丙烯

更新时间:2022-06-25

丙烯是一种有机化合物,分子式为C3H6,为无色、无臭、稍带有甜味的气体;易燃,燃烧时会产生明亮的火焰,在空气中的爆炸极限是2%~11%;不溶于水,溶于有机溶剂,是一种低毒类物质。丙烯是三大合成材料的基本原料之一,其用量最大的是生产聚丙烯。另外。丙烯可制备丙烯腈环氧丙烷异丙醇苯酚、丙酮、丁醇、辛醇、丙烯酸及其类、丙二醇环氧氯丙烷合成甘油等。

基本信息

中文名丙烯
外文名propylene
化学式C3H6
相对分子质量42.08
熔点-185℃
密度0.575g/cm³
水溶性不溶于水、溶于有机溶剂
沸点-47.4℃
闪点-108
分子量42.08
外观无色、无臭、稍带有甜味的气体
危险品运输编号UN1077
警示术语F+
安全术语远离火源、消除静电
危害3类致癌物、易燃
黏度8.34µPa·s、16.7°C
分子结构短链式
化学性质还原性
应用生产聚丙烯、制备丙烯腈、环氧丙烷等
安全性描述述低毒类物质,易燃
危险性符号R12
EINECS登录号204-062-1
CAS登录号115-07-1

物理性质

丙烯在常压下是一种无色气体,比空气略重,有轻微芳香味。

化学性质

聚合

丙烯的化学性质由它的双键和烯丙基上的氢原子所决定。丙烯分子结构中,由于仅在主平面上的投影显示出低度对称性,使得它成为最小的稳定态不饱和碳氢化合物。这种不对称性,同样也表现在丙烯的偶极矩仅为0.35D,容易发生各种不同类型的化学反应。1位和2位上的碳原子乙烯分子结构一样,在同一个三角形平面上,由于双键的存在而不能自由旋转而3位碳原子象甲烷一样处于四面体内,可以自由旋转,烯丙基上的氢原子为该碳原子所吸引。烯丙基上的氢原子是使得它的化学性质与乙烯不同的主要原因。

丙烯分子可以进行自身加成反应,当用磷酸氟化硼硫酸载于固体上作催化剂时反应按正碳离子机理进行,在低温下,丙烯二聚的主要广物是4-甲基-2-戊烯

如用烷基碱金属和某些碱金属化合物作催化剂,使丙烯进行二聚反应,反应按负碳离子方向进行,产物主要是4-甲基-1-戊烯。由于丙烯分子的不对称性和同时进行着双键的位移、顺反结构的转换,其产物组成可能包含各种己烯异构体和C6以上的烯烃。C6烯烃可作为合成高聚物的原料,汽油掺和剂等。

丙烯在酸性催化剂上低聚后生成壬烯和十二烯,当丙烯与丁烯混合物共低聚时,其聚合物含有大量的庚烯

以烷基铝和三氯化钛作催化剂或茂金属和甲基铝氧烷为催化剂,在一定温度和压力下,以本体、乳液或气相法进行丙烯聚合,得聚丙烯。

丙烯还可以在可溶性钒铝催化体系溶液中与乙烯共聚,合成乙丙橡胶

加氢

丙烯与其它含有一个双键的烯烃一样,在加氢反应中每摩尔放出的热量是一样的,约为12.56kJ/mol。但丙烯加氢反应无工业价值。

水合

丙烯在酸的作用下可间接水合,在固体催化剂存在时,可直接水合得异丙醇以硫酸为催化剂进行水合时,丙烯首先与硫酸反应生成硫酸酯,硫酸酯水解得异丙醇,反应方程表示如下:

CH3-CH=CH2+H2SO4(CH3)2CH-O-SO3H

CH3-CH=CH2+(CH3)2CH-O-SO3H→(CH3)2CH-O-SO2-O-CH(CH3)2

(CH3)2CH-O-SO3H+H2O→CH3-CH(OH)-CH3+H2SO4

上述反应异丙醇收率可达95%。

也可直接水合得异丙醇,其反应方程为:

CH3CHCH2+H2O→(CH3)2CHOH

催化氧化

丙烯催化氧化制丙烯醛

Sohio法采用钼酸铋或磷钼酸盐作催化剂是丙烯醛生产在经济上的新突破,很多公司还开发了高选择性多组分催化剂体系,选择性以丙烯计可达到75~84%。

氯化钯作催化剂氧化丙烯得到丙酮,收率达92%,反应方程如下:

CH3CH=CH2+PbCl2+H2O→CH3COCH3+Pb+2HCI

与卤素反应

丙烯与卤素在不同条件下可进行两种加成反应。

在室温下或在气相光照作用下或有催化剂的情况下,丙烯与卤素反应。

X2+CH3CH=CH2→CH3CHXCH2X(1,2-二卤丙烷)

水中的反应

CH3CH=CH2+CI2+H2O→CH3CH(OH)CHCI+HCI或CH3CHClCH2OH+HCl

与溴化氢反应

不对称烯烃与卤化氢加成,虽然都按不对称加成规律进行。但在反应时,若有过氧化物存在,溴化氢与氯化氢碘化氢不同。生成的是1-溴丙烷而不是2-溴丙烷。

CH3CH=CH2+HBr→CH3CH2CH2Br(过氧化物做催化剂)

CH3CH=CH2+HBr→CH3CH2BrCH3

环氧化反应

共氧化法是利用有机过氧化物产生氧自由基,在催化剂的作用下将过氧部分的氧转移到丙烯上生成环氧化物,这样使得氢过氧化物转化成醇或酮、将过酸转化成酸。

主要用途

用于制丙烯腈、环氧丙烷、丙酮等。用以生产多种重要有机化工原料、生成合成树脂、合成橡胶及多种精细化学品等。

丙烯颜料绘制的画。丙烯颜料是用一种化学合成胶乳剂(含丙烯酸酯甲基丙烯酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸,以及增稠剂、填充剂等)与颜色微粒混合而成的新型绘画颜料。丙烯颜料出现于20世纪60年代,试验证明,它有很多优于其他颜料的特征:干燥后为柔韧薄膜,坚固耐磨,耐水,抗腐蚀,抗自然老化,不褪色,不变质脱落,画面不反光,画好后易于冲洗,适合于作架上画、室内外壁画等。它可以一层层反复堆砌,画出厚重的感觉;也可加入粉料及适量的水,用类似水粉的画法覆盖重叠,画面层次丰富而明朗;如在颜料中加入大量的水分可以出水彩、工笔画的效果,一层层烘染,推晕,透叠,效果纯净透明。由于丙烯颜料的主要调剂含水量很大,因此在容易吸水的粗糙底面上作画更为适宜,如纸板、棉布、木板、纤维板、水泥墙面、麻毛质地的金属面、石壁等。作丙烯画可以用一般的油画笔、画刀、中国画笔、水彩画笔、板刷、海绵、丝瓜络等。调色盘和笔洗多用不吸水的陶瓷、玻璃、珐琅质地的容器,以防清洗不净。丙烯颜料在水分挥发后即干透,因此作画时对程序要心中有数,以使笔触衔接自然,达到预想效果。

丙烯用量最大的是生产聚丙烯,另外丙烯可制丙烯腈、异丙醇、苯酚和丙酮、丁醇和辛醇、丙烯酸及其脂类以及制环氧丙烷和丙二醇、环氧氯丙烷和合成甘油等。

危险信息

危险性

健康危害:本品为单纯窒息剂及轻度麻醉剂。急性中毒:人吸入丙烯可引起意识丧失,当浓度为15%时,需30分钟;24%时,需3分钟;35%~40%时,需20秒钟;40%以上时,仅需6秒钟,并引起呕吐。慢性影响:长期接触可引起头昏、乏力、全身不适、思维不集中。个别人胃肠道功能发生紊乱。

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。

急救措施

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。

消防措施

危险特性:易燃,与空气混合能形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与二氧化氮四氧化二氮、氧化二氮等激烈化合,与其它氧化剂接触剧烈反应。气体比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。

有害燃烧产物:一氧化碳二氧化碳

灭火方法:切断气源。若不能切断气源,则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂:雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。

个体防护

中国MAC(mg/m\u0026sup3):未制定标准

苏联MAC(mg/m\u0026sup3):100

TLVTN:ACGIH窒息性气体

TLVWN:未制定标准

工程控制:生产过程密闭,全面通风。

呼吸系统防护:一般不需要特殊防护,但建议特殊情况下,佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩)。

