乙苯脱氢制苯乙烯的数据处理
11.33
1.2
347.0
95.9770%
3.8587%
59.50%
948
1.76%
2.95%
0.018
16.815
16.67
1.8
347.0
95.7278%
3.8745%18.Βιβλιοθήκη 7%14220.42%
2.25%
0.004
6.013
6.00
乙苯脱氢数据处理-计算结果表及数据图
温度/℃
乙苯加入量/ml
乙苯加入量/g
粗产品含量/%
粗产品/g
粗产品含量/g
乙苯
苯乙烯
杂质
乙苯
苯乙烯
杂质
500
7.7
6.6759
87.779
11.9591
0.2619
6.5738
5.7704
0.7862
0.0172
550
8.1
7.0227
77.0781
22.4604
0.6739
28.6588
33.4827
9.5958
7.1094
1.4605
1.0611
20.5433
72.6561
14.9259
对转化率、选择性和收率的影响
由表中的数据可作图，如图，由图的曲线α可得乙苯的转化率先随温度的升高而升高，之后再下降,曲线S可得苯乙烯的选择性先随温度的升高而下降，之后再上升，曲线Y可得苯乙烯的收率随温度的升高而升高。
内循环反应器乙醇制乙烯数据处理
进料速率/(ml.min-1）
反应温度（°C）
产物组成
乙醇转化率/X
v0/mg·min-1
乙烯收率/Y
乙烯的选择性/S
ln（1/(1-Y))
v0ln(1/(1-Y))
v0·Y
乙醇
乙醚
0.6
347.0
98.4930%
1.2062%
7.88%
474
2.39%
30.35%
0.024
0.4615
6.5
5.0101
1.4599
0.0067
600
8.2
7.1094
66.5892
32.6176
0.7932
8.4832
5.6489
2.7670
0.0219
FF/g
RF/g
P/g
α/%
S/%
Y/%
6.6759
0.9055
0.3191
13.5635
35.2438
4.7803
7.0227
2.0126
乙苯脱氢制苯乙烯
实验13 乙苯脱氢制苯乙烯一．实验目的1．熟悉乙苯气相催化脱氢制备苯乙烯的过程，明确乙苯脱氢操作条件对产物收率的影响。
2．掌握反应温度控制和测量方法以及加料的控制与计量方法。
3．掌握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 （2-13-１）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 （2-13-２）C 8H 10 + H 2 C 7H 8 + CH 4 △H 873K = - 64.4 kJ/mol （2-13-３） C 8H 10 + H 2 C 6H 6 + C 2H 6 △H 873K = - 41.8 kJ/mol （2-13-４） C 8H 10 8C + 5H 2 △H 873K = - 1.72kJ/mol （2-13-５） 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550-610℃范围内。
反应（2-13-2）、（2-13-3）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。
常用的乙苯气相催化脱氢制取苯乙烯的催化剂种类很多，通常是以铁(Fe 2O 3)为基础的多组分催化剂，助催化剂有钾（K 2O ），铬（Cr 2O 3）等。
本试验采用铁系催化剂作为乙苯气相脱氢制苯乙烯反应的催化剂。
乙苯气相脱氢制苯乙烯是一个摩尔数增多、体积增大的过程，因而在减压条件下进行对生成苯乙烯有利。
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
第三节乙苯脱氢制苯乙烯一．热力学分析：问题3：乙苯脱氢时发生哪些副反应？问题4：用热力学分析的方法说明反应温度、反应压力、稀释挤兑乙苯脱氢的影响？1．化学反应：C6H5-CH2-CH3==C6H5-CH=CH2+H2①副反应：平行副反应：C6H5-CH2-CH3——>C6H6+C2H4 ②C6H5-CH2-CH3——>C6H5-CH3+CH4 ③连串副反应：nC6H5-CH=CH2——>-[-CH-CH2-]n-|C6H6C6H5-CH=CH2+2H2——>C6H5-CH3+CH410^610^510^410^310110^(-1)10^(-2)10^(-3)3004005006007008009001000K p 温度，°C图4-5 乙苯脱氢主副反应平衡常数比较K p C H 652435H 6C 5H 6C H 6C 6C H 5C C H 65H 52C C H 65H 52H C 2H C 2+++C H 3H C 4H 22． 