环氧氯丙烷

环氧氯丙烷
 环氧氯丙烷
  环氧氯丙烷,一种有机氯化合物。无色油状液体。有与氯仿相似的刺激性气味。有挥发性和麻醉性。能溶于乙醇丙酮等多种有机溶剂。不溶于水。化学性质活泼。由丙烯氯气经高温氯化得氯丙烯,再经次氯酸化、皂化而制得。主要用于制备甘油、环氧树脂、氯醇橡胶、聚醚多元醇。是生产甘油衍生物、缩水甘油衍生物的重要原料。还用作纤维素酯、树脂和纤维素醚的溶剂。

基本资料

  国标编号:61052  CAS号:106-89-8
  中文名称:环氧氯丙烷  英文名称:3-Chloro-1,2-epoxypropane;Epichlorohydrin  别名:3-氯-1,2-环氧丙烷;表氯醇  分子式:C3H5ClO;CH2OCHCH2Cl  分子量:92.52  稳定性:稳定  危险标记:14(有毒品)  主要用途:用于制环氧树脂,也是一种含氧物质的稳定剂和化学中间体

物性数据

环氧氯丙烷的分子立体图
环氧氯丙烷的分子立体图
  性状:无色液体,有类似氯仿的气味  沸点(℃,101.3kPa):116  熔点(℃):-457.2  相对密度(g/mL,15/4℃):1.18683  相对密度(g/mL,20/4℃):1.181  相对密度(g/mL,25/4℃):1.17455  相对蒸汽密度(g/mL,空气=1):3.29
  蒸汽压:1.8kPa/20℃  折射率(20℃):1.43805  折射率(25℃):1.4358  黏度(mPa·s,0℃):1.56  黏度(mPa·s,25℃):1.03  闪点(℃):40.6  蒸发热(KJ/mol,b.p.):37.93
  生成热(KJ/mol,计算值):582
  燃烧热(KJ/mol):1750  比热容(KJ/(kg·K),20℃,定压):1.40  临界温度(℃):351.3  临界压力(MPa):4.9  电导率(S/m,20℃):5.4×10-8  热导率(W/(m·K),20℃):0.0733  蒸气压(kPa,20℃):1.73  体膨胀系数(K-1,55℃):0.00104  爆炸下限(%,V/V,计算值):5.23  爆炸上限(%,V/V,计算值):17.86
  溶解性:微溶于水,可混溶于醇、醚、四氯化碳。在20℃时,环氧氯丙烷在水中的溶解度为6.58%(质量),水在环氧丙烷中的溶解度为1.47%(质量)。本品可与水形成共沸物,其沸点为88℃,含水28%

分子结构数据

  摩尔折射率:20.37
  摩尔体积(m3/mol):76.7
  等张比容(90.2K):187.4
  表面张力(dyne/cm):35.6  极化率:8.07

化学性质

  化学性质活泼,可以生成酯:与醇及苯酚反应可以生成醚;与醛或酮反应得到二恶烷衍生物。用本品进行反应时,为安全起见,宜以惰性溶剂稀释,并缓缓加入。
  3-氯-1,2-环氧丙烷与水反应生成3-氯丙二醇。与盐酸作用生成β,β′-二氯异丙醇。与氰化氢发生加成反应生成γ-氯-β-羟基丁腈。用或钠汞齐还原生成烯丙醇。与硫化氢反应生成1-氯-3-巯基-2-丙醇等。与醇和酚在催化剂存在下发生反应,生成α-氯乙醇-γ-醚、缩水甘油醚或甘油-α,γ-二醚。3.3-氯-1,2-环氧丙烷与氨或胺反应,生成1,3-二氨基丙醇和N-取代产物。与醛或酮反应得到二烷衍生物。与β-酮酸酯和丙二酸酯的钠盐反应,得到γ 内酯衍生物。3-氯-1,2-环氧丙烷用氟化氢或氟化硼作催化剂可以发生聚合作用。

生产方法

  1、工业上主要用丙烯氯化法制取。丙烯氯气进行高温氯化得到烯丙基氯,再经次氯酸化制取二氯丙醇,进而皂化制得环氧氯丙烷。
   
   
   
