第 1 页 环氧丙烷性质 环氧丙烷、概况: 环氧丙烷:无色、具有醚类气味的低沸易燃液体。是除草剂异丙甲草胺的中间体,也是重要的有机合成化工原料。 中文名称:环氧丙烷 英文名称:Propylene oxide 别名:1,2-环氧丙烷、氧化丙烯、甲基环氧乙烷、丙烯氧化物。 分子式:C3H6O 分子量:58
环氧丙烷 、编号系统: 物竞编号:01JR BRN号:79763 PubChem号:24880314 CAS号:75-56-9 MDL号:MFCD00005126 EINECS号:200-879-2 RTECS号:TZ2975000
环氧丙烷 、稳定性: 环氧丙烷在常温常压下为无色透明低沸易燃液体,具有类似醚类气味;环氧丙烷工业产品为两种旋光异构体的外消旋混合物。 凝固点:-112.13℃, 沸点:34.24℃, 相对密度(20/20℃):0.859, 折射率(nD ):1.3664, 粘度(25℃):0.28mPa·S。与水部分混溶[20℃时水中溶解度40.5%(重量);水在环氧丙烷中的溶解度12.8%(重量)],与乙醇、乙醚混溶,并与二氯甲烷、戊烷、戊烯、环戊烷、环戊烯等形成二元共沸物。 环氧丙烷化学性质活泼,易开环聚合,可与水、氨、醇、二氧化碳等反应,生成第 2 页
相应的化合物或聚合物。在含有两个以上活泼氢的化合物上聚合,生成的聚合物通称聚醚多元醇。 环氧丙烷常用于制造丙二醇、丙醛、异丙醇胺、聚醚、石油破乳剂、消泡剂、合成甘油、有机酸等,可作为合成树脂、泡沫塑料、增塑剂及表面活性剂等化工原料;亦可作硝酸纤维素、氯乙烯、醋酸乙烯、氯丁二烯等树脂和有机物质的低沸点溶剂等。
环氧丙烷是易燃、易爆化学品,其蒸汽会分解。应避免酸性盐(如氯化锡、氯化锌)、碱类、叔胺等过量会污染环氧丙烷。对金属无腐蚀性,由于对某些橡胶和塑料有作用,应注意选择垫圈和阀门。由于沸点低,挥发性大,易燃,化学性质活泼,应注意防止与电火花、静电、热源、酸、碱等接近。 与水部分混溶[20℃时水中溶解度40.5%(重量);水在环氧丙烷中的溶解度12.8%(重量),与乙醇、乙醚混溶,并与二氯甲烷、戊烷、戊烯、环戊烷、环戊烯等形成二元共沸物。 化学性质化学性质极其活泼,特别是能与含有活泼氢的化合物反应,生成各种衍生物。例如,与水反应生成1,2-丙二醇;与氨反应生成异丙醇胺;与醇反应生成羟基醚;与脂肪酸反应生成羟基酯;与卤化氢反应生成卤代醇;与丙二醇反应生成聚丙二醇;氧化生成乙酸;与甘油反应生成聚醚三元醇;与羧酸反应生成酯等。在500℃通过浮石时部分发生重排,生成丙酮和丙醛。在无水状态下与氯作用,生成氯代丙酮和1-氯-2-丙醇。氧化时生成乙酸,用钠汞齐还原生成异丙醇。
环氧丙烷 、毒理学,生态学数据: 急性毒性:口服- 大鼠LD50:380 毫克/公斤;口服- 小鼠 LD50:440毫克/公斤。 刺激数据:皮肤- 兔子 415 毫克 中度;眼睛- 兔子 20 毫克 重度。 属低毒类。毒性比环氧乙烷小,但积累性比环氧乙烷强。对皮肤、眼睛、气管黏膜有刺激作用,特别是它的水溶液对皮肤的刺激作用强烈,应避免与湿润的皮肤直接接触。工作场所最高容许浓度50mg/m3(美国)。空气中致死浓度为9488mg/m3。 致突变性:微生物致突变:鼠伤寒沙门氏菌350μg/皿。DNA损伤:大肠杆菌1μmol/L。显性致死实验:大鼠吸入300ppm/5天(间歇)。 细胞遗传学分析:人淋巴细胞1850 ug/L。 姐妹染色单体交换:人淋巴细胞25000 ppm。致畸性:大鼠孕后7~16天吸入最低中毒剂量(TCLo)500 ppm/7H,致肌肉骨骼系统、颅面部(包括鼻、舌)发育畸形。第 3 页
