乙苯脫氫制苯乙烯實驗

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1、實驗五乙苯脫氫制苯乙烯實驗實驗目的1.了解以乙苯為原料，氧化鐵為催化劑，在固定床單管反應器種制備苯乙烯的過程。2.學會使用化學工藝類實驗中溫度控制和流量控制的儀表、儀器。3.學會穩(wěn)定工藝操作條件的方法。實驗原理乙苯脫氫是可逆的強吸熱反應，只冇在催化劑存在和550~60（TC的高溫條件卜-才能提高產(chǎn)品收率，其反應如下:主反應：C6H5-C2H5—>C6H5CH二CH2+H2副反應:C6H5-C2H5—>C6116+C2H4[C6H5-C2H4]+H2—>C6H5+C2H6[C6H5—C2H5]+H2—>C6H5—CH

2、3+CH4在水蒸氣存在的條件下，還可能發(fā)生下列反應：C6H5-C2H5+2H2O-->C6H5-CH34-C02+3H2此外還有芳涇縮合及苯乙烯聚合生成焦油和焦等。這些連串副反應的發(fā)生不僅使反應選擇性下降，而且極易使催化劑表面結(jié)焦進而活性下降。2.影響本反應的因素1）溫度的影響乙苯脫氫反應為吸熱反應,ah°>0,從平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系式[ainKp/aT]p=Air/rt?可知,提高溫度可增人平衡常數(shù)，從而提高脫氫反應的平衡轉(zhuǎn)化率。但是溫度過高副反應增加，使苯乙烯選擇性下降,能耗增大，設(shè)備材質(zhì)要求增加，故應控制適宜

3、的反應溫度。木實驗的反應溫度為：540飛00°C。2）壓力的影響乙苯脫氫為體積增加的反應,從平衡常數(shù)與壓力的關(guān)系式Kp=Kn[P總Fi]Au可知,當時Av>0，降低總壓P總可使Kn增大，從而增加了反應的平衡轉(zhuǎn)化率，故降低壓力有利于平衡向脫氮方向移動。本實驗加水蒸氣的冃的使降低乙苯的分壓，以提扁平衡轉(zhuǎn)化率。較適宜的水蒸氣用量為：水：乙苯二1.5：1（體積比）或8：1（摩爾比）。3）空速的影響乙苯脫氫反應系統(tǒng)屮有平衡副反應和連串副反應，隨著接觸時間的增加，副反應也增加，苯乙烯的選擇性可能下降，適宜的空速與催化劑的活性及

4、反應溫度有關(guān)，本實驗乙苯的液空速以0.6/h為宜。3.催化劑本實驗采用氧化鐵系催化劑。其組成為：Fe2O3-CuO-K2O-Cr2O3-CeO2,多項選擇1.請選擇正確的實驗裝置圖。17B.木實驗的反應溫度為：560-620°CC.本實驗乙苯的液空速以0.6h?i為宜D.A.提高反應溫度,反應轉(zhuǎn)化率增大。B.提高反應溫度,反應收率增大。C.提高反應溫度，反應選擇性增大。D.提高反應溫度，反應選擇性出現(xiàn)先增大后減小。本實驗適宜的水蒸氣用量為，水：乙苯二4:1（摩爾比）3.請選擇本次實驗的正常實驗結(jié)果。問答1.乙苯脫氫

5、生成苯乙烯反應是吸熱還是放熱反應？如果是吸熱反應，則反應溫度為多少？實驗室是如何來實現(xiàn)的？工業(yè)上又是如何來實現(xiàn)的？乙苯脫氫生成苯乙烯反應是吸熱反應；反應溫度為540度；▲在實驗室時，接通電源使汽化器、反應器分別逐步升溫至預定溫度。汽化器溫度達到300度后反應器溫度達到400度左右加入己矯正好流雖的蒸憎水。繼續(xù)加熱達到500度左右時，加入己矯正好流雖的乙苯，繼續(xù)加熱到540度使之穩(wěn)定。加熱溫度用熱電偶控制。工業(yè)上乙苯脫氫時常加入適雖氧氣，在合適條件下，氧氣與生成的清漆合成水，相當于移走生成物氫氣，促使平衡向生成乙烯方

6、向移動。2.乙苯脫氫生成苯乙烯反應是體積增大還是減??？加壓有利還是減壓有利？工業(yè)上是如何來實現(xiàn)家減壓操作的？本實驗采用什么方法？為什么加入水蒸氣可以降低桂分壓？乙苯脫氫生成苯乙烯反應是體積增大反應。從平衡常數(shù)辜韶般系隣鉛誹S8S齡勰聲反應工業(yè)上通過加水蒸氣與乙苯的混合氣體來實現(xiàn)減壓操作。本實驗采用加水蒸氣方法來實現(xiàn)乙苯分壓以提高平衡轉(zhuǎn)化。因為水蒸氣熱容罐大；產(chǎn)物易分離；產(chǎn)物不起反應;水蒸氣還可以保護裂解爐管；水蒸氣還有清焦作用。3?進行反應物料衡算，需要一些什么數(shù)據(jù)？如何收集并進行處理?進行反應物料衡算需要乙苯和水

7、的加入雖、精產(chǎn)品水▲層雖和燒層雖，并對產(chǎn)品中苯、屮苯、乙苯和苯乙烯含雖進行分析，從而計算岀乙苯的轉(zhuǎn)化率、苯乙烯的選擇性和收率。4.反應溫度升高，對轉(zhuǎn)化率、選擇性、收率的影響如何，為什么？根據(jù)實驗結(jié)果,確定最適宜的反應溫度區(qū)域。提高溫度可增大平衡常數(shù)，從而提高脫氫反應的平▲衡轉(zhuǎn)化率。但是過高的溫度副反應增加，是苯乙烯的選擇性下降，能耗增人，設(shè)備材質(zhì)要求增加，故應控制適宜的反應溫度區(qū)域540-600度。