结构式
| 物竞编号 | 02HV |
|---|---|
| 分子式 | C8H8 |
| 分子量 | 104.15 |
| 标签 |
苏合香烯, Phenylethylene, Vinylbenzene, Styrol, 合成橡胶和塑料的单体, 香料合成用, 非麻醉性镇痛剂合成用, 芳香烃 |
编号系统
CAS号：100-42-5
MDL号：MFCD00008612
EINECS号：202-851-5
RTECS号：WL3675000
BRN号：1071236
PubChem号：24899624
物性数据
1.性状：无色透明油状液体[1]
2.熔点（℃）：-30.6[2]
3.沸点（℃）：146[3]
4.相对密度（水=1）：0.99（25℃）[4]
5.相对蒸气密度（空气=1）：3.6[5]
6.饱和蒸气压（kPa）：0.7（20℃）[6]
7.燃烧热（kJ/mol）：-4376.9[7]
8.临界温度（℃）：369[8]
9.临界压力（MPa）：3.81[9]
10.辛醇/水分配系数：3.2[10]
11.闪点（℃）：31[11]
12.引燃温度（℃）：490[12]
13.爆炸上限（%）：6.8[13]
14.爆炸下限（%）：0.9[14]
15.溶解性：不溶于水，溶于乙醇、等多数有机溶剂。[15]
16.黏度（mPa·s,25ºC）：0.696
17.蒸发热（KJ/mol, 25ºC）：43.96
18.熔化热（KJ/mol）：10.95
19.生成热（KJ/mol,25ºC,气体）：147.46
20.生成热（KJ/mol,25ºC,液体）：103.96
21.燃烧热（KJ/mol,25ºC,气体,定压）：4441.78(H2O液体,CO2气体)
22.燃烧热（KJ/mol,25ºC,气体,定压）：4265.64(H2O气体,CO2气体)
23.燃烧热（KJ/mol,25ºC,液体,压力）：4398.28(H2O液体,CO2气体)
24.燃烧热（KJ/mol,25ºC,液体,压力）：4222.14(H2O气体,CO2气体)
25.比热容（KJ/(kg·K),25.16ºC,定压）：1.17
26.溶解度（%,25ºC,水）：0.031
27.体膨胀系数（K-1）：0.00097
28.相对密度（20℃，4℃）：0.90600
29.常温折射率（n25）：1.5420
30.溶度参数(J·cm-3)0.5：19.127
31.van der Waals面积（cm2·mol-1）：8.270×109
32.van der Waals体积（cm3·mol-1）：66.250
33.气相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1)：-4439.3
34.气相标准声称热(焓)( kJ·mol-1) ：147.9
35.气相标准熵(J·mol-1·K-1) ：345.10
36.气相标准生成自由能( kJ·mol-1)：214.42
37.气相标准热熔(J·mol-1·K-1)：122.09
38.液相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1)：-4395.2
39.液相标准声称热(焓)( kJ·mol-1)：103.8
40.液相标准熵(J·mol-1·K-1) ：237.57
41.液相标准生成自由能( kJ·mol-1)：202.38
42.液相标准热熔(J·mol-1·K-1)：182.84
毒理学数据
1.急性毒性[16]
LD50：1000mg/kg（大鼠经口）；316mg/kg（小鼠经口）
LC50：24000mg/m3（大鼠吸入，4h）
2.刺激性[17]
家兔经皮：500mg，轻度刺激（开放性刺激试验）。
家兔经眼：100mg，重度刺激。
