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Experimental, Kinetics, and Reactor Modeling Studies of the Direct Dehydrogenation of Ethylbenzene to Styrene in the Fixed-Bed Reactor

乙苯 脱氢 苯乙烯 动力学 化学工程 化学 材料科学 核工程 催化作用 有机化学 物理 工程类 聚合物 共聚物 量子力学
作者
Renshi Tang,Yonghua Zhou,Le Xie
出处
期刊:Industrial & Engineering Chemistry Research [American Chemical Society]
卷期号:63 (27): 11848-11860 被引量:10
标识
DOI:10.1021/acs.iecr.4c01175
摘要

The direct dehydrogenation of ethylbenzene to styrene is an industrially important chemical reaction that has attracted significant attention. In this study, a mesoporous PBN/cordierite-supported catalyst is prepared, and the experiments are performed in the absence of steam and oxygen using a fixed-bed reactor at different reaction temperatures and ethylbenzene inlet partial pressures. Then, a two-dimensional reaction kinetics and reactor coupled model is developed. The apparent reaction rate constants and adsorption parameters are calibrated and validated. The developed model accurately captures the trend of the yield of each product component and can be applied to optimize the operating conditions. It is found that the maximum production of styrene is 0.341 kmol/m3/h when the reaction temperature, flow rate, and ethylbenzene inlet partial pressure are 873.15 K, 109 mL/min, and 9350 Pa, respectively. The developed coupled model has great potential in the optimal design of direct dehydrogenation of ethylbenzene to styrene.
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