博文
催化氢化反应的安全操作、催化氢化装置&实现低温的方法
|
催化氢化反应的安全操作
催化氢化反应在哪里进行？手续如何？
1、低于2个psi的催化氢化反应在自己所在的通风柜内进行，一般不须办手续。
可用氧气袋或气球去1号楼的第7层充气。气球最好用双层、3层、甚至4层。我们测过：连套4层的气球，充装到4立升的体积，也不足2个psi，非常安全。
压力换算：1个psi约等于0.068大气压。具体压力换算如下：
A： 1千帕（kPa）=0.145磅力/英寸2（psi）=0.0102千克力/厘米2（kgf/cm2） =0.0098大气压（atm）
B： 1磅力/英寸2（psi）=6.895千帕（kPa）=0.0703千克力/厘米2（kg/cm2） =0.0689巴（bar）=0.068大气压（atm）
C： 1物理大气压（atm）=101.325千帕（kPa）=14.696磅/英寸2（psi）=1.0333巴（bar）
D： 1毫米水柱（mmH2O）=9.80665帕（Pa）
1毫米汞柱（mmHg）=133.322帕（Pa）
压力 1巴（bar）=105帕（Pa）
1托（Torr）=133.322帕（Pa）
1工程大气压=98.0665千帕（kPa）
1达因/厘米2（dyn/cm2）=0.1帕（Pa）
2、其余带压力的催化氢化、插羰、焖罐等反应在1号楼第7层的氢化室进行。
必须双人操作，至少一人是操作老练的员工，操作前都要细读《氢化仪操作规程》
和《高压釜使用操作规程》。先要详细登记，并服从氢化室管理员的安排。超过1公升的高压釜，要按危险反应申报办理；正常作息时间外进入氢化室作业的，要向安全监察部申请，填报《氢化室特殊情况作业申请报告》，经批准后才能允许进入作业。 本文来自：博研联盟论坛
氢化瓶压力不得超过55psi，温度不得超过60-80℃（80℃时的压力不得超过50psi）。高压釜的温度不得超过180℃，压力不得超过10MPa。
★ 催化剂如何安全使用和处理？
常用的催化剂主要有：Pd-C（钯碳，通常有5%和10%两种）、Pd(OH)2和Raney Ni，这些 催化剂的燃烧危险性起源于：它们同有有机溶剂蒸汽的空气摩擦时极容易起火星，进而引起有机溶剂燃烧。这句话需要特别深刻理解，并体现在以下四个操作阶段：
1：当容器内已盛有醇、醚、烃等有机溶剂时，这些有机溶剂的蒸气就弥漫在液面上方，当加入的催化剂下落时，在空中同含有有机蒸气的空气摩擦，就有火星出现，开始在瓶口闪烁，如再不小心会引燃下面的有机溶剂或反应液，发生火灾。 本文来自：博研联盟论坛
加料时的着火危险性：Pd-C ＞ Pd(OH)2 ＞ Raney Ni（通常用醇或水浸泡着）。
解决方法（避免干的催化剂同有有机溶剂蒸汽的空气摩擦）：
A、先加催化剂，再加溶剂和反应底物。
B、如果已加了有机溶剂，要是反应不忌水，可用水拌湿催化剂再加入，比较安全。也可以用相应的溶剂拌湿催化剂后再加入。
C、如果已加了溶剂，可以向容器放入氮气或氩气等惰性气体后马上加入催化剂。
2： 用橡皮管或玻璃管从高压釜内抽取反应液，在快要抽干时，提前解除真空，否则，含有有机蒸气的空气同管壁上的遗留催化剂摩擦，也会起火星，引起燃烧。也可以 在快要抽干时，立即加入相应溶剂冲洗釜内壁，把釜内壁和管内壁的遗留催化剂全部抽到接受瓶中。所以一定要有两个人在场。（问答：抽取反应液时，什么情况会 起火星？如何预防？如起火如何处理？）
3： 抽滤的安全操作。有很多火灾在抽滤操作过程中容易发生。 本文来自：博研联盟论坛
