丙烯基本信息
化學(xué)式:C3H6
分子量:42.0797
CAS號(hào):115-07-1
EINECS號(hào):204-062-1
丙烯理化性質(zhì)
丙烯物理性質(zhì)
密度:1.914kg/m3
熔點(diǎn):-185℃
沸點(diǎn):-47.7℃
閃點(diǎn):-108℃
折射率:1.3567
飽和蒸氣壓:1158kPa(25℃)
臨界溫度:91.9℃
臨界壓力:4.62MPa
引燃溫度:460℃
爆炸上限(V/V):10.3%
爆炸下限(V/V):2.4%
外觀:無(wú)色氣體
溶解性:微溶于水,容易乙醇、[5]
丙烯化學(xué)性質(zhì)
聚合
丙烯的化學(xué)性質(zhì)由它的雙鍵和烯丙基上的氫原子所決定。丙烯分子結(jié)構(gòu)中,由于僅在主平面上的投影顯示出低度對(duì)稱(chēng)性,使得它成為最小的穩(wěn)定態(tài)不飽和碳?xì)浠衔铩_@種不對(duì)稱(chēng)性,同樣也表現(xiàn)在丙烯的偶極矩僅為0.35D,容易發(fā)生各種不同類(lèi)型的化學(xué)反應(yīng)。1位和2位上的碳原子同乙烯分子結(jié)構(gòu)一樣,在同一個(gè)三角形平面上,由于雙鍵的存在而不能自由旋轉(zhuǎn)而3位碳原子象甲烷一樣處于四面體內(nèi),可以自由旋轉(zhuǎn),烯丙基上的氫原子為該碳原子所吸引。烯丙基上的氫原子是使得它的化學(xué)性質(zhì)與乙烯不同的主要原因。[3]
丙烯分子可以進(jìn)行自身加成反應(yīng),當(dāng)用磷酸、氟化硼或硫酸載于固體上作催化劑時(shí)反應(yīng)按正碳離子機(jī)理進(jìn)行,在低溫下,丙烯二聚的主要產(chǎn)物是4-甲基-2-戊烯。[3]
如用烷基堿金屬和某些堿金屬化合物作催化劑,使丙烯進(jìn)行二聚反應(yīng),反應(yīng)按負(fù)碳離子方向進(jìn)行,產(chǎn)物主要是4-甲基-1-戊烯。由于丙烯分子的不對(duì)稱(chēng)性和同時(shí)進(jìn)行著雙鍵的位移、順?lè)唇Y(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換,其產(chǎn)物組成可能包含各種己烯異構(gòu)體和C6以上的烯烴。C6烯烴可作為合成高聚物的原料,汽油摻和劑等[3] 。
丙烯在酸性催化劑上低聚后生成壬烯和十二烯,當(dāng)丙烯與丁烯混合物共低聚時(shí),其聚合物含有大量的庚烯。
以烷基鋁和三氯化鈦?zhàn)鞔呋瘎┗蛎饘俸图谆X氧烷為催化劑,在一定溫度和壓力下,以本體、乳液或氣相法進(jìn)行丙烯聚合,得聚丙烯[3] 。
丙烯還可以在可溶性釩鋁催化體系溶液中與乙烯共聚,合成乙丙橡膠[3] 。
加氫
丙烯與其它含有一個(gè)雙鍵的烯烴一樣,在加氫反應(yīng)中每摩爾放出的熱量是一樣的,約為12.56kJ/mol。但丙烯加氫反應(yīng)無(wú)工業(yè)價(jià)值[3] 。
水合
丙烯在酸的作用下可間接水合,在固體催化劑存在時(shí),可直接水合得異丙醇以硫酸為催化劑進(jìn)行水合時(shí),丙烯首先與硫酸反應(yīng)生成硫酸酯,硫酸酯水解得異丙醇,反應(yīng)方程表示如下:
CH3-CH=CH2+H2SO4→(CH3)2CH-O-SO3H
CH3-CH=CH2+(CH3)2CH-O-SO3H→(CH3)2CH-O-SO2-O-CH(CH3)2
(CH3)2CH-O-SO3H+H2O→CH3-CH(OH)-CH3+H2SO4
上述反應(yīng)異丙醇收率可達(dá)95%[3] 。
也可直接水合得異丙醇,其反應(yīng)方程為:
CH3CHCH2+H2O→(CH3)2CHOH
催化氧化
丙烯催化氧化制。
Sohio法采用鉬酸鉍或磷鉬酸鹽作催化劑是生產(chǎn)在經(jīng)濟(jì)上的新突破,很多公司還開(kāi)發(fā)了高選擇性多組分催化劑體系,選擇性以丙烯計(jì)可達(dá)到75~84%[3] 。
用氯化鈀作催化劑氧化丙烯得到丙酮,收率達(dá)92%,反應(yīng)方程如下:
CH3CH=CH2+PbCl2+H2O→CH3COCH3+Pb+2HCI
與鹵素反應(yīng)
丙烯與鹵素在不同條件下可進(jìn)行兩種加成反應(yīng)[3] 。
在室溫下或在氣相光照作用下或有催化劑的情況下,丙烯與鹵素反應(yīng)[3] 。
