環(huán)氧乙烷(EO)為一種*簡單的環(huán)醚,屬于雜環(huán)類化合物,是重要的石化產(chǎn)品。環(huán)氧乙烷在低溫下為無色透明液體,在常溫下為無色帶有醚刺激性氣味的氣體,氣體 的蒸汽壓高,30℃時(shí)可達(dá)141kPa,這種高蒸汽壓決定了環(huán)氧乙烷熏蒸**時(shí)穿透力較強(qiáng)。
環(huán)氧乙烷是繼甲醛之后出現(xiàn)的第2代化學(xué)**劑,至今仍為*好的冷**劑之一,也是目前四大低溫**技術(shù)(低溫等離子體、低溫甲醛蒸汽、環(huán)氧乙烷、戊二醛)*重要的一員。EO是一種簡單的環(huán)氧化合物,為非特異性烷基化合物,分子式為C2H4O,結(jié)構(gòu)式為:-CH2-CH2-O-,分子量為44.05。
環(huán)氧乙烷理化性質(zhì)
環(huán)氧乙烷物理性質(zhì)
相對密度(水=1):0.8711
環(huán)氧乙烷鍵線式
折射率:1.3614(4℃) 沸點(diǎn)(℃):10.4
相對蒸氣密度(空氣=1):1.52
InChI: InChI=1/C2H4O/c1-2-3-1/h1-2H2
職業(yè)接觸限值:閾限值 1ppm(時(shí)間加權(quán)平均值);A2(可疑人類致癌物)(美國政府工業(yè)衛(wèi)生學(xué)家會議,2004年)。
時(shí)間加權(quán)平均容許濃度(PC-TWA):2mg/m3(GBZ2.1-2007《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值**部分:化學(xué)有害物質(zhì)》)
飽和蒸氣壓(kPa):145.91(20℃)
燃燒熱(kJ/mol):1262.8
臨界溫度(℃):195.8
臨界壓力(MPa):7.19
辛醇/水分配系數(shù)的對數(shù)值:-0.30
爆炸極限%(V/V):3~100
引燃溫度(℃):429
溶解性:與水可以任何比例混溶,能溶于醇、醚。
環(huán)氧乙烷化學(xué)性質(zhì)
化學(xué)性質(zhì)非?;顫?,能與許多化合物發(fā)生開環(huán)加成反應(yīng)。 環(huán)氧乙烷能還原硝酸銀。受熱后易聚合,在有金屬鹽類或氧的存在下能分解。
環(huán)氧乙烷制備方法
環(huán)氧乙烷氯醇法
分兩步反應(yīng),**步是將乙烯和氯氣通入水中,生成2-氯乙醇。**步是用堿(通常為石灰乳)與2-氯乙醇反應(yīng),生成環(huán)氧乙烷。
乙烯經(jīng)次氯酸化生成氯乙醇,然后與氫氧化鈣皂化生成環(huán)氧乙烷粗產(chǎn)品,再經(jīng)分餾,制得環(huán)氧乙烷。反應(yīng)式和工藝流程如下。
氯醇法_1
氯醇法_2
我國*早以傳統(tǒng)的乙醇為原料經(jīng)氯醇法生產(chǎn)EO。20世紀(jì)70年代我國開始引進(jìn)以生產(chǎn)聚酯原料乙二醇為目的的產(chǎn)物環(huán)氧乙烷/乙二醇聯(lián)產(chǎn)裝置。
環(huán)氧乙烷氧化法
可分為空氣法和氧氣法兩種。前者以空氣為氧化劑,后者用濃度大于95%(體積)的氧氣作為氧化劑。此外也有用富氧空氣為氧化劑的。氧化法的工業(yè)生產(chǎn)流程分為反應(yīng)、環(huán)氧乙烷回收及環(huán)氧乙烷精制三個(gè)部分。
世界上EO工業(yè)化生產(chǎn)裝置幾乎全部采用以銀為催化劑的乙烯直接氧化法。全球EO生產(chǎn)技術(shù)主要被Shell公司(英荷合資)、美國SD(科學(xué)設(shè)計(jì)公司)、美國UCC三家公司所壟斷。此外擁有EO生產(chǎn)技術(shù)的還有日本觸媒公司、美國DOW化學(xué)公司、德國赫斯公司等。
環(huán)氧乙烷主要用途
環(huán)氧乙烷是一種有毒的致癌物質(zhì),以前被用來制造**劑。環(huán)氧乙烷易燃易爆,不易長途運(yùn)輸,因此有強(qiáng)烈的地域性。被廣泛地應(yīng)用于洗滌,制藥,印染等行業(yè)。在化工相關(guān)產(chǎn)業(yè)可作為清潔劑的起始劑。
環(huán)氧乙烷有**作用,對金屬不腐蝕,無殘留氣味,可殺滅**(及其內(nèi)孢子)、霉菌及**,因此可用于**一些不能耐受高溫**的物品以及材料的氣體**劑。美國化學(xué)家Lloyd Hall在1938年取得以環(huán)氧乙烷**法保存香料的**,該方法直到今天仍有人使用。環(huán)氧乙烷也被廣泛用于**醫(yī)療用品諸如繃帶、縫線及手術(shù)器具。
主要用于制造其他各種溶劑(如溶纖劑等),稀釋劑,非離子型表面活性劑,合成洗滌劑、抗凍劑、**劑、增韌劑和增塑劑等。與纖維素發(fā)生羥乙基化可合成得水溶性樹脂(其環(huán)氧乙烷含量約75%)。還可用作熏蒸劑、涂料增稠劑、乳化劑、膠黏劑和紙張上漿劑等。
通常采用環(huán)氧乙烷-二氧化碳(兩者之比為90:10)或環(huán)氧乙烷-二氯二氟甲烷的混合物,主要用于醫(yī)院和精密儀器的**。環(huán)氧乙烷用熏蒸劑常用于糧食、食物的保藏。例如,干蛋粉的貯藏中常因受**的作用而分解,用環(huán)氧乙烷熏蒸處理,可防止變質(zhì),而蛋粉的化學(xué)成分,包括氨基酸等都不受影響。
