4A分子筛固载铂催化剂催化乙炔硅氢加成反应(3)

4A分子筛固载铂催化剂催化乙炔硅氢加成反应

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化

工

在用该催化剂时，反应的合适温度为７０℃。２．２溶剂乙醇与三乙氧基硅烷的体积比对产物收率的影响

本实验使用溶剂的主要目的是稀释三乙氧基硅烷，使它在反应中能和催化剂及乙炔充分接触，从而达到提高转化率的效果。石油醚、丙酮、四氢呋喃、正己烷、苯、甲苯、二甲苯、环己烷、乙醇是硅氢加成反应中常用的溶剂。它们中有的沸点较低，容易挥发，不适于本反应；有的毒性较大；有的在（℃分析中与产物峰部分重合。综合考虑，选择乙醇作为反应的溶剂，反应结果见表２。

表２乙醇与三乙氧基硅烷的体积比对目标产物收率的影响

Ｋ：％

产物收率，％

Ｏ：ｌ

６２．４

１：４

７６．３ｌ：２８４．１

ｌ：ｌ

８９．７

２：ｌ

９４．５４：１

８８．６

注：吒和％分别表示乙醇和三乙氧基硅烷的体积，ｍＬ；反应温度为７０℃，乙醇与三乙氧基硅烷混合液滴速为１／５～１／７ｄｒ叩，ｓ；催化剂中

铂含量为６．４３岬。垤：乙炔流量约为８０ｍＬ／ｍｉｎ。

分析结果可知，当不使用溶剂时，由于三乙氧基硅烷浓度过高而催化剂床层高度一定，在反应管中就会有部分原料来不及与催化剂和乙炔接触，导致目标产物的产率降低；但是使用的溶剂量过多时，也可能会因为乙醇部分裹着三乙氧基硅烷，而使它不能与催化剂及乙炔充分接触，导致转化率降低。结果表明乙醇与三乙氧基硅烷的体积比为２：ｌ时为反应最佳条件。２．３催化剂中铂含量对产物收率的影响

据文献报道【７】硅氢加成反应最常用的催化剂是铂催化剂，但其价格昂贵，因此在使用中应该充分发挥其催化效率。本工作考察了不同铂含量的催化剂对反应后产物收率的影响，反应结果如表３所示。

表３催化剂中铂含量对目标产物收率的影晌铂含量／岬０１．ｇ一１

产物收率／％

２．１４

７２．４

３．８６８１．２４．８３８８．３６．４３９４．５

９．６５

９４．７

注：反应温度为７０℃，乙醇与三乙氧基硅烷的体积比约为２：１，混合液滴速为ｌ，５～１／７ｄｒｏｐ／ｓ；乙炔流量约为８０ｍＬ／ｍｉｎ。

万　

方数据进

展２００８年第２７卷

结果表明，催化剂中铂含量过少时，催化能力不强，原料转化不充分；催化剂中铂含量过大时，催化效果无明显提高，而且浪费铂催化剂。在催化剂中铂含量为６．４３“ｍｏ垤时，既能达到良好的催化效果，又能降低实验成本。２．４乙炔流量对产物收率的影响

在反应温度为７０℃、乙醇与三乙氧基硅烷的体积比约为２：１、混合液滴速为１／５～１／７ｄｒｏｐ／ｓ、

催化剂中铂含量为６．４３¨ｍｏｌ／ｇ的条件下，考察乙炔

流量对产物收率的影响，结果见图３。

乙炔流量／ｍＬ ｍｉｎ一１

图３乙炔流量对产物收率的影响

从图３可知，乙炔流量较小时，随着乙炔流量的缓慢增大，目标产物的收率也会缓慢增加，但乙炔流量增加到８０ｍＬ／ｍｉＩｌ时，产物收率最高，乙炔流量再增大，则会出现产物收率略微降低的情况。这说明在反应时，乙炔与三乙氧基硅烷问存在一个合理的配比，乙炔流量太小会使反应不充分；但是乙炔流量过大时，可能会因为反应柱的内压过大，使得一部分三乙氧基硅烷来不及反应就快速通过了反应柱，从而导致产物收率有所降低。而且会浪费乙炔。结果表明，乙炔流量控制在８０ＩＩｌＬ／ｍｉｌｌ左右时的结果较好。２．５混合液的滴速对产物收率的影响

在反应温度为７０℃、乙醇与三乙氧基硅烷的体积比约为２：１、催化剂中铂含量为６．４３ｕｍｏｌ／ｇ、乙炔流量约为８０ｒｎＬ／ｍｉＩｌ的条件下，考察三乙氧基硅烷和乙醇的滴加速率，对产物收率的影响，结果

见图４。

从图４可以看出，在混合液滴速较大时，产物收率较小，适当减慢混合液的滴速能使三乙氧基硅烷与催化剂和乙炔接触更充分，从而使得目标产物的收率缓慢增加；但是液体滴速减慢到一定程度时，目标产物收率的增加就不再明显。此时继续减慢滴速意义不大，反而会使反应时间变得过长。所以，混合液滴速控制在１／５～１／７ｄｒｏｐ／ｓ较佳。