乙苯脫氫制苯乙烯

1、乙苯脫氫制苯乙烯乙苯脫氫制苯乙烯化工工藝學實驗化工工藝學實驗乙苯脫氫制苯乙烯乙苯脫氫制苯乙烯實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 一、實驗目的與要求一、實驗目的與要求 二、原料及產(chǎn)品性質(zhì)二、原料及產(chǎn)品性質(zhì) 三、主副反應及影響反應的因素三、主副反應及影響反應的因素 四、實驗裝置與流程四、實驗裝置與流程 五、操作步驟及反應條件五、操作步驟及反應條件 六、數(shù)據(jù)記錄與處理六、數(shù)據(jù)記錄與處理 七、問題思考七、問題思考乙苯脫氫制苯乙烯乙苯脫氫制苯乙烯實驗目的與要求實驗目的與要求v 了解苯乙烯制備過程，設計合理工藝流程，并安裝好實驗了解苯乙烯制備過程，設計合理工藝流程，并安裝好實驗裝置。裝置。v 掌握檢查實驗裝置漏氣的方法。掌

2、握檢查實驗裝置漏氣的方法。v 學會穩(wěn)定操作條件的方法，正確取好數(shù)據(jù)，并計算其結(jié)果，學會穩(wěn)定操作條件的方法，正確取好數(shù)據(jù)，并計算其結(jié)果，如空速，轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率及收率。如空速，轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率及收率。v 學會使用溫度控制和流量控制的一般儀表、儀器。學會使用溫度控制和流量控制的一般儀表、儀器。v 作出反應溫度對轉(zhuǎn)化率，選擇性、收率的影響曲線圖。作出反應溫度對轉(zhuǎn)化率，選擇性、收率的影響曲線圖。乙苯脫氫制苯乙烯乙苯脫氫制苯乙烯原料及產(chǎn)品性質(zhì)原料及產(chǎn)品性質(zhì)一、原料一、原料 乙基苯乙基苯 催化劑：氧化鐵系催化劑催化劑：氧化鐵系催化劑二、產(chǎn)品二、產(chǎn)品 苯乙烯苯乙烯 相關副產(chǎn)品相關副產(chǎn)品乙苯脫氫制苯乙烯乙苯脫氫制苯乙

3、烯乙基苯性質(zhì)乙基苯性質(zhì)v 英文名：英文名：Phenylethanev 【分子式】【分子式】C8-H10（C6H5CH2CH3）v 【分子量】【分子量】106.16v 【比重】【比重】0.8669 (20)v 【熔點】【熔點】-94.9 v 【沸點】【沸點】136.2 【自燃點】【自燃點】432.22v 【蒸汽壓】【蒸汽壓】10毫米汞柱毫米汞柱 (25.9)v 【蒸汽密度】【蒸汽密度】3.66v 【閃點】【閃點】15 v 【爆炸極限】【爆炸極限】16.7%v 【毒性分級】中毒【毒性分級】中毒v 【爆轟氣體危險特性】與空氣混合可爆【爆轟氣體危險特性】與空氣混合可爆v 【可燃性危險特性】遇明火、高溫

4、、氧化劑易燃【可燃性危險特性】遇明火、高溫、氧化劑易燃乙苯脫氫制苯乙烯乙苯脫氫制苯乙烯脫氫催化劑脫氫催化劑 氧化鐵系催化劑組成氧化鐵系催化劑組成Fe2O3CuOK2OCr2O5CeO2 乙苯脫氫制苯乙烯乙苯脫氫制苯乙烯苯乙烯性質(zhì)苯乙烯性質(zhì)v 英 文 名： Styrene;Styrol;Vinylbenzene 別名 乙烯基苯 v 分 子 式 ：C6H5CH:CH2 v 產(chǎn)品用途 ：主要用于聚苯乙烯、合成橡膠、工程塑料、離子交換樹脂等的原料 v 物化性質(zhì) 無色油狀液體，有芳香氣味。凝固點-30.6。沸點145。相對密度0.9059(20/4)。閃點（開杯）31.11。自燃點490。折射率nD(2

5、0)1.5467。粘度（20）0.763mPas。不溶于水，溶于乙醇及乙醚。當加熱或暴露日光下，或在過氧化物存在下容易聚合，聚合時釋放熱量，并能引起爆炸。爆炸極限1.1%6.1%（體積）。v 毒性防護 ： 本品有毒。毒性比苯弱。苯乙烯具有引人發(fā)笑的臭味，在0.000025就可以顯明地察覺到。在0.00005就會感到不快，但在這樣濃度下，尚無毒害作用。隨濃度升高，則刺激性增強，可刺激皮膚，呼吸道。在通風不良的室內(nèi)進食時會刺激胃粘膜。苯乙烯與苯不同，不會造成慢性中毒，因為苯乙烯在生物體內(nèi)容易被氧化成苯甲酸、苯基甘醇、苯乙醇酸等，進而成為馬尿酸或葡萄糖酸酯而被排出體外?？諝庵凶罡呷菰S濃度為420mg

6、/m3。生產(chǎn)設備應密閉，防止跑、冒、滴、漏。注意個人防護，工作時應穿戴個人防護用具。操作人員進行定期檢查，有呼吸系統(tǒng)疾病、肝臟病、腎臟病或血液病者，不宜從事本操作。 乙苯脫氫制苯乙烯乙苯脫氫制苯乙烯主反應主反應 H298K=115千焦/摩爾乙苯脫氫制苯乙烯乙苯脫氫制苯乙烯副反應副反應 C6H5C2H5C6H6+C2H4等等v 在水蒸汽存在下還能發(fā)生下列轉(zhuǎn)化反應：在水蒸汽存在下還能發(fā)生下列轉(zhuǎn)化反應： CH4+H2OCO+3H2，C6H5C2H5+2H2OC6H5CH3+CO2+3H2 C2H4+2H2O2CO+4H2v 此外還有芳烴脫氫縮合及苯乙烯聚合，生成焦油和焦炭，此外還有芳烴脫氫縮合及苯乙