X2+CH3CH=CH2→CH3CHXCH2X(1,2-二鹵丙烷)
在水中的反應(yīng):
CH3CH=CH2+CI2+H2O→CH3CH(OH)CHCI+HCI或CH3CHClCH2OH+HCl
與溴化氫反應(yīng)
不對(duì)稱(chēng)烯烴與鹵化氫加成,雖然都按不對(duì)稱(chēng)加成規(guī)律進(jìn)行。但在反應(yīng)時(shí),若有過(guò)氧化物存在,溴化氫與、碘化氫不同。生成的是1-溴丙烷而不是2-溴丙烷[3] 。
CH3CH=CH2+HBr→CH3CH2CH2Br(過(guò)氧化物做催化劑)
CH3CH=CH2+HBr→CH3CH2BrCH3[3]
環(huán)氧化反應(yīng)
共氧化法是利用有機(jī)過(guò)氧化物產(chǎn)生氧自由基,在催化劑的作用下將過(guò)氧部分的氧轉(zhuǎn)移到丙烯上生成環(huán)氧化物,這樣使得氫過(guò)氧化物轉(zhuǎn)化成醇或酮、將過(guò)酸轉(zhuǎn)化成酸,反應(yīng)方程如下[3] :
丙烯分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)
摩爾折射率:15.67
摩爾體積(cm3/mol):73.1
等張比容(90.2K):140.5
表面張力(dyne/cm):13.6
極化率(10-24cm3):6.21[5]
丙烯計(jì)算化學(xué)數(shù)據(jù)
疏水參數(shù)計(jì)算參考值(XlogP):1.4
氫鍵供體數(shù)量:0
氫鍵受體數(shù)量:0
可旋轉(zhuǎn)化學(xué)鍵數(shù)量:0
互變異構(gòu)體數(shù)量:0
拓?fù)浞肿訕O性表面積:0
重原子數(shù)量:3
表面電荷:0
復(fù)雜度:7.5
同位素原子數(shù)量:0
確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0
不確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0
確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0
不確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0
共價(jià)鍵單元數(shù)量:1[5]
丙烯毒理學(xué)數(shù)據(jù)
1、急性毒性
LC50:65800mg/m3(大鼠吸入,4h)
2、亞急性與慢性毒性
小鼠吸入35%本品,20次,引起肝臟輕微脂肪浸潤(rùn)。
3、致癌性
IARC致癌性評(píng)論:G3,對(duì)人及動(dòng)物致癌性證據(jù)不足。[5]
丙烯生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)
1、生態(tài)毒性
LC50:8.4~9.6mg/L(96h)(魚(yú)類(lèi));1.8~13mg/L(96h)(無(wú)脊椎動(dòng)物)
2、生物降解性
好氧生物降解:168~672h
厭氧生物降解:672~2688h
3、非生物降解性
水中光氧化半衰期:1070~43000h
空氣中光氧化半衰期:1.7~13.7h
生物富集或生物積累性:BCF:13~31
4、其他有害作用
該物質(zhì)對(duì)環(huán)境有危害,對(duì)魚(yú)類(lèi)和水體要給予特別注意。還應(yīng)特別注意對(duì)地表水、土壤、大氣和飲用水的污染。[5]
丙烯用途
丙烯可聚合生成聚丙烯,與乙烯共聚生成乙丙橡膠,苯烴化生成異丙苯,水合生成異丙醇,氧化生成環(huán)氧丙烷等。如所示[2] :
丙烯防護(hù)措施
呼吸系統(tǒng)防護(hù):一般不需要特殊防護(hù),但建議特殊情況下,佩戴自吸過(guò)濾式防毒面具(半面罩)。
眼睛防護(hù):一般不需要特殊防護(hù),高濃度接觸時(shí)可戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡。
身體防護(hù):穿防靜電工作服。
手防護(hù):戴一般作業(yè)防護(hù)手套。
其他防護(hù):工作現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁吸煙。避免長(zhǎng)期反復(fù)接觸。進(jìn)入罐、限制性空間或其它高濃度區(qū)作業(yè),須有人監(jiān)護(hù)。