  该法有次氯酸化法和饱和氯水法。采用国内技术生产的为次氯酸化法,引进国外技术生产的为饱和氯水法。
  次氯酸化法:将碳酸钠配制成2%水溶液,送入次氯酸塔塔顶,氯气从塔下部进入,在塔中制得1.8%-2%次氯酸,引入次氯酸化反应器。3-氯丙烯连续进入次氯酸化反应器,经搅拌反应制得二氯丙醇水溶液,经沉降分离出产物三氯丙烷,用泵送入皂化器。碱液用泵送入皂化器与二氯丙醇进行皂化反应,水蒸气从皂化器下部进入。迅速蒸出皂化反应生成在环氧氯丙烷及其共沸物水,经冷凝进入分相器分层,上部水层返回皂化器,下层为粗环氧氯丙烷。在环氧精馏一塔上部分离出低沸物,在环氧精馏二塔上部分离出成品环氧氯丙烷,塔下部得到高沸点物。低沸物经环氧精馏三塔回收环氧氯丙烷后,去焚烧装置。高沸物经环氧精馏四塔回收环氧氯丙烷可作为副产物出售或者去焚烧装置。生产排出的废水去污水处理场,经过中和、沉降、调质、生化曝气处理合格后排放。
  原料消耗定额:丙烯(100%)640kg/t、氢氧化钠(100%)150kg/t、氯气2070kg/t,副产D-D混剂140kg/t、氢氧化钙(100%)1020kg/t。
  2、醋酸丙烯酯法:该工艺的主要过程包括醋酸丙烯酯的合成、醋酸丙烯酯的水解(烯丙醇的生成)、二氯丙醇皂化及产品精制等几部分。
  (1)酯化:将丙烯醋酸氧气加入酯化反应器内,以钯作催化剂,控制反应温度在150-190℃反应压力0.9MPa,在反应器中生成醋酸丙烯酯。从反应器中引出的反应生成经冷凝分离,得到醋酸丙烯酯混合液,直接送入水解工序。未反应的气体用吸收法除去二氧化碳之后,返回氧乙酰化工序循环使用。
  (2)水解:将醋酸丙烯酯投入装有阳离子交换树脂的反应器中,经液相水解反应生成丙烯醇,控制反应温度60-80℃;水解生成物经共沸蒸馏、水萃取,精制得到含丙烯醇70%的水溶液。
  (3)氯化:将丙烯醇投入带有搅拌器反应器中,与氯气在酸性重要条件下进行氯化反应生成二氯丙醇,反应温度0-10℃。生成的二氯丙醇溶液经汽提分离氯化氢,在分相器中分水,用双塔精制后送皂化工序。
  (4)皂化:在板式汽提皂化塔中,水蒸气从塔底导入,二氯丙醇与石灰水溶液从塔上部喷入,塔中段温度为100℃,塔顶汽提物经冷凝、分相器分水得到粗环氧氯丙烷,再经双塔精馏得到成品环氧氯丙烷。
  消耗定额:丙烯590kg/t,石灰650kg/t,电470KW·/t,醋酸30kg/t,蒸汽10.4t/t。
  精制方法:由于空气中水分的作用发生水解生成盐酸而显酸性。精制时需用碱洗涤,然后在100℃以下进行减压蒸馏。收集中间馏分,用氢氧化钙干燥。也可以先进行常压蒸馏,在馏出物中加入其质量1/4的氧化钙,在蒸气浴上加热。然后倾出产品,再进行分馏。

应用领域

  环氧氯丙烷是合成甘油中间体,也是环氧树脂、硝化甘油炸药、玻璃钢、电绝缘制品的主要原料。并用作纤维素酯、树脂和纤维素醚的混剂。也是生产表面活性剂、医药、农药、涂料、胶粘剂、离子交换树脂、增塑剂、甘油衍生物、缩水甘油衍生物以及氯醇橡胶的原料。以环氧氯丙烷与双酚A为主要原料制取的各类环氧树脂具有粘合性高、收缩性小、耐化学腐蚀、稳定性好等特点,广泛用作涂料、粘合剂、增强材料和浇铸材料等。以环氧氯丙烷为原料生产的氯醇橡胶是橡胶的新品种,在一般油和普通溶剂中不易膨胀,在低温无增塑剂存在下具有较大的挠性,具有优于丁腈、氯丁和丁基橡胶的某些特有的功能。此外,3-氯-1,2-环氧丙烷还可用作增塑剂、纤维处理剂、稳定剂、杀虫杀菌剂、医药原料等。 

