文档介绍：---
乙苯脱氢制苯乙烯实验报告
一 实验目的
1）了解以乙苯为原料在铁系催化剂上进行固定床制备苯乙烯的过程，学会设计实验流程和操作；
2）掌握乙苯脱氢操作条件对产物收率的影响，学会获取稳定的工艺条件之方法。
3）掌握催化剂的填装、活化、反应使用方法。
4）掌握色谱分析方法。
实验原理
主副反应
乙苯脱氢生成苯乙烯和氢气是一个可逆的强烈吸热反应， 只有在催化剂存在的高温条件
下才能提高产品收率，其反应如下：
主反应
C6H5C2H
C
+ H 2
5
6H5C2H
3
副反应
C6H5C2H
C
6H6 + C 2H4
5
---
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CH+H C H
24 2 26
C6H5C2H5 + H 2 C 6H6+ C2H6
C6H5C2H5 C 6H5－CH3+ CH4
此外，还有部分芳烃脱氢缩合、聚合物以及焦油和碳生成 。
影响因素
温度的影响
乙苯脱氢反应为吸热反应，△ H0>0，从平衡常数与温度的关系式
ln K P
H 0
可知，提高温度可增大平衡常数， 从而提高脱 氢 反应的平衡
2
TP RT
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，故应控制适应的反应温度。
压力的影响
P 总
乙苯脱氢为体积增加的反应， 从平衡常数与压力的关系式 K P K n
可
ni
知，当△γ >0 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。 实验中加入惰性气体或减压条件下进行， 通常均使用水蒸
气作稀释剂， 它可降低乙苯的分压， 以提高平衡转化率。 水蒸气的加入还可向脱氢反应提供
部分热量 , 使反应温度比较稳定 , 能使反应产物迅速脱离催化剂表面 , 有利于反应向苯乙烯
方向进行 ; 同时还可以有利于烧掉催化剂表面的积碳。但水蒸汽增大到一定程度后， 转化率
提高并不显著， 因此适宜的用量为：水：乙苯＝ ～ ： 1（质量比）。
空速的影响
乙苯脱氢反应中的副反应和连串副反应，随着接触时间的增大而增大，产
物苯乙烯的选择性会下降， 催化剂的最佳活性与适宜的空速及反应温度有关， 本实验乙苯的
液空速以 ～ 1h -1 为宜。
催化剂
乙苯脱氢技术的关键是选择催化剂。此反应的催化剂种类颇多，其中铁系
催化剂是应用最广的一种。以氧化铁为主，添加铬、钾助催化剂，可使乙苯的转化率达到 40 ％，
选择性 90 ％。在应用中，催化剂的形状对反应收率有很大影响。小粒径、低表面积、星形、十字形截面等异形催化剂有利于提高选择性。
为提高转化率和收率， 对工业规模的反应器的结构要进行精心设计。 实用效果较好的有
等温和绝热反应器。 实验室常用等温反应器， 它以外部供热方式控制反应温度，催化剂床层
高度不宜过长。
三 实验装置及仪器
实验流程见图 1 。
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反应器有石英玻璃管和不锈 钢管式反应器两种，内部中心轴向有测温热电偶插入管，结构如图 2、图 3。
图 1 实验装置流程图