环氧丙烷性质

环氧丙烷性质
环氧丙烷、概况：
环氧丙烷：无色、具有醚类气味的低沸易燃液体。

是除草剂异丙甲草胺的中间体，也是重要的有机合成化工原料。

中文名称：环氧丙烷
英文名称：Propylene oxide
别名：1,2-环氧丙烷、氧化丙烯、甲基环氧乙烷、丙烯氧化物。

分子式：C3H6O
分子量：58
环氧丙烷、编号系统：
物竞编号：01JR
BRN号：79763
PubChem号：24880314
CAS号：75-56-9
MDL号：MFCD00005126
EINECS号：200-879-2
RTECS号：TZ2975000
环氧丙烷、稳定性：
环氧丙烷在常温常压下为无色透明低沸易燃液体，具有类似醚类气味；环氧丙烷工业产品为两种旋光异构体的外消旋混合物。

凝固点：-112.13℃，
沸点：34.24℃，
相对密度（20/20℃）：0.859，
折射率（nD ）：1.3664，
粘度（25℃）：0.28mPa·S。

与水部分混溶［20℃时水中溶解度40.5%（重量）；水在环氧丙烷中的溶解度12.8%(重量)］，与乙醇、乙醚混溶，并与二氯甲烷、戊烷、戊烯、环戊烷、环戊烯等形成二元共沸物。

环氧丙烷化学性质活泼，易开环聚合，可与水、氨、醇、二氧化碳等反应，生成
相应的化合物或聚合物。

在含有两个以上活泼氢的化合物上聚合，生成的聚合物通称聚醚多元醇。

环氧丙烷常用于制造丙二醇、丙醛、异丙醇胺、聚醚、石油破乳剂、消泡剂、合成甘油、有机酸等，可作为合成树脂、泡沫塑料、增塑剂及表面活性剂等化工原料；亦可作硝酸纤维素、氯乙烯、醋酸乙烯、氯丁二烯等树脂和有机物质的低沸点溶剂等。

环氧丙烷是易燃、易爆化学品，其蒸汽会分解。

应避免酸性盐（如氯化锡、氯化锌）、碱类、叔胺等过量会污染环氧丙烷。

对金属无腐蚀性，由于对某些橡胶和塑料有作用，应注意选择垫圈和阀门。

由于沸点低，挥发性大，易燃，化学性质活泼，应注意防止与电火花、静电、热源、酸、碱等接近。

与水部分混溶[20℃时水中溶解度40.5%（重量）；水在环氧丙烷中的溶解度12.8%（重量），与乙醇、乙醚混溶，并与二氯甲烷、戊烷、戊烯、环戊烷、环戊烯等形成二元共沸物。

化学性质化学性质极其活泼，特别是能与含有活泼氢的化合物反应，生成各种衍生物。

例如，与水反应生成1,2-丙二醇；与氨反应生成异丙醇胺；与醇反应生成羟基醚；与脂肪酸反应生成羟基酯；与卤化氢反应生成卤代醇；与丙二醇反应生成聚丙二醇；氧化生成乙酸；与甘油反应生成聚醚三元醇；与羧酸反应生成酯等。

