乙苯脱氢制苯乙烯实验思考题

乙苯脱氢制备苯乙烯实验反思一、引言乙苯脱氢制备苯乙烯是一种常用的工业反应，该反应是将乙苯经过脱氢反应，得到苯乙烯。

在实验中，我们通过模拟工业生产的条件，进行了乙苯脱氢制备苯乙烯实验。

本文将对该实验进行反思和总结，分析实验中的问题和改进方向。

二、实验过程1. 实验前的准备工作：我们首先准备了乙苯、催化剂、反应装置和实验器材等。

确保实验条件的干净和无污染。

2. 反应过程：我们将乙苯加热至一定温度，然后加入催化剂，使其发生脱氢反应。

在反应过程中，我们控制了反应温度和催化剂的用量。

3. 反应后的处理：实验结束后，我们对产物进行收集和分离，得到苯乙烯。

三、问题分析在实验中，我们发现了一些问题：1. 实验中的温度控制不够准确：由于实验条件的限制，我们无法精确控制反应温度，导致反应过程中温度的波动较大，可能会影响反应的效果。

2. 催化剂的选择：在实验中，我们使用了一种常用的催化剂，但其选择是否最优仍有待研究。

可能存在更适合的催化剂，能够提高反应效率。

3. 产物分离和纯化问题：在实验中，我们只对产物进行了简单的分离和纯化处理，可能存在杂质的残留。

在工业生产中，对产物的纯化工艺更为复杂，需要进一步优化。

四、改进方向针对上述问题，我们提出以下改进方向：1. 温度控制的优化：尝试使用更先进的反应装置，提高温度控制的精度，降低温度波动。

2. 催化剂的研究：进一步研究和优化催化剂的选择，寻找更高效、更稳定的催化剂。

3. 产物分离和纯化技术的改进：借鉴工业生产中的分离和纯化工艺，对产物进行更彻底的处理，提高产物的纯度。

五、实验收获通过本次实验，我们对乙苯脱氢制备苯乙烯的原理和实验过程有了更深入的了解。

同时，我们也发现了实验中存在的问题，并提出了改进方向。

这对于我们今后进行相关研究和工作具有重要的指导意义。

六、结论乙苯脱氢制备苯乙烯是一种重要的工业反应，通过本次实验，我们对其原理和实验过程有了更深入的了解。

同时，我们也发现了实验中存在的问题，并提出了相应的改进方向。

实验13 乙苯脱氢制苯乙烯一．实验目的1．熟悉乙苯气相催化脱氢制备苯乙烯的过程，明确乙苯脱氢操作条件对产物收率的影响。

2．掌握反应温度控制和测量方法以及加料的控制与计量方法。

3．掌握反应产物的分析测试方法。

二．实验原理乙苯脱氢为可逆吸热反应：主反应: C 8H 10 C 8H 8 + H 2 △H 873K = 125 kJ/mol （2-13-１）除脱氢反应外，还发生一系列副反应，生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、烯烃、焦油等，如：C 8H 10 C 6H 6+ C 2H 4 △H 873K = 102 kJ/mol （2-13-２）C 8H 10 + H 2 C 7H 8 + CH 4 △H 873K = - 64.4 kJ/mol （2-13-３） C 8H 10 + H 2 C 6H 6 + C 2H 6 △H 873K = - 41.8 kJ/mol （2-13-４） C 8H 10 8C + 5H 2 △H 873K = - 1.72kJ/mol （2-13-５） 乙苯脱氢反应是一个吸热、摩尔数增多并需要催化剂的复杂过程。

由于反应是吸热反应，随着温度的升高，脱氢反应加快，苯乙烯收率也迅速增加。

反应温度过高，脱氢反应加快，但苯乙烯收率增加变慢，即副反应大大加快，所以反应温度一般控制在550-610℃范围内。

反应（2-13-2）、（2-13-3）是两个主要的平行副反应，这两个副反应的平衡常数大于乙苯脱氢生成苯乙烯的平衡常数，因此，如果从热力学分析看，乙苯脱氢生产苯乙烯的可能性确实不大,所以要采用高选择性的催化剂，增加主反应的反应速率。