丙烯泄漏應(yīng)急處理
迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處,并進(jìn)行隔離,嚴(yán)格限制出入。切斷火源。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防靜電工作服。盡可能切斷泄漏源。用工業(yè)覆蓋層或吸附/吸收劑蓋住泄漏點(diǎn)附近的下水道等地方,防止氣體進(jìn)入。合理通風(fēng),加速擴(kuò)散。噴霧狀水稀釋、溶解。構(gòu)筑圍堤或挖坑收容產(chǎn)生的大量廢水。如有可能,將漏出氣用排風(fēng)機(jī)送至空曠地方或裝設(shè)適當(dāng)噴頭燒掉。漏氣容器要妥善處理,修復(fù)、檢驗(yàn)后再用。
丙烯操作處置與儲(chǔ)運(yùn)
操作注意事項(xiàng):密閉操作,全面通風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)培訓(xùn),嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。遠(yuǎn)離火種、熱源,工作場(chǎng)所嚴(yán)禁吸煙。使用防爆型的通風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)備。防止氣體泄漏到工作場(chǎng)所空氣中。避免與氧化劑、酸類(lèi)接觸。在傳送過(guò)程中,鋼瓶和容器必須接地和跨接,防止產(chǎn)生靜電。搬運(yùn)時(shí)輕裝輕卸,防止鋼瓶及附件破損。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。
儲(chǔ)存注意事項(xiàng):儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫(kù)房。遠(yuǎn)離火種、熱源。庫(kù)溫不宜超過(guò)30℃。應(yīng)與氧化劑、酸類(lèi)分開(kāi)存放,切忌混儲(chǔ)。采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)施。禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。
運(yùn)輸注意事項(xiàng):采用鋼瓶運(yùn)輸時(shí)必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放,并應(yīng)將瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超過(guò)車(chē)輛的防護(hù)欄板,并用三角木墊卡牢,防止?jié)L動(dòng)。運(yùn)輸時(shí)運(yùn)輸車(chē)輛應(yīng)配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材。裝運(yùn)該物品的車(chē)輛排氣管必須配備阻火裝置,禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具裝卸。嚴(yán)禁與氧化劑、酸類(lèi)等混裝混運(yùn)。夏季應(yīng)早晚運(yùn)輸,防止日光曝曬。中途停留時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離火種、熱源。公路運(yùn)輸時(shí)要按規(guī)定路線行駛,勿在居民區(qū)和人口稠密區(qū)停留。
丙烯安全信息
丙烯安全術(shù)語(yǔ)
S9:Keep container in a well-ventilated place.
保持容器在通風(fēng)良好的場(chǎng)所。
S16:Keep away from sources of ignition - No smoking.
遠(yuǎn)離火源,禁止吸煙。
S33:Take precautionary measures against static discharges.
對(duì)靜電采取預(yù)防措施。
丙烯風(fēng)險(xiǎn)術(shù)語(yǔ)
R12:Extremely flammable.
極易燃的。