自動吸粉裝置三通閥

Ⅰ 乙烯催化脫氫制苯乙烯實驗的原理是什麼

乙苯脫氫制備苯乙烯實驗講義

苯乙烯是重要的高分子聚合物單體，是能夠進行自由基、陰離子、陽離子、配位等多種機理聚合的少有單體，主要用於生產聚苯乙烯。此外，還可與其他單體共聚得到共聚樹脂，如與丙烯腈、1,3-丁二烯共聚可制備ABS 工程塑料，與1,3-丁二烯共聚可制備丁苯橡膠，與丙烯腈共聚得到AS 樹脂等。目前其工業制備方法主要是乙苯催化脫氫，此方法最早由美國陶氏（Dow ）公司開發，其產量約占總產量的90%。此外，在制葯、農葯合成、選礦、燃料等領域也有應用。了解其制備過程和實驗室操作方法，對改進生產工藝有重要的作用。

一、實驗目肢清的：

1. 了解以乙苯為原料，固定床反應器中鐵系催化劑催化下制備苯乙烯的過程，理解實驗裝置的組成，熟悉相關各部分的操作及儀表數據的讀取；

2. 理解乙苯脫氫的反應機理及操作條件對產物收率的影響，掌握獲得穩定操作工藝條件的步驟和方法；

3. 了解氣相色譜的原理和結構，掌握氣相色譜的常規操作和譜圖分析方法。

二、實驗原理：

乙苯脫氫生成苯乙烯和氫氣是一個可逆的強烈吸熱反應，為提高反應正向進行的程度，反應需在高溫條件下催化劑催化下進行，其主反應如式(1)：

C 6H 5C 2H 5 → C 6H 5C 2H 3 + H 2 (1) 副反應主要包括：

C 6H 5C 2H 5 → C 6H 6 + C 2H 4 (2)

C 2H 4 + H 2 → C 2H 6 (3)

C 6H 5C 2H 5 + H 2 → C 6H 6 + C 2H 6 (4)

C 6H 5C 2H 5 → C 6H 5CH 3 + CH 4 (5)

水蒸汽存在下還可能發生如下副反應：

CH 4 + H 2O → CO + 3H 2 (6)

C 6H 5C 2H 5 + 2H 2O → C 6H 5CH 3 + CO 2 + 3H 2 (7)

C 2H 4 + 2H 2O → 2CO + 4H 2 (8)

此外，反應中還發生了少部分芳烴脫氫縮合產生焦油或焦炭，以及苯乙烯聚合生成少量聚合物、發生深度裂解產生碳和氫氣等。常溫下液態粗產物中主要包括苯乙烯，副產物苯和甲苯，以及未反應的乙苯和少量二甲苯、異丙苯和焦油等。不凝氣中含有90%左右的氫氣，其餘為CO 2、少量C1和C2，不凝氣可作為氫源，也可作為燃料氣。

影響主反應收率的主要因素包括反應溫度、壓力、催化劑以及空速。

1. 溫度的影響。

乙苯脫氫反應為吸熱反應，△H 0>0，從平衡常數與溫度的關系式

20ln RT H T K P P ∆=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂可知，提高溫度可增大平衡常數，從而提高脫氫反應的平衡轉

化率。但是溫度過高則副反應增加，使苯乙烯選擇性下降，能耗增大，設備材質要求增加，故應控制適應的反應溫度，通常反應在550～630℃范圍內苯乙烯收率較高。

2. 壓力的影響。

乙苯脫氫為體積增加的反應，因此降低壓力有利於平衡向脫氫方向移動，增加反應的平衡轉化率，且減少產物苯乙烯的自聚，因為聚苯乙烯清返可能會對設備和管道產生堵塞。因此通常在加入惰性氣體或減壓條件下進行，本實驗使用水蒸汽作稀釋劑，它可降低乙苯的分壓，以提高平衡轉化率。水蒸氣的加入還可向脫氫反應提供部分熱量，使反應溫度比較穩定。能使反應產物迅速脫離催化劑表面，有利於反應向苯乙烯方向進行，同時還可以有利於燒掉催化劑表面的積碳。還可防止催化劑的活性組分還原為金屬，使催化劑再生，並延長其壽命，如式(9)所示。

C + 2H2O →CO2 + 2H2 (9)