眼睛防护:一般不需要特殊防护,高浓度接触时可戴化学安全防护眼镜。

身体防护:穿防静电工作服。

手防护:戴一般作业防护手套。

其他防护:工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业,须有人监护。

泄漏应急处理

应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,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,穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。用工业覆盖层或吸附/吸收剂盖住泄漏点附近的下水道等地方,防止气体进入。合理通风,加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能,将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。

混合接触风险

丙烯与一些物质混合接触时的危险性示于下表:

毒性概述

毒性

属低毒类。

急性毒性:丙烯的麻醉作用及对心血管系统的毒性较乙烯强。吸入40%~50%时,小鼠、大鼠、猫、狗均被麻醉,其特点是麻醉作用产生和消失都很迅速。当浓度为20%~50%时,猫狗均能引起室性早搏和心动过速。猫吸入65%丙烯和35%氧的混合气体时,血压下降。在浓度70%~80%时,猫狗都能因血压下降,心力衰竭,呼吸停止而迅速死亡。

慢性毒性:小鼠在58天内,用35%的丙烯反复麻醉20次后,仅引起肝脏的轻微脂肪浸润

临床表现

丙烯主要经呼吸道侵入人体。吸入6.4%浓度,历时2.25min,有感觉异常和注意力不集中;12.8%,1min同样的症状较明显;15%,30min或24%~33%,3min可引起意识丧失;40%以上时,仅6s即意识丧失,并引起呕吐眩晕。数分钟接触后,尚可引起眼睑及面潮红、流泪、咳嗽;50%2min引起麻醉,然而停止接触可完全恢复。

丙烯嗅觉阈为17.3mg/m3,近1mg/m3时眼轻度敏感。丙烯的慢性影响与乙烯相似。

生态学资料

其它有害作用:该物质对环境有危害,对鱼类和水体要给予特别注意。还应特别注意对地表水、土壤、大气和饮用水的污染。

废弃处置

废弃处置方法:处置前应参阅国家和地方有关法规。建议用焚烧法处置。

储存运输

运输信息

危险货物编号:21018

海关HS编码:29012200

包装类别:O52

包装方法:钢质气瓶。

运输注意事项:本品铁路运输时限使用耐压液化气企业自备罐车装运,装运前需报有关部门批准。采用钢瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。钢瓶一般平放,并应将瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超过车辆的防护栏板,并用三角木垫卡牢,防止滚动。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材。装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置,禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。严禁与氧化剂、酸类等混装混运。夏季应早晚运输,防止日光曝晒。中途停留时应远离火种、热源。公路运输时要按规定路线行驶,勿在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜放。

操作注意事项

密闭操作,全面通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。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。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类接触。在传送过程中,钢瓶和容器必须接地和跨接,防止产生静电。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。

储存注意事项

储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与氧化剂、酸类分开存放,切忌混储。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。

法规信息

化学危险物品安全管理条例实施细则(化劳发[1992]677号),工作场所安全使用化学品规定([1996]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(GB13690-92)将该物质划为第2.1类易燃气体。

发展状况

国内丙烯市场持续下行,多数厂家均下调丙烯价格,市场货源充足,下游市场行情低迷,对丙烯需求不佳,业者对此市场行情多谨慎观望为主;随后国内丙烯市场止跌维稳,下游市场弱势盘整,国内丙烯市场窄幅盘整,多数厂家丙烯价格维持稳定,市场货源充足,交投气氛一般,观望气氛弥漫,业者操盘谨慎。

国内部分炼厂装置停车检修,且一些厂家(东明石化、锦西炼化)主供自用,无量外销,目前国内厂家装置开车正常且进口货源充足、下游行情不佳打压国内丙烯市场,致使国内丙烯价格走低,出货情况因价格偏低而有所改善,业者仍操盘谨慎;下游一些厂家装置停车检修,开车厂家按需采购,下游多观望,采购一般。环氧丙烷山东市场价格考虑接货情况窄幅盘整,出厂价在10700元/吨左右,买方多按需采购;聚丙烯行情因原油基丙烯无法支撑,行情不佳,厂家谨慎观望,其装置整体开工率在4成左右,库存偏低,需求一般。

