化工专业实验十三至十六

实验十三 乙苯脱氢制苯乙烯 A 实验目的 (1)了解以乙苯为原料，氧化铁系为催化剂，在固定床单管反应器中制备苯乙烯的过程。 (2)学会稳定工艺操作条件的方法。 B 实验原理 1．本实验的主副反应 主反应： -CH=CH2H2CH2 CH3-+ 117.8 KJ/mol- 副反应： £­£­£­-CH3£­£­+H2£«+H2C2H5--54.4 KJ/mol+ C2H4C2H5--31.5 KJ/mol+ C2H6+ C2H4105 KJ/mol-C2H5 在水 蒸 汽 存 在的条件下 ，还 可 能 发 生 下 列 反应： -£«£­£­£­- ­£­C2H52H2O+CH3CO2+3H2+ 此 外 还 有 芳 烃 脱氢缩 合 及 苯乙烯聚 合 生 成 焦 油 和 焦 等 。这 些 连 串 副反应的发生 不 仅 使 反应的选 择 性 下 降 ，而 且 极 易 使 催化剂表 面 结 焦 进 而 活 性 下 降 。 (1)影 响 本反应的因 素 1) 温 度 的影 响 乙苯脱氢反应为吸 热 反应，00 H，从 平 衡 常 数 与 温 度 的关 系式20lnRTHTKPP可 知 ，提 高 温 度 可 增 大 平 衡 常 数 ，从 而 提 高 脱氢反应的平 衡 转 化率。但是温度过高副反应增加，使苯乙烯选择性下降， 能耗增大，设备材质要求增加，故应控制适宜的反应温度。本实验的反应温度为：540～600℃。 2) 压力的影响 乙苯脱氢为体积增加的反应，从平衡常数与压力的关系式inPnPKK总可知，当0时，降低总压总P 可使nK 增大，从而增加了反应的平衡转化率，故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：乙苯=1.5:1（体积比）=8:1 (摩尔比)。 3) 空速的影响 乙苯脱氢反应系统中有平衡副反应和连串副反应，随着接触时间的增加，副反应也增加，苯乙烯的选择性可能下降，适宜的空速与催化剂的活性及反应温度有关，本实验乙苯的液空速以 0.6h-1为宜。 (2)催化剂 本实验采用氧化铁系催化剂其组成为:23232CeOOKCu OOFe。 C 预习与思考 (1)乙苯脱氢生成苯乙烯反应是吸热还是放热反应？如何判断？如果是吸热反应，则反应温度为多少？实验室是如何来实现的？工业上又是如何来实现的？ (2)对本反应而言是体积增大还是减小？加压有利还是减压有利？工业上是如何来实现加减压操作的？本实验采用什么方法？为什么加入水蒸汽可以降低烃分压？ (3)在本实验中你认为有...