乙苯催化脱氢制苯乙烯演示文稿
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。
乙苯催化脱氢制苯乙烯的反应
乙苯催化脱氢制苯乙烯的反应
乙苯催化脱氢制苯乙烯是一种重要的化学反应，常用于工业生产中。
这种反应通过催化剂的作用，将乙苯分子中的氢原子去除，形成苯乙烯分子。
苯乙烯是一种重要的有机化合物，广泛应用于橡胶、塑料、合成纤维等领域。
乙苯脱氢制苯乙烯的反应机理是一个复杂的过程，需要催化剂的参与。
常用的催化剂包括氧化锌、氧化铬、氧化铝等。
这些催化剂能够提高反应速率，降低反应温度，减少能量消耗，提高产物纯度。
在乙苯脱氢制苯乙烯的反应过程中，催化剂起着至关重要的作用。
首先，催化剂能够吸附乙苯分子，并使其发生脱氢反应，生成苯乙烯和氢气。
其次，催化剂能够促进反应物分子之间的相互作用，降低反应活化能，提高反应速率。
最后，催化剂还能够防止副反应的发生，提高产物的选择性和纯度。
乙苯脱氢制苯乙烯的反应条件包括温度、压力、催化剂种类和用量等因素。
通常情况下，反应温度在400-600摄氏度之间，压力在1-3大气压之间。
选择合适的催化剂种类和用量，可以有效提高反应效率和产物纯度。
总的来说，乙苯脱氢制苯乙烯是一种重要的工业化学反应，具有广泛的应用前景。
通过优化反应条件和催化剂的选择，可以提高产物的质量和产率，降低生产成本，推动相关行业的发展。
乙苯脱氢制苯乙烯
实验7 乙苯脱氢制苯乙烯苯乙烯，C 6H 5CH=CH 2，C 8H 8，是不饱和芳烃最简单，最重要的成员，广泛用作生产塑料和合成橡胶的原料，如结晶型苯乙烯，橡胶改性抗冲聚苯乙烯，丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物（ABS ），苯乙烯—丙烯腈共聚物(SAN)，苯乙烯—顺丁烯二酸酐共聚物(SMA)和丁苯橡胶(SBR)等。
苯乙烯的生产方法很多，主要有乙苯脱氢法和共氧化法（联产环氧丙烷），乙苯脱氢法占世界苯乙烯总产量的90％。
本实验是以乙苯为原料，用气—固相催化脱氢法制苯乙烯。
一．实验目的１．掌握乙苯气相催化脱氢的基本原理和实验方法，掌握乙苯脱氢操作条件对产物收率的影响；2． 熟悉反应器、汽化器等结构特点；3． 了解反应温度控制和测量方法以及加料的控制与计量方法； 4． 了解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 （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）C 8H 10 + H 2 C 7H 8 + CH 4 △H 873K = - 64.4 kJ/mol （３） C 8H 10 + H 2 C 6H 6 + C 2H 6 △H 873K = - 41.8 kJ/mol （４） C 8H 10 8C + 5H 2 △H 873K = - 1.72kJ/mol （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550-62０℃范围内。
反应（2）、（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，反应是可以实现的。
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。
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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。
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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
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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。
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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。
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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。
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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。
化工专业实验：乙苯脱氢制苯乙烯实验指导书
化工专业实验：乙苯脱氢制苯乙烯实验指导书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。
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，∆Ho＞0，从平衡常数与温度的关系式20lnRTHTKpp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=inP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。
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。
实验 乙苯脱氢制苯乙烯
实验乙苯脱氢制苯乙烯乙苯脱氢制苯乙烯是一种重要的化学反应，可用于生产苯乙烯。
苯乙烯是一种重要的化学原料，广泛用于塑料、橡胶、纺织和涂料等行业。
本实验旨在使用催化剂将乙苯脱氢制为苯乙烯，同时研究不同反应条件对反应产物的影响。
实验步骤：1. 实验仪器：采用多项仪器进行实验操作，主要包括反应釜、加热器、冷却器、气体净化器、漏斗等。
2. 实验材料：本实验中使用的材料有苯乙烯、乙苯，催化剂、溶剂，以及各种实验用的试剂。
3. 反应条件：反应釜温度在350至450℃之间，催化剂量为反应物的5%，氢气流量控制在0.5至1L/min，同时保持反应时间在2到6小时。
