西安石油大学化学化工学院：《石油化工工艺》课程教学资源（实验内容）乙苯脱氢生产苯乙烯

乙苯脱氢制苯乙烯 实验目的 了解苯乙烯制备过程,设计合理的工艺流程 2、正确选择适宜的反应条件,学会稳定操作条件的方法,根据实验结果计算合成反应的转 化率、选择性和目的产物的收率。 3、利用不同温度下乙苯转化率、苯乙烯选择性及收率对反应温度作图,确定最佳的脱氢温 实验原理 工业上生产苯乙烯的方法有苯与乙烯的烃化法和乙苯脱氢法两种,本实验采用后一种 方法。即 580~600℃ C6Hs-C2H5 C6Hs. CH=CH2+H2 脱氢催化剂 为一个分子数目增加的可逆、吸热反应,故理想的反应条件应该是高温、低压。由于 主反应过程中还伴随有乙苯的裂解和加氢脱烷基等副反应,即 C6Hs. C2H5) C6H6+C2 H4 C6Hs. C2Hs+Hy C6Hs CH3+CH C6Hs C2Hs+H2 C6H6+C2H6 C6Hs CH2 CH3 故反应温度不能太高。一般控制在580~600℃范围内。为保障安全生产通过加入过热 水蒸气作稀释剂的办法来降低反应压力。水蒸汽的加入又会发生下列转化和变换副反应: CH4+H2O—CO+3H2 C2H4+2H2O→2CO+4H2 C2H6+2H2O—2CO+5H2 C+H2O→CO+H2 CO+H2O—CO2+H2 副反应的存在导致反应条件优化控制的复杂化。水蒸汽的加入既有利于降低乙苯的分 压又保障了安全操作;提供了吸热反应的内热源,使反应器可在绝热条件下操作;同时水蒸 气的存在通过清焦反应的进行,可以净化催化剂表面的结焦,提高催化剂的活性与寿命。考 虑过程的能量消耗,水蒸汽量也不能无限加大,根据热力学平衡计算,当P=1时,进料中 水蒸汽与乙苯为1.5:1(x)时,乙苯的转化率接近与平衡转化。但由于平衡转化时反应速 度太慢,故生产上一般来用8:1 乙苯脱氢反应平衡体系中,存在平行副反应和连串副反应,通过优化反应条件提高脱氢 反应的选择性是乙苯脱氢反应的关键。控制物料流经反应器的空速和催化剂的接触时间对促 进乙苯的转化率和反应的选择有重要的影响。适宜的接触时间与催化剂的活性和反应温度有 关,在本实验所用的催化剂上,空速以06h1~h1为宜 三实验结果讨论 1根据实验结果评述反应温度、空速、反应压力、稀释比等对苯乙烯收率的影响规律 2通过哪些方面的改进以提高乙苯脱氢催化剂的催化性能?

乙苯脱氢制苯乙烯 一 实验目的 1、了解苯乙烯制备过程，设计合理的工艺流程。 2、正确选择适宜的反应条件，学会稳定操作条件的方法，根据实验结果计算合成反应的转 化率、选择性和目的产物的收率。 3、利用不同温度下乙苯转化率、苯乙烯选择性及收率对反应温度作图，确定最佳的脱氢温 度。 二 实验原理 工业上生产苯乙烯的方法有苯与乙烯的烃化法和乙苯脱氢法两种，本实验采用后一种 方法。即 580～600℃ C6H5·C2H5 C6H5·CH＝CH2+H2 脱氢催化剂 为一个分子数目增加的可逆、吸热反应，故理想的反应条件应该是高温、低压。由于 主反应过程中还伴随有乙苯的裂解和加氢脱烷基等副反应，即 C6H5·C2H5 C6H6+C2H4 C6H5·C2H5+H2 C6H5·CH3+CH4 C6H5·C2H5+H2 C6H6+C2H6 C6H5·CH2·CH3 8C+5H2 故反应温度不能太高。一般控制在 580~600℃范围内。为保障安全生产通过加入过热 水蒸气作稀释剂的办法来降低反应压力。水蒸汽的加入又会发生下列转化和变换副反应： CH4+H2O CO+3H2 C2H4+2H2O 2CO+4H2 C2H6+2H2O 2CO+5H2 C+H2O CO+H2 CO+H2O CO2+H2 副反应的存在导致反应条件优化控制的复杂化。水蒸汽的加入既有利于降低乙苯的分 压又保障了安全操作；提供了吸热反应的内热源，使反应器可在绝热条件下操作；同时水蒸 气的存在通过清焦反应的进行，可以净化催化剂表面的结焦，提高催化剂的活性与寿命。考 虑过程的能量消耗，水蒸汽量也不能无限加大，根据热力学平衡计算，当 P=1 时，进料中 水蒸汽与乙苯为 1.5：1（χ）时，乙苯的转化率接近与平衡转化。但由于平衡转化时反应速 度太慢，故生产上一般来用 8：1。 乙苯脱氢反应平衡体系中，存在平行副反应和连串副反应，通过优化反应条件提高脱氢 反应的选择性是乙苯脱氢反应的关键。控制物料流经反应器的空速和催化剂的接触时间对促 进乙苯的转化率和反应的选择有重要的影响。适宜的接触时间与催化剂的活性和反应温度有 关，在本实验所用的催化剂上，空速以 0.6h-1～1h-1为宜 三 实验结果讨论 1 根据实验结果评述反应温度、空速、反应压力、稀释比等对苯乙烯收率的影响规律。 2 通过哪些方面的改进以提高乙苯脱氢催化剂的催化性能？