丁二烯理化性質(zhì)與質(zhì)量指標(biāo)

1、丁二烯理化性質(zhì)與質(zhì)量指標(biāo)1.1 丁二烯的基本概況產(chǎn)品名稱：1,3-丁二烯；別名：二乙烯、丁間二烯、乙烯基乙烯；英文名稱：1,3-butadiene；英文別名：Biethylene、Erythrene、Vinylethylene。分子式： C4H6或H2CCHCHCH2 分子量：54.09CAS 登錄號(hào)：106-99-0圖1.1丁二烯結(jié)構(gòu)式丁二烯通常指1, 3-丁二烯，又稱乙烯基乙烯，是一種重要的石油化工基礎(chǔ)原料，是C4餾分中最重要的組分之一，在石油化工烯烴原料中的地位僅次于乙烯和丙烯。丁二烯分子式為C4H6，由于其分子中含有共扼二烯，可以發(fā)生取代、加成、環(huán)化和聚合等反應(yīng)，在有機(jī)合成方面具有廣泛

2、的用途，可以合成聚丁二烯橡膠(BR)、丁苯橡膠(SBR)、丁腈橡膠、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯彈性體(SBS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯( ABS )樹脂等多種產(chǎn)品，此外還可用于生產(chǎn)己二腈、己二胺、尼龍-66、1,4-丁二醇等有機(jī)化工產(chǎn)品以及用作粘接劑、汽油添加劑等，用途十分廣泛。1.2 丁二烯的理化性質(zhì)丁二烯又稱丁間二烯，分子式C4H6，分子量54.09。在常溫下為無色、有芳香味、有毒氣體，是一種極易液化的無色氣體，與空氣可形成爆炸性混合氣體。稍溶于水，水中溶解度為0.38%。易溶于丙酮、苯等有機(jī)溶劑，易聚合，有氧存在下更易聚合。蒸汽密度為1.9kg/m3；相對(duì)密度0.6211(在20下的液體)；

3、溶點(diǎn)-139；沸點(diǎn)-4.41；自燃點(diǎn)414；蒸汽壓101.3Kpa（-4.5）；閃點(diǎn)-76；冰點(diǎn)-108.9；易燃；爆炸極限2.1611.47（體積）。表1.1 丁二烯的理化性質(zhì)表項(xiàng)目指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)熔點(diǎn)(101.325kPa)：-l08.9沸點(diǎn)(101.325kPa)：-4.4液體密度(-4.4，101.325kPa)：650.4kg/m3氣體密度(101.325kPa，0)：2.428kg/m3相對(duì)密度(101.325kPa，20，空氣=1)：1.878比容(21.1，101.325kPa)：0.4306m3/kg氣液容積比(15，100kPa)：279l/l飽和蒸氣壓(kPa)：245.27

4、(21)臨界溫度：l52.0C臨界壓力：4327kPa臨界密度：245kg/m3熔化熱(108.9)：147.62kJ/kg氣化熱AHv(4.6)：416.06kJ/kg比熱比：Cp/Cv1.113比熱容(氣體，101.325kPa，25)：CP=1.518kJ/(kgK) Cv=1.364kJ/(kgK)蒸氣壓(40)：19.77kPa(0)：l19.82kPa(液體，28.2)：2.055kJ/(kgK)(40)：434.36kPa導(dǎo)熱系數(shù)(氣體，101.325kPa，25)：0.01569W/(mK)表面張力(一40)：20.7mN/m(液體，一40)：0.1548W/(mK)燃點(diǎn)：41

5、7.8粘度(氣體，101.325kPa，20)：0.00754mPas折射率(液體，一25)：1.4292燃燒界限(空氣中，20，100kPa)：2%11.5%(體積)在氧氣中當(dāng)量燃燒時(shí)火焰溫度：2770在氧氣中當(dāng)量燃燒時(shí)火焰速度：3.64m/s在空氣中當(dāng)量燃燒時(shí)火焰速度：0.5 m/s在空氣中當(dāng)量燃燒時(shí)火焰溫度：2357丁二烯化學(xué)結(jié)構(gòu)與其他單烯烴不同，碳碳雙鍵具有共軛效應(yīng)，這就決定了它的化學(xué)性質(zhì)不同于其他單烯烴和雙烯烴。丁二烯有很強(qiáng)的聚合性，可以產(chǎn)生高分子聚合物，像丁二烯聚合物、橡膠類聚合物、丁二烯過氧化物及丁二烯端基聚合物等。這些聚合物后體積膨脹，產(chǎn)生大量的熱，可導(dǎo)致設(shè)備管道堵塞或爆炸。1

