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              环氧乙烷

              环氧乙烷
              环氧乙烷
              环氧乙烷,又称氧化乙烯,氧丙环,恶烷。一种最简单的环醚。常温时为无色气体,低温时为无色易流动液体。有乙醚的气味。有毒!能与水、乙醇乙醚及其他许多有机溶剂互溶?;灾史浅;钇?,能与许多化合物起加成反应。与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限为3.6%~78%(体积)。由乙烯与氧或空气在银催化剂存在下直接氧化,反应产物经吸收、解吸、精馏而制得。系重要的石油化工产品,主要用于制造乙二醇、聚乙二醇、乙醇胺、乙二醇醚类、表面活性剂等。1928年始用于熏蒸家具及粮食害虫的醚类熏蒸剂。用于熏蒸粮食、饲料、医用器材、毛皮等杀虫、灭菌??捎?a class="classic" >二氧化碳配成合剂使用。

              基本资料

              分子结构模型图
              分子结构模型
              国标编号:21039 CAS号:75-21-8 中文名称:环氧乙烷 英文名称:epoxyethane;ethylene oxide 别名:氧化乙烯;氧丙环;恶烷 分子式:C2H4O
              分子量:44.05 稳定性:不稳定 危险标记:4(易燃气体) 主要用途:用于制造乙二醇、表面活性剂、洗涤剂、增塑剂以及树脂

              物性数据

              性状:室温常压下为无色气体,具有芳香气味,低于12℃冷凝为流动性液体
              环氧乙烷
              环氧乙烷与空气形成爆炸性混合物
              沸点(℃,101.3kPa):10.4 沸点(℃,6.67kPa):-44 沸点(℃,1.33kPa):-66 熔点(℃):-111 相对密度(g/mL,20/4℃):0.8671 相对密度(g/mL,20/20℃):0.8711 相对蒸汽密度(g/mL,空气=1):1.52 折射率(7℃):1.3597 黏度(mPa·s,0℃):0.31
              黏度(mPa·s,10℃):0.28 闪点(℃,开杯):17.7 燃点(℃):447 蒸发热(KJ/kg):569.87 燃烧热(KJ/kg,25℃,101.3kPa):1264 生成热(KJ/kg,蒸气):71.13
              生成热(KJ/kg,液体):97.49 熔化热(KJ/kg):5.17 比热容(KJ/(kg·K),25℃):1.96
              临界温度(℃):195.8 临界压力(MPa):7.19 热导率(W/(m·K),蒸气,25℃):0.1239×10-3 体膨胀系数(K-1,20℃):0.00147 体膨胀系数(K-1,55℃):0.00161
              蒸气压(kPa,20℃):149.32 爆炸下限(%,V/V):3.6
              爆炸上限(%,V/V):78 油水(辛醇/水)分配系数的对数值:-0.30 溶解性:能与水、乙醇、乙醚及许多其他有机化合物以任何比例混溶 常温折射率(n20):1.35797 相对密度(20℃,4℃):0.882810
              临界密度(g·cm-3):0.231
              环氧乙烷低温下变为流动液体
              环氧乙烷低温时为流动液体
              临界体积(cm3·mol-1):142 临界压缩因子:0.262 偏心因子:0.198 溶度参数(J·cm-3)0.5:21.624
              van der Waals面积(cm2·mol-1):3.300×109 van der Waals体积(cm3·mol-1):24.160 气相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1):-1306.04 气相标准声称热(焓)( kJ·mol-1) :-52.63 气相标准熵(J·mol-1·K-1) :242.99
              气相标准生成自由能( kJ·mol-1):-13.2 气相标准热熔(J·mol-1·K-1):47.86 液相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1):-1281.10 液相标准声称热(焓)( kJ·mol-1):-77.57 液相标准熵(J·mol-1·K-1) :153.80 液相标准生成自由能( kJ·mol-1):-11.59 液相标准热熔(J·mol-1·K-1):89.90

              分子结构数据

              摩尔折射率:10.82
              摩尔体积(m3/mol):44.2 等张比容(90.2K):104.7 表面张力(dyne/cm):31.2 极化率:4.29

              性质与稳定性

              1、常温常压下稳定,环氧乙烷液体无色透明,有乙醚气味,易燃?;费跻彝橐禾灞旧碛质且恢至己玫挠谢芗??;费跻彝橐妆?,当空气中含有3%~80%环氧乙烷时,则形成爆炸性混合气体,遇明火时发生燃烧或爆炸。若将环氧乙烷液体和水以1:22以上比例相混合,则不再有易燃(爆)性?;费跻彝橛?a class="classic" >镁、银及其化合物相接触时可形成乙炔,也可发生爆炸。为了安全使用环氧乙烷,可用淬火剂进行稀释。
              2、环氧乙烷可以发生聚合,但一般情况下聚合作用是缓慢的,且主要是在液体状态时发生聚合。在聚合过程中释放一些能量。这种聚合作用可因某些催化剂的存在而加速?;费跻彝榈木酆衔锟晌粕妥次锘蚴鹘貉烫?。易溶于水和有机溶剂,能还原硝酸银?;灾驶钇?、易发生开环反应,能与许多化合物进行加成反应,与水反应生成乙二醇,与醇类反应生成乙二醇单醚,与苯酚反应生成苯氧基乙醇,与无机酸如硝酸反应生成乙二醇二硝酸酯?;费跻彝槟芊⑸酆戏从ι删垡叶?。