致癌性:IARC致癌性评论:组2B,对人类是可能致癌物。 其他:大鼠吸入最低中毒浓度(TCL0):500ppm/7小时(孕后7~16天用药),致胚胎毒性,致肌肉骨骼发育异常。 该物质对水体稍有危害。
环氧丙烷 、用途: 1.环氧丙烷是重要的有机化工原料,为丙烯系的第三大产品,最大用途是制聚醚多元醇,进而制造聚氨酯,在美国和西欧的用途分配中,这方面的用途分别占60%和70%以上。用于制造非离子表面活性剂和丙烯醇、丙二醇、醇醚、碳酸丙烯酯、异丙醇胺、丙醛、合成甘油、有机酸、合成树脂、泡沫塑料、增塑剂、乳化剂、湿润剂、洗涤剂、杀菌剂、熏蒸剂等。环氧丙烷衍生的精细化学品几乎应用于所有工业部门和日常生活中。另外,环氧丙烷还少量用于涂料、刹车液、防冻剂、喷气发动机燃油添加剂、地板抛光剂、印刷油墨、电子化学品、清洁剂、选矿剂、皮革加工、PS版用感光液、短效增塑剂、染料、非离子型表面活性剂、油田破乳剂、阻燃剂、农药乳化剂及润湿剂等行业。也用于有机合成。用作硝酸纤维素、醋酸纤维素、各种树脂的溶剂,氯乙烯树脂和含氯溶剂的稳定剂,硝基喷漆褪色的防止剂等。还用于表面活性剂(润湿剂、洗涤剂、乳化剂等)以及医药、农药、香料、人造皮革的制造。 2.用于制备改性环氧树脂固化剂、合成树脂及作为环氧树脂胶黏剂的活性稀释剂。 3.生产丙二醇、丙烯醇、丙醛、聚醚、异丙醇胺、高级脂肪酸酯类表面活性剂、增塑剂、医药、农药、香料、泡沫塑料产品。也是各种树脂、乙酸纤维素、硝化纤维素等的溶剂及氯乙烯树脂和含氯溶剂的稳定剂、硝基喷漆退色防止剂。 4.还可用作杀菌剂、熏蒸剂、润湿剂等。是一种广谱消毒剂,可以杀灭细菌繁殖体、芽孢、真菌及病毒,一般灭菌浓度为800~2000mg/L。 5.有机合成。硝化纤维素的低沸点溶剂。表面活性剂。
环氧丙烷 、物理性质数据: 性状:无色液体,有类似醚类的气味。 沸点(℃,101.3kPa):34.23 熔点(℃):-111.8 相对密度(g/mL,20/20ºC):0.8304 第 4 页
折射率(5℃):1.3712 折射率(20℃):1.3667 黏度(mPa·s,0℃):0.410 黏度(mPa·s,20℃):0.327 闪点(℃):-37 熔化热(KJ/mol):6.5 燃烧热(KJ/mol):1886.57 比热容(KJ/(kg·K),15ºC,定压):1.95 临界温度(℃):215.3 爆炸下限(%,V/V):2.4 爆炸上限(%,V/V):21.5 体膨胀系数(K-1,液体):0.00213 空气中燃烧范围(ml/100ml):2.1~2.15 蒸气压(kPa,23.7℃):53.32 蒸气压(kPa,25℃):75.86 临界压力(MPa):5.2 临界密度(g·cm-3):0.305临界体积(cm3·mol-1):190 临界压缩因子:0.245 偏心因子:0.271 Lennard-Jones参数(A):4.8515 Lennard-Jones参数(K):239.00 溶度参数(J·cm-3)0.5:19.110 van der Waals面积(cm2·mol-1):4.640×109 van der Waals体积(cm3·mol-1):34.400 