丙烯腈

无色的有刺激性气味液体

丙烯 (Acrylonitrile), 分子式 为CH 2 CHCN,是一种无色的有刺激性气味的有毒液体。易燃,易挥发,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热易引起燃烧,并释放出 有毒气体 。

丙烯腈是一种重要的有机化工原料,最主要的用途是作为 单体 来生产聚合物,如 聚丙烯腈 , 腈纶纤维 和 丁腈橡胶 。 另外也可用于制造抗水剂和胶粘剂等,并用作谷类 熏蒸剂 等。

2017年10月, 中国食品药品检定研究院 安全评价研究所根据 世界卫生组织 国际癌症研究机构 公布的致癌物清单初步整理,丙烯腈位于二类致癌物清单中。

理化性质

物理性质

外观与性状:无色液体,有苦杏仁味。

EINECS号:203-466-5

熔点 (℃):-83.6

相对密度(水=1):0.81

沸点 (℃):77.3

相对蒸气密度(空气=1):1.83

分子式 :CHN

分子量:53.06

饱和蒸气压(kPa):13.33(22.8℃)

燃烧热 (kJ/ 摩尔 ):1757.7

临界温度(℃):263

临界压力(MPa):3.5

正辛醇 /水分配系数的 对数 值:-0.92

闪点(℃):-5

爆炸上限%(V/V):(17.0±5)%

引燃温度 (℃):480

爆炸下限%(V/V):3.05%

化学性质

易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热易引起燃烧,并放出 有毒气体 。与 氧化剂 、 强酸 、 强碱 、胺类、溴反应剧烈。在火场高温下,能发生聚合放热,使容器破裂。

化学性质

易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热易引起燃烧,并放出有毒气体。与氧化剂、强酸、强碱、胺类、溴反应剧烈。在火场高温下,能发生聚合放热,使容器破裂。

1.疏水参数计算参考值(XlogP):无

2. 氢键 供体数量:0

3. 氢键 受体数量:1

4.可旋转 化学键 数量:0

5. 互变异构体 数量:无

6.拓扑分子 极性表面积 23.8

7.重 原子 数量:4

8.表面电荷:0

9.复杂度:54.9

10. 同位素 原子数量:0

11.确定 原子 立构中心数量:0

12.不确定原子立构中心数量:0

13.确定化学键立构中心数量:0

14.不确定化学键立构中心数量:0

15. 共价键 单元数量:1

分子结构数据

1、 摩尔 折射率 :15.58

2、 摩尔体积 ( m3 /mol):66.5

3、等张比容(90.2K):148.8

4、 表面张力 (dyne/cm):25.0

5、 介电常数 :

6、偶极矩(10-24cm3):

7、 极化 率:6.17

毒理学数据

急性毒性

LD50:78mg/kg( 大鼠 经口);27mg/kg( 小鼠 经口);148mg/kg(大鼠经皮);63mg/kg(兔经皮)

LC50:333ppm(大鼠吸入,4h)

刺激性

家兔 经皮:500mg,轻度刺激。

家兔经眼:20mg,重度刺激。

慢性毒性

大鼠、 豚鼠类 、兔和猫在330mg/m3下吸入,每天4h,每周5天,在4周内半数动物死亡;在220mg/ m3 浓度下,10周,除出现 呼吸道 症状外,未出现明显中毒症状。

致突变性

微生物致突变性:鼠 伤寒 沙门菌 25μl/皿。 哺乳动物 体细胞突变性:人 淋巴细胞 25mg/L。

人吸入0.8mg/m3(146周),导致 DNA 损伤、精子形态学和 细胞遗传学 改变。

致畸性

雌性 大鼠孕后8d腹腔内注射641mg/kg,导致仔鼠 中枢神经系统 和肌肉骨骼系统畸形。

致癌性

IARC致癌性评论:G2B,可疑人类致癌物。

大鼠经口最低中毒剂量(TDLo):650mg/kg(孕6~15d),对 雌性 生育指数有影响,可引起 胚胎 毒性,肌肉 骨骼发育异常 。

毒性数据

性质与稳定性

1. 化学性质 :化学性质活泼,能发生 双键 加成反应 ,与相应的含有活泼氢的 无机化合物 或 有机化合物 反应制成一系列 氰乙基化 产物。在缺氧或暴露在 可见光 情况下易聚合,在浓碱存在下能强烈聚合。与 还原剂 发生激烈反应,放出 有毒气体 。蒸气与空气混合易形成爆炸性 混合物 ,与 氧化剂 发生强烈反应,遇明火、高热会引起燃烧爆炸。见光、遇热、久贮易聚合,有燃烧爆炸危险。

