甲苯

甲苯

甲苯是一種無色,帶特殊芳香味的易揮發液體。有苯樣氣味。有強折光性。能與乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、二硫化碳和冰乙酸混溶,極微溶於水。相對密度0.866。凝固點-95℃。沸點110.6℃。折光率1.4967。閃點(閉杯) 4.4℃。易燃。蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物,爆炸極限1.2%~7.0%(體積)。低毒,半數致死量(大鼠,經口)5000mg/kg。高濃度氣體有麻醉性。有刺激性。

基本信息

甲苯簡介

管制信息

甲苯(易製毒-3)

該品根據《危險化學品安全管理條例》、《易製毒化學品管理條例》受公安部門管制。

CAS號

108-88-3

108-88-333

理化性質

物理性質

外觀與性狀:無色透明液體,有類似苯的芳香氣味。

甲苯甲苯

熔點(℃):-94.9

相對密度(水=1):0.87

沸點(℃):110.6

相對蒸氣密度(空氣=1):3.14

分子式:C7H8

分子量:92.14

飽和蒸氣壓(kPa):4.89(30℃)

燃燒熱(kJ/mol):3905.0

臨界溫度(℃):318.6

臨界壓力(MPa):4.11

辛醇/水分配係數的對數值:2.69

閃點(℃):4

爆炸上限%(V/V):7.0

引燃溫度(℃):535

爆炸下限%(V/V):1.2

溶解性:不溶於水,可混溶於苯、醇、醚等多數有機溶劑。

化學性質

化學性質活潑,與苯相像。可進行氧化、磺化、硝化和歧化反應,以及側鏈氯化反應。甲苯能被氧化成苯甲酸。

基本內容

中文名稱:甲苯

CASNO.:108-88-3

中文別名:無水甲苯

英文名稱:Toluene

英文別名:Methylbenzene;Methacide;methyl-Benzene;Methylbenzol;Monomethylbenzene;phenylmethane;Tol;tolu-sol;Adipicacid;

EINECS:203-625-9

分子式:C7H8

分子量:92.14

簡介

在煤焦油輕油(主要成分為苯)中,甲苯占百分之十五到二十。周圍環境中的甲苯主要來自重型卡車所排的尾氣(因為甲苯是汽油的成份之一)。許多有機物在不完全燃燒後會產生少量甲苯,最常見的如:菸草。大氣層內的甲苯和苯一樣,在一段時間後會由空氣中的氫氧自由基(OH*)完全分解。

甲苯是重要的化工原料和有機溶劑。

物理性質

甲苯甲苯

有類似苯的芳香氣味,沸點(常壓)110.63℃,熔點-94.99℃。甲苯不溶於水,溶於乙醇、乙醚和丙酮。蒸氣和空氣形成爆炸性混合物,爆炸極限1.2~7.0%(體積)。

在常溫常壓下是一種無色透明,清澈如水的液體,對光有很強的折射作用(折射率:1,4961)。甲苯幾乎不溶於水(0,52g/l),但可以和二硫化碳,酒精,乙醚以任意比例混溶,在氯仿,丙酮和大多數其他常用有機溶劑中也有很好的溶解性。甲苯的粘性為0,6mPas,也就是說它的粘稠性弱於水。甲苯的熱值為40.940kJ/kg,

閃點:4℃,

燃點:535℃。

密度:相對密度(水=1)0.87;相對密度(空氣=1)3.14

蒸汽壓:4.89kPa/30℃

化學性質

TNT生成反應,條件:濃硫酸為催化劑,加熱TNT生成反應,條件:濃硫酸為催化劑,加熱

甲苯在一般條件下性質穩定,但同酸或氧化劑卻能激烈反應。它的化學性質類似於苯酚和苯,反應活性則介於兩者之間。甲苯能腐蝕塑膠,因而必須被存放在玻璃容器中。在氧化反應中(如與熱的酸性高錳酸鉀溶液),甲苯能由苯甲醇、苯甲醛而最終被氧化為苯甲酸。甲苯主要能進行自由基取代、親電取代和自由基加成反應。親核反應則較少發生。在受熱或光輻射條件下,甲苯可以和某些反應物(如溴)在甲基上進行自由基取代反應。

甲苯與濃硫酸與濃硝酸的混合物能發生取代反應,在30℃時,主要得到的是一硝基取代物鄰硝基甲苯和對硝基甲苯;在加熱條件下,反應生成烈性炸藥2,4,6-三硝基甲苯(簡稱三硝基甲苯,即TNT)