              合成方法

              ·氯醇法

              乙烯为原料,先经次氯酸化制得氯乙醇,然后用碱环化而得。
              具体工艺:将乙烯和氯气通入水中生成氯乙醇,该反应在耐腐蚀的反应器中进行,氯气、水和乙烯并流通入反应器,在20~50℃和0.2~0.3 MPa下反应,生成2-氯乙醇水溶液,含量一般在6%~7%以下。然后用碱(通常为石灰乳)与氯乙醇反应,进行环合。反应温度控制在100℃左右,生成的环氧乙烷尽快离开反应区,从反应器上部的冷凝口流出,然后汽液分离,蒸馏可得成品。
              工艺流程:
              1、乙烯的次氯酸化反应在温度27-43℃,压力0.2-0.Mpa下进行。所用反应器为塔式反应器。从塔底加入水,在稍上部加入氯气,在再上部加入乙烯。水、次氯酸、乙烯并流向上通过反应器进行反应,得到氯乙醇含量为4%-5%(质量)的反应液;反应副产物为二氯乙烷、二氯乙基醚等。从反应器顶部逸出的气体进入冷凝,不凝气体大部分为未反应的乙烯,除少量放空外,大部分经水洗、碱洗后返回反应循环使用。
              2、皂化 上述冷凝液与反应器中溢出的反应液一起送入皂化水解塔。水解塔温度低于100℃,压力为常压;加入过量10%-20%的石灰乳,氯乙醇在皂化塔中水解为环氧乙烷后,与其他氯化副产物一起从塔顶蒸出;然后依次经初馏塔和精馏塔脱去低沸物和高沸物后而得环氧乙烷产品。
              消耗定额(kg/t):乙烯800,氯气2000,石灰1600;同时副产氯化钙3200,二氯乙烷100-150。

              ·氧化法

              由乙烯与空气或氧气通过银催化剂于200~300℃和1~3 MPa压力下在气相直接氧化制得。
              氧化法催化剂一般含银10%~30%,有效助催化剂是碱金属和碱土金属(如、等)。常用的载体为α-氧化铝或碳化硅,反应后生成氧化气体,于吸收塔内用水吸收,未反应的乙烯循环回反应器,吸收液经解吸蒸馏而得产品。
              工艺流程:新鲜乙烯、空气和循环气体混合后在换热器中与反应器中出来的气体换热;然后加入(2-3)×10-6的二氯乙烷,使催化剂活性降低,同是提高其选择性。该混合气体随后进反应器反应;反应后的气体经冷却后进第一水吸收塔,用水吸收其中的环氧乙烷;未吸收的气体大部分返回主反应器循环使用,少量(10%-20%)经补加空气,并预热后进副反应器反应;由副反应器出来的反应气体经冷却后进第二水吸收塔。第一第二吸收塔;塔顶出来的解吸气体进净化塔,从塔底除去残佘的水;塔顶产物再经初馏塔、精馏塔分别除去轻组分和重组分后,得到环氧乙烷产品。
              消耗定额:乙烯0.9-1.0t/t,二氯乙烷18kg/t,催化剂18kg,冷却水19t/t,空气6000-7000平方立米,蒸汽0.09t/t,电800-1500KW·h/t。
              精制方法主要杂质是醛类(如甲醛、乙醛),通过蒸馏装置可使含醛量不超过54mg/m3。其他精制方法有分子筛吸附法,2-乙基己酸处理法和甲醇蒸取蒸馏法等。

