丙烯腈

更新时间:2022-06-25

丙烯腈,化学式C3H3N,是一种无色的有刺激性气味液体,易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热易引起燃烧,并放出有毒气体。与氧化剂、强酸、强碱、胺类、溴反应剧烈。2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,丙烯腈在2B类致癌物清单中。

基本信息

中文名丙烯腈
外文名Acrylonitrile
别名乙烯基氰2-丙烯腈氰(代)乙烯氰(基)乙烯氰乙烯
化学式C3H3N
熔点-83.6 ℃
密度0.81 kg/m³
水溶性微溶于水,易溶于多数有机溶剂
沸点77.3 ℃
闪点-1 ℃
EINECS号203-466-5
分子量53
外观无色液体,有刺激性气味
应用用于制造聚丙烯腈、丁腈橡胶、染料、合成树脂、医药等
摩尔质量53.1 g·mol−1
黏度0.34mPa·s(25℃)
主要危害可燃、有毒
CAS号107-13-1
IUPAC名2-丙烯腈
SMILESC=CC#N
安全性描述S9 S16 S45 S53 S61
危险性符号R11 R25 R38 R41 R43 R45 R23/24/25 R37/38 R51/53
危险性描述易燃很易燃有毒危害环境
UN危险物UN 1093 3/PG 1
管制信息丙烯腈(剧毒) 该品根据《危险化学品安全管理条例》受公安部门管制。

理化性质

物理性质

外观与性状:无色液体,有苦杏仁味。

EINECS号:203-466-5

熔点(℃):-83.6

相对密度(水=1):0.81

沸点(℃):77.3

相对蒸气密度(空气=1):1.83

分子式:CHN

分子量:53.06

饱和蒸气压(kPa):13.33(22.8℃)

燃烧热(kJ/mol):1757.7

临界温度(℃):263

临界压力(MPa):3.5

辛醇/水分配系数的对数值:-0.92

闪点(℃):-5

爆炸上限%(V/V):(17.0±5)%

引燃温度(℃):480

爆炸下限%(V/V):3.05%

化学性质

易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热易引起燃烧,并放出有毒气体。与氧化剂、强酸、强碱、胺类、溴反应剧烈。在火场高温下,能发生聚合放热,使容器破裂。

化学性质

易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热易引起燃烧,并放出有毒气体。与氧化剂、强酸、强碱、胺类、溴反应剧烈。在火场高温下,能发生聚合放热,使容器破裂。

1.疏水参数计算参考值(XlogP):无

2.氢键供体数量:0

3.氢键受体数量:1

4.可旋转化学键数量:0

5.互变异构体数量:无

6.拓扑分子极性表面积23.8

7.重原子数量:4

8.表面电荷:0

9.复杂度:54.9

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

分子结构数据

1、摩尔折射率:15.58

2、摩尔体积(m3/mol):66.5

3、等张比容(90.2K):148.8

4、表面张力(dyne/cm):25.0

5、介电常数:

6、偶极矩(10-24cm3):

7、极化率:6.17

毒理学数据

急性毒性

LD50:78mg/kg(大鼠经口);27mg/kg(小鼠经口);148mg/kg(大鼠经皮);63mg/kg(兔经皮)

LC50:333ppm(大鼠吸入,4h)

