2-甲基-1,3-丁二烯的简介
基本信息
中文名称:2-甲基-1,3-丁二烯
中文别名:异戊二烯
英文名称:Isoprene
英文别名:2-Methyl-1,3-butadieneIsoprene (99%+)
CAS号:78-79-5
EINECS号:201-143-3
分子式:C5H8
分子量:68.12
物理性质
外观与性状:无色、易挥发,刺激性油状液体。
熔点(℃):-146.7
相对密度(水=1):0.68g/cm3
沸点(℃):34.0
相对蒸气密度(空气=1):2.35
饱和蒸气压(kPa):53.32(15.4℃)
闪点(℃):-54
爆炸上限%(V/V):10.0
引燃温度(℃):220
爆炸下限%(V/V):1.0
溶解性:不溶于水,溶于苯,易溶于乙醇、乙醚、丙酮等多数有机溶剂。
化学性质
可在空气或氧气中燃烧。可与溴水、氯气等发生1,2-加成或1,4-加成反应。
热化学性质 基本热化学性质性质 数值 单位 温度(K) 参考文献 状态 热容Cp 36.28 J/(mol·K) 50 g 47.75 J/(mol·K) 100 g 60.95 J/(mol·K) 150 g 74.81 J/(mol·K) 200 g 95.64 J/(mol·K) 273.15 g 102.69 J/(mol·K) 298.15 g 151.08 J/(mol·K) 298.15 l 152.5 J/(mol·K) 298.15 l 152.6 J/(mol·K) 298.2 l 103.21 J/(mol·K) 300 g 129.59 J/(mol·K) 400 g 152.16 J/(mol·K) 500 g 171.03 J/(mol·K) 600 g 186.95 J/(mol·K) 700 g 200.6 J/(mol·K) 800 g 212.3 J/(mol·K) 900 g 222.5 J/(mol·K) 1000 g 231.3 J/(mol·K) 1100 g 238.9 J/(mol·K) 1200 g 245.5 J/(mol·K) 1300 g 251.2 J/(mol·K) 1400 g 256.2 J/(mol·K) 1500 g 标准焓Ho298.15 75.7 kJ/mol 298.15 g 标准熵Ho298.15 314.76 J/(mol·K) 298.15 g 228.28 J/(mol·K) 298.15 l 229.2 J/(mol·K) 298.15 l 229.3 J/(mol·K) 298.15 l 安托因蒸气压计算式log(P) = A - B/(C+T)
其中: Cp = 蒸气压 (bar)T = 温度 (K) 温度范围 A B C 参考文献 状 态 215.5~234.92 4.08822 1108.151 -35.731 g 289.9~307 3.21586 706.92 -87.046 g
制法
1.脱氢法 异戊烷脱氢制异戊烯,异戊烯再脱氢得异戊二烯,然后经乙腈或N,N-=甲基甲酰胺萃取蒸馏分离出异戊二烯纯品。
2.合成法
(1)丙烯二聚法 由三步反应组成
(2)异丁烯一甲醛法由二步反应组成
(3)乙炔一丙酮法由三步反应组成
3.乙烯装置副产C5馏分分离异戊二烯,G馏分的产率一般为裂解原料的5%~8%(wt).其中异戊二烯含量为15%~25%。异戊二烯产率为裂解原料的0·5%~1.O%。用将通蒸馏法难以得到高纯产品,一般采用萃取蒸馏和共沸蒸馏法,已工业化的萃取蒸馏方法有乙腈法、N,N-二甲基甲酰胺法、N-甲基吡咯烷酮法等。
异戊二烯 天然橡胶
1,3-丁二烯 人造橡胶
1,3-丁二烯是一种气体,异戊二烯是一种液体。
1,3-丁二烯 第一部分:化学品名称
化学品中文名称: 1,3-丁二烯
化学品英文名称: 1,3-butadiene
中文名称2: 联乙烯
英文名称2:
技术说明书编码: 21
CAS No.: 106-99-0
分子式: C4H6
分子量: 54.09
第二部分:成分/组成信息
有害物成分 含量 CAS No.
