丁二烯理化性质与质量指标

丁二烯理化性质与质量指标

1.1 丁二烯的基本概况

产品名称：1,3-丁二烯；别名：二乙烯、丁间二烯、乙烯基乙烯；

英文名称：1,3-butadiene；

英文别名：Biethylene、Erythrene、Vinylethylene。

分子式： C4H6或H2CCHCHCH2

分子量：54.09

CAS 登录号：106-99-0

图1.1 丁二烯结构式

丁二烯通常指1, 3-丁二烯，又称乙烯基乙烯，是一种重要的石油化工基础原料，是C4馏分中最重要的组分之一，在石油化工烯烃原料中的地位仅次于乙烯和丙烯。

丁二烯分子式为C4H6，由于其分子中含有共扼二烯，可以发生取代、加成、环化和聚合等反应，在有机合成方面具有广泛的用途，可以合成聚丁二烯橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体(SBS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯( ABS )树脂等多种产品，此外还可用于生产己二腈、己二胺、尼龙-66、1,4-丁二醇等有机化工产品以及用作粘接剂、汽油添加剂等，用途十分广泛。

1.2 丁二烯的理化性质

丁二烯又称丁间二烯，分子式C4H6，分子量54.09。在常温下为无色、有芳香味、有毒气体，是一种极易液化的无色气体，与空气可形成爆炸性混合气体。

稍溶于水，水中溶解度为0.38%。易溶于丙酮、苯等有机溶剂，易聚合，有氧存在下更易聚合。蒸汽密度为1.9kg/m3；相对密度0.6211(在20℃下的液体)；溶点

-139℃；沸点-4.41℃；自燃点414℃；蒸汽压101.3Kpa（-4.5℃）；闪点-76℃；

冰点-108.9℃；易燃；爆炸极限2.16～11.47℃（体积）。

表1.1 丁二烯的理化性质表

项目指标项目指标

熔点(101.325kPa)：-l08.9℃沸点(101.325kPa)：-4.4℃

液体密度(-4.4℃，101.325kPa)：650.4kg/m3 气体密度(101.325kPa，0℃)： 2.428kg/m3 相对密度(101.325kPa，20℃，空气

=1)：

1.878 比容(21.1℃，101.325kPa)：0.4306m3/kg 气液容积比(15℃，100kPa)：279l/l 饱和蒸气压(kPa)：245.27(21℃) 临界温度：l5

2.0~C 临界压力：4327kPa

临界密度：245kg/m3 熔化热(—108.9℃))：147.62kJ/kg 气化热AHv(—4.6℃)：416.06kJ/kg 比热比：Cp/Cv＝1.113

比热容(气体，101.325kPa，25℃)：CP=1.518kJ/(kg·K)

Cv=1.364kJ/(kg·K)

蒸

气

压

(—40℃)：19.77kPa

(0℃)：l19.82kPa (液体，—28.2℃)： 2.055kJ/(kg·K) (40℃)：434.36kPa

导热系数(气体，101.325kPa，25℃)：0.01569W/(m·K) 表面张力(一40℃)：20.7mN/m (液体，一40℃)：0.1548W/(m·K) 燃点：417.8℃

粘度(气体，101.325kPa，20℃)：0.00754mPa·s 折射率(液体，一25℃)： 1.4292 燃烧界限(空气中，20℃，100kPa)：2%～11.5%(体积) 在氧气中当量燃烧时火焰温度：2770℃在氧气中当量燃烧时火焰速度： 3.64m/s 在空气中当量燃烧时火焰速度：0.5 m/s 在空气中当量燃烧时火焰温度：2357℃

丁二烯化学结构与其他单烯烃不同，碳碳双键具有共轭效应，这就决定了它的化学性质不同于其他单烯烃和双烯烃。丁二烯有很强的聚合性，可以产生高分子聚合物，像丁二烯聚合物、橡胶类聚合物、丁二烯过氧化物及丁二烯端基聚合物等。这些聚合物后体积膨胀，产生大量的热，可导致设备管道堵塞或爆炸。

1.3 丁二烯的危险性及产生危害

（一）易燃、易爆。丁二烯与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。其蒸汽比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。若遇高热，可能发生聚合反应，出现大量放热现象，引起容器破裂和爆炸事故。