健康危害

  侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。
  健康危害:蒸气对呼吸道有强烈刺激性。反复和长时间吸入能引起肺、肝和肾损害。高浓度吸入致中枢神经系统抑制可致死。蒸气对眼有强烈刺激性,液体可致眼灼伤。皮肤直接接触液体可致灼伤。口服引起肝、肾损害,可致死。慢性中毒:长期少量吸入可出现神经衰弱综合征和周围神经病变。

毒理学资料

  毒性:属中等毒类。
  急性毒性:LD5090mg/kg(大鼠经口);238mg/kg(小鼠经口);1500mg/kg(兔经皮); LC50500ppm,4小时(大鼠吸入);人吸入20ppm,最小中毒浓度(对眼刺激);人经口50mg/kg,最小致死剂量。
  亚急性和慢性毒性:大鼠吸入60mg/m3×7小时/日×5日/周×91日,肾明显增大和尿棕色素增加。
  致突变性:基因突变,小鼠淋巴肉瘤细胞阳性。
  致畸性:体外细胞遗传损伤,啮齿动物骨髓细胞染色体畸变阳性。
  致癌性:小鼠皮下最小中毒剂量720mg/kg(78周,间断)致肿瘤阳性。

危险特性

  其蒸气与空气形成爆炸性混合物,遇明火、高温能引起分解爆炸和燃烧。若遇高热可发生剧烈分解,引起容器破裂或爆炸事故。
  燃烧(分解)产物:一氧化碳二氧化碳氯化氢

实验室监测方法

  气相色谱法《空气和废气监测分析方法》,国家环保局编
  乙酰丙酮比色法《空气和废气监测分析方法》,国家环保局编

环境标准

  中国(TJ36-79)  车间空气中有害物质的最高容许浓度  1mg/m3 [皮]
  中国(TJ36-79)  居住区大气中有害物质的最高容许浓度  0.20mg/m3(一次值)
  嗅觉阈浓度 平均10ppm

应急处理、处置方法

  一、泄漏应急处理
  疏散泄漏污染区人员至安全区,禁止无关人员进入污染区,切断火源。应急处理人员戴自给式呼吸器,穿防护服。不要直接接触泄漏物,不确保安全情况下堵漏。喷水雾可减少蒸发。用砂土或其它不燃性吸附剂混合吸收,然后收集运至废物处理场所。如大量泄漏,利用围堤收容,然后收集、转移、回收或无害处理后废弃。
  废弃物处置方法:用焚烧法。废料同其它燃料混合后焚烧,燃烧要充分,防止生成光气。焚烧炉排出的卤化氢要通过酸洗涤器除去。
  二、防护措施
  呼吸系统防护:空气中浓度超标时,戴面具式呼吸器。紧急事态抢救或撤离时,建议佩戴自给式呼吸器。
  眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。
  防护服:穿紧袖工作服,长筒胶鞋。
  手防护:戴防化学品手套。
  其它:工作后,淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。防止皮肤和粘膜的损害。
  三、急救措施
  皮肤接触:脱去污染的衣着,立即用大量流动清水彻底冲洗至少15分钟。就医。
  眼睛接触:立即翻开上下眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗至少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。呼吸困难时输氧。呼吸停止时,立即进行人工呼吸。就医。
  食入:立即用水漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。
  灭火方法:泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。

贮存方法

  储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与酸类、碱类、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和合适的收容材料。
  因氯化铁或氯化锡等能促进环氧氯丙烷自聚反应的发生,故宜贮存在干燥清洁的镀铁桶中,每桶200kg。贮存于阴凉、通风、干燥处,要远离火源和热源。按易燃有毒物品规定贮运。