1,3-丁二烯 ≥99.5% 106-99-0
第三部分:危险性概述
危险性类别:
侵入途径:
健康危害: 本品具有麻醉和刺激作用。急性中毒:轻者有头痛、头晕、恶心、咽痛、耳鸣、全身乏力、嗜睡等。重者出现酒醉状态、呼吸困难、脉速等,后转入意识丧失和抽搐,有时也可有烦躁不安、到处乱跑等精神症状。脱离接触后,迅速恢复。头痛和嗜睡有时可持续一段时间。皮肤直接接触丁二烯可发生灼伤或冻伤。慢性影响:长期接触一定浓度的丁二烯可出现头痛、头晕、全身乏力、失眠、多梦、记忆力减退、恶心、心悸等症状。偶见皮炎和多发性神经炎。
环境危害: 对环境有危害,对水体、土壤和大气可造成污染。
燃爆危险: 本品易燃,具刺激性。
目前,世界丁二烯的来源主要有两种,一种是从乙烯裂解装置副产的混合C4馏分中抽提得到,这种方法价格低廉,经济上占优势,是目前世界上丁二烯的主要来源。另一种是从炼油厂C4馏分脱氢得到,该方法只在一些丁烷、丁烯资源丰富的少数几个国家采用。世界上从裂解C4馏分抽提丁二烯以萃取精馏法为主,根据所用溶剂的不同生产方法主要有乙睛法(ACN法)、二甲基甲酰胺法(DMF法)和N-甲基吡咯烷酮法(NMP法)3种。
(1)乙腈法(ACN法)
该法最早由美国Shell公司开发成功,并于1956年实现工业化生产。它以含水10%的ACN为溶剂,由萃取、闪蒸、压缩、高压解吸、低压解吸和溶剂回收等工艺单元组成。1977年Shell公司在改造中增加了冷凝器和水洗塔,并将闪蒸和低压解吸的气相合并压缩,其中约8%经冷凝送往水洗塔洗去溶剂,塔顶气相返回原料蒸馏塔,这样就除去了C4烃中的C5烃。其余气体一部分送往高压解吸塔,另一部分送往萃取蒸馏塔塔底作为再拂气体提供热能,从而省去了一台再沸器,降低了蒸汽用量。水洗塔底溶剂约1%送往溶剂回收精制系统,以保证循环溶剂的质量。该法对含炔烃较高的原料需加氢处理,或采用精密精馏、两段萃取才能得到较高纯度的丁二烯。该方法以意大利SIR工艺和日本JSR工艺为代表。意大利SIR工艺以含水5%的ACN为溶剂,采用5塔流程(氨洗塔、第一萃取精馏塔、第二萃取精馏塔、脱轻塔和脱重塔)。在第一萃取精馏塔前加一氨水洗涤塔,用以除去原料中0.04%~0.08%的醛酮。炔烃由第二萃取蒸馏塔第75块塔板侧线采出,送往接触冷凝器。脱重塔塔底和接触冷凝器底部物料合并,其热能回收后用于原料蒸发器。该工艺不仅能使丁二烯收率达到96%~98%,还能使丁二烯与炔烃分离,丁二烯产品纯度可以达到99.5%以上。该技术的特点为流程简单,溶剂解吸在萃取精馏塔下段完成;第一萃取精馏塔采用两点进料,有利于改善塔内液相的浓度分布,减少该塔上段的液相负荷,降低能耗;在第一萃取精馏塔下部设置一台换热器,起中间再沸器的作用,可充分利用塔底热能提高烃类从溶剂中的分离效率;采用在第二萃取精馏塔第75块塔板侧线除炔烃的技术,使丁二烯与炔烃几乎完全分离。日本JRS工艺以含水10%的ACN为溶剂,采用两段萃取蒸馏,第一萃取蒸馏塔由两塔串联而成。该工艺经过了1980年和1988年两次重大的改造。1980年的改造是采用了热偶合技术,即将第二萃取蒸馏塔顶全部富含丁二烯的蒸汽,不经冷凝直接送入脱重塔中段,同时将脱重塔内下降液流的一部分从中段塔盘上抽出,送往第二萃取蒸馏塔作为塔顶回流液,这样第二萃取蒸馏塔塔顶不需要冷凝器,这部分的热量将全部加到脱重塔,使该塔塔底再沸器的热负荷比热偶合前降低40%左右,从而实现大幅度节能。1988年的改造主要解决系统热能回收问题,即在提浓塔和脱轻塔安装中间冷凝器,将提浓塔从进料板附近上、下两段串联相接,这样即可使上塔负荷大幅度降低,又不会影响塔的操作条件。将塔分为上下两段,下塔操作压力提高,塔内温度相应升高,这样中间冷凝器就可回收到高品位的热能。此外,溶剂回收塔塔底废水的热能,可用于该塔进料管线的预热器,加上解析塔从侧线采出炔烃也可回收部分热能,因而该工艺在同类工艺中的能耗是最低的。采用ACN法生产丁二烯的特点是沸点低,萃取、汽提操作温度低,易防止丁二烯自聚;汽提可在高压下操作,省去了丁二烯气体压缩机,减少了投资;粘度低,塔板效率高,实际塔板数少;微弱毒性,在操作条件下对碳钢腐蚀性小;分别与正丁烷、丁二烯二聚物等形成共沸物,致使溶剂精制过程较为复杂,操作费用高;蒸汽压高,随尾气排出的溶剂损失大;用于回收溶剂的水洗塔较多,相对流程长。