（二）易自聚。丁二烯极易发生自聚，其自聚物有丁二烯聚物、像胶壮自聚物、丁二烯过氧化自聚物和端基聚合物四种形式。

丁二烯受热发生二聚反应，生成4-乙烯基环已烯。同时，丁二烯二聚物是丁二烯的热聚物。二聚物常温下为液体，具有流动性，沸点116℃，可以与丁二烯以任何比例溶。

通常，丁二烯二聚物没有易燃、易爆危险性，在少量时可看作作丁二烯杂质，而量多时则会影响产品生产过程中丁二烯的聚合。橡胶壮自聚物是一种丁二烯的热聚合物，进入聚合系统，会影响橡胶的物理机械性能，并易堵塞设备和管路。丁二烯在氧存在下易发生过氧化反应，形成过氧化物。丁二烯过氧化自聚物为浅黄色粘稠液体，相对分量为800左右，比重比丁二烯大，易沉积并积累于设备的死角处，其性质很不稳定，受撞击或急剧加热时会迅速分解自燃引起爆炸。同时，它能分解产生活性自由基，能引发丁二烯进行端基聚合，生成米花壮固体聚合物—端基聚合物（端聚物）。当端聚物粒子增长超过一定限度时，链增长成为无终止反应，造成端聚物的迅速增多和急剧膨胀。当端聚物粒子增长超过一不定期限度时，丁二烯聚合热很难排出，形成局部过热，导致过氧化物急剧而引发爆炸。丁二烯过氧化自聚反应为自催化反应。丁二烯端基聚合物一种高度交联的树脂状聚合物。如果系统不干净，聚合物常被铁锈、铁离子污染而成深黄、深茶花或咖啡色。大块的丁二烯端聚物酷似爆米花，故称为米花状聚合物（Popcorn-polymer）。

端基聚合物化学性质十分活泼，易发生自由基连锁聚合，易燃易爆，给生产和储存工作带来相当大的潜在危险。

（三）易自燃。在一定压力下，液态丁二烯极易吸附在端基聚合物的小孔中，用氮气无法将丁二烯置换出来。当设备内氧含量超标，自聚物受热或被低压蒸汽加热时，蒸发出的丁二烯与设备内空气中的氧气结合生成过氧化物会分解自燃，并很快将自聚物引燃。自聚物易胀裂阀门和管道。丁二烯常因在阀门和管道内积存丁二烯大量外泄。同时，由于丁二烯的特性，泄漏后存在冻裂阀门和管道可能性。

（四）易使人中毒和冻伤。丁二烯具有麻醉和刺激作用。

急性中毒：轻者有头痛、头晕、恶心、咽痛、耳鸣、全身乏力、嗜睡等。重者出现酒醉状态、呼吸困难、脉速等，后转入意识丧失和抽搐，有时也可有烦燥不安、到处乱跑等精神症状。脱离接触后，迅速恢复。头痛和嗜睡有时可持续一段时间。皮肤直接接触丁二烯可发生灼伤或冻伤。

慢性影响：长期接触一定浓度的丁二烯可出现头痛、头晕、全身乏力、失眠、多梦、记忆力减退、恶心、心悸等症状。偶见皮炎和多发性神经炎。

1.4 丁二烯的毒性、安全、贮存及运输等

丁二烯属低毒类，最高容许浓度l000ppm(2200mg/m3)。具有麻醉和刺激作用。其麻醉作用比丙二烯强，但仅为丁烯的一半。

丁二烯蒸气对粘膜有轻度刺激作用，具有窒息性。皮肤接触液体会引起冻伤。

人吸入1%浓度可引起头晕、头痛、恶心、口干、嗜睡、脉速等，并伴有上呼吸道刺激症状。浓度再高时，可引起视力模糊、眼鼻刺激加重和麻醉感。人在30%～35%浓度下，很快出现头痛、头晕、咽喉痛、耳鸣、全身无力、口有甜味、恶心，有时有呕吐、醉酒状态、皮肤苍白、胸闷呼吸、困难和表浅、脉速，后转入意识丧失和抽搐。脱离接触后迅速恢复，但头痛和嗜睡有时可持续一段时间。在超过25%的浓度下暴露25分钟以上会死亡。出现皮肤冻伤时皮肤由粉红变成白或灰黄色，疼痛消退后出现变冷和麻木的感觉。

长期接触一定浓度丁二烯，对人的慢性影响有头晕、头痛、全身乏力、易激