在空氣中,甲苯只能不完全燃燒,火焰呈黃色。

如甲苯溶解溴後,在光照條件下,甲基上的氫原子被溴原子取代(與甲烷相似)而在鐵作催化劑條件下,苯基上的氫原子被溴原子取代(與苯相似);但甲苯分子中存在著甲基和苯基的相互影響,使得甲苯又具有不同於苯和甲烷的性質,如苯環上的取代反應(鹵化、硝化等),甲苯比苯容易進行,甲烷不受酸性KMnO溶液氧化,而甲苯分子中的甲基則可以。

歷史

發現歷史

1844年甲苯由法國科學家HenriEtienneSainte-ClaireDeville通過對吐魯香膠的乾餾首次製備成功,甲苯的英語名稱toluene也由此而來。

合成炸藥套用歷史

1861年,德國化學家約瑟夫·威爾布蘭特用甲苯作原料,首次合成了不純的TNT。

1880年,高純度TNT也由甲苯製備成功。

1891年,德國開發了以甲苯為基礎原料的TNT工業製備法,這種方法經過不斷改進後仍被使用。

生產方法

生產方法歷史沿革

甲苯甲苯

19世紀後期,煤焦化工業大規模發展,由焦化副產中回收大量甲苯。第一、二次世界大戰期間,以甲苯為原料的炸藥三硝基甲苯(即梯恩梯)需求量劇增,由石油生產甲苯的工業方法開始發展。1941年,美國亨布爾石油公司建成世界第一家由石油生產甲苯的工廠。到50年代,甲苯的主要來源已由焦化轉變為催化重整和烴類裂解。1982年,石油甲苯已占總產量的96%以上。截至2010年,近30年來,甲苯以每年10%~13%的速度增產。各國由石油生產甲苯的途徑不盡相同,美國主要來源於催化重整油,西歐和日本等國則主要從裂解汽油中提取。

具體生產方法

①煤焦化副產的粗苯餾分中含甲苯15%~20%(質量),其數量與原料煤的性質、焦化深度有關。一般生產每噸焦炭可副產甲苯1.1~1.3kg。 用硫酸洗除粗苯餾分中不飽和烴和雜質,再經鹼中和、水洗、精餾,可得到純度很高的甲苯。

②催化重整油中含芳烴50%~60%(體積),其中甲苯含量可達40%~45%。催化重整油採用二甘醇、環丁碸、Ν-甲基吡咯烷酮等溶劑進行萃取以回收芳烴(見芳烴抽提),最後經精餾得到高純度甲苯。

③裂解汽油中芳烴含量為70%(質量)左右,其中15%~20%是甲苯。裂解汽油經兩段加氫脫除二烯烴、單烯烴和微量硫,再經萃取、精餾,可得到純度99.5%以上的甲苯。

④甲苯脫烷基制苯或歧化制二甲苯;

⑤開闢甲苯的新用途,如生產甲苯二異氰酸酯,以及改進以甲苯為原生產苯酚、己內醯胺的方法,並力圖用甲苯代替二甲苯,生產對苯二甲酸等大宗產品。

⑥通過兩步實現甲苯的生產。首先將雙戊烯催化脫氫異構成對異丙基甲苯,催化劑為沸石-金屬雙功能複合物。轉化過程在常壓、低溫(≤300℃)下進行,對異丙基甲苯收率可達50%以上。然後對異丙基甲苯裂解製取甲苯,催化劑為沸石型複合物,裂解反應在常壓、中溫(300―500℃)下實現,對異丙基甲苯的轉化率可達90%以上,收率可達80%以上。考慮中間分離因素,兩步過程的總收率可達35%以上。

本技術的特點是:操作條件溫和,原料和產品均對生態友好,易於生產推廣;產品適用於食品、化妝品等精細品的生產,具有較高的附加值,投產後能快速回收成本,獲得較高的利潤,因而也適合於各種規模的投資開發。

用途

甲苯甲苯

甲苯可用作生產苯及二甲苯和許多其他化工產品的原料。如油漆、清漆、亮漆、粘合劑及油墨製造業及天那水配方用之稀釋劑,樹脂溶劑;化學及製造業用之溶劑;尤以萃取及脫脂兩工序最為適合。另也為化學合成用之原料。還可用作汽油的摻合組分以提高辛烷值,也是塗料、油墨和硝酸纖維素的溶劑。由甲苯生產的一系列中間體,稱甲苯系中間體,其下游主要產品是硝基甲苯、苯甲酸、氯化苄、間甲酚、甲苯二異氰酸酯等,還可生產很多農藥和醫藥中間體。