常用的乙苯气相催化脱氢制取苯乙烯的催化剂种类很多，通常是以铁(Fe 2O 3)为基础的多组分催化剂，助催化剂有钾（K 2O ），铬（Cr 2O 3）等。

本试验采用铁系催化剂作为乙苯气相脱氢制苯乙烯反应的催化剂。

乙苯气相脱氢制苯乙烯是一个摩尔数增多、体积增大的过程，因而在减压条件下进行对生成苯乙烯有利。

4.2 实验一 乙苯脱氢制苯乙烯一 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：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20ln RT H T K pp ∆=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂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n p K K =γ∆⎪⎪⎭⎫⎝⎛∑i nP 总可知，当γ∆>时，降低总压总P 可使n K 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是降低乙苯的分压，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0.6h-1为宜。

（2）催化剂本实验采用氧化铁系催化剂其组成为：Fe2O3—CuO—K2O3—CeO2。

三预习与思考（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？为什么加入水蒸气可以降低烃分压？（3）在本实验中你认为有哪几种液体产物生成？哪几种气体产物生成？如何分析？四实验装置及流程见图4.2-1。

乙苯脱氢制苯乙烯实验反思
乙苯脱氢制苯乙烯实验是一项重要的有机化学实验，但也存在一定的安全隐患和操作难度，需要我们认真反思和总结。

以下是一些可能需要反思的方面：
1. 安全问题：乙苯脱氢制苯乙烯实验涉及到一些有毒化学品，如氯化铝、苯乙烯等，操作时需要注意安全。

在实验过程中，要正确佩戴实验室必备的安全防护用品，如手套、防护眼镜等。

此外，在实验室运作过程中，也要注意生产环境和安全设施等方面的问题。

2. 操作规范：在实验过程中，我们需要严格按照实验操作规范进行实验。

不仅需要认真阅读实验操作流程及相关资料，还需要认真研读实验化学方程式和反应机理，进行实验设备的调整和实验参数的确定。

同时，在实验过程中也要认真观察反应的物质和性质变化，以便调整实验流程及仪器操作。

3. 实验透彻：在实验完成后，我们需要对实验结果进行分析和总结，并思考一些实验中出现的问题和未知情况。

如果有将结果结果与历史数据对比，做出结论的话最好。

在所有实验中，我们都要注意出现的问题并加以改正。

反思和总结是非常重要的，只有这样，我们才能更好地了解实验中存在的问题，并从中获得更多的知识和经验。

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;则反应温度为多少本实验采用的什么方法工业上又是如何来实现的
答：乙苯脱氢生成苯乙烯反应是吸热反应..反应温度升高;平衡向生成乙苯的方向移动..反应温度为540℃..本实验采用采用的方法是接通电源使汽化器、反应器分别逐步升温至预定温度..汽化器温度达到300度;反应器温度达400度左右开始加入已校正好流量的蒸馏水..当反应度达到500度左右时;加入已校正好流量的乙苯;继续升温至540度使之稳定..加热温度用热电偶控制..工业上乙苯脱氢时常加入适量O2;在合适的条件下;O2与生成的H2化合成H2O;相当于移走生成物H2;促进平衡向生成苯乙烯的方向移动..
2对本反应而言使体积增大还是减小加压有利还是减压有利工业上使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气可以降低烃的分压答：乙苯脱氢生成苯乙烯为体积增加的反应..从平衡常数与压力的关系可知降低总压P总可使Kn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..工业上;通过加水蒸气和乙苯的混合气来实现减压操作..本实验采用加水蒸气的方法来降低乙苯分压以提高平衡转化..因为水蒸气热容量大；产物易分离；产物不起反应；水蒸气还可以保护裂解炉管；水蒸气还有清焦作用..
3在本实验中你认为有哪几种液体产物生成哪几种气体产物生成如何分析
答：液体产物：苯乙烯、乙苯、苯、甲苯..
气体产物：甲烷、乙烷、乙烯、氢气、二氧化碳、水蒸气
4进行反应物料衡算;需要一些什么数据如何收集并进行处理
答：进行反应物料衡算需要乙苯的和水的加入量;精产品水层量和烃层量;并对粗产品中苯、甲苯、乙苯和苯乙烯含量进行分析;从而计算乙苯的转化率、苯乙烯的先择性和收率..。