在500℃通过浮石时部分发生重排，生成丙酮和丙醛。

在无水状态下与氯作用，生成氯代丙酮和1-氯-2-丙醇。

氧化时生成乙酸，用钠汞齐还原生成异丙醇。

急性毒性：口服- 大鼠LD50：380 毫克/公斤；口服- 小鼠 LD50：440毫克/公斤。

刺激数据：皮肤- 兔子 415 毫克中度；眼睛- 兔子 20 毫克重度。

属低毒类。

毒性比环氧乙烷小，但积累性比环氧乙烷强。

对皮肤、眼睛、气管黏膜有刺激作用，特别是它的水溶液对皮肤的刺激作用强烈，应避免与湿润的皮肤直接接触。

工作场所最高容许浓度50mg/m3（美国）。

空气中致死浓度为9488mg/m3。

致突变性：微生物致突变：鼠伤寒沙门氏菌350μg/皿。

DNA损伤：大肠杆菌1μm ol/L。

显性致死实验：大鼠吸入300ppm/5天（间歇）。

细胞遗传学分析：人淋巴细胞1850 ug/L。

姐妹染色单体交换：人淋巴细胞25000 ppm。

致畸性：大鼠孕后7～16天吸入最低中毒剂量（TCLo）500 ppm/7H，致肌肉骨骼系统、颅面部（包括鼻、舌）发育畸形。

致癌性：IARC致癌性评论：组2B,对人类是可能致癌物。

其他：大鼠吸入最低中毒浓度(TCL0)：500ppm/7小时(孕后7～16天用药)，致胚胎毒性，致肌肉骨骼发育异常。

该物质对水体稍有危害。

1.环氧丙烷是重要的有机化工原料，为丙烯系的第三大产品，最大用途是制聚醚多元醇，进而制造聚氨酯，在美国和西欧的用途分配中，这方面的用途分别占60%和7 0%以上。

用于制造非离子表面活性剂和丙烯醇、丙二醇、醇醚、碳酸丙烯酯、异丙醇胺、丙醛、合成甘油、有机酸、合成树脂、泡沫塑料、增塑剂、乳化剂、湿润剂、洗涤剂、杀菌剂、熏蒸剂等。

环氧丙烷衍生的精细化学品几乎应用于所有工业部门和日常生活中。

另外，环氧丙烷还少量用于涂料、刹车液、防冻剂、喷气发动机燃油添加剂、地板抛光剂、印刷油墨、电子化学品、清洁剂、选矿剂、皮革加工、PS版用感光液、短效增塑剂、染料、非离子型表面活性剂、油田破乳剂、阻燃剂、农药乳化剂及润湿剂等行业。

