催化氢化合用于大规模和陆续化出产,在工业上有沉要用处。例如,石油裂解气中的乙炔和丙炔等通过钯催化部门氢化,可出产高纯度的乙烯和丙烯。在油脂工业中将液态油氢化为固态或半固态的脂肪,出产人造奶油或肥皂工业用的硬化油。
催化氢化中最常出现的问题就是反映慢,甚至反映终场,必须过滤出催化剂,滤液补加新催化剂能力持续反映。总结经验,催化反映慢的原因重要有三个方面:
底部结构
底物结构氢化的难易水平是影响反映快率的内涵成分。底物结构中,氢化难易重要受官能团的影响。常见官能力中,酰氯还原为醛和硝基还原为氨基最容易产生,次之为炔还原为烯、酮还原为醇和腈还原为甲胺等,而苯环还原为环己烷和酸还原为醇最难。
一样官能团时,底物结构的其它部门也影响反映难易。好比酮还原为醇时,酮左近的碳支链少的底物更容易还原。在工艺钻研时,底物的结构取决于反映路线,通常不作为工艺优化的沉点。
催化剂的活性
分歧的催化剂在反映中阐发出分歧的活性。催化氢化中常用的催化剂是钯碳和雷尼镍,两者都有比力好的活性,合用于大无数底物。醋酸钯和铂碳这些在尝试室使用比力多,活性很高。
大量工业化中常用的铜铬等催化剂通常活性比力差,必要更高的反映前提。常用且利用的价值的催化剂有限,选择领域不大,通常也不作为工艺优化沉点,但也例表。好比举例所给出的苯乙酮类化合物氢化时,同为10%钯碳,分歧型号之间区别很大,反映快率时时差距在2-20倍之间变动。
至于每种钯碳型号之间的区别,应该和出产钯碳时的工艺有关,同含量的分歧型号对一部门化合物有较好的催化成效,对一部门成效较差。选择的凭据除了征询供给商表,重要是尝试筛选,筛选出适合的催化剂。
反映前提
反映前提对反映快率的影响比力单一,高温高压和高快搅拌能够加快反映过程。由于设备和安全性限度,反映前提不成能无限提高。
温度通常不能超过溶剂沸点,相宜的领域在25-80度之间;压力通常越低越好,维持在1-30atm比力相宜;搅拌不宜太快,越慢越安稳,通常在150-300转/分钟比力相宜;溶剂多用甲醇、乙醇、*、乙酸、乙酸乙酯和水,重要是保障产品和原料在溶剂中尽可能全溶。
溶剂对反映快率的影响次于温度、压力和搅拌快率,重要思考溶剂的可操作性、安全性和回收率;催化剂是催化氢化反映中成本节造的沉点,要求催化剂便宜且用量幼。雷尼镍因价值便宜,通常用量在10-30%之间,可回收套用;钯碳因价值贵,通常用量在3-10%之间,必须回收套用,每次套用前可能必要对回收的催化剂进行活化,使用时需补加部门新催化剂。