              用途及作用

              ·应用领域

              环氧乙烷有杀菌作用,对金属不腐蚀,无残留气味,因此可用材料的气体杀菌剂。通常采用环氧乙烷-二氧化碳(两者之比为9
              环氧乙烷灭菌器
              环氧乙烷灭菌器
              0:10)或环氧乙烷-二氯二氟甲烷的混合物,主要用于医院和精密仪器的消毒?;费跻彝橛醚艏脸S糜诹甘?、食物的保藏。例如,干蛋粉的贮藏中常因受细菌的作用而分解,用环氧乙烷熏蒸处理,可防止变质,而蛋粉的化学成分,包括氨基酸等都不受影响?;费跻彝橐子胨嶙饔?,因此可作为抗酸剂添加于某些物质中,从而降低这些物质的酸度或者使用其长期不产生酸性。例如,在生产氯化丁基橡胶时,异丁烯与异戊二烯共聚物的溶液在氯化前如果加入环氧乙烷,则成品即可完全不用碱洗和水洗?;费跻彝樽远纸馐蹦懿来竽芰?,可以作为火箭和喷气推进器的动力,一般是采用硝基甲烷和环氧乙烷的混合物(60:40-95:5)。这种混合燃料燃烧性能好,凝固点低,性质比较稳定,不易引爆。总的来说,环氧乙烷的上述这灯直接用途消费量很少,环氧乙烷作为乙烯工业衍生物仅次于聚乙烯,为第二位的重要产品。其重要性主要是以其为原料生产的系列产吕。由环氧乙烷衍生的下游产品的种类远比各种乙烯衍生物多?;费跻彝榈亩拘晕叶己?7倍,与氨的毒性相仿。在体内形成甲醛、乙二醇和乙二酸,对中枢神经系统起麻醉作用,对粘膜有刺激作用,对细包原浆有毒害作用。

              ·药理作用

              环氧乙烷是一种广谱、高效的气体杀菌消毒剂。对消毒物品的穿透力强,可达到物品深部,可以杀灭大多数病原微生物,包括细菌繁殖体、芽孢、病毒真菌。气体和液体均有较强杀微生物作用,以气体作用更强,故多用其气体。目前认为,环氧乙烷杀灭微生物是由于它能与微生物的蛋白质,DNA和RNA发生非特异性烷基化作用。以蛋白质为例,蛋白质上的羧基、氨基、硫氢基和羟基被烷基化,使蛋白质的正常的生化反应和新陈代谢受阻,导致微生物死亡?;费跻彝榫庾梢叶?,乙二醇也具有一定杀菌作用。

              ·适应症

              本品在医学消毒和工业灭菌上用途广泛。常用于食料、纺织物及其他方法不能消毒的对热不稳定的药品和外科器材等进行气体熏蒸消毒,如皮革、棉制品、化纤织物、精密仪器、生物制品、纸张、书籍、文件、某些药物、橡皮制品等。

              ·用法用量

              因环氧乙烷易爆易燃,在空气中浓度超过3%可引起燃烧爆炸。一般使用CO2或卤烷作稀释剂,防止燃烧爆炸,其制剂是10%的环氧乙烷与90%的CO2或卤烷混合而成。消毒时必须在密闭容器内进行。较常用的有固定容器消毒法,消毒袋消毒法,塑料棚幕消毒法和自动控制消毒箱消毒法。上述各种方法都须保证灭菌的可靠性和可重复性,工作条件对操作人员没有明显的危害性。消毒效果与消毒时间、温度、湿度、污染微生物类型和数量及环氧乙烷在消毒溶器中的分压有关。温度升高增强杀菌作用,对大多数对热不稳定的物品常用温度约55℃。干燥微生物必须给予水分湿润才能杀灭,常用的消毒剂相对浓度40%~60%。消毒时间6~24h。

              ·不良反应

              环氧乙烷对人及动物的毒性高于四氯化碳和氯仿,和氨气相似。本品对眼、呼吸道有腐蚀性,可导致呕吐、恶心、腹泻、头痛、中枢抑制、呼吸困难、肺水肿等,还可出现肝、肾损害和溶血现象。皮肤过度接触环氧乙烷液体或溶液,产生灼烧感,出现水疱、皮炎等,若经皮吸收可能出现系统反应?;费跻彝槭敉榛?,有致癌可能。

              ·注意事项

              环氧乙烷对大多数消毒物品无损害??善苹凳澄镏械哪承┏煞?,如维生素B1、B2、B6和叶酸,消毒后食物中组氨酸、蛋氨酸、赖氨酸等含量降低。链霉素经环氧乙烷灭菌后效力降低35%,但对青霉素无灭活作用。因本品可导致红细胞溶解、补体灭活和凝血酶原破坏,不能用作血液灭菌。

              ·外观性状

              室温、常压下为无色气体,比空气重,密度为1.52,具芳香醚味;当温度低于10.8℃时,气体液化。无色透明,能与水以任意比例混溶,并能溶于常用有机溶剂和油脂。

              健康危害

              侵入途径:吸入、经皮吸收。
              健康危害:是一种中枢神经抑制剂、刺激剂和原浆毒物。
              急性中毒:患者有剧烈的搏动性头痛、头晕、恶心和呕吐、流泪、呛咳、胸闷、呼吸困难;重者全身肌肉颤动、言语障碍、共济失调、出汗、神志不清,以致昏迷。尚可见心肌损害和肝功能异常。抢救恢复后可有短暂精神失常,迟发性功能性失音或中枢性偏瘫。皮肤接触迅速发生红肿,数小时后起疱,反复接触可致敏。液体溅入眼内,可致角膜灼伤。
              慢性影响:长期少量接触,可见有神经衰弱综合征和植物神经功能紊乱。