抽滤时的燃烧危险性：Raney Ni ＞ Pd-C ＞ Pd(OH)2
工 业生产可以用氮气压滤的安全方法。实验室里就没有那个条件了，特别是抽滤有Raney-Ni催化剂的反应液，抽干了，就创造了催化剂同含有有机蒸气的空气 摩擦的燃烧条件。抽得太干肯定是要起火星的，肯定就是100%。所以，遇上这种操作，一定要有两个人在场，其中一个人为帮手：快要抽干时，马上接着加反应 液和相应空白溶剂，或提早拔除真空橡皮管解除真空。一个人操作，通常是顾得了这头顾不了那头。另外即使不小心起点火星也不用怕，起点火星是常有的事，但是 起火星时一定要立即停止抽滤，可以用湿布捂的方法或用水灭或拿出过滤漏斗另外放置处理，千万不能用有机溶剂去灭（我公司就有人这么慌着做，结果引起火灾烧 伤了自己的手和脸），也不能将有火星的催化剂往废液桶中扔（去年的一天深夜我公司就有人这么干，引起火灾）。小火时，不需要用灭火机，否则会把辛苦得来的 成果搞得一团糟。因此，在抽滤前要事先准备一块湿布和一杯水，以备急用。起火星时一定要镇静，利利索索，大大方方的处理，是非常正常的事，不足为怪。（问 答：为什么抽干了会起火星？如何预防？如起火如何处理？）
4、催化剂用后，包括过滤纸、硅藻土、抽料管，一律及时交给氢化室的管理员，不能乱扔，也不得去向不明。除合全外，领用催化剂，只能到氢化室的管理员那儿登记领取，仓库不给领取上述危险催化剂。（问答：为什么沾有催化剂的物品要集中处理？）
催化氢化是有机 化学实验中的一项重要内容之一。这一反应的具体内容是气态氢在催化剂存在下，与有机化合物进行加成或还原反应，从而生成新的有机化合物。它的优点是： （1）有些反应，如碳碳不饱和键的加氢，应用其他方法比较复杂和困难，而应用催化氢化反应，则可以方便的达到目的。（2）它对醛酮，硝基及亚硝基化合物都 能起还原作用，生成相应的醇和胺，不需要任何还原剂和特殊溶剂。氢气本身极其便宜，因而成本低操作方便。（3）反应完毕后，只需滤去催化剂，蒸发掉溶剂即 可得到所需产物，后处理方便，产品纯度、收率都比较满意。
根据氢化时选用的压力不同，可将催化氢化分为常压氢化，低压氢化（4- 5atm）及高压氢化（＞6atm）。 图2.9是在常压及低压下进行催化氢化的装置图。而高压氢化则需要非常特殊的装置，（由于有较高压力），这些已超出本书的范围，但不论是在任何压力进行氢 化，都不得使用明火，包括电火花。
催化氢化装置：主要包括氢化用的圆底烧瓶，气压计，量（贮）气管和平衡瓶。贮气管的体积一般在 100mL到2L之间，可根据反应的规模大小选择合适的贮气量；在平衡瓶里所装的液体通常是水或汞。在反映过程中，氢气的压力大小可以通过平衡瓶的高度来 调节。反应结束后，再通过平衡瓶来测量参加反应的氢气的体积。气压计可以保证在反应前后，氢气都在相同的压力下（一般为1atm）进行体积测量。
[实验技术交流]实现低温的方法
实现低温的方法
在实验中，我们不但经常使用高温环境，在某些高活泼性的物质时，必须使用低温环境，因此，制作低温环境，显得非常重要。以下是我在丁香园看到的一个帖子，总结的比较好，拿出来，与大家分享。
制造低温的方法
1、 利用冰在溶解过程中的冷冻混合物（冰盐冷剂）产生低温：
碎冰： 0~ -5℃；
3份冰+1份食盐：-15~-18℃；
3份冰+3份结晶氯化钙（CaCl2•6H2O）：-40℃；
3、 4份冰+5份结晶氯化钙：-40℃~-50℃；
2份冰+1份浓HNO3：-56℃。 -----------???