实验1二元体系汽液平衡数据测定1，实验测量误差及引起误差的原因答：（1）汽液两相平衡时，回流滴下来的流体速率平稳，大约每秒1~2滴，且在一段时间内温度维持不变。

2，影响汽液平衡数据测定的精确度的因素有哪些答:（2）影响准确度的因素有温度和压强，装置气密性，温度计灵敏度，折射仪读数准确性等。

实验3 二氧化碳临界现象观测及PVT关系的测定1，质面比常数K值对实验结果有何影响为什么答:任意温度任意压力下，质面比常数k均不变。

所以不会对实验结果又影响。

2，为什么测量25℃下等温线时，严格讲，出现第1个小液滴时的压力和最后一个小汽泡将消失时的压力应相等答：在出现第一个小液滴和最后一个汽泡消失过程中CO2处于汽液平衡状态。

根据相律得F=C-P+1=1-2+1=0，自由度为0，故过程中压力应为相等。

实验4 气相色谱法测定无限稀释溶液的活度系数1,无限稀释活度系数的定义是什么测定这个参数有什么作用答:定义:P29 公式(4-1),作用:通过测定两个组分的比保留体积和无限稀释下的活度系数,计算其相对挥发度.2,气相色谱基本原理是什么色谱仪有哪几个基本部分组成各起什么作用答:原理：因固定液对于样品中各组分溶解能力的差异而使其分离。

组成及作用：（1）载气系统气相色谱仪中的气路是一个载气连续运行的密闭管路系统。

整个载气系统要求载气纯净、密闭性好、流速稳定及流速测量准确。

（2）进样系统进样就是把气体或液体样品速而定量地加到色谱柱上端。

（3）分离系统分离系统的核心是色谱柱，它的作用是将多组分样品分离为单个组分。

色谱柱分为填充柱和毛细管柱两类。

（4）检测系统检测器的作用是把被色谱柱分离的样品组分根据其特性和含量转化成电信号，经放大后，由记录仪记录成色谱图。

（5）信号记录或微机数据处理系统近年来气相色谱仪主要采用色谱数据处理机。

色谱数据处理机可打印记录色谱图，并能在同一张记录纸上打印出处理后的结果，如保留时间、被测组分质量分数等。

课题：乙苯脱氢生产苯乙烯授课内容：●乙苯脱氢生产苯乙烯反应原理●乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程知识目标：●了解苯乙烯物理及化学性质、生产方法及用途●掌握乙苯脱氢生产苯乙烯反应原理●掌握乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程能力目标：●分析和判断影响反应过程的主要因素●分析和判断主副反应程度对反应产物分布的影响思考与练习：●乙苯脱氢生产苯乙烯反应中有哪些副反应？●影响乙苯脱氢生产苯乙烯反应过程的主要因素有哪些？●绘出乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程图授课班级：授课时间： 年 月 日 第二节 乙苯脱氢生产苯乙烯一、概述１.苯乙烯的性质和用途 苯乙烯的化学结构式如下：苯乙烯又名乙烯基苯，系无色至黄色的油状液体。

具有高折射性和特殊芳香气味。

沸点为145 ℃，凝固点 －30.4℃，难溶于水，能溶于甲醇、乙酸及乙醚等溶剂。

苯乙烯在高温下容易裂解和燃烧，生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、碳、一氧化碳、二氧化碳和氢气等。