也用于有机合成。

用作硝酸纤维素、醋酸纤维素、各种树脂的溶剂，氯乙烯树脂和含氯溶剂的稳定剂，硝基喷漆褪色的防止剂等。

还用于表面活性剂（润湿剂、洗涤剂、乳化剂等）以及医药、农药、香料、人造皮革的制造。

2.用于制备改性环氧树脂固化剂、合成树脂及作为环氧树脂胶黏剂的活性稀释剂。

3.生产丙二醇、丙烯醇、丙醛、聚醚、异丙醇胺、高级脂肪酸酯类表面活性剂、增塑剂、医药、农药、香料、泡沫塑料产品。

也是各种树脂、乙酸纤维素、硝化纤维素等的溶剂及氯乙烯树脂和含氯溶剂的稳定剂、硝基喷漆退色防止剂。

4.还可用作杀菌剂、熏蒸剂、润湿剂等。

是一种广谱消毒剂，可以杀灭细菌繁殖体、芽孢、真菌及病毒，一般灭菌浓度为800～2000mg/L。

5.有机合成。

硝化纤维素的低沸点溶剂。

表面活性剂。

性状：无色液体，有类似醚类的气味。

沸点（℃,101.3kPa）：34.23
熔点（℃）：-111.8
相对密度（g/mL,20/20ºC）：0.8304
折射率（5℃）：1.3712
折射率（20℃）：1.3667
黏度（mPa·s,0℃）：0.410
黏度（mPa·s,20℃）：0.327
闪点（℃）：-37
熔化热（KJ/mol）：6.5
燃烧热（KJ/mol）：1886.57
比热容（KJ/(kg·K),15ºC,定压）：1.95
临界温度（℃）：215.3
爆炸下限（%,V/V）：2.4
爆炸上限（%,V/V）：21.5
体膨胀系数（K-1,液体）：0.00213
空气中燃烧范围（ml/100ml）：2.1~2.15
蒸气压（kPa,23.7℃）：53.32
蒸气压（kPa,25℃）：75.86
临界压力（MPa）：5.2
临界密度（g·cm-3）：0.305临界体积（cm3·mol-1）：190 临界压缩因子：0.245
偏心因子：0.271
Lennard-Jones参数（A）：4.8515
Lennard-Jones参数（K）：239.00
溶度参数(J·cm-3)0.5：19.110
van der Waals面积（cm2·mol-1）：4.640×109
van der Waals体积（cm3·mol-1）：34.400
气相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1)：-1943.34
气相标准声称热(焓)( kJ·mol-1)：-94.68
气相标准熵(J·mol-1·K-1)：281.15
气相标准生成自由能( kJ·mol-1)：-25.1
气相标准热熔(J·mol-1·K-1)：72.55
液相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1)：-1915.44
液相标准声称热(焓)( kJ·mol-1)：-122.59
液相标准熵(J·mol-1·K-1) ：196.27
液相标准生成自由能( kJ·mol-1)：-28.66
液相标准热熔(J·mol-1·K-1)：122.5
溶解性：能与乙醇、**混溶，与水部分混溶[20℃水中溶解度为40.5%（重量），水在环氧丙烷中溶解度为12.8%，并与二氯甲烷、戊烷、戊烯、环戊烷、环戊烯等形成二元共沸物。

计算化学数据：
氢键供体数量：0
可旋转化学键数量：0
疏水参数计算参考值（XlogP）：0
表面电荷：0
同位素原子数量：0
确定原子立构中心数量：0
确定化学键立构中心数量：0
不确定化学键立构中心数量：0
共价键单元数量：1
不确定原子立构中心数量：1
氢键受体数量：1
拓扑分子极性表面积（TPSA）：12.5
复杂度：26.5
摩尔折射率：15.53
摩尔体积（m3/mol）：64.2
等张比容（90.2K）：144.0
表面张力（dyne/cm）：25.2
极化率（10-24cm3
环氧丙烷、合成方法：
主要有氯醇法和间接氧化法。

（1）氯醇法：由丙烯和氯气、水在常压和60℃下经次氯酸化生成氯丙醇，再经皂化、凝缩、蒸馏而得。

工艺流程：
1、丙烯次氯酸化将丙烯和氯气分别通入水中进行气液相反应，反应温度为3 5-50℃，丙烯与氯气摩尔比为（1.1-1.2）：1。

水与氯气首先反应生成次氯酸，然后丙烯再与次氯酸进行加成反应生成氯丙醇。

为减少副反应，避免二氯丙烷的生成，氯丙醇的浓度不宜过高，一般不高于6%-7%；氯气不可过量，除氯气过量将导致副产物二氯乙烷增多外，还有可能引起爆炸的危险性；向反应器通氯气和丙烯时，应尽量避免两种气体的直接接触。

一般将氯气入口设在丙烯入口下方，而水的入口设在最下方。

2、氯丙醇脱氯化氢反应
将含水的氯丙醇加入皂化釜中，然后再加10%的石灰乳，搅拌下进行皂化反应，过程中必须注意物料的加入方式，如果将氯丙醇加入到石灰乳中，生成的环氧丙烷处于碱性介质中，会发生水解生成丙二醇厚。

因此，对于氯丙醇脱氯化氢反应，必须将碱液加到氯丙醇中，以获得尽可能高的环氧丙烷收率。

环氧丙烷生成反应立即蒸出，以避免水解。

3、环氧丙烷的提纯
蒸出的环氧丙烷经冷凝后，送入精馏塔进行精馏即得成品。

（2）直接氧化法：在银催化作用下，由丙烯与氧或空气进行氧化制得；
（3）间接氧化法：由乙苯（或异丁烷、异丙苯等）经氧化制成氢过氧化乙苯（或叔丁基过氧化氢、氢过氧化异丙苯等），在环烷酸钼等催化剂存在下，与丙烯进行环氧化反应而得；
（4）电化氯醇法：此法利用氯化钠（或氯化钾、溴化钠、碘化钠）的水溶液，经电解生成氯气和氢氧化钠的原理，在阳极区通入丙烯，生成氯丙醇，在阴极区氯丙醇
与氢氧化钠作用生成环氧丙烷。

