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(xué)實(shí)驗(yàn)化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)乙苯脫氫制苯乙烯乙苯脫氫制苯乙烯實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c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(yīng)及影響反應(yīng)的因素三、主副反應(yīng)及影響反應(yīng)的因素 四、實(shí)驗(yàn)裝置與流程四、實(shí)驗(yàn)裝置與流程 五、操作步驟及反應(yīng)條件五、操作步驟及反應(yīng)條件 六、數(shù)據(jù)記錄與處理六、數(shù)據(jù)記錄與處理 七、問(wèn)題思考七、問(wèn)題思考乙苯脫氫制苯乙烯乙苯脫氫制苯乙烯實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求v 了解苯乙烯制備過(guò)程，設(shè)計(jì)合理工藝流程，并安裝好實(shí)驗(yàn)了解苯乙烯制備過(guò)程，設(shè)計(jì)合理工藝流程，并安裝好實(shí)驗(yàn)裝置。裝置。v 掌握檢查實(shí)驗(yàn)裝置漏氣的方法。掌

2、握檢查實(shí)驗(yàn)裝置漏氣的方法。v 學(xué)會(huì)穩(wěn)定操作條件的方法，正確取好數(shù)據(jù)，并計(jì)算其結(jié)果，學(xué)會(huì)穩(wěn)定操作條件的方法，正確取好數(shù)據(jù)，并計(jì)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(xué)會(huì)使用溫度控制和流量控制的一般儀表、儀器。學(xué)會(huì)使用溫度控制和流量控制的一般儀表、儀器。v 作出反應(yīng)溫度對(duì)轉(zhuǎn)化率，選擇性、收率的影響曲線圖。作出反應(yīng)溫度對(duì)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(guān)副產(chǎn)品相關(guān)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(diǎn)】【熔點(diǎn)】-94.9 v 【沸點(diǎn)】【沸點(diǎn)】136.2 【自燃點(diǎn)】【自燃點(diǎn)】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(diǎn)】【閃點(diǎn)】15 v 【爆炸極限】【爆炸極限】16.7%v 【毒性分級(jí)】中毒【毒性分級(jí)】中毒v 【爆轟氣體危險(xiǎn)特性】與空氣混合可爆【爆轟氣體危險(xiǎn)特性】與空氣混合可爆v 【可燃性危險(xiǎn)特性】遇明火、高溫

4、、氧化劑易燃【可燃性危險(xiǎn)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(wú)色油狀液體，有芳香氣味。凝固點(diǎn)-30.6。沸點(diǎn)145。相對(duì)密度0.9059(20/4)。閃點(diǎn)（開杯）31.11。自燃點(diǎn)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(dāng)加熱或暴露日光下，或在過(guò)氧化物存在下容易聚合，聚合時(shí)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(hù) ： 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(jué)到。在0.00005就會(huì)感到不快，但在這樣濃度下，尚無(wú)毒害作用。隨濃度升高，則刺激性增強(qiáng)，可刺激皮膚，呼吸道。在通風(fēng)不良的室內(nèi)進(jìn)食時(shí)會(huì)刺激胃粘膜。苯乙烯與苯不同，不會(huì)造成慢性中毒，因?yàn)楸揭蚁┰谏矬w內(nèi)容易被氧化成苯甲酸、苯基甘醇、苯乙醇酸等，進(jìn)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(shè)備應(yīng)密閉，防止跑、冒、滴、漏。注意個(gè)人防護(hù)，工作時(shí)應(yīng)穿戴個(gè)人防護(hù)用具。操作人員進(jìn)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(yīng)主反應(yīng) 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(yīng)副反應(yīng) C6H5C2H5C6H6+C2H4等等v 在水蒸汽存在下還能發(fā)生下列轉(zhuǎn)化反應(yīng)：在水蒸汽存在下還能發(fā)生下列轉(zhuǎn)化反應(yīng)： 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(yīng)發(fā)生。等副反應(yīng)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(yīng)為吸熱反應(yīng)，故溫度對(duì)反應(yīng)影響很大，本實(shí)驗(yàn)一般乙苯脫氫反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故溫度對(duì)反應(yīng)影響很大，本實(shí)驗(yàn)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(yīng)，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(yīng)，降低壓力有利于平衡向脫氫方向移動(dòng)，本實(shí)驗(yàn)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(dòng)，本實(shí)驗(yàn)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(yīng)系統(tǒng)中有平行副反應(yīng)和連串副反應(yīng)，隨著接觸時(shí)間乙苯脫氫反應(yīng)系統(tǒng)中有平行副反應(yīng)和連串副反應(yīng)，隨著接觸時(shí)間的增加副反應(yīng)也增加，苯乙烯的選擇性可能下降，適宜的接觸時(shí)間與的增加副反應(yīng)也增加，苯乙烯的選擇性可能下降，適宜的接觸時(shí)間與催化劑的活性及反應(yīng)溫度有關(guān)，在實(shí)驗(yàn)所用的鐵系催化劑上，乙苯的催化劑的活性及反應(yīng)溫度有關(guān)，在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)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(shè)備及電路，待教師檢查后認(rèn)為合格后，方可開始操作。檢查安裝好設(shè)備及電路，待教師檢查后認(rèn)為合格后，方可開始操作。檢查反應(yīng)系統(tǒng)的密封性，用反應(yīng)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(yīng)器的預(yù)熱段、反應(yīng)段分別逐步升溫至預(yù)定的溫度，接通電源，使反應(yīng)器的預(yù)熱段、反應(yīng)段分別逐步升溫至預(yù)定的溫度，同時(shí)打開冷卻水。同時(shí)打開冷卻水。v 當(dāng)預(yù)熱溫度達(dá)到當(dāng)預(yù)熱溫度達(dá)到300，反應(yīng)溫度達(dá)，反應(yīng)溫度達(dá)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(shí)。穩(wěn)定半小時(shí)。v 反應(yīng)開始每隔反應(yīng)開始每隔1020分鐘取一次樣品，每個(gè)溫度至少取二個(gè)樣品，分鐘取一次樣品，每個(gè)溫度至少取二個(gè)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(yīng)結(jié)束，停止加乙苯原料，反應(yīng)溫度維持在反應(yīng)結(jié)束，停止加乙苯原料，反應(yīng)溫度維持在500左右，繼續(xù)通水左右，繼續(xù)通水蒸汽，進(jìn)行催化劑的清焦再生，約半小時(shí)后停止通水蒸汽，并降溫。蒸汽，進(jìn)行催化劑的清焦再生，約半小時(shí)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(yīng)條件控制反應(yīng)條件v預(yù)熱溫度預(yù)熱溫度300,脫氫反應(yīng)溫度脫氫反應(yīng)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(shí)間時(shí)間 溫溫 度度 空空 速速 尾尾 氣氣 脫氫產(chǎn)物脫氫產(chǎn)物 預(yù)熱溫度預(yù)熱溫度 投水量投水量 乙苯量乙苯量 水水 層層 量量 反應(yīng)溫度反應(yīng)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(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果乙苯脫氫制苯乙烯乙苯脫氫制苯乙烯問(wèn)題思考問(wèn)題思考v乙苯脫氫反應(yīng)中對(duì)于等溫式反應(yīng)器與絕熱式反應(yīng)乙苯脫氫反應(yīng)中對(duì)于等溫式反應(yīng)器與絕熱式反應(yīng)