3.亚急性与慢性毒性[18] 动物于6.3~9.3g/m3，每天7h，6~12个月，130~264次，出现眼、鼻刺激症状。
4.致突变性[19] 微生物致突变试验：鼠伤寒沙门菌1μmol/皿。DNA抑制：人Hela细胞28mmol/L。姐妹染色体交换：人吸入1204mg/m3（5a）。
5.致畸性[20] 雌性大鼠孕后6~15d，用低中毒剂量（TDLo）11470mg/kg经口染毒，致泌尿生殖系统畸形。
6.致癌性[21] IARC致癌性评论：G2B，可疑人类致癌物。
生态学数据
1.生态毒性[22]
IC50：67~200mg/L（72h）（藻类）
LC50：68mg/L（24h）（卤虫幼体）；46~59mg/L（96h）（黑头呆鱼）；5mg/L（96h）（蓝鳃太阳鱼，软水）
2.生物降解性[23]
好氧生物降解（h）：336~672
厌氧生物降解（h）：1344~2688
3.非生物降解性[24] 空气中光氧化半衰期（h）：0.9~7.3
4.其他有害作用[25] 该物质对环境有严重危害，应特别注意对地表水、土壤、大气和饮用水的污染，对水生生物应给予特别注意。由于其挥发性强，在大气中易被光解，也可被生物降解和化学降解，即能被特异的菌丛所破坏，亦能被空气中的氧所氧化成甲醚、甲醛及少量乙醇。
分子结构数据
1、摩尔折射率：37.17
2、摩尔体积（cm3/mol）：115.3
3、等张比容（90.2K）：272.2
4、表面张力（dyne/cm）：30.9
5、介电常数：2.35
6、偶极距（10-24cm3）：
7、极化率：14.73
计算化学数据
1、疏水参数计算参考值（XlogP）：2.9
2、氢键供体数量：0
3、氢键受体数量：0
4、可旋转化学键数量：1
5、互变异构体数量：
6、拓扑分子极性表面积（TPSA）：0
7、重原子数量：8
8、表面电荷：0
9、复杂度：68.1
10、同位素原子数量：0
11、确定原子立构中心数量：0
12、不确定原子立构中心数量：0
13、确定化学键立构中心数量：0
14、不确定化学键立构中心数量：0
15、共价键单元数量：1
性质与稳定性
1.在热、光或过氧化物作用下容易聚合，聚合时放出大量热，有引起爆炸的危险。爆炸极限1.10%-6.10%（体积分数）。乙烯有有毒。在热、光或过氧化物作用下容易发生聚合作用，通常需加入81mg/m3的丁基邻二酚作阻聚剂。在酸性催化剂、离子催化剂存在下也易发生聚合。用铂、镍等作催化剂在温和条件下加氢得到乙，加氢过量时生成乙基环己烷。氧化铬作催化剂氧化时生成甲酸。
2.本品有毒。毒性比弱。乙烯具有引人发笑的臭味，在25×10－6就可以明显地察觉到。在50×10－6就会感到不快，但在这样浓度下，尚无毒害作用。随浓度升高，则刺激性增强，可刺激皮肤，呼吸道。在通风不良的室内进食时会刺激胃黏膜。高浓度时有麻醉作用。乙烯与不同，不会造成慢性中毒，因为乙烯在生物体内容易被氧化成甲酸、基甘醇、乙醇酸等，进而成为马尿酸或葡萄糖酸酯而被排出体外。空气中高容许浓度为420mg/m3。生产设备应密闭，防止跑、冒、滴、漏。注意个人防护，工作时应穿戴个人防护用具。操作人员进行定期检查，有呼吸系统疾病、肝脏病、肾脏病或血液病者，不宜从事本操作。
3.乙烯刺激皮肤和黏膜，有麻醉作用，对血液和肝有轻度损害作用。吸入1%的蒸气数分钟即失去知觉。与不同的是不会造成慢性中毒，车间空气中高容许浓度40mg/m3。人吸入其蒸气会引起中毒。在空气中允许浓度不超过0.1mg/L。
4.稳定性[26] 稳定
5.禁配物[27] 强氧化剂、酸类、卤素等
6.避免接触的条件[28] 受热
7.聚合危害[29] 聚合
贮存方法
