碳四

无色可燃性气体

即 正丁烷 (C4H10)又名 正丁烷 ,是两种有相同 分子式 (C4H10)的 烷烃 碳氢化合物的统称。包括:正丁 和 丁烷 ( 2- 2-碘-2-甲基丙烷 )。碳四是一种易燃,无色,容易被 液化 的气体。是发展石油化工、有机原料的重要原料,其用途日益受到重视。 丁烷 亦是两种有相同分子式(C4H10)的烷烃——正丁烷和异丁烷——的统称。

简介

性质 无色 可燃性 气体。 熔点 −138.432 °C, 沸点 −0.522 °C,液态密度600 g/l (0 °C, 1 atm), 折射率 1.3326 (20 °C),临界温度152.0 ℃,临界压力3796.0 kPa,临界体积255mL/ 摩尔 。不溶于水,易溶于 乙醇 、 乙醚 、 三氯甲烷 和其他烃。与空气形成爆炸 混合物 , 爆炸极限 为19%~84%(夕)。

外观与 性状 :无色气体,有轻微的不愉快气味。主要用途:用于 有机合成 和 乙烯 制造,仪器校正,也用作燃料等。

危险性

危险特性: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。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源引着回燃。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。燃烧(分解)产物: 一氧化碳 、 二氧化碳 。稳定性:稳定  禁忌物: 强氧化剂 、 卤族元素 。聚合危害:不能出现  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。雾状水、泡沫、 二氧化碳 。

生产工艺

本品存在于油田气、湿天然气和裂化气中,如石油化工 石脑油 裂解制 乙烯 装置中,联产的碳四烃,约为乙烯产量的40%;石油炼厂 催化 裂化装置所产的碳四烃,约占装置处理量的6%,经分离可得碳四。

制备

l从油田气和湿天然气分离 将其加压冷凝分离以后,可得含碳三、碳四的 液化石油气 ,再用蒸馏法分离可得碳三和碳四。  2从石油裂化的 碳四馏分 分离 例如, 石脑油 中等深度裂解产物中含 丁烷 约占65%,重质馏分裂解产物中丁烷含量则更低。有的炼厂催化装置改用 分子筛催化剂 以及加氢裂化工艺,致使炼厂气中 正丁烷 产率有所提高, 丁烯 产率有所下降。其丁烷分离过程如下。来自 催化 裂化装置的尾气,经 分馏 、分离 丙烷 、 2-甲基丙烯 和 碳五馏分 以后,从塔底进入前乙情莽取 蒸馏塔 ,自 萃取 蒸馏塔顶则得到90%以上的丁烷。

用途

本品除直接用作燃料和 冷冻剂 之外,大量用于制取多种 有机合成 原料,如经 脱氢 可制丁烯和 丁二烯 ;经异构化可制 丁烷 ;经催化氧化可制 马来酸酐 、 食用醋酸 等;经 卤化 可制卤代 丁烷 ;经硝化可制硝基丁烷;在高温下催化可制 二硫化碳 ;经水蒸汽转化可以制取 氢气 。此外,丁烷还可做 电机 燃料掺和物以控制挥发分;也可做重油精制脱 沥青 剂; 油井 中蜡沉淀 溶剂 ;用于二次石油回收的流溢剂; 没药树 泡沫剂 ;海水转化为新鲜水的 致冷剂 ,以及 烯烃 卡尔·齐格勒 聚合溶剂等。 化学反应和用途   烷烃 是惰性气体, 因为它们的 C-C 和 C-H 键非常强. 它们并不与酸、碱、金属或者 氧化剂 反应。出奇地,它们不与酸、碱反应。不过汽油( 辛烷 )并不会与 硫酸 、 碱金属 或者 高锰酸钾 发生反应。它燃烧形成 二氧化碳 和水蒸汽  2C4H10+ 13O2 ==点燃== 8 二氧化碳式气枪 (g) + 10H2O  如果有充足的空气供应的情况下,碳四燃烧时会产生二氧化碳和 蒸汽 。如果空气供应不足,会产生碳和 一氧化碳 。碳四的日常用途包括了家用 液化石油气 ,亦用于 打火机 和可携式碳四气炉中作燃料。碳四在空气中燃烧 化学方程式 :2C4H10 + 13O2 ==点燃== 8CO2(g) + 10H2O

综合利用

原料碳四因制造途径的不同,可分为混合碳四及炼厂碳四。混合碳四是重要的石油化工资源, 炼油厂 碳四主要用于制作燃料。 炼厂碳四 的经济方面,由于高 辛烷值 汽油调和原料 甲基叔丁基醚 的需求在不断增长,在相当长的时间里,高价值的燃料利用仍是碳四烃应用的最主要的途径,以 丁烯 为例,约90%用于燃料,仅10%用于化学品市场。 混合碳四 的经济方面,混合碳四可以用氧化 脱氢 技术将混合碳四(C4) 烯烃 中的 丁烯- 1和丁烯-2转化为 丁二烯 ,再将丁二烯加工生产成各种橡胶。通过混合碳四转化丁烯,丁烯氧化脱氢生产丁二烯是碳四产业发展的主要趋势。在2011年 北京市 举行的煤制烯烃技术经济研讨会上, 惠生工程 还提出:将MTO装置副产的价格相对低廉的混合碳四(C4)烯烃转化为高价值的二 丙基 庚醇 ,也能增加碳四综合利用的经济性价值。

注意事项

由于 氟利昂 和 氯氟碳化合物 可导致 臭氧层 损耗,引起关注。故冷冻系统,特别是家用雪柜和冷藏箱均增加使用了 2-碘-2-甲基丙烷 (2- 甲基丙烷 )作,代替 利昂作 制冷剂 使用。另外异碳四亦加添于喷雾剂,代替氯氟化碳。

毒性危害

健康危害:主要作用是麻醉和弱刺激。急性中毒:主要表现为头痛、头晕、 嗜睡 、恶心、酒醉状态,严重者可出现 昏迷 。慢性影响:出现头痛、头晕、睡眠不佳、易疲倦等症状。

急救

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。注意保暖, 呼吸困难 时给输氧。呼吸及心跳停止者立即进行人工呼吸和心脏按压术。就医。

防护措施

工程控制:生产过程密闭,全面通风。 呼吸系统 防护:高浓度环境中,佩带供气式呼吸器。眼睛防护:一般不需特殊防护,高浓度接触时可戴 化学 安全防护眼镜。防护服:穿工作服。手防护:一般不需特殊防护,高浓度接触时可戴防护手套。其他:工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。进入罐或其它高浓度区作业,须有人监护。

泄漏处置

迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并隔离直至气体散尽,切断火源。建议应急处理人员戴自给式呼吸器,穿一般消防防护服。切断气源,喷雾状水稀释、溶解,将漏出气用 排风机 送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。抽排(室内)或强力通风(室外)。漏气容器不能再用,且要经过技术处理以清除可能剩下的气体。

包装储运

储运注意事项:易燃压缩气体。储存于阴凉、通风仓间内。仓温不宜超过30℃。远离火种、热源。防止阳光直射。应与 氧气 、 压缩空气 、 氧化剂 等分开存放。储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型,开关设在仓外。配备相应品种和数量的消防器材。罐储时要有防火防爆技术措施。露天 贮罐 夏季要有降温措施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。验收时要注意品名’,注意验瓶日期,先进仓的先发用。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。