7、烯聚合，生成焦油和焦炭，也可能有深度裂解生成也可能有深度裂解生成C和和H2等副反應發(fā)生。等副反應發(fā)生。乙苯脫氫制苯乙烯乙苯脫氫制苯乙烯影響因素影響因素v 溫度的影響溫度的影響 乙苯脫氫反應為吸熱反應，故溫度對反應影響很大，本實驗一般乙苯脫氫反應為吸熱反應，故溫度對反應影響很大，本實驗一般控制在控制在540600。v 壓力的影響壓力的影響 乙苯脫氫為增加體積的反應，降低壓力有利于平衡向脫氫方向移乙苯脫氫為增加體積的反應，降低壓力有利于平衡向脫氫方向移動，本實驗加水蒸汽的目的是降低乙苯的分壓，以提高平衡轉(zhuǎn)化率。動，本實驗加水蒸汽的目的是降低乙苯的分壓，以提高平衡轉(zhuǎn)化率。較適宜的水蒸汽用量為水蒸汽：

8、較適宜的水蒸汽用量為水蒸汽： 乙苯乙苯=8:1（摩爾）（摩爾）=1.5:1（體積）（體積）v 空速的影響空速的影響 乙苯脫氫反應系統(tǒng)中有平行副反應和連串副反應，隨著接觸時間乙苯脫氫反應系統(tǒng)中有平行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，適宜的接觸時間與的增加副反應也增加，苯乙烯的選擇性可能下降，適宜的接觸時間與催化劑的活性及反應溫度有關，在實驗所用的鐵系催化劑上，乙苯的催化劑的活性及反應溫度有關，在實驗所用的鐵系催化劑上，乙苯的液空速以液空速以0.6hr-1為宜。為宜。乙苯脫氫制苯乙烯乙苯脫氫制苯乙烯實驗裝置實驗裝置 乙苯脫氫制苯乙烯乙苯脫氫制苯乙烯操作步驟

9、操作步驟v 安裝好設備及電路，待教師檢查后認為合格后，方可開始操作。檢查安裝好設備及電路，待教師檢查后認為合格后，方可開始操作。檢查反應系統(tǒng)的密封性，用反應系統(tǒng)的密封性，用0.1MPa壓力表，數(shù)分鐘內(nèi)壓力不變即符合要壓力表，數(shù)分鐘內(nèi)壓力不變即符合要求，也可用肥皂泡試漏。求，也可用肥皂泡試漏。v 接通電源，使反應器的預熱段、反應段分別逐步升溫至預定的溫度，接通電源，使反應器的預熱段、反應段分別逐步升溫至預定的溫度，同時打開冷卻水。同時打開冷卻水。v 當預熱溫度達到當預熱溫度達到300，反應溫度達，反應溫度達400左右開始加入蒸餾水，校左右開始加入蒸餾水，校正水流量，（正水流量，（0.75ml/分

10、），然后校正乙苯流量（分），然后校正乙苯流量（0.5ml/分）并使之分）并使之穩(wěn)定半小時。穩(wěn)定半小時。v 反應開始每隔反應開始每隔1020分鐘取一次樣品，每個溫度至少取二個樣品，分鐘取一次樣品，每個溫度至少取二個樣品，產(chǎn)品液從分離器中放入量筒，然后用分液漏斗分去水層，稱出烴液重產(chǎn)品液從分離器中放入量筒，然后用分液漏斗分去水層，稱出烴液重量。量。v 反應結(jié)束，停止加乙苯原料，反應溫度維持在反應結(jié)束，停止加乙苯原料，反應溫度維持在500左右，繼續(xù)通水左右，繼續(xù)通水蒸汽，進行催化劑的清焦再生，約半小時后停止通水蒸汽，并降溫。蒸汽，進行催化劑的清焦再生，約半小時后停止通水蒸汽，并降溫。乙苯脫氫制苯乙烯

11、乙苯脫氫制苯乙烯控制反應條件控制反應條件v預熱溫度預熱溫度300,脫氫反應溫度脫氫反應溫度540600，水：，水：乙苯乙苯=1.5:1（體積比）。（體積比）。v相等于乙苯加料相等于乙苯加料0.5ml/分，蒸餾水分，蒸餾水0.75ml/分左右分左右（50毫升催化劑）。毫升催化劑）。乙苯脫氫制苯乙烯乙苯脫氫制苯乙烯數(shù)據(jù)記錄與處理數(shù)據(jù)記錄與處理原始記錄原始記錄時間時間 溫溫 度度 空空 速速 尾尾 氣氣 脫氫產(chǎn)物脫氫產(chǎn)物 預熱溫度預熱溫度 投水量投水量 乙苯量乙苯量 水水 層層 量量 反應溫度反應溫度 烴層量烴層量 產(chǎn)品分析結(jié)果乙苯脫氫制苯乙烯乙苯脫氫制苯乙烯計算結(jié)果計算結(jié)果乙苯脫氫制苯乙烯乙苯脫氫制苯乙烯問題思考問題思考v乙苯脫氫反應中對于等溫式反應器與絕熱式反應乙苯脫氫反應中對于等溫式反應器與絕熱式反應