但水蒸汽增大到一定程度後（水/乙苯質量比16:1），乙苯轉化率提高已並不顯著，而能耗提高，經濟上是不合算的。生產單位質量苯乙烯的水蒸汽消耗已成為衡量一條乙苯脫氫工藝路線是否先進的重要指標。一般適宜的用量為水和乙苯質量比為1.2～2.6:1。

3.催化劑的影響。

乙苯脫氫技術的關鍵是選擇催化劑。催化劑種類較多，其中鐵系催化劑是應用最廣泛的一種。以氧化鐵為主，添加鉻、鉀助催化劑，可使乙苯的轉化率達到40％，選擇性90％。在應用中，催化劑的形狀對反應收率有很大影響。歷正前小粒徑、星形、十字形截面等催化劑有利於提高選擇性。

4．空速的影響。

空速即規定條件下，單位時間單位體積催化劑處理的氣體量，單位為m3/(m3催化劑·h)，可簡化為h-1。空速是對反應停留時間的一種反映，不考慮返混的情況下，也可以理解為1小時內乙苯在催化劑床層中被置換的次數。乙苯液空速（或乙苯蒸氣空速）大，即單位反應器體積生產能力更大，能耗增加。空速小，雖然轉化率有所提高，但乙苯脫氫反應中的平行副反應和連串副反應，隨著接觸時間的延長而增大，因此主產物苯乙烯的選擇性會下降，催化劑的最佳活性與適宜的空速及反應溫度有關，本實驗乙苯的液空速以0.6～1h-1為宜。本實驗催化劑用量一定，此方面的影響主要體現為乙苯的進液速率。

三、實驗裝置與試劑

1. 實驗流程圖如圖1所示。

工業上苯乙烯催化脫氫主要有兩種反應器，一是列管式，採用燃燒燃料，產生高溫煙道氣傳給反應體系，優點是乙苯轉化率和苯乙烯選擇性高，缺點是反應器結構較復雜，材料要求高，反應器設計製造成本較高。二是絕熱式，過熱蒸汽直接帶入反應器內，其優缺點與列管式相反。本實驗反應器採用不銹鋼管式反應器，以外部供熱方式控制反應溫度，催化劑床層高度不宜過長。內部中心軸向有

2．實驗試劑及主要物化性質。

原料乙苯，分析純，無色液體，分子量106.16，熔點-94.9℃，沸點136.2℃，閃點15℃，爆炸極限1～6.7%，不溶於水。要求二乙苯含量不超過0.04%，這是由於二乙苯脫氫產生二乙烯苯，容易在分離和精緻過程發生聚合而堵塞管道及設備。為催化劑的性能和壽命考慮，要求乙苯中乙炔低於10ppm（體積）、硫（按H2S）低於2ppm（體積），氯（按HCl）低於2ppm（質量）。

鐵系催化劑，20ml，主要成分為Fe2O3-CuO-K2O-Cr2O5-CeO2。活性組分為氧化鐵，其他金屬氧化物組分為助催化劑。而氧化鐵與其他金屬氧化物的比例對乙苯轉化率和苯乙烯選擇性都有影響。氯離子可使催化劑中毒，因此實驗中不採用自來水，而使用蒸餾水。

主產物苯乙烯，分子量104.14，室溫為無色液體，芳香氣味，熔點-30.6℃，沸點145.0℃，不溶於水。

副產物苯，分子量78.11，熔點5.5℃，沸點80.1℃，不溶於水。

副產物甲苯，分子量92.14，熔點-30.6℃，沸點110.6℃，不溶於水。

3．設備與儀器。

蠕動泵2台，氫氣鋼瓶1個，反應器及溫度控制儀1套，冷凝器1個，氣液分離器1個；注射器（5μl）1支，氣相色譜儀1台，燒杯（50ml）2個，燒杯（500ml）2個。

四、實驗步驟

1. 反應裝置加熱開啟。

先打開綠色按鈕的系統總開關，將控制面板上「床預熱」、「床上段」、「床中段」、「床下段」、「反應測溫」等五個紅色按鈕按下，此時各個儀表有數值顯示。

對於「床預熱」、「床上段」、「床中段」和「床下段」，SV（綠色）為設定溫度，而PV（紅色）為實際熱電偶測量溫度。對於「反應測溫」，SV為反應器內部實際溫度，PV為預熱器內部實際溫度。