6、.3 丁二烯的危險(xiǎn)性及產(chǎn)生危害（一）易燃、易爆。丁二烯與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。其蒸汽比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇明火會(huì)引著回燃。若遇高熱，可能發(fā)生聚合反應(yīng)，出現(xiàn)大量放熱現(xiàn)象，引起容器破裂和爆炸事故。（二）易自聚。丁二烯極易發(fā)生自聚，其自聚物有丁二烯聚物、像膠壯自聚物、丁二烯過氧化自聚物和端基聚合物四種形式。丁二烯受熱發(fā)生二聚反應(yīng)，生成4-乙烯基環(huán)已烯。同時(shí)，丁二烯二聚物是丁二烯的熱聚物。二聚物常溫下為液體，具有流動(dòng)性，沸點(diǎn)116，可以與丁二烯以任何比例溶。 通常，丁二烯二聚物沒有易燃、易爆危險(xiǎn)性，在少量時(shí)可看作作丁二烯雜質(zhì)，而量多時(shí)則會(huì)影響產(chǎn)品生

7、產(chǎn)過程中丁二烯的聚合。橡膠壯自聚物是一種丁二烯的熱聚合物，進(jìn)入聚合系統(tǒng)，會(huì)影響橡膠的物理機(jī)械性能，并易堵塞設(shè)備和管路。丁二烯在氧存在下易發(fā)生過氧化反應(yīng)，形成過氧化物。丁二烯過氧化自聚物為淺黃色粘稠液體，相對(duì)分量為800左右，比重比丁二烯大，易沉積并積累于設(shè)備的死角處，其性質(zhì)很不穩(wěn)定，受撞擊或急劇加熱時(shí)會(huì)迅速分解自燃引起爆炸。同時(shí)，它能分解產(chǎn)生活性自由基，能引發(fā)丁二烯進(jìn)行端基聚合，生成米花壯固體聚合物端基聚合物（端聚物）。當(dāng)端聚物粒子增長超過一定限度時(shí)，鏈增長成為無終止反應(yīng)，造成端聚物的迅速增多和急劇膨脹。當(dāng)端聚物粒子增長超過一不定期限度時(shí)，丁二烯聚合熱很難排出，形成局部過熱，導(dǎo)致過氧化物急劇而

8、引發(fā)爆炸。丁二烯過氧化自聚反應(yīng)為自催化反應(yīng)。丁二烯端基聚合物一種高度交聯(lián)的樹脂狀聚合物。如果系統(tǒng)不干凈，聚合物常被鐵銹、鐵離子污染而成深黃、深茶花或咖啡色。大塊的丁二烯端聚物酷似爆米花，故稱為米花狀聚合物（Popcorn-polymer）。端基聚合物化學(xué)性質(zhì)十分活潑，易發(fā)生自由基連鎖聚合，易燃易爆，給生產(chǎn)和儲(chǔ)存工作帶來相當(dāng)大的潛在危險(xiǎn)。 （三）易自燃。在一定壓力下，液態(tài)丁二烯極易吸附在端基聚合物的小孔中，用氮?dú)鉄o法將丁二烯置換出來。當(dāng)設(shè)備內(nèi)氧含量超標(biāo)，自聚物受熱或被低壓蒸汽加熱時(shí)，蒸發(fā)出的丁二烯與設(shè)備內(nèi)空氣中的氧氣結(jié)合生成過氧化物會(huì)分解自燃，并很快將自聚物引燃。自聚物易脹裂閥門和管道。丁二烯常

