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    環氧丙烷 發布日期:2022-01-11 瀏覽次數:3175

    環氧丙烷,又名氧化丙烯、甲基環氧乙烷、1,2-環氧丙烷,化學式為C3H6O,是非常重要的有機化合物原料,是僅次于聚丙烯丙烯腈的第三大丙烯類衍生物。 環氧丙烷為無色醚味液體,低沸點、易燃,有手性,工業品一般為兩種對映體的外消旋混合物。與水部分混溶,與乙醇、乙醚混溶。與戊烷、戊烯、環戊烷、環戊烯、二氯甲烷形成二元共沸混合物。有毒,對粘膜和皮膚有刺激性,可損傷眼角膜和結膜,引起呼吸系統疼痛,皮膚灼傷和腫脹,甚至組織壞死。

    20171027日,世界衛生組織國際癌癥研究機構公布的致癌物清單初步整理參考,環氧丙烷在2B類致癌物清單中。

    中文名  環氧丙烷

    外文名  Propylene oxide

    分子式  C3H6O

    分子量  58.079

          無色液體

    CAS登錄號  75-56-9

    EINECS登錄號  200-879-2

          0.830 g/cm3

          -112 

          34 

          -37.2 

    水溶性  易溶

    安全性描述  S45;S53

    危險性符號  R12;R20/21/22;R36/37/38;R45;R46

    危險性描述  T

    UN危險貨物編號  1280

    基本信息

    化學式:C3H6O

    分子量:58.079

    CAS號:75-56-9

    EINECS號:200-879-2

    理化性質

    熔點:-112

    沸點:34

    閃點:-37.2

    密度:0.830g/cm3

    logP1.399

    蒸汽壓:572.5±0.1 mmHg at 25°C

    臨界溫度:209.1

    臨界壓力:4.93MPa

    外觀:無色液體,有類似乙醚的氣味

    溶解性:溶于水,混溶于甲醇、乙醚、丙酮、苯、四氯化碳等多數有機溶劑 [1] 

    分子結構數據

    1、摩爾折射率:15.53

    2、摩爾體積(cm3/mol):64.2

    3、等張比容(90.2K):144.0

    4、表面張力(dyne/cm):25.2

    5、極化率(10-24cm3):6.15 

    計算化學數據

    1、疏水參數計算參考值(XlogP):無

    2、氫鍵供體數量:0

    3、氫鍵受體數量:1

    4、可旋轉化學鍵數量:0

    5、互變異構體數量:0

    6、拓撲分子極性表面積:12.5

    7、重原子數量:4

    8、表面電荷:0

    9、復雜度:26.5

    10、同位素原子數量:0

    11、確定原子立構中心數量:0

    12、不確定原子立構中心數量:1

    13、確定化學鍵立構中心數量:0

    14、不確定化學鍵立構中心數量:0

    15、共價鍵單元數量:1 

    安全信息

    安全術語

    S45In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the label whenever possible.)

    若發生事故或感不適,立即就醫(可能的話,出示其標簽)。

    S53Avoid exposure - obtain special instructions before use.

    避免接觸,使用前須獲得特別指示說明。

    風險術語

    R12Extremely flammable.

     極度易燃。

    R20/21/22Harmful by inhalation, in contact with skin and if swallowed.

      吸入、皮膚接觸及吞食有害。

    R36/37/38Irritating to eyes, respiratory system and skin.

      刺激眼睛、呼吸系統和皮膚。

    R45May cause cancer.

    可能致癌。

    R46May cause heritable genetic damage.

    可能引起遺傳性基因損害。

    應用

    環氧丙烷主要用于生產聚醚多元醇、丙二醇和各類非離子表面活性劑等,其中聚醚多元醇是生產聚氨酯泡沫、保溫材料、彈性體、膠粘劑和涂料等的重要原料,各類非離子型表面活性劑在石油、化工、農藥、紡織、日化等行業得到廣泛應用。同時,環氧丙烷也是重要的基礎化工原料。

    儲存運輸

    環氧丙烷可裝于干燥、清潔和密封性好的鍍鋅鐵桶內,每桶凈重150kg,或采用專用槽車運輸,均應符合有關的安全規定。

    1、環氧丙烷采用專用槽罐運輸。

    2、環氧丙烷應貯存于25℃以下的陰涼、通風、干燥處,不得于日光下直接曝曬并隔絕火源。

    毒理學數據

    1、急性毒性

    LD50380mg/kg(大鼠經口);1245mg/kg(兔經皮)

    LC504000ppm(大鼠吸入,4h);4127mg/m3(小鼠吸入,4h

    2、刺激性

    家兔經皮:50mg6min),重度刺激;415mg,中度刺激(開放性刺激試驗)。

    家兔經眼:20mg2h),中度刺激。

    3、亞急性與慢性毒性:0.3g/kg灌胃,每周5次,18次,大鼠體重減輕,出現胃刺激和肝臟損害。

    4、致突變性:

    微生物致突變:鼠傷寒沙門菌350μg/皿。

    DNA損傷:大腸桿菌1μmol/L。

    顯性致死實驗:大鼠吸入300ppm5d)(間歇)。

    細胞遺傳學分析:人淋巴細胞1850μg/L。

    姐妹染色單體交換:人淋巴細胞25000ppm。

    5、致畸性:大鼠孕后7~16d吸入最低中毒劑量(TCLo500ppm7h),致肌肉骨骼系統、顱面部(包括鼻、舌)發育畸形。

    6、致癌性:IARC致癌性評論:G2B,可疑人類致癌物。

    7、其他:大鼠吸入最低中毒濃度(TCLo):500ppm7h)(孕后7~16d用藥),致胚胎毒性,致肌肉骨骼發育異常。 [1] 

    生產方法

    環氧丙烷是重要的丙烯衍生物,每年約7%的丙烯用于環氧丙烷生產。生產工藝主要有氯醇化法、共氧化法(也稱間接氧化法)和直接氧化法。如今世界生產環氧丙烷的主要工業化方法為氯醇化法和共氧化法,其中共氧化法又分為乙苯共氧化法和異丁烷共氧化法。近幾年,異丙苯氧化法和過氧化氫直接氧化法已開發成功并先后實現工業化生產,以氧氣作為氧化劑的直接氧化法也在開發中。

    氯醇法

    氯醇法生產歷史悠久,工業化已有60多年,以美國陶氏化學公司的氯醇法為代表。氯醇法的主要工藝過程為丙烯氯醇化、石灰乳皂化和產品精制,其特點是生產工藝成熟、操作負荷彈性大、選擇性好,對原料丙烯的純度要求不高,從而可提高生產的安全性,建設投資少。由于固定資產投入少,產品成本較低,其產品具有較強的成本競爭力。如今世界環氧丙烷約40%的產能為氯醇法。

    氯醇法的缺點是水資源消耗大,產生大量廢水和廢渣,每生產1t環氧丙烷產生40~50t含氯化物的皂化廢水和2t以上的廢渣,該廢水具有溫度高、pH值高、氯根含量高、COD含量高和懸浮物含量高的五高特點,難以處理。同時,氯醇法還消耗大量高能耗的氯氣和石灰原料,而氯和鈣在廢水和廢渣中排放掉,生產過程中產生的次氯酸對設備的腐蝕也比較嚴重。

    共氧化法

    共氧化法又稱哈康法,包括異丁烷共氧化法和乙苯共氧化法2種,分別由異丁烷或乙苯與丙烯進行共氧化反應,生成叔丁醇或苯乙烯,同時聯產環氧丙烷。

    共氧化法由美國奧克蘭公司開發,現為美國萊昂德爾(Lyondell,也譯為利安德)公司所有。共氧化法克服了氯醇法的腐蝕大、污水多等缺點,具有產品成本低(聯產品分攤成本)和環境污染較小等優點。自1969年工業化以來,在世界范圍發展迅速,如今,共氧化法環氧丙烷產能已占世界總產能的55%左右。

    共氧化法的缺點是工藝流程長,原料品種多,丙烯純度要求高,工藝操作在較高的壓力下進行,設備材質多采用合金鋼,設備造價高,建設投資大。同時,環氧丙烷在共氧化法生產中,只是1個產量較少的聯產品,每噸環氧丙烷要聯產2.2~2.5t苯乙烯或2.3t叔丁醇,原料來源和產品銷售相互制約因素較大,必須加以妥善解決,只有環氧丙烷和聯產品市場需求匹配時才能顯現出該工藝的優勢。此外,共氧化法產生的污水含COD也比較高,處理費用約占總投資的10%。

    異丙苯氧化法

    異丙苯氧化法由日本住友(Sumitomo)化學公司開發,采用鈦基催化劑的固定床反應器,以過氧化氫異丙苯(CHP)為氧化劑,CHP使丙烯環氧化得到環氧丙烷和二甲基芐醇,后者脫水為α-甲基苯乙烯,然后再加氫生成異丙苯,異丙苯氧化成CHP后循環使用。異丙苯氧化法實際是共氧化法的1種改進,與共氧化法的主要區別在于使用異丙苯替代了乙苯,并且異丙苯循環使用,不產生聯產品。由于該工藝無需聯產苯乙烯所需的輔加設備,裝置投資費用比共氧化法約低1/3,也無需使用氯氣的氯醇法工藝所需的防腐設備。

    HPPO

    過氧化氫直接氧化法(HPPO法)是由過氧化氫(雙氧水)催化環氧化丙烯制環氧丙烷的新工藝,生產過程中只生成環氧丙烷和水,工藝流程簡單,產品收率高,沒有其他聯產品,基本無污染,屬于環境友好的清潔生產系統。

     


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