              毒理学资料

              毒性:属中等毒类。
              急性毒性:LD50330mg/kg(大鼠经口);LC502631.6mg/m3×4小时(大鼠吸入);人吸入250ppm×60分钟,严重中毒;人吸入100ppm,出现有害症状;人吸入>10ppm,不安全。
              刺激性:家兔经眼:18mg(6小时),中度刺激。人经皮:1%,7秒,皮肤刺激。
              亚急性和慢性毒性:大鼠吸入0.64g/m3,7小时/次,7次后出现继发性肺感染,引起死亡。而小鼠出现中度体重降低,严重肺损害。
              致突变性:微粒体诱变:鼠伤寒沙门氏菌20ppm,微生物致突变:啤酒酵母菌25mmol/L。姊妹染色单体交换:人淋巴细胞4pph。
              生殖毒性:大鼠吸入最低中毒浓度(TCL0):3600μg/m3,24小时(60天,雄性),影响睾丸、附睾和输精管。致植入前的死亡率升高。大鼠吸入最低中毒浓度(TCL0):150ppm(7小时,孕7-16天用药),致胚胎毒性,致颅面部发育异常,致肌肉骨骼发育异常。
              致癌性:IARC致癌性评论:人类致癌物。

              危险特性

              危险特性:其蒸气能与空气形成范围广阔的爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。若遇高热可发生剧烈分解,引起容器破裂或爆炸事故。接触碱金属、氢氧化物或高活性催化剂如铁、的无水氯化物及铁和铝的氧化物可大量放热,并可能引起爆炸。其中蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇明火会引着回燃。
              燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化碳。

              监测方法

              环氧乙烷采样仪
              环氧乙烷采样仪
              一、现场应急监测方法
              便携式气相色谱法;气体检测管法
              气体速测管(德国德尔格公司产品)
              二、实验室监测方法
              气相色谱法《空气中有毒物质的测定方法》(第二版),杭士平主编
              变色酸比色法《空气中有毒物质的测定方法》(第二版),杭士平主编

              环境标准

              中国(TJ36-79) 车间空气中有害物质的最高容许浓度  5mg/m3
              前苏联(1975) 居民区大气中有害物最大允许浓度 0.03mg/m3(昼夜均值)

              应急处理处置方法

              ·泄漏应急处理

              迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并立即隔离150米,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,穿消防防护服。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。
              废弃物处置方法:不含过氧化物的废料液经浓缩后,在控制的速度下燃烧。含过氧化物的废料经浓缩后,在安全距离外敞口燃烧。

              ·防护措施

              呼吸系统防护:空气中浓度超标时,建议佩戴自吸过滤式防毒面具(全面罩)。紧急事态抢救或撤离时,建议佩戴空气呼吸器。
              眼睛防护:呼吸系统防护中已作防护。
              身体防护:穿防静电工作服。
              手防护:戴橡胶手套。
              其它:工作现场严禁吸烟。工作毕,淋浴更衣。注意个人清洁卫生。

              ·急救措施

              皮肤接触:立即脱去被污染的衣着,用大量流动清水冲洗,至少15分钟。就医。
              眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。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。如呼吸心跳停止时,立即进行人工呼吸和胸外心脏按压术。
              食入:误服者立即漱口,饮牛奶或蛋清。就医。
              灭火方法:切断气源。若不能立即切断气源,则不允许熄灭正在燃烧的气体。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、抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳。

              操作与储存

              操作注意事项: 密闭操作,局部排风。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),穿防静电工作服,戴橡胶手套。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。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与酸类、碱类、醇类接触。在传送过程中,钢瓶和容器必须接地和跨接,防止产生静电。禁止撞击和震荡。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。避免光照??馕虏灰顺?0℃。应与酸类、碱类、醇类、食用化学品分开存放,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。应严格执行极毒物品“五双”管理制度。

              运输信息

              危险货物编号: 21039
              UN编号: 1040
              包装类别: O52
              包装方法: 钢质气瓶;安瓿瓶外普通木箱。
              运输注意事项: 铁路运输时应严格按照铁道部《危险货物运输规则》中的危险货物配装表进行配装。采用刚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。严禁与酸类、碱类、醇类、食用化学品等混装混运。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,禁止在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜放。

              法规信息

              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[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 (GB 13690-92)将该物质划为第2.1 类易燃气体;车间空气中环氧乙烷卫生标准 (GB 11721-89),规定了车间空气中该物质的最高容许浓度及检测方法。
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