9、因在閥門和管道內(nèi)積存丁二烯大量外泄。同時(shí)，由于丁二烯的特性，泄漏后存在凍裂閥門和管道可能性。 （四）易使人中毒和凍傷。丁二烯具有麻醉和刺激作用。急性中毒：輕者有頭痛、頭暈、惡心、咽痛、耳鳴、全身乏力、嗜睡等。重者出現(xiàn)酒醉狀態(tài)、呼吸困難、脈速等，后轉(zhuǎn)入意識(shí)喪失和抽搐，有時(shí)也可有煩燥不安、到處亂跑等精神癥狀。脫離接觸后，迅速恢復(fù)。頭痛和嗜睡有時(shí)可持續(xù)一段時(shí)間。皮膚直接接觸丁二烯可發(fā)生灼傷或凍傷。慢性影響：長期接觸一定濃度的丁二烯可出現(xiàn)頭痛、頭暈、全身乏力、失眠、多夢(mèng)、記憶力減退、惡心、心悸等癥狀。偶見皮炎和多發(fā)性神經(jīng)炎。1.4 丁二烯的毒性、安全、貯存及運(yùn)輸?shù)榷《俚投绢?，最高容許濃度l000p

10、pm(2200mg/m3)。具有麻醉和刺激作用。其麻醉作用比丙二烯強(qiáng)，但僅為丁烯的一半。丁二烯蒸氣對(duì)粘膜有輕度刺激作用，具有窒息性。皮膚接觸液體會(huì)引起凍傷。人吸入1%濃度可引起頭暈、頭痛、惡心、口干、嗜睡、脈速等，并伴有上呼吸道刺激癥狀。濃度再高時(shí)，可引起視力模糊、眼鼻刺激加重和麻醉感。人在30%35%濃度下，很快出現(xiàn)頭痛、頭暈、咽喉痛、耳鳴、全身無力、口有甜味、惡心，有時(shí)有嘔吐、醉酒狀態(tài)、皮膚蒼白、胸悶呼吸、困難和表淺、脈速，后轉(zhuǎn)入意識(shí)喪失和抽搐。脫離接觸后迅速恢復(fù)，但頭痛和嗜睡有時(shí)可持續(xù)一段時(shí)間。在超過25%的濃度下暴露25分鐘以上會(huì)死亡。出現(xiàn)皮膚凍傷時(shí)皮膚由粉紅變成白或灰黃色，疼痛消退后

11、出現(xiàn)變冷和麻木的感覺。長期接觸一定濃度丁二烯，對(duì)人的慢性影響有頭暈、頭痛、全身乏力、易激動(dòng)或表情淡漠、失眠、記憶減退、注意力不能集中、鼻及咽喉不適、惡心、噯氣、胃燒灼感、心悸、嗅覺減退等。也常有角膜反射遲鈍、腱反射亢進(jìn)及眼瞼、舌和手震顫。合成橡膠工人長期接觸產(chǎn)品100mg/m3左右的濃度時(shí)，有類神經(jīng)癥，血壓偏低，血沉偏快，血紅蛋白偏低，血液中性粒細(xì)胞吞噬活動(dòng)減低，C-蛋白反應(yīng)陽性，眼和鼻咽粘膜輕度刺激癥狀等。有的橡膠廠調(diào)查尚發(fā)現(xiàn)白細(xì)胞和血小板計(jì)數(shù)明顯低于對(duì)照組。并有葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（G6PD）降低及總膽固醇含量明顯升高的現(xiàn)象。氣體丁二烯偶可引起接觸性皮炎，液體可造成皮膚凍傷。丁二烯氣瓶應(yīng)

12、存放在陰涼通風(fēng)之處，要遠(yuǎn)離熱源和火種，應(yīng)與氧、氧化性物質(zhì)、易熱解物質(zhì)隔離。 丁二烯無腐蝕性，常用金屬材料均可適用。可以用聚四氟乙烯。 丁二烯火焰危險(xiǎn)而難以撲滅，著火時(shí)首先要切斷氣源。滅火可以用二氧化碳、干粉和霧狀水預(yù)防主要是生產(chǎn)過程的自動(dòng)化，定期檢修生產(chǎn)設(shè)備，防止跑冒滴漏。在低溫和低壓下保存丁二烯。無特效治療，主要是對(duì)癥處理。丁二烯在甲醇和乙醇中微溶，而在乙醚、苯、四氯化碳和氯仿中極易溶解。它是一種無腐蝕性物質(zhì)。由于它非常活潑，容易聚合，尤其是二聚合反應(yīng)，所以通常充裝時(shí)都加入緩聚合劑。二聚合反應(yīng)與溫度關(guān)系很大，所以通常貯存在冷區(qū)。在空氣中極易氧化生成過氧化物。它一般多作為液化氣裝于鋼瓶或絕緣的