1.储存注意事项[30] 通常商品加有阻聚剂。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过37℃。包装要求密封，不可与空气接触。应与氧化剂、酸类分开存放，切忌混储。不宜大量储存或久存。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
2.用镀锌铁桶包装，包装时加入阻聚剂，贮存于低温（25℃以下）或冷藏仓库内，以防聚合变质。应远离火源，不得在日光下直接曝晒。贮存期为一个月。按易燃有毒物品规定贮运。
合成方法
1.乙催化脱氢法：以乙为原料，在催化剂作用下，加热至600℃产生脱氢反应制得粗品，经精馏后制得成品。或者以和乙烯为原料，在三氯化铝催化剂存在下，由高温烷基化反应制得乙，乙在真空下催化脱氢制成粗品，经精馏制得成品。
工艺过程：乙在蒸发器中经烟道气加热蒸发后，进入预热器，用反应气体预热至400℃，再在炉内加热至560℃以上，将水蒸气与乙（其量为1.5-2）混合后，经加热至560℃以上，进入列管反应器，反应器由直径100mm的含铬管子组成，管内放入催化剂，管外用烟道气加热，维持床层温度在580-610℃；反应产物经过冷凝、分离水层，所得粗乙烯经蒸馏、真空精馏而得成品，含量99.5%，收率92%-94%。
此法所用催化剂主要为活性氧化锌。其他催化剂有105号催化剂（Fe2O387%,KOH11%,Cr2O322%)，有的以三氧化二铁为主，加入氧化铬、氯化铜等助催化剂，涂于氯化镁或碳酸钾等载体上，脱氢反应器有列管式和绝热式。前者催化剂层温度较为均匀，一般维持在580-610℃，在绝热器中为了维持热平衡，进料需预热至650左右。因此，在列管式反应器中裂解副反应少，收率较绝热式反应器约高3%，水蒸气耗量可少一半左右。
负压脱氢法的工艺过程为：原料乙经过本系统回收的余热进行预热、蒸发，再与过热蒸汽混合，达620-640℃进入反应器，与催化剂接触进行脱氢反应。为了保持反应在佳温度下进行，反应器设计采用两段并在中间进行再加热，也可以直接设计成两个反应器。反应器床层温度一般在620-530℃，出口温度600-530℃，床层保持一定的压力降。第二反应器床层温度一般在620-580℃，出口温度590-580℃，床层同样要保持一定在压力降。总蒸汽配比1.5：1左右。在一般情况下，经色谱法分析，其转化率＞38%，选择性＞95%，乙烯在炉油中的含量＞57%为比较理想，反应后得到的炉油，经过两级精馏（即粗乙烯精馏与精乙烯精馏），就可得到符合要求的乙烯产品。精馏是在负压下进行，采用机械抽真空和蒸汽喷射泵都可以达到真空要求。炉油中没有参加反应乙可通过回收系统循环使用。反应中焦油控制在0.2%以下。
消耗定额：乙＜1.1t，循环水＜200t，蒸汽＜5.3t，电＜54.7KW·h/t。
新的乙烯工艺是：将乙脱氢生成的氢和氧进行反应生成水，反应平衡发生移动同时提供反应所需的热量。反应生成物和原来工艺完全相同，粗乙烯成分主要含有未反应的乙、乙烯、和。排出的气体主要是氢、甲烷、乙烯和二氧化碳。氧源可以使用空气、由变压吸附或膜分离制取的富氧空气，或者液状纯氧。和氧一起送往反应器的氮全部进入排入气中。
2.乙、丙烯共氧化法：乙经空气氧化制得氢过氧化物，再与丙烯进行环氧化合成环氧丙烷，联产的α-乙醇经脱水得乙烯；乙酮加氢可得α-乙醇。
1）乙氧化 反应温度100-150℃，压力0.3-0.5MPa，反应时间3-5h，以乙氢过氧化物为引发剂，无水碳酸钠为助剂，用空气(110-160h-1)液相氧化而得乙氢过氧化物。
2）环氧化 丙烯与乙氢过氧化物反应，其配比为（5-10）：1（mol)，催化剂用量钼为0.002mol，反应温度90-110℃，反应时间40-60min，自复压力1.96-3.92MPa，反应结束后，可得α-乙醇和环氧乙烷。