4. 实验流程：将乙苯和催化剂加到反应釜中，逐步加热至设定的反应温度。
当达到一定的温度时，开始向反应釜中通入氢气，同时控制氢气流量和反应时间，完成反应后，用氮气吹干反应釜，并用氢气清洗。
5. 实验分析：收集反应产物，通过色谱分析、质谱分析等手段，分析反应物和产物的组成，探究不同反应条件对产物生成的影响。
实验原理：乙苯脱氢制苯乙烯是将乙苯中的甲基基团和芳香基团分离，生成苯乙烯的反应。
催化剂是反应中的关键，可以选择镍、铂、钒等金属作为催化剂。
氢气在反应中也起着重要作用，通过提供氢离子，防止反应中的芳香基团被进一步氧化。
实验结果：实验结果表明，催化剂种类、温度、氢气流量和反应时间等因素都会影响反应产物的生成。
在相同温度下，镍催化剂的反应活性高于钒催化剂。
同时，反应温度越高，产物的产量越高，但也会导致副反应的增加。
氢气流量和反应时间的控制也在一定程度上影响着反应产物的生成。
结论：本实验的结果表明，乙苯脱氢制苯乙烯是一种复杂的化学反应，受多种因素的影响。
通过对实验过程和产物的分析，可以对反应条件进行优化，使得反应产物的产量和纯度得到提高。
同时，本实验也为进一步的苯乙烯生产工艺研究提供了基础数据。
乙苯脱氢制苯乙烯
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，正确采集数据。
二、实验原理本实验是以乙苯为原料，氧化铁系催化剂，在固定床单管反应器中制备苯乙烯的过程，其主副反应分别为： 主反应：C 2H5C 2H 3+H 2ΔH(298K)=115 kJ/mol副反应：C 2H5+C 2H 4等当有水蒸汽存在时，还可能存在以下反应：C 2H 5+CO 2+ 2H 2OCH 3+ 3H 2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。
(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 RTH 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γ∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∑i n P nP K K 总可知，当0>∆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：乙苯=1.5:1（体积比）=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:23232CeO O K CuO O Fe ---三、实验流程在汽化温度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0.5毫升/分，蒸馏水0.75毫升/分(50毫升催化剂)的条件下，考察不同温度对乙苯的转化率、苯乙烯的选择性、收率的影响。
乙苯脱氢制苯乙烯讲解
毒性很轻微它的黏度 比矿物油小
无机熔盐 比热容小 加热
1.温度在380~530℃ 2.装置气密性很高，用 惰性气体保护
3.避免和有机物质接触
烟道气加 易获取，能产生高温 热
温度在500~1000℃之间
常用冷却 特点 剂
适用情况及温度范围
水 1.获取方便
1.只适用冷却温度在15~30℃以上
适用情况：两种流体在进行换热时不能有混 合的场合
典型设备：列管式换热器、套管式换热器
• 传热基本方式 • 常用加热剂 • 常用冷却剂
传热基本方式
传热原理
热传导
是借助物质的分子·原子或自由电子 的运动，将热能以动能的形式传递给 相邻温度较低的分子的过程
对流传热 辐射传热
由于流体质点之间产生宏观相对位移 而位移而引起的热量传递
缺点：单位传热面积的金属消耗较大，管 子接头多，易泄漏，占地面积大，检修清 洗不方便。
套管式换热器
板式换热器
• 优点：结构紧凑，版面很薄，传热面积
达，传热效率高，拆装方便。
• 缺点：处理量小，受垫片材料性能限制，
操作压力和温度不能过高
• 板式换热器
浮头式换热器
优点：当壳程与管束因温度不同而引起 热膨胀时，管束连同浮头可在壳体内 沿轴向自由伸缩，不会产生温差应力； 且管束可以从壳内抽出，便于管内和 管间的清洗。
适用情况：适用于两流体允许直接混合的场 合
典型设备：凉水塔、喷洒式冷却塔、喷射式 冷凝器
蓄热式换热
原理：在此类换热器中，热、冷流体交替进 入蓄热室，热流体将热量储存在蓄热体中， 然后通入冷流体吸取热量，从而达到换热 目的
适用情况：常用于高温气体热量的回收或冷 却
实验讲义-乙苯脱氢制备苯乙烯
实验十三乙苯脱氢制备苯乙烯一、实验目的1.了解以乙苯为原料，使用氧化铁系催化剂，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、收率与反应温度之间的关系；找出最适宜的反应温度区域。
4.学会使用温度控制和流量控制的一般仪表、仪器。
5.了解气相色谱分析及使用方法。
二、实验内容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。
学会使用温度控制和流量控制的一般仪表、仪器。
测定不同温度下乙苯脱氢反应的转化率、苯乙烯的选择性和收率，考察温度对乙苯脱氢反应转化率、苯乙烯选择性和收率的影响。
三、基本原理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导致活性下降。
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 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。
但是温度过高使得副反应增加，导致苯乙烯选择性下降，能耗增大，设备材质要求增加，故应控制适宜的反应温度。
本实验的反应温度范围为：540~600℃。
（2）压力的影响乙苯脱氢为体积增加的反应，降低总压P 总可增加反应的平衡转化率，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，副反应也随之增加，苯乙烯的选择性下降，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.催化剂本实验采用以Fe 、K 为主要活性组分，添加少量的I A 、ⅡA 、I B 族氧化物为助剂的GS-08催化剂。