預熱控溫SV先設為100℃，實際溫度接近100℃後，設定值進一步升至200℃。對實驗中乙苯和水的流量，預熱器（氣化器）內部實際值一般在110~120℃。

按照同樣的方式，逐步升高「床上段」、「床中段」、「床下段」溫度SV，設定值逐步設為100℃、200℃、300℃、400℃、500℃、600℃，最終使反應器內部實際溫度達到550℃以上，再減小調節幅度使之穩定在實驗溫度。

2. 氣相色譜的啟動和調節

將氫氣瓶總減壓閥打開，表壓升至0.04MPa左右，並使氣相色譜儀上方壓力表的讀數達到0.04MPa，打開色譜電源開關。實驗中色譜採用TCD檢測器，需要先通載氣，避免其中的鎢絲過熱。

打開計算機，點擊桌面快捷方式「D7900P色譜工作站」，略過選擇檢測器界面，進入控制面板窗口，先在下拉選擇項中將載氣設置為氫氣，並將進樣口設置150℃，柱箱溫度設置為120℃，右側TCD檢測器設置為150℃，電流設為60mA，方法是輸入相應數值並回車，柱箱溫度設置則需要點擊「柱溫程序」並在彈出窗口中，在「初始柱溫」中輸入後回車。當溫度升至上述指定值後，點擊「開始」，軟體詢問是否開始，點擊「是」，此時產生色譜基線，等待一段時間，使基線穩定。穩定後若縱軸電壓值在-5mV或以下，則需要調節色譜儀側面電位計旋鈕，

使基線縱軸數值為正值。

3. 乙苯和水加料泵的准備和調節。

將控制面板上「泵1」和「泵2」兩個紅色按鈕按下，打開乙苯和水進液泵。分別將塑料進液管一端插入乙苯瓶液面和燒杯中水液面以下，將控制面板右側的「泵1進液轉換」和「泵1進液轉換」三通閥分別轉至「放空」（箭頭朝下），通過泵上的「Speed」旋鈕調節流量，將兩個泵的流量可設置為5～10ml/min，因較大的流量可盡快排出輸液管中的空氣。當有液滴從放空鋼管出口連續滴下，表明氣泡已基本被排出。此時將乙苯進液泵流量設為實驗值1.0ml/min，水進液泵流量設為2.0ml/min。

注意整個實驗過程中，乙苯和水流量的讀取以轉子流量計為准，泵的顯示流量僅供參考，泵的顯示流量難以准確調節至某些特定數值，且可能會有波動。如果轉子流量計讀數偏離實驗數值較大，則需要再次調節「Speed」旋鈕。

4. 乙苯脫氫反應及色譜分析。

當反應器溫度達到300℃之後，打開冷凝器中的冷凝水（實驗室有時會間斷停水，因此實驗過程中需經常關注冷凝水）。反應器溫度達到550℃以上時，將控制面板右側的「泵1進液轉換」和「泵1進液轉換」三通閥分別轉至「預熱」（箭頭朝上）。

待反應器溫度穩定後，將之前冷凝器中的液體放出。10分鍾後，將冷凝器中液體放出至50ml燒杯中，用注射器抽取上層有機相3μl，在氣相色譜控制面板點擊「停止」，再點擊「開始」，重新開始生成基線，此時將注射器插入進樣口，快速按壓將待測液體注入，並拔出注射器。

色譜流出曲線開始生成，譜圖中出現4個較大的峰，依沸點高低，出峰順序依次為苯、甲苯、乙苯和苯乙烯。苯乙烯峰出完之後即可點擊「停止」，記錄下四個組分的峰面積數值。並將結果保存，文件名修改為自己的班級和組別。

5. 實驗設備關閉步驟。

實驗結束後，停止乙苯進料，乙苯流量調零，而維持水的流量不變。「床預熱」設定溫度維持在200℃不變，而「床上段」、「床中段」和「床下段」三段各溫度設置均設為20℃，反應器溫度降至400℃以下時，將水泵的流量調零，關閉冷凝器冷卻水。10min後將預熱器溫度設為20℃。注意是水蒸汽清焦，而催化劑不宜接觸液態水，因含鉀的鐵系催化劑對液態水敏感，接觸液態水後，會發生變軟、粉碎等現象，影響催化劑的強度。

再過10min後，將控制面板上「床預熱」、「床上段」、「床中段」、「床下段」、「反應測溫」、「泵1」和「泵2」等七個紅色按鈕關閉，最後關閉系統總開關。

氣相色譜關閉順序，先在控制面板上TCD檢測器、進樣口溫度、柱箱溫度均設置為20℃，當實際溫度均降至80℃以下時，關閉軟體和計算機。關閉色譜儀開關。關閉氫氣總閥門，將氫氣減壓閥擰松。