3）乙醇脱水 反应在固定床、气相、常压下进行。该反应为吸热反应，脱水温度为250-260℃，以水蒸气为稀释剂，水与醇比为5mol，空速（液醇）为5h-1，催化剂为二氧化钛。在此条件下，α-乙醇的转化率达87%-92%，乙烯单程收率在85%，选择性可达95%以上。该法除了获得乙烯之外，还可联产环氧乙烷。
3.乙酮法：由乙氧化制乙酮，再由乙酮加氢制α-乙醇，α-乙醇脱水制乙烯（与上法第三步相同）。此法收率比乙催化剂脱氢法低，只有78%-80%，反应步骤，成本高。
4.制法：
于装有搅拌器、回流冷凝器、温度计的反应瓶中，加入喹啉70g，酚①0.5g，电热套加热至190℃。另将a-氯代乙(2)70g（0.5mol）加热至150℃，将其迅速加入到上述反应瓶中，将混合物加热15min，在此时间内使混合物温度降至170～150℃。冷却后将其倒入100mL，10%的稀盐酸中，充分搅拌。分出上层有机层②，水洗两次，无水氯化钙干燥。减压分馏，收集40～50℃/2.67～3.3KPa的馏分，得乙烯(1)45g，收率87%。注：①加入酚的目的是防止乙烯的聚合，酚为聚合抑制剂。②粗产品中含少量的未反应的a-氯代乙，分馏时可以除去(50～80℃/2.67～3.3KPa)。[32]
5.制法：
于装有分馏装置的500mL反应瓶中，加入粉状的肉桂酸(2)148g（1.0mol），对二酚2g，几粒沸石。于接受瓶中加入0.5g对二酚。用电热套加热反应瓶，直至有乙烯开始镏出。调节热源，使分馏柱顶端温度保持在120℃左右，不得超过130℃.当不再有乙烯蒸馏出来时停止反应，约需4～5h。将馏出物中加入100mL水，加热蒸馏，乙烯合水一起蒸馏出来，直至无油状物馏出。分出油状物，无水氯化钙干燥，减压蒸馏，收集44～46℃/5.3kPa的馏分，得乙烯(1)40g,收率38%。[33]
6.制法
于装有温度计、空气冷凝器的反应瓶中，加入肉桂酸(2)59g（0.4mol），喹啉129g，无水铜6g，氢醌0.15g，电热套加热。当升至250℃时，反应物变得很黑，并产生气泡。当升温至280～290℃时，分解速度加快，同时蒸出乙烯与喹啉的混合物，沸点由150℃逐渐升至200℃，反应结束时达到220～230℃。镏出液用过量的盐酸酸化，分出有机层①，依次用水、碳酸钠溶液、水洗涤。加入0.1g氢醌，无水氯化钙干燥，减压蒸馏，收集71～72℃/9.31kPa的馏分，得乙烯(1)35g,收率84%。 注：①水层中含有喹啉盐酸盐，间化后水蒸汽蒸馏，可回收90%的喹啉。[34]
用途
1.重要的用途是作为合成橡胶和塑料的单体，用来生产丁橡胶、聚乙烯、泡沫聚乙烯；也用于与其他单体共聚制造多种不同用途的工程塑料。如与丙烯腈、丁二烯共聚制得ABS树脂，广泛用于各种家用电器及工业上；与丙烯腈共聚制得的SAN是耐冲击、色泽光亮的树脂；与丁二烯共聚所制得的SBS是一种热塑性橡胶，广泛用作聚氯乙烯、聚丙烯的改性剂等。此外，少量乙烯也用作香料等中间体。乙烯经氯甲基化得到肉桂基氯用作非麻醉性镇痛剂强痛定的中间体，乙烯还用作镇咳祛痰的易咳嗪、抗胆碱药胃长宁的原药。也可用作制造丙乳液和溶剂型压敏胶的硬单体，还是不饱和聚酯树脂的交联单体。
2.用于有机合成和树脂的合成，用于配制镀铜光亮剂，起整平及光亮作用。
3.用作制造丙乳液和溶剂型压敏胶的硬单体，也可用作不饱和聚酯树脂的交联单体。用于制造聚乙烯、泡沫聚乙烯、丁橡胶；与丙烯腈、丁二烯共聚制取ABS树脂；与丁二烯及异戊二烯共聚分别制造SBS及SIS热塑性弹性体；与乙烯酯及丙烯酸酯类共聚制造乳液型胶黏剂及涂料。也用作不饱和聚酯的交联单体和聚氯乙烯及聚丙烯的改性，以及用作合成香料的中间体等。乙烯经氯甲基化得到肉桂基氯用作非麻醉性镇痛剂强痛定的中间体，乙烯还用作镇咳祛痰药易咳嗪、抗胆碱药胃长宁的原药。
4.用于合成丁橡胶及聚乙烯树脂、聚酯玻璃钢和涂料，合成染料中间体蒽醌、农药乳化剂、医药、选矿剂乙烯膦酸等。
5.用于制聚乙烯、合成橡胶、离子交换树脂等。[31]