(2)二甲基甲酰胺法(DMF法)
DMF法又名GPB法,由日本瑞翁(Geon)公司于1965年实现工业化生产,并建成一套4.5万t/a生产装置。该生产工艺包括四个工序,即第一萃取蒸馏工序、第二萃取蒸馏工序、精馏工序和溶剂回收工序。原料C4汽化后进入第一萃取精馏塔,溶剂DMF由塔的上部加入。溶解度小的丁烷、丁烯、C3使丁二烯的相对挥发度增大,并从塔顶分出,而丁二烯、炔烃等和溶剂一起从塔底导出,进入第一解吸塔被完全解吸出来,冷却并经螺杆压缩机压缩后进入第二萃取精馏塔进一步分离。不含C4组分的溶剂从解吸塔底高温采出,用作萃取精馏、精馏、蒸发等工序的热源,热量回收后重新循环使用。炔烃、丙二烯、硫化物、羰基化合物这些有害杂质在溶剂中的溶解度较高,为防止乙烯基乙炔爆炸,并进一步回收溶剂中的丁二烯,第二萃取塔底排出的富溶剂送往丁二烯回收塔,塔顶为粗丁二烯。回收塔塔顶馏出的丁二烯和少量杂质返回第二萃取塔前的压缩机人口,塔釜含炔烃的溶剂送至第二解吸塔,从该塔塔顶分出乙烯基乙炔,稀释后用作锅炉燃料,釜液为溶剂,循环回萃取精馏塔。经两段萃取精馏得到的粗丁二烯中的杂质采用普通精馏除去。比丁二烯挥发度大的C3、水分等,在脱轻塔顶除去,比丁二烯挥发度小的残余2-丁烯、1,2-丁二烯、C5以及在生产过程中产生的少量丁二烯二聚物在脱重塔塔底除去。脱重塔顶可以得到纯度在99.5%以上的聚合级丁二烯。DMF法工艺的特点是对原料C4的适应性强,丁二烯含量在15%~60%范围内都可生产出合格的丁二烯产品;生产能力大,成本低,工艺成熟,安全性好、节能效果较好,产品、副产品回收率高达97%;由于DMF对丁二烯的溶解能力及选择性比其他溶剂高,所以循环溶剂量较小,溶剂消耗量低;无水DMF可与任何比例的C4馏分互溶,因而避免了萃取塔中的分层现象;DMF与任何C4馏分都不会形成共沸物,有利于烃和溶剂的分离;但由于其沸点较高,溶剂损失小。热稳定性和化学稳定性良好,无水存在下对碳钢无腐蚀性。但由于其沸点高,萃取塔及解吸塔的操作温度都较高,易引起双烯烃和炔烃的聚合;DMF在水分存在下会分解生成甲酸和二甲胺,因而有一定的腐蚀性。
(3)N-甲基吡咯烷酮法(NMP法)
N-甲基吡咯烷酮法由德国BASF公司开发成功,并于1968年实现工业化生产,建成一套7.5万t/a生产装置。其生产工艺主要包括萃取蒸馏、脱气和蒸馏以及溶剂再生工序。粗C4馏分气化后进入主洗涤塔底部,含有8%水的N-甲基吡咯烷酮萃取剂由塔顶进入,丁二烯和更易溶解的组分及部分丁烷和丁烯被吸收,同时不含丁二烯的丁烷和丁烯从塔顶排出。主洗塔底部的富溶剂进入精馏塔,在此溶剂吸收的丁烷和丁烯被更易溶的丁二烯、丙二烯和乙炔置换出来,含有乙炔和丙二烯的丁二烯从精馏塔侧线以气态采出进入后洗塔。在后洗塔中,用新鲜溶剂将其他组分溶解,粗丁二烯由其塔顶蒸出后冷凝液化进入蒸馏工序,塔釜富溶剂返回精馏塔的中段。精馏塔釜的富溶剂先进入闪蒸罐中部分脱气,再进人脱气塔脱烃,并控制NMP中的水平衡,少量炔烃从侧线离开脱气塔,其余脱下的烃经冷却塔进入循环压缩机,最后返回精馏塔底部。从后洗塔出来的粗丁二烯在第一蒸馏塔脱除甲基乙炔,在第二蒸馏塔中脱除1,2一丁二烯和C5烃,由第二蒸馏塔顶得到丁二烯产品。汽提后的溶剂抽出总量的0.2%进行再生,以免杂质积累。NMP法工艺的特点是溶剂性能优良,毒性低,可生物降解,腐蚀性低;
原料范围较广,可得到高质量的丁二烯,产品纯度可达99.7%~99.9%;C4炔烃无需加氢处理,流程简单,投资低,操作方便,经济效益高;NMP具有优良的选择性和溶解能力,沸点高、蒸汽压低,因而运转中溶剂损失小;它热稳定性和化学稳定性极好,即使发生微量水解,其产物也无腐蚀性,因此装置可全部采用普通碳钢;为了降低其沸点,增加选择性,降低操作温度,防止聚合物生成,利于溶剂回收,可在其中加入适量的水,并加入亚硝酸钠作阻聚剂。
--- 详细信息
2jiǎ jī 1,3dīng èr xī
2 英文参考2methyl1,3butadiene
Isoprene
3 国标编号31012
4 CAS号78759
5 中文名称
2甲基1,3丁二烯
6 英文名称2methyl1,3butadiene;Isoprene
