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1、乙苯脱氢制苯乙烯,化工工艺学实验,乙苯脱氢制苯乙烯,实验内容 一、实验目的与要求 二、原料及产品性质 三、主副反应及影响反应的因素 四、实验装置与流程 五、操作步骤及反应条件 六、数据记录与处理 七、问题思考,乙苯脱氢制苯乙烯,实验目的与要求了解苯乙烯制备过程，设计合理工艺流程，并安装好实验装置。掌握检查实验装置漏气的方法。学会稳定操作条件的方法，正确取好数据，并计算其结果，如空速，转化率、产率及收率。学会使用温度控制和流量控制的一般仪表、仪器。作出反应温度对转化率，选择性、收率的影响曲线图。,乙苯脱氢制苯乙烯,原料及产品性质,一、原料 乙基苯 催化剂：氧化铁系催化剂,二、产品 苯乙烯 相关副
2、产品,乙苯脱氢制苯乙烯,乙基苯性质 英文名：Phenylethane【分子式】C8-H10（C6H5CH2CH3）【分子量】106.16【比重】0.8669(20)【熔点】-94.9【沸点】136.2【自燃点】432.22【蒸汽压】10毫米汞柱(25.9)【蒸汽密度】3.66【闪点】15【爆炸极限】16.7%【毒性分级】中毒【爆轰气体危险特性】与空气混合可爆【可燃性危险特性】遇明火、高温、氧化剂易燃,乙苯脱氢制苯乙烯,脱氢催化剂 氧化铁系催化剂组成Fe2O3CuOK2OCr2O5CeO2,乙苯脱氢制苯乙烯,苯乙烯性质英 文 名：Styrene;Styrol;Vinylbenzene 别名 乙烯
3、基苯 分 子 式：C6H5CH:CH2 产品用途：主要用于聚苯乙烯、合成橡胶、工程塑料、离子交换树脂等的原料 物化性质 无色油状液体，有芳香气味。凝固点-30.6。沸点145。相对密度0.9059(20/4)。闪点（开杯）31.11。自燃点490。折射率nD(20)1.5467。粘度（20）0.763mPas。不溶于水，溶于乙醇及乙醚。当加热或暴露日光下，或在过氧化物存在下容易聚合，聚合时释放热量，并能引起爆炸。爆炸极限1.1%6.1%（体积）。毒性防护：本品有毒。毒性比苯弱。苯乙烯具有引人发笑的臭味，在0.000025就可以显明地察觉到。在0.00005就会感到不快，但在这样浓度下，尚无毒害
4、作用。随浓度升高，则刺激性增强，可刺激皮肤，呼吸道。在通风不良的室内进食时会刺激胃粘膜。苯乙烯与苯不同，不会造成慢性中毒，因为苯乙烯在生物体内容易被氧化成苯甲酸、苯基甘醇、苯乙醇酸等，进而成为马尿酸或葡萄糖酸酯而被排出体外。空气中最高容许浓度为420mg/m3。生产设备应密闭，防止跑、冒、滴、漏。注意个人防护，工作时应穿戴个人防护用具。操作人员进行定期检查，有呼吸系统疾病、肝脏病、肾脏病或血液病者，不宜从事本操作。,乙苯脱氢制苯乙烯,主反应,H298K=115千焦/摩尔,乙苯脱氢制苯乙烯,副反应 C6H5C2H5C6H6+C2H4等在水蒸汽存在下还能发生下列转化反应：CH4+H2OCO+3H2
5、，C6H5C2H5+2H2OC6H5CH3+CO2+3H2 C2H4+2H2O2CO+4H2此外还有芳烃脱氢缩合及苯乙烯聚合，生成焦油和焦炭，也可能有深度裂解生成C和H2等副反应发生。,乙苯脱氢制苯乙烯,影响因素温度的影响 乙苯脱氢反应为吸热反应，故温度对反应影响很大，本实验一般控制在540600。压力的影响 乙苯脱氢为增加体积的反应，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蒸汽：乙苯=8:1（摩尔）=1.5:1（体积）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
6、能下降，适宜的接触时间与催化剂的活性及反应温度有关，在实验所用的铁系催化剂上，乙苯的液空速以0.6hr-1为宜。,乙苯脱氢制苯乙烯,实验装置,乙苯脱氢制苯乙烯,操作步骤安装好设备及电路，待教师检查后认为合格后，方可开始操作。检查反应系统的密封性，用0.1MPa压力表，数分钟内压力不变即符合要求，也可用肥皂泡试漏。接通电源，使反应器的预热段、反应段分别逐步升温至预定的温度，同时打开冷却水。当预热温度达到300，反应温度达400左右开始加入蒸馏水，校正水流量，（0.75ml/分），然后校正乙苯流量（0.5ml/分）并使之稳定半小时。反应开始每隔1020分钟取一次样品，每个温度至少取二个样品，产品液
7、从分离器中放入量筒，然后用分液漏斗分去水层，称出烃液重量。反应结束，停止加乙苯原料，反应温度维持在500左右，继续通水蒸汽，进行催化剂的清焦再生，约半小时后停止通水蒸汽，并降温。,乙苯脱氢制苯乙烯,控制反应条件预热温度300,脱氢反应温度540600，水：乙苯=1.5:1（体积比）。相等于乙苯加料0.5ml/分，蒸馏水0.75ml/分左右（50毫升催化剂）。,乙苯脱氢制苯乙烯,数据记录与处理原始记录,时间 温 度 空 速 尾 气 脱氢产物 预热温度 投水量 乙苯量 水 层 量 反应温度 烃层量,产品分析结果,乙苯脱氢制苯乙烯,计算结果,乙苯脱氢制苯乙烯,问题思考乙苯脱氢反应中对于等温式反应器与绝热式反应器，它们的催化剂床层反应温度分布情况如何，本实验装置的温度差在哪里？进行反应物料衡算，需要一些什么数据，已有的数据如何来进行处理？为什么乙苯脱氢制苯乙烯反应需要控制适宜温度？,
