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環氧乙烷-有機化合物

環氧乙烷(EO)為一種*簡單的環醚,屬于雜環類化合物,是重要的石化產品。環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℃時可達141kPa,這種高蒸汽壓決定了環氧乙烷熏蒸**時穿透力較強。
環氧乙烷是繼甲醛之后出現的第2代化學**劑,至今仍為*好的冷**劑之一,也是目前四大低溫**技術(低溫等離子體、低溫甲醛蒸汽、環氧乙烷、戊二醛)*重要的一員。EO是一種簡單的環氧化合物,為非特異性烷基化合物,分子式為C2H4O,結構式為:-CH2-CH2-O-,分子量為44.05。
 

環氧乙烷理化性質

環氧乙烷物理性質

相對密度(水=1):0.8711
環氧乙烷鍵線式環氧乙烷鍵線式
折射率:1.3614(4℃) 沸點(℃):10.4
相對蒸氣密度(空氣=1):1.52
InChI: InChI=1/C2H4O/c1-2-3-1/h1-2H2
職業接觸限值閾限值 1ppm(時間加權平均值);A2(可疑人類致癌物)(美國政府工業衛生學家會議,2004年)。
時間加權平均容許濃度(PC-TWA):2mg/m3(GBZ2.1-2007《工作場所有害因素職業接觸限值**部分:化學有害物質》)
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/水分配系數的對數值:-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。

環氧乙烷化學性質

化學性質非常活潑,能與許多化合物發生開環加成反應。  環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。
 

環氧乙烷制備方法 

環氧乙烷氯醇法

分兩步反應,**步是將乙烯和氯氣通入水中,生成2-氯乙醇。第二步是用堿(通常為石灰乳)與2-氯乙醇反應,生成環氧乙烷。
乙烯經次氯酸化生成氯乙醇,然后與氫氧化鈣皂化生成環氧乙烷粗產品,再經分餾,制得環氧乙烷。反應式和工藝流程如下。
氯醇法_1氯醇法_1
氯醇法_2氯醇法_2
我國*早以傳統的乙醇為原料經氯醇法生產EO。20世紀70年代我國開始引進以生產聚酯原料乙二醇為目的的產物環氧乙烷/乙二醇聯產裝置。 

環氧乙烷氧化法

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。氧化法的工業生產流程分為反應、環氧乙烷回收及環氧乙烷精制三個部分。
世界上EO工業化生產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生產技術主要被Shell公司(英荷合資)、美國SD(科學設計公司)、美國UCC三家公司所壟斷。此外擁有EO生產技術的還有日本觸媒公司、美國DOW化學公司、德國赫斯公司等。 

環氧乙烷主要用途

環氧乙烷是一種有毒的致癌物質,以前被用來制造**劑。環氧乙烷易燃易爆,不易長途運輸,因此有強烈的地域性。被廣泛地應用于洗滌,制藥,印染等行業。在化工相關產業可作為清潔劑的起始劑。
環氧乙烷有**作用,對金屬不腐蝕,無殘留氣味,可殺滅**(及其內孢子)、霉菌**,因此可用于**一些不能耐受高溫**的物品以及材料的氣體**劑。美國化學家Lloyd Hall在1938年取得以環氧乙烷**法保存香料的磚利,該方法直到今天仍有人使用。環氧乙烷也被廣泛用于**醫療用品諸如繃帶、縫線及手術器具。
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。與纖維素發生羥乙基化可合成得水溶性樹脂(其環氧乙烷含量約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。
通常采用環氧乙烷-二氧化碳(兩者之比為90:10)或環氧乙烷-二氯二氟甲烷混合物,主要用于醫院和精密儀器的**。環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,用環氧乙烷熏蒸處理,可防止變質,而蛋粉的化學成分,包括氨基酸等都不受影響。
環氧乙烷易與酸作用,因此可作為抗酸劑添加于某些物質中,從而降低這些物質的酸度或者使用其長期不產生酸性。例如,在生產氯化丁基橡膠時,異丁烯異戊二烯共聚物的溶液在氯化前如果加入環氧乙烷,則成品即可完全不用堿洗和水洗。
由于環氧乙烷易燃及在空氣中有廣闊的爆炸濃度范圍,它有時被用作燃料氣化爆彈的燃料成份。
環氧乙烷自動分解時能產生巨大能量,可以作為火箭和噴氣推進器的動力,一般是采用****和環氧乙烷的混合物(60:40-95:5)。這種混合燃料燃燒性能好,凝固點低,性質比較穩定,不易引爆。總的來說,環氧乙烷的上述這等直接用途消費量很少,環氧乙烷作為乙烯工業衍生物僅次于聚乙烯,為第二位的重要產品。其重要性主要是以其為原料生產的系列產品。由環氧乙烷衍生的下游產品的種類遠比各種乙烯衍生物多。環氧乙烷的毒性為乙二醇的27倍,與氨的毒性相仿。在體內形成甲醛、乙二醇和乙二酸,對**神經系統起麻醉作用,對粘膜有刺激作用,對細胞原漿有毒害作用。
大部分的環氧乙烷被用于制造其它化學品,主要是乙二醇。乙二醇主要的*終用途是生產聚酯聚合物,也被用作汽車冷卻劑及防凍劑。其次用于生產乙氧基化合物、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品。
環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品,也用于生產增塑劑、潤滑劑、橡膠和塑料等。廣泛應用于洗染、電子、醫藥、農藥、紡織、造紙、汽車、石油開采與煉制等眾多領域。

環氧乙烷危險事項

健康危害:是一種**神經抑制劑、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、共濟失調、出汗、神志不清,以致昏迷。還可見心肌損害和肝功能異常。搶救恢復后可有短暫精神失常,遲發性功能性失音或**性偏癱。皮膚接觸迅速發生**,數小時后起泡,反復接觸可致敏。液體濺入眼內,可致角膜灼傷。慢性影響:長期少量接觸,可見有神經衰弱綜合征和植物神經功能紊亂。
環境危害:對環境有危害。
燃爆危險:該品易燃,有毒,為致癌物,具刺激性,具致敏性。 

環氧乙烷急救措施

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。
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。
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。呼吸心跳停止時,立即進行人工呼吸和胸外心臟按壓術。 

環氧乙烷消防措施

危險特性: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。若遇高熱可發生劇烈分解,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: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。 

環氧乙烷泄漏應急

應急處理:迅速撤離泄漏污染區人員至上風處,并立即隔離150m,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,穿防靜電工作服。盡可能切斷泄漏源。用工業覆蓋層或吸附/ 吸收劑蓋住泄漏點附近的下水道等地方,防止氣體進入。合理通風,加速擴散。噴霧狀水稀釋、溶解。構筑圍堤或挖坑收容產生的大量廢水。如有可能,將漏出氣用排風機送至空曠地方或裝設適當噴頭燒掉。漏氣容器要妥善處理,修復、檢驗后再用。


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