苯乙烯蒸气与空气能形成爆炸混合物，其爆炸范围为1．1％～6．01％。

苯乙烯具有乙烯基烯烃的性质，反应性能极强，如氧化、还原、氯化等反应均可进行，并能与卤化氢发生加成反应。

苯乙烯暴露于空气中，易被氧化成醛、酮类。

苯乙烯易自聚生成聚苯乙烯（PS ）树脂。

也易与其他含双键的不饱和化合物共聚。

苯乙烯最大用途是生产聚苯乙烯，另外苯乙烯与丁二烯、丙烯腈共聚，其共聚物可用以生产 ABS 工程塑料；与丙烯腈共聚可得AS 树脂；与丁二烯共聚可生成丁苯乳胶或合成丁苯橡胶。

此外，苯乙烯CH=CH 2 CH=CH 2还广泛被用于制药、涂料、纺织等工业。

2．生产方法工业生产苯乙烯的方法除传统乙苯脱氢的方法外，出现了乙苯和丙烯共氧化联产苯乙烯和环氧丙烷工艺、乙苯气相脱氢工艺等新的工业生产路线，同时积极探索以甲苯和裂解汽油等新的原料路线。

迄今工业上乙苯直接脱氢法生产的苯乙烯占世界总生产能力的90％，仍然是目前生产苯乙烯的主要方法，其次为乙苯和丙烯的共氧化法。

实训工程—乙苯脱氢制苯乙烯苯乙烯为带辛辣味无色至黄色油状液体，有高折射性和特殊芳香气味，有毒；溶于乙醇、乙醚、甲醇、丙酮、二硫化碳，不溶于水；毒性中等，在空气中最大允许浓度为100ppm 。

在空气中的爆炸极限上限为6.1%〔体积〕，下限为1.1%〔体积〕。

苯乙烯分子中，由于侧链是C=C 双键，因此，化学性质较为活泼。

本身可处自聚生成聚苯乙烯树脂，也可以和其它不饱和化合物发生共聚。

如AS 塑料；丁苯橡胶；ABS 塑料；聚酯树脂等均是苯乙烯共聚产物，另外，苯乙烯也广泛应用于制药、涂料、颜料和纺织等工业，所以苯乙烯是重要的化工原料。

1.苯乙烯的来源：苯乙酮法、共氧化法、乙苯脱氢法、裂解汽油法。

2.主要生产方法： 乙苯氧化脱氢C 2H 5+SO 2H 2S H 2OCH CH 2++133123乙苯催化脱氢CH2CH3Cat CH CH2+H2本实训采用乙苯气固相催化脱氢制取苯乙烯一、实训目标〔一〕知识目标1.掌握气-固相催化脱氢反响的原理及影响因素；2.熟悉实训流程和主要设备的结构及实训控制原理；3.掌握原料配比对脱氢反响的转化率、产率影响；4.掌握数据处理方法；〔二〕能力目标1.通过本实训，使学生能应用DCS控制系统操作典型气-固相催化〔吸热〕反响真实装置；2.学会常见事故处理；3.能对产品成份进行定量分析。

二、实训原理〔一〕主反响与副反响 主反响CH 2CH 3Cat CH CH 2+H2(1)副反响+C 2H 4(2)CH 2CH 3CH 2CH 3+H 2CH3(3)+ CH 4+C 2H 6(4)CH 2CH 3CH 3+CH 4(5)+H 2(6)+ C 2H 4CH 3(7)+ 2H 2CH CH 2CH CH 2CH 2CH 3+ 2H 2O+ CO 2+ 3H 2此外，还有缩合、聚合、生焦、生炭等副反响。

〔二〕催化剂工业上脱氢催化剂主要有两类： 氧化铁系催化剂；氧化锌系催化剂。

其特点是均能自行再生，由于副反响产生的炭覆盖在催化剂外表，使其活性下降，但在水蒸汽的存在下，能反发生以下反响C + H 2CO + H 2O即再生时只须停止乙苯进料，单独通入水蒸汽即可。