另外,甲苯具有優異的有機物溶解性能,是一種有廣泛用途的有機溶劑,用於油類、樹脂、天然橡膠和合成橡膠、煤焦油、瀝青、醋酸纖維素,也作為溶劑用於纖維素油漆和清漆,甲苯容易發生氯化,生成苯—氯甲烷或苯三氯甲烷,它們都是工業上很好的溶劑;它還容易硝化,生成對硝基甲苯或鄰硝基甲苯,它們都是染料的原料;它還容易磺化,生成鄰甲苯磺酸或對甲苯磺酸,它們是做染料或製糖精的原料。甲苯的蒸汽與空氣混合形成爆炸性物質,因此它可以製造梯思梯炸藥。

甲苯也是有機合成,特別是氯化苯醯和苯基、糖精、三硝基甲苯和許多染料等有機合成的生要原料。它也是航空和汽車汽油的一種成分 。

侵入途徑

可經呼吸道和消化道吸收,經皮膚吸收不易達到急性中毒劑量。對於室內裝修污染來說,複合木地板、板式家具、牆刷塗料一般經過國家審核監督,單獨來說,在釋放標準以內,但多種產品複合,就出現室內裝修污染甲苯超標,經呼吸道和消化道吸收,可致使人慢性中毒。

甲苯超標中毒臨床表現

急性中毒:吸入較高濃度蒸氣後有頭暈、頭痛、噁心、嘔吐、四肢無力、意識模糊、步態蹣跚,重症者有躁動、抽搐或昏迷,並伴有眼和上呼吸道刺激症狀,可出現眼結膜和咽部充血。直接吸入液體後可出現肺炎、肺水腫、肺出血及麻醉症狀。

甲苯超標中毒急救處理

吸入較高濃度蒸氣者立即脫離現場至空氣新鮮處。

有症狀者給吸氧,密切觀察病情變化。

對症處理。可用葡萄糖醛酸。有意識障礙或抽搐時注意防治腦水腫。心跳未停者忌用腎上腺素。

直接吸入液體者給吸氧,套用抗生素預防肺部感染,對症處理。如出現全身症狀,需及時處理。

注意事項

危險性概述

健康危害:對皮膚、黏膜有刺激性,對中樞神經系統有麻醉作用。

急性中毒:短時間內吸入較高濃度該品可出現眼及上呼吸道明顯的刺激症狀、眼結膜及咽部充血、頭暈、頭痛、噁心、嘔吐、胸悶、四肢無力、步態蹣跚、意識模糊。重症者可有躁動、抽搐、昏迷。

慢性中毒:長期接觸可發生神經衰弱綜合徵,肝腫大,女工月經異常等。皮膚乾燥、皸裂、皮炎。

環境危害:對環境有嚴重危害,對空氣、水環境及水源可造成污染。

燃爆危險:該品易燃,具刺激性。

毒理學資料

毒性:屬低毒類。

急性毒性:LD505000mg/kg(大鼠經口);LC5012124mg/kg(兔經皮);人吸入71.4g/m3,短時致死;人吸入3g/m3×1~8小時,急性中毒;人吸入0.2~0.3g/m3×8小時,中毒症狀出現。

刺激性:

人經眼:300ppm,引起刺激。

家兔經皮:500mg,中度刺激。

大鼠、豚鼠吸入390mg/m3,8小時/天,90~127天,引起造血系統和實質性臟器改變。

致突變性:微核試驗:小鼠經口200mg/kg。細胞遺傳學分析:大鼠吸入5400μg/m3,16周(間歇)。

生殖毒性:大鼠吸入最低中毒濃度(TCL0):1.5g/m3,24小時(孕1~18天用藥),致胚胎毒性和肌肉發育異常。小鼠吸入最低中毒濃度(TCL0):500mg/m3,24小時(孕6~13天用藥),致胚胎毒性。

代謝和降解:吸收在體內的甲苯,80%在NADP(轉酶II)的存在下,被氧化為苯甲醇,再在NAD(轉酶I)的存在下氧化為苯甲醛,再經氧化成苯甲酸。然後在轉酶A及三磷酸腺苷存在下與甘氨酸結合成馬尿酸。所以人體吸收和甲苯16%-20%由呼吸道以原形呼出,80%以馬尿酸形式經腎臟而被排出體外,所以人體接觸甲苯後,2小時後尿中馬尿酸迅速升高,以後止升變慢,脫離接觸後16-24小時恢復正常。一小部分苯甲酸與葡萄醛酸結合生成無毒物。甲苯代謝為鄰甲苯酚的量不到1%。在環境中,甲苯在強氧化劑作用或催化劑存在條件中與空氣作用,都被氧化為苯甲酸或直接分解成二氧化碳和水。