刺激性

家兔经皮:500mg,轻度刺激。

家兔经眼:20mg,重度刺激。

慢性毒性

大鼠、豚鼠、兔和猫在330mg/m3下吸入,每天4h,每周5天,在4周内半数动物死亡;在220mg/m3浓度下,10周,除出现呼吸道症状外,未出现明显中毒症状。

致突变性

微生物致突变性:鼠伤寒沙门菌25μl/皿。哺乳动物体细胞突变性:人淋巴细胞25mg/L。

人吸入0.8mg/m3(146周),导致DNA损伤、精子形态学和细胞遗传学改变。

致畸性

雌性大鼠孕后8d腹腔内注射641mg/kg,导致仔鼠中枢神经系统和肌肉骨骼系统畸形。

致癌性

IARC致癌性评论:G2B,可疑人类致癌物。

大鼠经口最低中毒剂量(TDLo):650mg/kg(孕6~15d),对雌性生育指数有影响,可引起胚胎毒性,肌肉骨骼发育异常

毒性数据

性质与稳定性

1.化学性质:化学性质活泼,能发生双键加成反应,与相应的含有活泼氢的无机或有机化合物反应制成一系列氰乙基化产物。在缺氧或暴露在可见光情况下易聚合,在浓碱存在下能强烈聚合。与还原剂发生激烈反应,放出有毒气体。蒸气与空气混合易形成爆炸性混合物,与氧化剂发生强烈反应,遇明火、高热会引起燃烧爆炸。见光、遇热、久贮易聚合,有燃烧爆炸危险。

2.本品极毒,对温血动物的毒性约为氰化氢的1/30。丙烯腈不仅蒸气有毒,而且附着于皮肤上也易经皮肤中毒。对小鼠静脉注射LD5015mg/kg,大鼠LD50为93mg/kg。长时间吸入稀丙烯腈蒸气,则能引起恶心、呕吐、头痛、疲倦和不适等症状。工作场所最高容许浓度为45mg/m3。生产设备要密闭,操作时要戴防护用具。丙烯腈若溅到衣服上应立即脱下衣服,溅及皮肤时用大量水冲洗。溅入眼内,需用流水冲洗15分钟以上。不慎吞入时,则用温盐水洗胃。如果中毒,应立即用硫代硫酸钠亚硝酸钠进行静脉注射,并请医生诊治。

3.稳定性:稳定

4.禁配物:强氧化剂、碱类、酸类

5.避免接触的条件:受热、光照、接触空气

6.聚合危害:聚合

7.分解产物:氰化氢

应用领域

丙烯腈是合成纤维,合成橡胶和合成树脂的重要单体。由丙烯腈制得聚丙烯腈纤维即腈纶,其性能极似羊毛,因此也叫合成羊毛。丙烯腈与丁二烯共聚可制得丁腈橡胶,具有良好的耐油性,耐寒性,耐磨性,和电绝缘性能,并且在大多数化学溶剂,阳光和热作用下,性能比较稳定。丙烯腈与丁二烯、苯乙烯共聚制得ABS树脂,具有质轻、耐寒、抗冲击性能较好等优点。丙烯腈水解可制得丙烯酰胺丙烯酸及其酯类。它们是重要的有机化工原料,丙烯腈还可电解加氢偶联制得己二腈,由己二腈加氢又可制得己二胺,己二胺是尼龙66原料。可制造抗水剂和胶粘剂等,也用于其他有机合成和医药工业中,并用作谷类熏蒸剂等。此外,该品也是一种非质子型极性溶剂、作为油田泥浆助剂PAC142原料。

丙烯腈是合成纤维,合成橡胶和合成树脂的重要单体,也是杀虫剂虫满腈的中间体。

制备方法

氰乙醇法:环氧乙烷氢氰酸在水和三甲胺的存在下反应得氰乙醇,然后以碳酸镁为催化剂,于200-280℃脱水制得丙烯腈,收率约75%。此法生产的丙烯腈纯度较高,但氢氰酸毒性大,成本也较高。

乙炔法:乙炔和氢氰酸在氯化亚铜-氯化钾-氯化钠稀盐酸溶液的催化作用下在80-90℃反应得丙烯腈此法生产过程简单,收率良好,以氢氰酸计可达97%。但副反应多,产物精制较难,毒性也大,且原料乙炔价格高于丙烯,在技术和经济上落后于丙烯氨氧化法。1960年以前,该法是世界各国生产丙烯腈的主要方法。

