乙苯脱氢制苯乙烯实验报告-浙大化工.docx

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1、专业：化学工程与工艺姓名：学号：日期：地点：西溪化学楼装订线实验报告课程名称：化工专业实验指导老师：王晓钟成绩：__________________实验名称：乙苯脱氢制苯乙烯实验类型：同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、实验材料与试剂（必填）四、实验器材与仪器（必填）五、操作方法和实验步骤（必填）六、实验数据记录和处理七、实验结果与分析（必填）八、讨论、心得一、实验目的1．了解以乙苯为原料，氧化铁为催化剂，在固定床单管反应器种制备苯乙烯的过程;2．学会使用化学工

2、艺类实验中温度控制和流量控制的仪表、仪器;3．学会稳定工艺操作条件的方法。二、实验原理1．本实验的主副反应主反应：－CH2－CH3_—CH=CH2+H2117.8KJ/mol副反应：－C2H5＋C2H4105KJ/mol－C2H5+H2＋C2H6-31.5KJ/mol－C2H5+H2－CH3＋CH4-54.4KJ/mol在水蒸气存在的条件下，还可能发生下列反应：－C2H5+2H2O－CH3＋CO2+3H2此外还有芳烃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选择性下降，而且极

3、易使催化剂表面结焦进而活性下降。2．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，，从平衡常数与温度的关系式可知，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5乙苯脱氢为体积增加的反应，从平衡常数与压力的关系式可知，当时，降低总压P总可使Kn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。本实验加水蒸气的目的使

4、降低乙苯的分压，以提高平衡转化率。较适宜的水蒸气用量为：水：乙苯=1.5：1（体积比）或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0.6/h为宜。3．催化剂本实验采用氧化铁系催化剂。其组成为：Fe2O3－CuO－K2O－Cr2O3－CeO2。三、实验装置及流程51-水计量管；2-乙苯计量管；3、4-进料泵；5-汽化室；6-反应室；7-冷凝室；8-

5、集液罐；9-H2流量计；10-N2流量计；11-湿式气体流量计；12-N2压力表。图1乙苯脱氢制备苯乙烯实验工艺流程图四．实验步骤与方法（1）反应条件控制：汽化温度300℃，脱氢反应温度540和580℃，水：乙苯=1.5：1（体积比），相当于乙苯加料0.5毫升/分钟，蒸馏水0.75毫升/分钟。（2）操作步骤1）了解并熟悉实验装置及流程，搞清物料走向及加料、出料方法。2）将气化室温度控制设定在300℃，反应器温度控制设定为540℃3）系统通氮气20l/h，打开气化室加热开关，并打开冷却水开关。4）

6、打开反应器加热开关。5）当反应器温度到达400℃，开始加入蒸馏水，控制流量为0.75毫升/分钟，并改变氮气流量为10l/h。6）当反应器温度稳定在540℃，停止通入氮气，开始加入乙苯，控制流量为0.50毫升/分钟。7）记录乙苯加料管内起始体积，并将积液灌放空。8）反应50分钟后停止进料改通氮气流量为10l/h。9）记录原料加入体积。10）将粗产品取出后静置分层，用分液漏斗分去水层，称出烃层质量。11）取少量样品进行气相色谱分析并计算出各组分的百分含量。12）改变反应器温度为580℃后再加入乙苯，

7、重复8~11，测得有关数据。13）反应结束后，维持温度为500℃持续通入水蒸气，进行催化剂的清焦再生，半小时后停止加水，通入氮气并使反应器降温，至300℃以下时，可切断电源和冷却水，停通氮气。五．实验数据记录及处理1）原始记录时间/min温度℃原料加入量/ml烃液层质量/g汽化器反应器乙苯始终加入量50298.5540.38.6032.9024.3016.151050298.680.21.4025.023.6015.52502）粗产品分析结果反应烃层液体质量(g)粗产品乙苯消耗量RF5温度(℃)

8、苯乙烯乙苯含量%质量(g)含量%质量(g)质量(g)54016.151029.096384.6993668.8685811.12309.94558015.525048.461867.5237047.349897.3510713.113)计算结果乙苯的转化率：540℃下，α=RFFF×100%=9.4524.30×0.867×100%=44.9%580℃下，α=RFFF×100%=13.1123.6×0.867×100%=64.1%苯乙烯的选择性：540℃下，S=P/M1RF/R0×100%=4.