无论用哪一种冷冻混合物，先决条件是须将冰和盐很好地粉碎，而且要混合均匀。用两种冷冻混合物时，须先将CaCl2•6H2O或浓HNO3在冰箱中冷却，才能达到上述温度。
2、 用升华过程来产生低温：
固态二氧化碳（干冰）：-78.9℃;
固态二氧化碳+乙醇：-72℃；
固态二氧化碳+乙醚、氯仿或丙酮：-77℃。
由于固态二氧化碳的导热能力很差，应将它混合在一种适当的液体中使用，譬如丙酮、酒精等。三氯乙烯特别合适，因为固体二氧化碳能漂浮在三氯乙烯面上，因此混合物就不会发泡沫而溢出。
3、 利用蒸发过程产生低温：
在 实际应用中液氮有一定的优点，它是一种无色、无臭、无味的液体，微溶于水，对热电传导不良，稍轻于水，不产生有毒或刺激性气体。同时不燃烧亦不自炸，与 钠、钙或镁结合，形成氮化物（Nitrides），最冷点为-196℃。因此采用液氮有很多优点：①、在大气压下沸点较低（-196℃），如果配合适当的 调节控制系统可获得在零下37~196℃之间的任意一个温度。②、生产成本低，来源容易。③、安全可靠
1、低于2个psi的催化氢化反应在自己所在的通风柜内进行，一般不须办手续。
可用氧气袋或气球去1号楼的第7层充气。气球最好用双层、3层、甚至4层。我们测过：连套4层的气球，充装到4立升的体积，也不足2个psi，非常安全。
压力换算：1个psi约等于0.068大气压。具体压力换算如下：
A： 1千帕（kPa）=0.145磅力/英寸2（psi）=0.0102千克力/厘米2（kgf/cm2） =0.0098大气压（atm）
B： 1磅力/英寸2（psi）=6.895千帕（kPa）=0.0703千克力/厘米2（kg/cm2） =0.0689巴（bar）=0.068大气压（atm）
C： 1物理大气压（atm）=101.325千帕（kPa）=14.696磅/英寸2（psi）=1.0333巴（bar）
D： 1毫米水柱（mmH2O）=9.80665帕（Pa）
1毫米汞柱（mmHg）=133.322帕（Pa）
压力 1巴（bar）=105帕（Pa）
1托（Torr）=133.322帕（Pa）
1工程大气压=98.0665千帕（kPa）
1达因/厘米2（dyn/cm2）=0.1帕（Pa）
2、其余带压力的催化氢化、插羰、焖罐等反应在1号楼第7层的氢化室进行。
必须双人操作，至少一人是操作老练的员工，操作前都要细读《氢化仪操作规程》
和《高压釜使用操作规程》。先要详细登记，并服从氢化室管理员的安排。超过1公升的高压釜，要按危险反应申报办理；正常作息时间外进入氢化室作业的，要向安全监察部申请，填报《氢化室特殊情况作业申请报告》，经批准后才能允许进入作业。 本文来自：博研联盟论坛
氢化瓶压力不得超过55psi，温度不得超过60-80℃（80℃时的压力不得超过50psi）。高压釜的温度不得超过180℃，压力不得超过10MPa。
★ 催化剂如何安全使用和处理？
常用的催化剂主要有：Pd-C（钯碳，通常有5%和10%两种）、Pd(OH)2和Raney Ni，这些 催化剂的燃烧危险性起源于：它们同有有机溶剂蒸汽的空气摩擦时极容易起火星，进而引起有机溶剂燃烧。这句话需要特别深刻理解，并体现在以下四个操作阶段：
1：当容器内已盛有醇、醚、烃等有机溶剂时，这些有机溶剂的蒸气就弥漫在液面上方，当加入的催化剂下落时，在空中同含有有机蒸气的空气摩擦，就有火星出现，开始在瓶口闪烁，如再不小心会引燃下面的有机溶剂或反应液，发生火灾。 本文来自：博研联盟论坛
加料时的着火危险性：Pd-C ＞ Pd(OH)2 ＞ Raney Ni（通常用醇或水浸泡着）。
解决方法（避免干的催化剂同有有机溶剂蒸汽的空气摩擦）：
A、先加催化剂，再加溶剂和反应底物。
B、如果已加了有机溶剂，要是反应不忌水，可用水拌湿催化剂再加入，比较安全。也可以用相应的溶剂拌湿催化剂后再加入。
C、如果已加了溶剂，可以向容器放入氮气或氩气等惰性气体后马上加入催化剂。
2： 用橡皮管或玻璃管从高压釜内抽取反应液，在快要抽干时，提前解除真空，否则，含有有机蒸气的空气同管壁上的遗留催化剂摩擦，也会起火星，引起燃烧。也可以 在快要抽干时，立即加入相应溶剂冲洗釜内壁，把釜内壁和管内壁的遗留催化剂全部抽到接受瓶中。所以一定要有两个人在场。（问答：抽取反应液时，什么情况会 起火星？如何预防？如起火如何处理？）
3： 抽滤的安全操作。有很多火灾在抽滤操作过程中容易发生。 本文来自：博研联盟论坛
抽滤时的燃烧危险性：Raney Ni ＞ Pd-C ＞ Pd(OH)2