温度对乙苯脱氢的影响表4-2乙苯脱氢反应的平衡常数温度，K Kp700 3. 30*10^(-2)800 4. 71*10^(-2)900 3. 75*10^(-1)1000 2. 001100 7. 87表4-6 乙苯脱氢反应温度的影响催化剂 反应温度 转化率， 选择性 XH —02 580 600 620 640 53. 0 62. 0 72. 5 87. 0 94. 393. 592. 089. 4G4—1 580 600 620 640 47. 0 63. 5 76. 1 85. 1 98. 095. 695. 093. 0乙苯液空速（LHSV ）1hr^(-1),乙苯/H2O (体积比)=1/1. 3(dlnKp/dT)p=(△H/R)*(1/T^2)dlnKp=(△H/R)*(dT/T^2)=(△H/R)*[(-1/T 2)-(-1/T 1)]=(△H/R)*(-1/T 2+1/T 1)>0dlnKp>0,T 升高，则Kp 也升高。
乙苯脱氢制苯乙烯实验数据处理
525
545
3307.104 苯 6658.800 甲苯 570507.563 乙苯 295791.750 苯乙烯 2.粗产品分析结果：
567
粗产品 反应 乙苯加 烃层液 苯 甲苯 乙苯 苯乙烯 温度℃ 入量 g 量 g 摩尔含量 摩尔含量 摩尔含量 摩尔含量 重 g 重 g 重 g 重 g x1 x2 x3 x4 525 5.4684 4.7370 0.0053 0.0187 0.0086 0.0358 0.7180 3.4270 0.2681 1.2555 545 5.3990 4.4634 0.0103 0.0343 0.0203 0.0798 0.5625 2.5441 0.4068 1.8052 567 5.4684 4.6426 0.0161 0.0561 0.0451 0.1855 0.3662 1.7366 0.5温度℃ 乙苯转化率 苯乙烯选择性 苯乙烯收率 525 0.3733 0.6268 0.2340 545 0.5288 0.6445 0.3408 567 0.6824 0.7277 0.4966
4.温度对转化率、选择性、收率的曲线图：
0.75 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 520
粗产品 烃 g 4.7370 4.4634 4.6426 水 g 11.8734 12.1324 12.2738
组分 苯 甲苯 乙苯 苯乙烯
峰面积 238.648 395.900 101825.070 27257.375
组分
峰面积
反应 温度℃
组分 苯 甲苯 乙苯 苯乙烯
峰面积 7812.057 22346.150 562427.563 630480.813
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报告 浙大化工
实验报告课程名称： 化工专业实验 指导老师： 王晓钟 成绩：__________________ 实验名称： 乙苯脱氢制苯乙烯 实验类型： 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、实验材料与试剂（必填） 四、实验器材与仪器（必填） 五、操作方法和实验步骤（必填） 六、实验数据记录和处理 七、实验结果与分析（必填） 八、讨论、心得一、实验目的1．了解以乙苯为原料，氧化铁为催化剂，在固定床单管反应器种制备苯乙烯的过程;2．学会使用化学工艺类实验中温度控制和流量控制的仪表、仪器; 3．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：－CH 2－CH 3 _—CH=CH 2 + H 2 117.8KJ/mol 副反应：－C 2H 5 ＋C 2H 4 105KJ/mol －C 2H 5+H 2 ＋C 2H 6 -31.5KJ/mol －C 2H 5+H 2 －CH 3＋CH 4 -54.4KJ/mol 在水蒸气存在的条件下，还可能发生下列反应： －C 2H 5+2H 2O －CH 3＋CO 2+3H 2此外还有芳烃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，00>∆H ，从平衡常数与温度的关系式20ln RT H TK 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）压力的影响专业： 化学工程与工艺 姓名： 学号：日期： 地点： 西溪化学楼装订线乙苯脱氢为体积增加的反应，从平衡常数与压力的关系式ϑ∆⎪⎪⎭⎫⎝⎛=∑inp nPKK总可知，当时0>∆υ，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。