殘留與蓄積:甲苯約有80%的劑量人人和兔的尿口以馬尿液(苯甲醯甘氨酸)形式被排泄,而剩餘物的絕大部分則被呼出。這些作者還報告,0.4%~1.1%的甲苯以鄰甲酸被排泄。加一研究表明,主要代謝產物馬尿酸從尿中迅速排出,在通常職業性接觸條件下,馬尿酸在接觸終止24小時後幾乎全部被排出。但由於每天工作中要重複接觸8小時,繼以16小時的不接觸間隙,在工作周中馬尿酸可能有一些蓄積,周末以後,馬尿酸的濃度恢復至接觸前的水平。政黨代 尿中馬尿酸的會計師因食物種類的攝入量不同而就化頗大(0.3~2.5g),且有個體差異。因此,不能完全以尿中馬尿酸會計師來推斷甲苯的吸收量,但在群體調查中,對正確判別有無甲苯吸收有一定準確度。大鼠用苯巴比妥作預處理,可增加甲苯從血中的消失率(Ikeda和Ohtsuji,1971)縮短注射甲苯後的睡眠時間,因此肝微粒酶系統的誘發作用可能刺激甲苯的代謝。

甲苯分級結構圖甲苯分級結構圖

甲苯主要由原油經石油化工過程而制行。作為溶劑它用於油類、樹脂、天然橡膠和合成橡膠、煤焦油、瀝青、醋酸纖維素,也作為溶劑用於纖維素油漆和清漆,以及用為照像製版、墨水的溶劑。甲苯也是有機合成,特別是氯化苯醯和苯基、糖精、三硝基甲苯和許多染料等有機合成的生要原料。它也是航空和汽車汽油的一種成分。甲苯具有揮發性,在環境中比較不易發生反應。由於空氣的運動使其廣泛分布在環境中,並且通過雨和從水表面的蒸發使其在空氣和水體之間水斷地再循環,最終可能因生物的和微生物的氧化而被降解。對世界上很多城市空氣中的平均濃度進行匯總,結果表明甲苯濃度通常為112.5-150μg/m3,這主要來自與汽油有關的排放(汽車廢氣、汽油加工),也來自於工業活動所造成的溶劑損失和排放。

急救措施

皮膚接觸:脫去污染的衣著,用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。

眼睛接觸:提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。

吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。

食入:飲足量溫水,催吐。就醫。

消防措施

危險特性:易燃,其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物,遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑能發生強烈反應。流速過快,容易產生和積聚靜電。其蒸氣比空氣重,能在較低處擴散到相當遠的地方,遇火源會著火回燃。

有害燃燒產物:一氧化碳、二氧化碳。

滅火方法:噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場移至空曠處。處在火場中的容器若已變色或從安全泄壓裝置中產生聲音,必須馬上撤離。

滅火劑:泡沫、乾粉、二氧化碳、砂土。用水滅火無效。

泄漏應急處理

應急處理:迅速撤離泄漏污染區人員至安全區,並進行隔離,嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防毒服。儘可能切斷泄漏源。防止流入下水道、排洪溝等限制性空間。

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劑製成的乳液刷洗,洗液稀釋後放入廢水系統。

大量泄漏:構築圍堤或挖坑收容。用泡沫復蓋,降低蒸氣災害。用防爆泵轉移至槽車或專用收集器內,回收或運至廢物處理場所處置。

操作與儲存

甲苯分子結構甲苯分子結構

操作注意事項:密閉操作,加強通風。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具(半面罩),戴化學安全防護眼鏡,穿防毒物滲透工作服,戴橡膠耐油手套。遠離火種、熱源,工作場所嚴禁吸菸。使用防爆型的通風系統和設備。防止蒸氣泄漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑接觸。灌裝時應控制流速,且有接地裝置,防止靜電積聚。搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。

儲存注意事項:儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。保持容器密封。應與氧化劑分開存放,切忌混儲。採用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。

監測方法

監測方法 來源 類別
氣相色譜法 GB11890-89 水質
氣相色譜法 GB/T14677-93 空氣
無泵型採樣氣相色譜法 WS/ T152 -1999 作業場所空氣
氣相色譜法 《固體廢棄物試驗與分析評價手冊》中國環境監測總站等譯 固體廢棄物
色譜/質譜法 美國EPA524.2方法 水質

環境標準

中國(TJ36-79)
車間空氣中有害物質的最高容許濃度 100mg/m3
中國(GB16297-1996) 大氣污染物綜合排放標準最高允許排放 濃度(mg/m3):
40;60
最高允許排放速率(kg/h):
二級3.1~30;3.6~36
三級4.7~46;5.5~54
無組織排放監控濃度限值:
2.4mg/m3;3mg/m3
中國 飲用水源中有害物質的最高容許 濃度0.7mg/L
中國(GHZB1-1999) 地表水環境質量標準(I、II、III類水域) 0.1mg/L
中國(GB8978-1996) 污水綜合排放標準 一級:0.1mg/L
二級:0.2mg/L

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