气相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1):-1943.34 气相标准声称热(焓)( kJ·mol-1):-94.68 气相标准熵(J·mol-1·K-1):281.15 气相标准生成自由能( kJ·mol-1):-25.1 气相标准热熔(J·mol-1·K-1):72.55 液相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1):-1915.44 第 5 页
液相标准声称热(焓)( kJ·mol-1):-122.59 液相标准熵(J·mol-1·K-1) :196.27 液相标准生成自由能( kJ·mol-1):-28.66 液相标准热熔(J·mol-1·K-1):122.5 溶解性:能与乙醇、**混溶,与水部分混溶[20℃水中溶解度为40.5%(重量),水在环氧丙烷中溶解度为12.8%,并与二氯甲烷、戊烷、戊烯、环戊烷、环戊烯等形成二元共沸物。
环氧丙烷 、其他数据: 计算化学数据: 氢键供体数量:0 可旋转化学键数量:0 疏水参数计算参考值(XlogP):0 表面电荷:0 同位素原子数量:0 确定原子立构中心数量:0 确定化学键立构中心数量:0 不确定化学键立构中心数量:0 共价键单元数量:1 不确定原子立构中心数量:1 氢键受体数量:1 拓扑分子极性表面积(TPSA):12.5 复杂度:26.5
分子结构数据: 摩尔折射率:15.53 摩尔体积(m3/mol):64.2 等张比容(90.2K):144.0 表面张力(dyne/cm):25.2 极化率(10-24cm3 第 6 页
环氧丙烷 、合成方法: 主要有氯醇法和间接氧化法。 (1)氯醇法:由丙烯和氯气、水在常压和60℃下经次氯酸化生成氯丙醇,再经皂化、凝缩、蒸馏而得。 工艺流程: 1、丙烯次氯酸化 将丙烯和氯气分别通入水中进行气液相反应,反应温度为35-50℃,丙烯与氯气摩尔比为(1.1-1.2):1。水与氯气首先反应生成次氯酸,然后丙烯再与次氯酸进行加成反应生成氯丙醇。 为减少副反应,避免二氯丙烷的生成,氯丙醇的浓度不宜过高,一般不高于6%-7%;氯气不可过量,除氯气过量将导致副产物二氯乙烷增多外,还有可能引起爆炸的危险性;向反应器通氯气和丙烯时,应尽量避免两种气体的直接接触。一般将氯气入口设在丙烯入口下方,而水的入口设在最下方。 2、氯丙醇脱氯化氢反应 将含水的氯丙醇加入皂化釜中,然后再加10%的石灰乳,搅拌下进行皂化反应,过程中必须注意物料的加入方式,如果将氯丙醇加入到石灰乳中,生成的环氧丙烷处于碱性介质中,会发生水解生成丙二醇厚。因此,对于氯丙醇脱氯化氢反应,必须将碱液加到氯丙醇中,以获得尽可能高的环氧丙烷收率。环氧丙烷生成反应立即蒸出,以避免水解。 3、环氧丙烷的提纯 蒸出的环氧丙烷经冷凝后,送入精馏塔进行精馏即得成品。 (2)直接氧化法:在银催化作用下,由丙烯与氧或空气进行氧化制得; (3)间接氧化法:由乙苯(或异丁烷、异丙苯等)经氧化制成氢过氧化乙苯(或叔丁基过氧化氢、氢过氧化异丙苯等),在环烷酸钼等催化剂存在下,与丙烯进行环氧化反应而得; (4)电化氯醇法:此法利用氯化钠(或氯化钾、溴化钠、碘化钠)的水溶液,经电解生成氯气和氢氧化钠的原理,在阳极区通入丙烯,生成氯丙醇,在阴极区氯丙醇与氢氧化钠作用生成环氧丙烷。 (5)过氧化物法 主要过程为有机过氧化氢的制造,用过氧化物将丙烯氧化。该反应无论是生产有