丙烯氨氧化法:以丙烯、氨、空气和水为原料,按其一定量配比进入沸腾床或固定床反应器,在以硅胶作载体的磷钼铋系或锑铁系催化剂作用下,在400-500℃温度和常压下,生成丙烯腈。然后经中和塔稀硫酸除去未反应的氨,再经吸收塔用水吸收丙烯腈等气体,形成水溶液,使该水溶液经萃取塔分离乙腈,在脱氢氰酸塔除去氢氰酸,经脱水、精馏而得丙烯腈产品,其单程收率可达75%,副产品有乙腈、氢氰酸和硫酸铵。此法是最有工业生产价值的生产方法。其化学方程式如下所示:

注意事项

健康危害

在体内析出氰根,抑制呼吸酶;对呼吸中枢有直接麻醉作用。急性中毒表现与氢氰酸相似。

急性中毒:以中枢神经系统症状为主,伴有上呼吸道和眼部刺激症状。轻度中毒有头晕、头痛、乏力、上腹部不适、恶心、呕吐、胸闷、手足麻木、意识蒙胧及口唇紫绀等。眼结膜及鼻、咽部充血。重者除上述症状加重外,出现四肢阵发性强直抽搐、昏迷。液体污染皮肤,可致皮炎,局部出现红斑、丘疹或水疱。

慢性中毒:尚无定论。长期接触,部分工人出现神衰综合征,低血压等。对肝脏影响未肯定。

应急处理

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,穿防毒服。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、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。也可以用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。

大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用泡沫复盖,降低蒸气灾害。喷雾状水或泡沫冷却和稀释蒸汽、保护现场人员。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。

操作事项

严加密闭,提供充分的局部排风和全面通风。操作尽可能机械化、自动化。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具(全面罩),穿连衣式胶布防毒衣,戴橡胶耐油手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类、碱类接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

储存事项

通常商品加有稳定剂。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过26℃。包装要求密封,不可与空气接触。应与氧化剂、酸类、碱类、食用化学品分开存放,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。应严格执行极毒物品“五双”管理制度。

安全信息

危险品标志

极易燃物品、危害环境的物品、有毒物品

风险术语

R11高度易燃。

R23吸入有毒。

R24与皮肤接触有毒。

R25吞食有毒。

R38刺激皮肤。

R41对眼睛有严重伤害。

R43与皮肤接触可能致敏。

R45可能致癌。

R23/24/25吸入、皮肤接触及吞食有毒。

R37/38刺激呼吸系统和皮肤。

R51/53对水生生物有毒,可能对水体环境产生长期不良影响。

皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用流动清水或5%硫代硫酸钠溶液彻底冲洗至少20分钟。就医。

眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。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。呼吸心跳停止时,立即进行人工呼吸(勿用口对口)和胸外心脏按压术。给吸入亚硝酸异戊酯,就医。

食入:饮足量温水,催吐。用1:5000高锰酸钾或5%硫代硫酸钠溶液洗胃。就医。

安全术语

S9保持容器置于良好通风处。

S16远离火源。

S37戴适当手套。

S45若发生事故或感不适,立即就医(可能的话,出示其标签)。

S53避免接触,使用前须获得特别指示说明。

S61避免释放至环境中。参考特别说明/安全数据说明书。

有害燃烧产物:一氧化碳二氧化碳氮氧化物、氰化氢。

灭火方法:消防人员必须穿特殊防护服,在掩蔽处操作。

灭火剂:抗溶性泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。用水灭火无效,但须用水保持火场容器冷却。

危险品运输编号

UN 1093 3/PG 1

法规信息

化学危险物品安全管理条例 (1987年2月17日国务院发布),化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发 677号),工作场所安全使用化学品规定 (劳部发423号)等法规,针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定;常用危险化学品的分类及标志 (GB 13690-92)将该物质划为第3.2 类中闪点易燃液体;剧毒物品分级、分类与品名编号(GA 57-93)中,该物质属第四类 B级有机剧毒品。


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