（5）过氧化物法
主要过程为有机过氧化氢的制造，用过氧化物将丙烯氧化。

该反应无论是生产有机过氧化氢或在催化剂存在下将过氧化物的氧转移到丙烯分子上都是液相反应，该方法除主产品环氧丙烷外，还有联产品。

目前已经实现工业化的有乙苯哈康法和异丁烷哈康法。

乙苯哈康法以乙苯为原料经氧化制乙苯氢过氧化物，在环烷酸铜等催化剂作用下，进行丙烯环氧化反应，得到环氧丙烷，同时得到α-苯乙醇，经脱水可得到苯乙烯。

乙苯氧化的反应温度为130～150℃，压力为0.07～0.14 MPa，生成乙苯氢过氧化物的选择性达90%，环氧化温度为50～120℃，压力为常压～0.864 MPa。

例如将乙苯氢过氧化物14%、丙烯35%、乙苯50%、α-苯乙醇1%(质量分数)的混合物加入0.4%环烷酸锰-环烷酸钠(nMo/nNa=2，摩尔比)作催化剂，在100℃反应1.5 h，得到乙苯氢过氧化物的转化率为99%，生成环氧丙烷的选择性78%，反应产物经蒸馏处理可得环氧丙烷成品，而α-苯乙醇在脱水反应器用TiO3-Al2O3作催化剂，在250～280℃脱水，10 0%转化为苯乙烯，其选择性为92%。

该方法特点：成本低，经济合理，三废少，同时有联产苯乙烯。

异丁烷哈康法是以异丁烷为原料，经氧化剂叔丁基氢过氧化物再与丙烯反应得环氧丙烷和叔丁醇，工艺过程与乙苯哈康法类似。

制取叔丁基氢过氧化物是在100～110℃，不用催化剂，通常用叔丁基氢过氧化物作继引发剂，丙烯环氧化的反应条件是反应温度121℃，压力4.1 MPa。

在钼催化剂存在下进行，反应时间0.5 h，环氧丙烷的产率为88%(以过氧化物计)，选择性81%。

此法可以联产叔丁醇，产率约60%。

乙苯哈康法
乙苯氧化的反应温度为130～150℃，反应压力为0.07～0.14MPa，生成乙苯氢过
氧化物的选择性可达90%，主要副产物为苯乙酮和α苯乙醇。

乙苯氢过氧化物与丙烯进行环氧化反应温度为50～120℃，压力为0.1～6.86MPa，催化剂为环烷酸锰环氧酸钠（Mn/Na＝3）。

乙苯氢过氧化物的转化率为99%，生成的环氧丙烷选择性为78%，异丁烷哈康法
异丁烷哈康法的工艺与乙苯哈康法相似。

两种方法分别可联产α甲基苯乙醇和叔丁醇，经在脱水反应器中用TiO3-Al2O3作催化剂，在250～280℃进行脱水，分别得到苯乙烯和异丁烯，产量相应为环氧丙烷的 2.5倍和 1.8倍。

