实验十三 乙苯脱氢制乙烯
上传者:马银花|上传时间:2015-04-21|密次下载
实验十三 乙苯脱氢制乙烯
一、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。
二、实验原理
1. 本实验的主副反应
主反应: 氢气 苯乙烯 乙苯 + ? 117.8 kJ/mol
副反应: 乙烯 苯 乙苯 + ? 105.0 kJ/mol
乙烷 苯 氢气 乙苯 ? -31.5 kJ/mol
乙烯 甲苯 氢气 乙苯 + ? + -54.4 kJ/mol
在水蒸汽存在的条件下,还可能发生下列反应:
氢气 二氧化碳 甲苯 水 乙苯 3 + + ? 2 +
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。
2. 影响本反应的因素
(1)温度的影响
乙苯脱氢为吸热反应,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,使苯乙烯的选择性下降,能耗增加,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 ?C。
(2)压力的影响
乙苯脱氢为体积增大的反应,降低总压可使平衡常数增大,从而增加反应
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)。
(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
-1
为宜。
3. 本实验采用氧化铁系催化剂,其组成为:Fe2O3-CuO-K2O3-CeO2。
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