環(huán)氧乙烷易與酸作用,因此可作為抗酸劑添加于某些物質(zhì)中,從而降低這些物質(zhì)的酸度或者使用其長期不產(chǎn)生酸性。例如,在生產(chǎn)氯化丁基橡膠時(shí),異丁烯與異戊二烯共聚物的溶液在氯化前如果加入環(huán)氧乙烷,則成品即可完全不用堿洗和水洗。
由于環(huán)氧乙烷易燃及在空氣中有廣闊的爆炸濃度范圍,它有時(shí)被用作燃料氣化爆彈的燃料成份。
環(huán)氧乙烷自動分解時(shí)能產(chǎn)生巨大能量,可以作為火箭和噴氣推進(jìn)器的動力,一般是采用****和環(huán)氧乙烷的混合物(60:40-95:5)。這種混合燃料燃燒性能好,凝固點(diǎn)低,性質(zhì)比較穩(wěn)定,不易引爆??偟膩碚f,環(huán)氧乙烷的上述這等直接用途消費(fèi)量很少,環(huán)氧乙烷作為乙烯工業(yè)衍生物僅次于聚乙烯,為**位的重要產(chǎn)品。其重要性主要是以其為原料生產(chǎn)的系列產(chǎn)品。由環(huán)氧乙烷衍生的下游產(chǎn)品的種類遠(yuǎn)比各種乙烯衍生物多。環(huán)氧乙烷的毒性為乙二醇的27倍,與氨的毒性相仿。在體內(nèi)形成甲醛、乙二醇和乙二酸,對**神經(jīng)系統(tǒng)起麻醉作用,對粘膜有刺激作用,對細(xì)胞原漿有毒害作用。
大部分的環(huán)氧乙烷被用于制造其它化學(xué)品,主要是乙二醇。乙二醇主要的*終用途是生產(chǎn)聚酯聚合物,也被用作汽車?yán)鋮s劑及防凍劑。其次用于生產(chǎn)乙氧基化合物、乙醇胺、乙二醇醚、亞乙基胺、二甘醇、三甘醇、多甘醇、羥乙基纖維素、氯化膽堿、乙二醛、乙烯碳酸酯等下游產(chǎn)品。
環(huán)氧乙烷主要用于制造乙二醇(制滌綸纖維原料)、合成洗滌劑、非離子表面活性劑、抗凍劑、乳化劑以及縮乙二醇類產(chǎn)品,也用于生產(chǎn)增塑劑、潤滑劑、橡膠和塑料等。廣泛應(yīng)用于洗染、電子、醫(yī)藥、農(nóng)藥、紡織、造紙、汽車、石油開采與煉制等眾多領(lǐng)域。
環(huán)氧乙烷危險(xiǎn)事項(xiàng)
健康危害:是一種**神經(jīng)抑制劑、刺激劑和原漿毒物。急性中毒:患者有劇烈的搏動性**、頭暈、惡心和嘔吐、流淚、嗆咳、胸悶、呼吸困難;重者全身肌肉顫動、言語障礙、共濟(jì)失調(diào)、出汗、神??不清,以致昏迷。還可見心肌損害和肝功能異常。搶救恢復(fù)后可有短暫精神失常,遲發(fā)性功能性失音或**性偏癱。皮膚接觸迅速發(fā)生**,數(shù)小時(shí)后起泡,反復(fù)接觸可致敏。液體濺入眼內(nèi),可致角膜灼傷。慢性影響:長期少量接觸,可見有神經(jīng)衰弱綜合征和植物神經(jīng)功能紊亂。
環(huán)境危害:對環(huán)境有危害。
燃爆危險(xiǎn):該品易燃,有毒,為致癌物,具刺激性,具致敏性。
環(huán)氧乙烷急救措施
皮膚接觸:立即脫去污染的衣著,用大量流動清水沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。
眼睛接觸:立即提起眼瞼,用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。
吸入:迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進(jìn)行人工呼吸。呼吸心跳停止時(shí),立即進(jìn)行人工呼吸和胸外心臟按壓術(shù)。
環(huán)氧乙烷消防措施
危險(xiǎn)特性:其蒸氣能與空氣形成范圍廣闊的爆炸性混合物。遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險(xiǎn)。若遇高熱可發(fā)生劇烈分解,引起容器破裂或爆炸事故。接觸堿金屬、氫氧化物或高活性催化劑如鐵、錫和鋁的無水氯化物及鐵和鋁的氧化物可大量放熱,并可能引起爆炸。其蒸氣比空氣重,能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方,遇火源會著火回燃。
有害燃燒產(chǎn)物:一氧化碳、二氧化碳。
滅火方法:切斷氣源。若不能切斷氣源,則不允許熄滅泄漏處的火焰。噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場移至空曠處。
滅火劑:霧狀水、抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳。
環(huán)氧乙烷泄漏應(yīng)急
應(yīng)急處理:迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處,并立即隔離150m,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。