13、槽車中。在21.l時(shí)，SP，為250kPa。操作注意事項(xiàng)： 密閉操作，全面通風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具（半面罩），戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡，穿防靜電工作服。遠(yuǎn)離火種、熱源，工作場(chǎng)所嚴(yán)禁吸煙。使用防爆型的通風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)備。防止氣體泄漏到工作場(chǎng)所空氣中。避免與氧化劑、鹵素接觸。在傳送過程中，鋼瓶和容器必須接地和跨接，防止產(chǎn)生靜電。搬運(yùn)時(shí)輕裝輕卸，防止鋼瓶及附件破損。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。 儲(chǔ)存注意事項(xiàng)： 儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫房。遠(yuǎn)離火種、熱源。庫溫不宜超過30。應(yīng)與氧化劑、鹵素等分開存放，切忌混儲(chǔ)。采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)施。

14、禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。包裝方法： 鋼質(zhì)氣瓶。 運(yùn)輸注意事項(xiàng)： 丁二烯鐵路運(yùn)輸時(shí)限使用耐壓液化氣企業(yè)自備罐車裝運(yùn)，裝運(yùn)前需報(bào)有關(guān)部門批準(zhǔn)。采用剛瓶運(yùn)輸時(shí)必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放，并應(yīng)將瓶口朝同一方向，不可交叉；高度不得超過車輛的防護(hù)欄板，并用三角木墊卡牢，防止?jié)L動(dòng)。運(yùn)輸時(shí)運(yùn)輸車輛應(yīng)配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材。裝運(yùn)該物品的車輛排氣管必須配備阻火裝置，禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具裝卸。嚴(yán)禁與氧化劑、鹵素、食用化學(xué)品等混裝混運(yùn)。夏季應(yīng)早晚運(yùn)輸，防止日光曝曬。中途停留時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離火種、熱源。公路運(yùn)輸時(shí)要按規(guī)定路線行駛，勿在居民區(qū)和人口稠密區(qū)停留。

15、鐵路運(yùn)輸時(shí)要禁止溜放。我國丁二烯的質(zhì)量指標(biāo)為國家標(biāo)準(zhǔn)“GB/T 13291-2008 工業(yè)用丁二烯”。其中也規(guī)定了丁二烯的包裝儲(chǔ)運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)。1、工業(yè)用丁二烯的包裝、標(biāo)志、運(yùn)輸和貯存應(yīng)執(zhí)行壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程和特種設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督和安全監(jiān)察規(guī)定。2、工業(yè)用丁二烯可采用鐵路、汽車罐車以及管道輸送。用鐵路、汽車罐車運(yùn)輸工業(yè)用丁二烯產(chǎn)品時(shí)，除了執(zhí)行壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程外，應(yīng)遵守液化氣體鐵路罐車安全監(jiān)察規(guī)程和液化氣體汽車罐車安全監(jiān)察規(guī)程。3、工業(yè)用丁二烯在貯運(yùn)的過程中，應(yīng)根據(jù)距離、季節(jié)不同，加入足夠的阻聚劑，防止自聚。同時(shí)要采取氮?dú)?純氮)密封，避免與空氣接觸，以防自聚和生成爆炸性的過氧化物。貯運(yùn)丁二烯的容器，由于受氮?dú)饧兌?、氣候條件等因素的影響，可能產(chǎn)生“丁二烯過氧化物”，因此要定期進(jìn)行處理。處理的方法是: 用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的硫酸亞鐵溶液在80下浸泡24 h,4、工業(yè)用丁二烯的儲(chǔ)存采用壓力窗口容器，容器設(shè)計(jì)壓力