工 业生产可以用氮气压滤的安全方法。实验室里就没有那个条件了，特别是抽滤有Raney-Ni催化剂的反应液，抽干了，就创造了催化剂同含有有机蒸气的空气 摩擦的燃烧条件。抽得太干肯定是要起火星的，肯定就是100%。所以，遇上这种操作，一定要有两个人在场，其中一个人为帮手：快要抽干时，马上接着加反应 液和相应空白溶剂，或提早拔除真空橡皮管解除真空。一个人操作，通常是顾得了这头顾不了那头。另外即使不小心起点火星也不用怕，起点火星是常有的事，但是 起火星时一定要立即停止抽滤，可以用湿布捂的方法或用水灭或拿出过滤漏斗另外放置处理，千万不能用有机溶剂去灭（我公司就有人这么慌着做，结果引起火灾烧 伤了自己的手和脸），也不能将有火星的催化剂往废液桶中扔（去年的一天深夜我公司就有人这么干，引起火灾）。小火时，不需要用灭火机，否则会把辛苦得来的 成果搞得一团糟。因此，在抽滤前要事先准备一块湿布和一杯水，以备急用。起火星时一定要镇静，利利索索，大大方方的处理，是非常正常的事，不足为怪。（问 答：为什么抽干了会起火星？如何预防？如起火如何处理？）
4、催化剂用后，包括过滤纸、硅藻土、抽料管，一律及时交给氢化室的管理员，不能乱扔，也不得去向不明。除合全外，领用催化剂，只能到氢化室的管理员那儿登记领取，仓库不给领取上述危险催化剂。（问答：为什么沾有催化剂的物品要集中处理？）
有机实验室常用仪器与使用--催化氢化装置
催化氢化是有机 化学实验中的一项重要内容之一。这一反应的具体内容是气态氢在催化剂存在下，与有机化合物进行加成或还原反应，从而生成新的有机化合物。它的优点是： （1）有些反应，如碳碳不饱和键的加氢，应用其他方法比较复杂和困难，而应用催化氢化反应，则可以方便的达到目的。（2）它对醛酮，硝基及亚硝基化合物都 能起还原作用，生成相应的醇和胺，不需要任何还原剂和特殊溶剂。氢气本身极其便宜，因而成本低操作方便。（3）反应完毕后，只需滤去催化剂，蒸发掉溶剂即 可得到所需产物，后处理方便，产品纯度、收率都比较满意。
根据氢化时选用的压力不同，可将催化氢化分为常压氢化，低压氢化（4- 5atm）及高压氢化（＞6atm）。 图2.9是在常压及低压下进行催化氢化的装置图。而高压氢化则需要非常特殊的装置，（由于有较高压力），这些已超出本书的范围，但不论是在任何压力进行氢 化，都不得使用明火，包括电火花。
催化氢化装置：主要包括氢化用的圆底烧瓶，气压计，量（贮）气管和平衡瓶。贮气管的体积一般在 100mL到2L之间，可根据反应的规模大小选择合适的贮气量；在平衡瓶里所装的液体通常是水或汞。在反映过程中，氢气的压力大小可以通过平衡瓶的高度来 调节。反应结束后，再通过平衡瓶来测量参加反应的氢气的体积。气压计可以保证在反应前后，氢气都在相同的压力下（一般为1atm）进行体积测量。
[实验技术交流]实现低温的方法
实现低温的方法
在实验中，我们不但经常使用高温环境，在某些高活泼性的物质时，必须使用低温环境，因此，制作低温环境，显得非常重要。以下是我在丁香园看到的一个帖子，总结的比较好，拿出来，与大家分享。
制造低温的方法
1、 利用冰在溶解过程中的冷冻混合物（冰盐冷剂）产生低温：
碎冰： 0~ -5℃；
3份冰+1份食盐：-15~-18℃；
3份冰+3份结晶氯化钙（CaCl2•6H2O）：-40℃；
3、 4份冰+5份结晶氯化钙：-40℃~-50℃；
2份冰+1份浓HNO3：-56℃。 -----------???
无论用哪一种冷冻混合物，先决条件是须将冰和盐很好地粉碎，而且要混合均匀。用两种冷冻混合物时，须先将CaCl2•6H2O或浓HNO3在冰箱中冷却，才能达到上述温度。
2、 用升华过程来产生低温：
固态二氧化碳（干冰）：-78.9℃;
固态二氧化碳+乙醇：-72℃；
固态二氧化碳+乙醚、氯仿或丙酮：-77℃。
由于固态二氧化碳的导热能力很差，应将它混合在一种适当的液体中使用，譬如丙酮、酒精等。三氯乙烯特别合适，因为固体二氧化碳能漂浮在三氯乙烯面上，因此混合物就不会发泡沫而溢出。
3、 利用蒸发过程产生低温：
在 实际应用中液氮有一定的优点，它是一种无色、无臭、无味的液体，微溶于水，对热电传导不良，稍轻于水，不产生有毒或刺激性气体。同时不燃烧亦不自炸，与 钠、钙或镁结合，形成氮化物（Nitrides），最冷点为-196℃。因此采用液氮有很多优点：①、在大气压下沸点较低（-196℃），如果配合适当的 调节控制系统可获得在零下37~196℃之间的任意一个温度。②、生产成本低，来源容易。③、安全可靠
https://blog.sciencenet.cn/blog-3913-8877.html
上一篇：再次提供稀土相关网站（国外）
下一篇：浅淡ICP—MS、ICP-AES及AAS的性能及应用（转自龙弛学术资源网）