2.本品极毒,对温血动物的毒性约为 氢氰酸 的1/30。丙烯腈不仅蒸气有毒,而且附着于皮肤上也易经 皮肤中毒 。对 小鼠 静脉注射 LD5015mg/kg,大鼠LD50为93mg/kg。长时间吸入稀丙烯腈蒸气,则能引起恶心、呕吐、头痛、疲倦和不适等症状。工作场所最高容许浓度为45mg/ m3 。生产设备要密闭,操作时要戴防护用具。丙烯腈若溅到衣服上应立即脱下衣服,溅及皮肤时用大量水冲洗。溅入眼内,需用流水冲洗15分钟以上。不慎吞入时,则用温盐水 洗胃 。如果中毒,应立即用 硫代硫酸钠 、 亚硝酸钠 进行静脉注射,并请医生诊治。

3.稳定性:稳定

4.禁配物: 强氧化剂 、碱类、酸类

5.避免接触的条件:受热、光照、接触空气

6.聚合危害:聚合

7.分解产物: 化氢

应用领域

丙烯腈是 合成纤维 , 合成橡胶 和合成树脂的重要 单体 。由丙烯腈制得 聚丙烯腈纤维 即腈纶,其性能极似羊毛,因此也叫合成羊毛。丙烯腈与 丁二烯 共聚可制得 丁腈橡胶 ,具有良好的耐油性,耐寒性,耐磨性,和电绝缘性能,并且在大多数 化学 溶剂 ,阳光和热作用下,性能比较稳定。丙烯腈与丁二烯、 苯乙烯 共聚制得 ABS树脂 ,具有质轻、耐寒、抗冲击性能较好等优点。丙烯腈 水解 可制得 丙烯酰胺 和 丙烯酸 及其 酯 类。它们是重要的有机化工原料,丙烯腈还可 电解 加氢偶联制得 己二腈 ,由己二腈加氢又可制得 己二胺 ,己二胺是 聚己二酰己二胺 原料。可制造抗水剂和胶粘剂等,也用于其他 有机合成 和医药工业中,并用作谷类 熏蒸剂 等。此外,该品也是一种非 质子 型 极性 溶剂、作为油田泥浆助剂 PAC 142原料。

丙烯腈是 合成纤维 , 合成橡胶 和合成树脂的重要 单体 ,也是杀虫剂虫满腈的中间体。

制备方法

氰 乙醇 法: 环氧乙烷 和 氢氰酸 在水和 三甲胺 的存在下反应得氰乙醇,然后以 碳酸镁 为 催化剂 ,于200-280℃脱水制得丙烯腈, 收率 约75%。此法生产的丙烯腈纯度较高,但氢氰酸毒性大,成本也较高。

乙 炔 法:乙炔和氢氰酸在 氯化亚铜 氯化钾 氯化钠 稀盐酸 溶液的 催化 作用下在80-90℃反应得丙烯腈此法生产过程简单,收率良好,以氢氰酸计可达97%。但副反应多,产物精制较难,毒性也大,且原料乙炔价格高于 丙烯 ,在技术和经济上落后于丙烯 氨氧化法 。1960年以前,该法是世界各国生产丙烯腈的主要方法。

丙烯氨氧化法:以丙烯、氨、空气和水为原料,按其一定量配比进入沸腾床或 固定床 反应器 ,在以 矽胶 作载体的磷 铋系或锑铁系 催化剂 作用下,在400-500℃温度和常压下,生成丙烯腈。然后经 中和塔 用 硫酸 除去未反应的氨,再经 吸收塔 用水吸收丙烯腈等气体,形成 水溶液 ,使该水溶液经 萃取塔 分离 乙腈 ,在脱 氢氰酸 塔除去氢氰酸,经脱水、精馏而得丙烯腈产品,其单程 收率 可达75%, 副产品 有乙腈、氢氰酸和 硫酸铵 。此法是最有工业生产价值的生产方法。其 化学方程式 如下所示:

注意事项

健康危害

在体内析出 氰化物 ,抑制呼吸酶;对呼吸中枢有直接麻醉作用。急性中毒表现与氢氰酸相似。

急性中毒:以 中枢神经系统 症状为主,伴有 上呼吸道 和眼部刺激症状。轻度中毒有头晕、头痛、乏力、上腹部不适、恶心、呕吐、 胸闷 、手足麻木、意识蒙胧及口唇紫 绀 等。眼结膜及鼻、咽部充血。重者除上述症状加重外,出现四肢阵发性强直抽搐、 昏迷 。液体污染皮肤,可致 皮炎 ,局部出现红斑、 丘疹 或 水痘 。

慢性中毒:尚无定论。长期接触,部分工人出现神衰综合征, 低血压 等。对肝脏影响未肯定。

应急处理

应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,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 防毒服 。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。

小量泄漏:用 活性炭 或其它惰性材料吸收。也可以用大量水冲洗,洗水稀释后放入 废水 系统。

大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用泡沫复盖,降低蒸气灾害。喷雾状水或泡沫冷却和稀释蒸汽、 保护现场 人员。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。

操作事项

严加 密闭,提供充分的局部排风和全面通风。操作尽可能 机械化 、自动化。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 ),穿连衣式胶布 防毒衣 ,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。

储存事项

通常商品加有 稳定剂 。储存于阴凉、通风的库房。远离 火种 、热源。库温不宜超过26℃。包装要求密封,不可与空气接触。应与氧化剂、酸类、碱类、食用化学品分开存放,切忌混储。不宜大量储存或久存。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。应严格执行极毒物品“五双”管理制度。

安全信息

危险品标志

极易燃物品、危害环境的物品、有毒物品

风险术语

R11高度易燃。

R23吸入有毒。

R24与皮肤接触有毒。

R25吞食有毒。

R38刺激皮肤。

R41对眼睛有严重伤害。

R43 与皮肤接触可能致敏。

R45可能致癌。

R23/24/25吸入、皮肤接触及吞食有毒。

R37/38刺激 呼吸系统 和皮肤。

R51/53对 水生生物 有毒,可能对水体环境产生长期不良影响。

皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用流动清水或5% 硫代硫酸钠溶液 彻底冲洗至少20分钟。就医。

眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或 生理盐水 冲洗。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。呼吸心跳停止时,立即进行人工呼吸(勿用口对口)和胸外心脏按压术。给吸入 亚硝酸异戊酯 ,就医。

食入:饮足量温水,催吐。用1:5000 高锰酸钾 或5%硫代硫酸钠溶液 洗胃 。就医。

安全术语

S9保持容器置于良好通风处。

S16远离火源。

S37戴适当手套。

S45若发生事故或感不适,立即就医(可能的话,出示其标签)。

S53 避免接触,使用前须获得特别指示说明。

S61避免释放至环境中。参考特别说明/安全数据说明书。

有害燃烧产物: 一氧化碳 、 二氧化碳 、氮氧化物、 氢氰酸 。

灭火方法:消防人员必须穿特殊防护服,在掩蔽处操作。

灭火剂:抗溶性泡沫、二氧化碳、干粉、 砂土 。用水灭火无效,但须用水保持火场容器冷却。

危险品运输编号

UN 1093 3/PG 1

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 677号),工作场所安全使用化学品规定 (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3.2 类中闪点 甲类液体 ;剧毒物品分级、分类与品名编号(GA 57-93)中,该物质属第四类 B级有机剧毒品。

参考资料

  1. 丙烯腈 探索化学 2024-10-22
  2. 丙烯腈(Acrylonitrile) 國立東華大學總務處 2024-02-25
  3. 丙烯腈(Acrylonitrile) 科學Online 高瞻自然科學教學資源平台 2024-02-25
  4. 2024-02-25
  5. 2024-02-26
  6. 2类致癌物清单(共380种,含2A类81种,2B类299种) 绍兴市市场监督管理局 2024-02-25
  7. 2024-02-25