文档介绍：实验十三乙苯脱氢制备苯乙烯
一、实验目的
,使用氧化铁系催化剂,在固定床单管反应器中制备苯乙烯的过程。
。
、选择性、收率与反应温度之间的关系;找出最适宜的反应温度区域。
、仪器。
。
二、实验内容
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。学会使用温度控制和流量控制的一般仪表、仪器。测定不同温度下乙苯脱氢反应的转化率、苯乙烯的选择性和收率,考察温度对乙苯脱氢反应转化率、苯乙烯选择性和收率的影响。
三、基本原理

主反应:
副反应:
在水蒸气存在的条件下,还可能发生下列反应:
此外还有芳烃脱氢缩合及苯乙烯聚合生成焦油等。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导致活性下降。

(1)温度的影响
乙苯脱氢反应为吸热反应,∆Ho>0,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。但是温度过高使得副反应增加,导致苯乙烯选择性下降,能耗增大,设备材质要求增加,故应控制适宜的反应温度。本实验的反应温度范围为:540~600℃。
(2)压力的影响
乙苯脱氢为体积增加的反应,降低总压P总可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。本实验加水蒸气的目的是降低乙苯的分压,以提高乙苯的平衡转化率。较适宜的水蒸气用量为:水﹕乙苯=﹕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行副反应和连串副反应,随着接触时间的增加,副反应也随之增加,苯乙烯的选择性下降,故需采用较高的空速,以提高选择性。适宜的空速与催化剂的活性及反应温度有关,-1为宜。

本实验采用以Fe、K为主要活性组分,添加少量的IA、ⅡA、IB族氧化物为助剂的GS-08催化剂。
四、实验装置及流程
1-水计量管;2-乙苯计量管;3、4-进料泵;5-汽化室;6-反应室;7-冷凝器;
8-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13-1 乙苯脱氢制备苯乙烯实验装置流程图
五、乙苯脱氢装置使用说明
,搞清物料走向及加料、出料方法。
,待各仪表初始化完成后,设定控制温度:汽化室温度设定值为
300℃、反应器前温度设定为500℃,反应器温度设定540℃。
:接通电源,系统通氮气,调节氮气流量为20l/h。
,冷却器通冷却水,具体操作为:打开汽化室加热开关,汽化器逐步升温,并打开冷却器的冷却水。
,具体操作为:当汽化器温度达到200℃后,打开反应器前加热开关和反应器加热开关。
,具体操作为:当反应器温度达400℃时,开始加入蒸馏水,,氮气流量为18l/h。
,加反应原料乙苯,具体操作为:当反应器内温度升至540℃左右并稳定后,停止通氮气,开始加入乙苯,