6. 其他注意事項。

熱電偶請大家注意不要碰到，以免脫開，或接觸位置發生較大改變，引起溫度測量改變。同時實驗室存有多個氫氣鋼瓶，氣相色譜載氣為氫氣，此反應的原料和產物蒸氣也是遇明火燃燒，實驗室嚴禁明火，也禁止在走廊里吸煙。

五、數據處理和計算

1．原始記錄

2. 氣相色譜結果記錄及分析

以下舉例說明數據處理計算方法。（此數據與溫度不對應，僅是為了便於說明計算方法，請同學們注意）

3. 數據計算。

粗產物（又稱脫氫液、爐油）中各組分質量校正因子f分別為苯：1.000，甲苯：0.8539，乙苯：1.006，苯乙烯：1.032。產物中組分的質量百分含量由下式計算，式中A i為氣相色譜峰面積數值，x i為組分質量百分含量。

x i=A i f i/∑A i f i

4

i=1

x 苯=1

Ⅱ 煤氣三通閥門怎麼接燃氣三通閥門如何打開

現在很多的氣體都是進行管道運輸的，因為管道運輸的成本低，而且運輸的量比較大，但是管道運輸也有一定的危險，比如說密閉性等，這個時候閥門的安全性以及密閉性就一定程度上決定了管道運輸的安全性，煤氣三通閥門就是一款很常見，而且很重要的閥門，那麼這款閥門應該怎麼接呢?煤氣三通閥門該如何打開?煤氣三通閥門在操作的時候有什麼樣的注意事項以及需要了解的知識呢?現在小編為大家詳細介紹一下。

煤氣三通閥門怎麼接

正確的煤氣三通閥連接方式應該是兩個帶閥門的出氣管與用氣裝置(如燃氣灶、燒烤爐、熱水器、取暖器等)相連接。剩下者為進氣管入口，應與管道煤氣表的引入管或瓶裝天然氣的減壓閥相連接。

煤氣三通閥是一種「Y」字形或「T」字形的煤氣分流裝置。為了分別控制的方便，每一個出氣管上應該帶有獨立的閥門(這些閥門的旋鈕通常會帶有與三通管本體明顯不同的顏色，如以紅、黃或鍍鎳銀色的旋鈕與黃銅的本體相區別)。這對日後的裝卸、檢修、及故障排除提供了很大的便利。使用無閥門的工業三通是違反技術標准和安裝規范的。

為避免漏氣，所有的介面都要有密封圈以螺絲擰緊，並要經過嚴格的檢漏程序以消除燃爆隱患。

或者是直接把三通插進減壓閥的接頭那，三通上應該有螺絲可以擰緊的。然後分出來的兩個頭一個接熱水器一頭接灶或者其它用煤氣的設備。

燃氣三通閥門如何打開

每一個電磁閥有兩個接線端，輸入十二伏電壓，每個點火控制器都有電磁閥輸出電源，連接即可。

通電時，電磁線圈產生電磁力把關閉件從閥座上提起，閥門打開;斷電時，電磁力消失，彈簧把關閉件壓在閥座上，閥門關閉。

1、平行為開，垂直為關，這個應當知道的啊。另外，平等的角度還與流量有關的。

2、燃氣閥門如果沒問題平常可以全開，出門的時候可以關上。如果是三個的話，應該一個是總閥門一個是燃氣罩一個是燃氣熱水器的。

以上，小編為大家介紹了煤氣三通閥門怎麼接，包括介紹了一些各個字母的含義，以及一些操作注意事項和需要謹慎操作的地方等，煤氣三通閥門如何打開呢?小編為大家簡要介紹了打開的步驟，而消費者如果需要打開煤氣三通閥門的話，可以參考下面介紹的方法進行操作，仔細研讀你們也可以自己打開燃氣三通閥門，但是一定要注意安全。

Ⅲ 電動三通閥門有什麼特點

首先說一下電動閥的特點：
1、可以任意角度安裝，介質雙向流通。
2、對介質的粘度和潔凈度沒有限制。
3、無水錘沖擊破壞。
4、兼備開關功能和調節功能。
5、有閥位位置指示及觸點輸出。
6、有應急手動裝置，過熱保護裝置，不易燒壞電機。
電動三通閥門，特點基本和以上同。三通閥門的流向有8種位置。