乙苯催化脱氢制苯乙烯 (2)(1)
2.4
操作条件
催化剂的活性和选择性是影响反 应结果的重要因素，但不是唯一的因 素，要催化剂发挥良好的作用，使转 化率和选择性能达到技术经济上合理 的指标，操作条件的合理选择和控制 也同样重要。 脱氢反应过程所需控制的主要操 作条件是反应温度、压力、稀释剂 用量和空速。
26
1.反应温度
对可逆吸热脱氢反应来说，反应 温度高有利于脱氢平衡，且可加快脱 氢反应速度。
46
⑵脱氢液的分离和苯乙烯的精制
由于乙苯脱氢同时伴随着裂解、氢解和聚 合等副反应的进行，并且转化率只控制在 35～40%，冷凝下来的脱氢液粗苯乙烯是含 有ST、EB、B、T和残渣的一种混合物，其 组成大致如下：
组分 EB ST B T 焦油
组成（w%） 55～60 35～40 1.5 2.5 少量
31
用量比过大，能耗增加，废水 量增加。
其用量比与所采用的脱氢反应器 型式有关。 等温多管反应器脱氢比绝热式反 应器脱氢所需水蒸汽量要少一半左 右。
32
4.烃的空速
空速小，转化率高，但由于连串副 反应的竞争，使选择性下降，催化剂 表面的结焦量增加，再生周期缩短。 但空速过大，转化率太小，产物收 率低，未转化的原料的回收循环量大， 能耗增加。 故最佳空速的选择，必须综合考虑 原料单耗、能耗和催化剂的再生周期。
37
脱氢反应是强吸热反应，反应又 需在高温下进行，因此脱氢过程中必 须在高温条件下向反应系统供给大量 的热量，工艺流程组织是由所采用的 反应器型式所决定的。 由于供热方式不同，采用的反应 器型式不同，工艺流程的组织也不同。
38
2、供热方式 工业上采用的供热方式有两种： 间接传热——多管等温型反应器； 直接传热—— 绝热型反应器。
乙苯脱氢生产苯乙烯课题解析
课题：乙苯脱氢生产苯乙烯授课内容：●乙苯脱氢生产苯乙烯反应原理●乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程知识目标：●了解苯乙烯物理及化学性质、生产方法及用途●掌握乙苯脱氢生产苯乙烯反应原理●掌握乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程能力目标：●分析和判断影响反应过程的主要因素●分析和判断主副反应程度对反应产物分布的影响思考与练习：●乙苯脱氢生产苯乙烯反应中有哪些副反应？●影响乙苯脱氢生产苯乙烯反应过程的主要因素有哪些？●绘出乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程图授课班级：授课时间： 年 月 日 第二节 乙苯脱氢生产苯乙烯一、概述１.苯乙烯的性质和用途 苯乙烯的化学结构式如下：苯乙烯又名乙烯基苯，系无色至黄色的油状液体。
具有高折射性和特殊芳香气味。
沸点为145 ℃，凝固点 －30.4℃，难溶于水，能溶于甲醇、乙酸及乙醚等溶剂。
苯乙烯在高温下容易裂解和燃烧，生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、碳、一氧化碳、二氧化碳和氢气等。
苯乙烯蒸气与空气能形成爆炸混合物，其爆炸范围为1．1％～6．01％。
苯乙烯具有乙烯基烯烃的性质，反应性能极强，如氧化、还原、氯化等反应均可进行，并能与卤化氢发生加成反应。
苯乙烯暴露于空气中，易被氧化成醛、酮类。
苯乙烯易自聚生成聚苯乙烯（PS ）树脂。
也易与其他含双键的不饱和化合物共聚。
苯乙烯最大用途是生产聚苯乙烯，另外苯乙烯与丁二烯、丙烯腈共聚，其共聚物可用以生产 ABS 工程塑料；与丙烯腈共聚可得AS 树脂；与丁二烯共聚可生成丁苯乳胶或合成丁苯橡胶。
此外，苯乙烯CH=CH 2 CH=CH 2还广泛被用于制药、涂料、纺织等工业。
2．生产方法工业生产苯乙烯的方法除传统乙苯脱氢的方法外，出现了乙苯和丙烯共氧化联产苯乙烯和环氧丙烷工艺、乙苯气相脱氢工艺等新的工业生产路线，同时积极探索以甲苯和裂解汽油等新的原料路线。
迄今工业上乙苯直接脱氢法生产的苯乙烯占世界总生产能力的90％，仍然是目前生产苯乙烯的主要方法，其次为乙苯和丙烯的共氧化法。