环氧丙烷、危险性及应急：
侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。

健康危害：在工业生产中主要经呼吸道吸收。

液态也可经皮肤吸收。

是一种原发性刺激剂，轻度中枢神经系统抑制剂和原浆毒。

接触高浓度蒸气，出现结膜充血、流泪、咽痛、咳嗽、呼吸因难；并伴有头胀、头晕、步态不稳、共济失调、恶心和呕吐。

重者可见有烦躁不安、多语、谵妄，甚至昏迷。

少数出现血压升高、心律不齐、心肌损害、中毒性肠麻痹、消化道出血以及肝、肾损害。

液体可致角膜灼伤。

皮肤接触有刺激作用，严重者可引起皮肤坏死。

环境危害：对大气和水体可造成污染。

燃爆危险：极易燃，其蒸气与空气混合，能形成爆炸性混合物。

急救：
皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗20～30分钟。

如有不适感，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10～15分钟。

如有不适感，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，立即进行心肺复苏术。

就医。

食入：用水漱口，给饮牛奶或蛋清。

就医。

灭火注意事项及措施：消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上风向灭火。

尽可能将容器从火场移至空旷处。

喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。

处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音，必须马上撤离。

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。

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。

储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。

库温不宜超过29℃，远离火种、热源。

保持容器密封。

应与氧化剂、酸类、碱类分开存放，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和合适的收容材料。

包装方法：小开口钢桶；安瓿瓶外普通木箱；螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶（罐）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。

运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。

夏季最好早晚运输。

运输时所用的槽（罐）车应有接地链，槽内可设孔隔板以减少震荡产生静电。

严禁与氧化剂、酸类、碱类、食用化学品、等混装混运。

运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。

中途停留时应远离火种、热源、高温区。

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。

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。

严禁用木船、水泥船散装运输。

上游原料：氢氧化钠-->过氧化氢-->氯-->氢氧化钙-->氧化钙-->苯乙醇-->丙烯-
->乙基苯-->次氯酸-->叔丁基过氧化氢-->2-氨基-3-氯苯甲酸-->环烷酸-->异丁烷-->过氧化氢异丙苯-->1-氯醇-->环烷酸铜。

下游产品：羟丙基淀粉-->破乳剂SP-169-->稠油降粘剂-->消沫剂GPE-->消泡剂APE-->藻酸-1,2-丙二醇酯-->聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚-->1-(2`,6`-二甲氧基)-2-丙酮-->羟丙基纤维素-->涛洛西酮-->苯乙基苯基聚氧乙烯聚氧丙烯醚-->苯乙烯基苯酚聚氧乙基聚氧丙基醚-->二丙二醇甲醚-->聚氧乙烯脂肪醇醚-->FBX-01,FBX-02 消泡剂(涂布料)-->聚丙二醇-->三异丙醇胺-->一缩二丙二醇-->消泡剂PPE-->烷基酚甲醛树脂聚氧丙烯聚氧乙烯醚-->酚醛胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚-->苯乙烯基苯酚甲醛树脂环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚物-->聚氧乙烯聚氧丙烯松香胺醚-->甲基丙烯酸羟丙酯-->消泡剂BAPE-->聚氧乙烯聚氧丙烯单丁基醚-->丙二醇甲醚-->三羟基聚醚-->聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚-->1-乙氧基-2-丙醇-->β-氯丙氧基苯-->蔗糖醚-->聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚-->酚胺树脂聚氧乙烯聚丙烯醚-->2-羟丙基三甲基氯化铵-->聚氧乙烯聚氧丙烯胺醚-->双酚A二异丙醇醚-->聚氧化丙烯丙三醇醚-->3-丁氧基-1-丙醇。

下列法律法规和标准，对化学品的安全使用、储存、运输、装卸、分类和标志等方面均作了相应的规定：
中华人民共和国安全生产法(2002年6月29日第九界全国人大常委会第二十八次会议通过)；
中华人民共和国职业病防治法(2001年10月27日第九界全国人大常委会第二十四次会议通过)；
中华人民共和国环境保护法(1989年12月26日第七届全国人大常委会第十一次会议通过)；
危险化学品安全管理条例(2002年1月9日国务院第52次常务会议通过)；
安全生产许可证条例(2004年1月7日国务院第34次常务会议通过)；
常用危险化学品的分类及标志(GB 13690-92)；
工作场所有害因素职业接触限值(GBZ 2-2002)；
危险化学品名录。