石英玻璃管和不锈钢管式反应器两种，内部中心轴向有测温热电偶插入管，结构如图2、图3。
所用仪器如下：
（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。
四实验步骤
（1）组装流程（将催化剂按图2、3所示装入反应器内），检查各接口，试漏（空气或氮气）。
（2）检查电路是否连接妥当。
（3）上述准备工作完成后，开始升温，预热器温度控制在200～300℃。
待反应器温度达到200℃后，开始启动注水加料泵，同时调整流量（控制在min以内）持续升温，温度升至500℃时，恒温活化催化剂3个小时，此后逐渐升温至550℃，启动乙苯加料泵。
调节流量在水：乙苯＝2：1（体积比）范围内，并严格控制进料速度使之稳定。
反应温度控制在550℃、575℃、600℃、625℃。
考查不同温度下反应物的转化率与产品的收率。
（4）在每个反应条件下稳定30分钟后，取20分钟样品二次，取样时用分液漏斗分离水相，用注射器进样至色谱仪中测定其产物组成。
分别称量油相及水相重量，以便进行物料恒算。
（5）反应完毕后停止加乙苯原料，继续通水维持30～60分钟，以清除催化剂上的焦状物，使之再生后待用。
（6）实验结束后关闭水、电。
五数据记录与处理
根据实验内容自行设计记录表格，记录实验数据：
以℃数据计算为例
乙苯转化率=％=％
苯乙烯选择性=错误!×100％=％
苯乙烯收率=×=
温度转化率选择性收率
%%
%%
%%
错误!未找到引用源。
六结果分析
乙苯脱氢生成苯乙烯和氢气是一个可逆的强烈吸热反应，其反应如下：
主反应
C6H5C2H5C6H5C2H3 + H2
副反应
C6H5C2H5C6H6 + C2H4
C2H4 + H2C2H6
C6H5C2H5 + H2C6H6+ C2H6
C6H5C2H5C6H5－CH3+ CH4
温度升高有利于主反应的进行，转化率明显升高；由于副反应的存在，温度升高有利于副反应的进行，选择性降低。
附录
（1）色谱仪使用方法
实验采用双气路恒温型热导检测器气相色谱仪进行乙苯及其反应后的产物分析。
色谱条件如下：
色谱柱：SE30/6201 填充柱：￠3mm，长2m
载气：柱前压：桥流：120mA
气化器：150℃柱温：120℃
检测器：120℃
（2）质量校正因子：
苯：甲苯：乙苯：
苯乙烯：
乙苯密度：ml。