7 2甲基1,3丁二烯的别名异戊间二烯;异戊二烯
8 分子式C5H8;CH2CHC(CH3)CH2
9 外观与性状无色易挥发液体
10 分子量68.11
11 蒸汽压53.32kPa/15.4℃
12 闪点54℃
13 熔点146.7℃
14 沸点34.0℃
15 溶解性不溶于水,溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂
16 密度相对密度(水1)0.68;相对密度(空气1)2.35
17 稳定性稳定
18 危险性2甲基1,3丁二烯[抑制了的],低闪点液体,遇热、明火易燃烧爆炸;与氧化剂、硝酸、发烟硫酸、氯磺酸接触反应剧烈。
18.1 爆炸极限1.0%~10.0%,
18.2 引燃温度220℃,
18.3 最大爆炸压力0.650MPa
18.4 危险标记7(低闪点易燃液体)
19 主要用途重要的有机化学品,用作合成橡胶、丁基橡胶单体等
20 健康危害侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。
健康危害:本品有麻醉和 *** 作用。
急性中毒:大量高浓度吸入,可迅速出现头痛,头昏、耳鸣、无力、恶心、眼痛、流泪、喷嚏、喉痛、咳嗽、胸闷甚至呼吸困难。不久出现中枢神经系统麻醉前的兴奋症状,如烦躁不安、大声哭闹、肌肉抽搐、震颤等;严重者昏迷。一般在数小时后逐步清醒。通常无后遗症。本品可引起皮肤充血与水肿,其后可有轻度剥脱。可经完整皮肤吸收。
21 毒理学资料及环境行为毒性:属低毒类。
急性毒性:LC50180000mg/m3,4小时(大鼠吸入)
亚急性和慢性毒性:大鼠、小鼠、兔慢性毒性表现为:中枢神经系统改变、肝脏功能改变。处死动物尸检发现卡他一剥脱性支气管炎,有的为化脓性支气管炎。大鼠有甲状腺功能亢进反应。
致突变性:微核试验:小鼠吸入438ppm(6小时),12天(连续)。姊妹染色单体交换:小鼠吸入438ppm(6小时),12天(连续)。
危险特性:其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氧化剂、发烟硫酸、硝酸、硫酸、氯磺酸接触剧烈反应。若遇高热,可发生聚合反应,放出大量热量而引起容器破裂和爆炸事故。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇明火会引著回燃。
燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化碳。
22 实验室监测方法色谱质谱法
气相色谱法,参照《分析化学手册》(第四分册,色谱分析),化学工业出版社
23 环境标准:前苏联 车间空气中有害物质的最高容许浓度 40mg/m3 前苏联(1975) 水体中有害物质最高允许浓度 0.005mg/L 嗅觉阈浓度 10mg/m3
24 泄漏应急处理
迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿消防防护服。尽可能切断泄漏源。防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏:用活性炭或其它惰性材料吸收。也可以用不燃性分散剂制成的乳液刷洗,洗液稀释后放入废水系统。大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容;用泡沫覆盖,降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。
25 防护措施呼吸系统防护:空气中浓度超标时,佩戴过滤式防毒面具(半面罩)。
眼睛防护:必要时,戴化学安全防护眼镜。
身体防护:穿防静电工作服。
手防护:戴橡胶手套。
其它:工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。
26 急救措施皮肤接触:脱去被污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。
眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
食入:饮足量温水,催吐,就医。