由于丙烯下游产品的快速发展近,极大的促进了中国丙烯需求量的快速增长。到2010年,中国将不断新增大型乙烯生产装置,同时炼厂生产能力还将继续扩大,这将增加丙烯的产出。预计2010年,乙烯联产丙烯的生产能力将达到约722万吨/年,丙烯总生产能力将达到1080万吨/年。乙烯装置联产的丙烯占丙烯总供给的比例将进一步提高。但同期下游装置对丙烯的需求量年均增长速度将达到5.8%,丙烯资源供应略微紧张。

到2010年,中国丙烯的表观消费量将达到1049万吨。从当量需求来看,丙烯供需矛盾十分突出。到2010年,丙烯当量需求的年均增长率将达到7.6%,超过丙烯生产能力的增长速度。预计到2010年,中国对丙烯的当量需求将达到1905万吨,供需缺口将达到825万吨,届时还将有大量丙烯衍生物进口,中国丙烯开发利用前景的广阔。

产品制取

一是充分利用炼油及乙烯裂解副产的c4—8等资源,转化为乙烯、丙烯的低碳烯烃裂解技术、烯烃歧化技术;二是丙烷脱氢工艺;四是以天然气、煤等为原料,生产乙烯、丙烯的甲醇制烯烃工艺等。

生产工艺

目前增产丙烯的化学工艺研究主要集中在4个方面:一是改进FCC等炼油工艺,挖掘现有装置潜力,增产丙烯的FCC装置升级技术;二是充分利用炼油及乙烯裂解副产的C4-C8等资源。

增产工艺技术

与传统的FCC相比,这类工艺技术操作条件更为苛刻,要求反应温度、剂油比更高,催化时间更短。运用这些技术,虽然汽油收率会受到一定影响,但汽油中的烯烃含量降低,质量得以提高,丙烯的产量比传统FCC髙2~4倍。我国炼油工业催化裂化加工能力大、掺渣比高,造成汽油中烯烃含量高,开发应用增产丙烯的FCC工艺技术,在提高油品质量的同时,为下游提供更多的低碳烯烃,具有良好的市场前景。

低碳烯烃裂解工艺技术

低碳烯烃裂解是将C4~C8烯烃在催化剂作用下转化为丙烯和乙烯的工艺,它不仅可以解决炼厂和石脑油裂解副产的C4~C8的岀路冋题,又可以增产高附加值的乙烯、丙烯产品,成为近年研究较为活跃的领域从投资费用、生产成本与综合收益来看,烯烃裂解工艺均是最具吸引力的工艺。固定床工艺流程相对简单,适于和现有蒸汽裂解结合;流化床工艺流程相对复杂,适于建设大规模生产装置,可以纳入烯烃联合装置,也可以单独建立装置。随着我国一批大型乙烯裂解装置的扩建与新建,烯烃资源越来越丰富,对开发岀自主知识产权的烯烃裂解技术,解决C4烯烃副产、增产高附加值丙烯需求迫切。

烯烃歧化工艺技术

烯烃歧化技术多年以前已经开发成功,只是因为近年来一些地区丙烯价格逐步走高,这一技术又重新引起了人们的重视。它是一种通过烯烃碳碳双键断裂并重新转换为烯烃产物的催化反应,目前以乙烯和2-丁烯为原料歧化为丙烯的生产技术研究较为活跃,主要有ABB Lummus公司的OCT高温催化剂工艺和法国石油研究院(IFP)的Meta4低温催化剂工艺。烯烃歧化工艺可应用于石脑油蒸汽裂解装置增产丙烯,投资增加不多,即可提石油裂解装置的丙烯/乙烯产量比,但缺点是每生产1t丙烯,要消耗掉0.42t乙烯,因此只有在丙烯价格高于乙烯价格、乙烯产量过剩时才是经济可行的。另外,歧化技术不能将异丁烯以及~C烯烃转化为丙烯,应用受到一定限制。近年开发的自动歧化技术不用或用少量乙烯,应用前景看好。

另外还有丙烷脱氢制丙烯工艺技术、甲醇制烯烃工艺技术、烯烃裂解工艺与MTO组合等。


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