丙烯性質、用途與生產工藝
丙烯是烯烴同系列中第二個成員，結構簡式CH2＝CHCH3，是僅次于乙烯和苯的重要有機工業(yè)原料。一般由熱裂化和催化裂化氣體中分離出，也是輕油裂解制乙烯時的副產物。分子中含有不飽和的碳碳雙鍵，可與氫氣、鹵素、鹵化氫等發(fā)生加成反應，也可發(fā)生加聚反應。是生產丙烯腈、聚丙烯、乙丙烯橡膠、氧化丙烯、丙酮等合成樹脂、合成橡膠、合成纖維和塑料的原料。有麻醉和窒息急性中毒作用。與氧混合時表現(xiàn)為麻醉性，與空氣混合時窒息性比麻醉性強。在30～40%濃度下，20秒即喪失意識。慢性中毒對人體尚不清楚，對小鼠58天中在35%濃度下暴露20次，其肝臟出現(xiàn)輕微脂肪浸潤。大氣質量標準：蘇聯(lián)規(guī)定為1.5ppm (3.0mg/m3，24小時平均作長期標準，30分鐘作短期標準)，民主德國1.0ppm (2.0mg/m3，24小時平均作長期標準)、1.5ppm (3.0mg/m3，30分鐘平均作短期標準)。
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丙烯又稱甲基乙烯、Propene。1851年Reynolds首先發(fā)現(xiàn)。無色易燃氣體，帶有甜味。熔點為-185.2℃，沸點為-47.4℃；液態(tài)時相對密度為0.5193；易液化，臨界溫度為92℃，臨界壓力為4.56MPa；與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限為2.0%～11.0%(體積)；不溶于水，溶于有機溶劑。高濃度丙烯對人有麻醉作用，濃度較低時，對眼睛和皮膚有刺激作用。
圖1為丙烯分子結構式。
丙烯化學性質活潑，雙鍵上可以發(fā)生加成、聚合、氧化反應(參見“烯烴”)。在與極性試劑加成時，主要得到符合馬爾可夫尼可夫規(guī)則的產物，如與硫酸加成，主要生成硫酸氫異丙酯，再經水解生成異丙醇。
圖2為丙烯加成反應制備異丙醇的化學反應方程式。
丙烯與氯和水起加成反應，生成1-氯-2-丙醇，再與堿反應生成環(huán)氧丙烷，它是生產丙二醇、聚酯纖維的原料。
丙烯在酸性催化劑(如硫酸、無水氫氟酸等)存在下聚合，生成二聚體、三聚體和四聚體的混合物，可用做高辛烷值燃料；在齊格勒-納塔催化劑 (參見“乙烯”) 存在下聚合生成高分子聚丙烯，與乙烯共聚合成乙丙橡膠。
丙烯與苯發(fā)生傅氏反應，生成異丙苯，它是合成苯酚和丙酮的原料 (參見“異丙苯”)。
除了在雙鍵發(fā)生反應之外，與雙鍵相連的甲基上的氫 (稱為α-氫) 具有一定的活性，在甲基上可以發(fā)生鹵代和多種氧化反應。與氯在高溫下發(fā)生α-氫取代反應，生成3-氯-1-丙烯，這是制取甘油、樹脂的原料。
在催化劑作用下，本品與氨和空氣中的氧進行反應，生成丙烯腈，丙烯醛、丙烯酸和丙烯腈分子中具有雙鍵，可以作為單體進行聚合，得到不同性質和用途的高聚物。丙烯還能直接氧化制取丙酮。
圖3為丙烯制備丙烯腈，丙烯醛、丙烯酸的化學反應方程式。
【中毒機制】
(1) 急性毒性：丙烯的麻醉作用及對心血管系統(tǒng)的毒性較乙烯強。吸入40%～50%時，小鼠、大鼠、貓、狗均被麻醉，其特點是麻醉作用產生和消失都很迅速。當濃度為20%～50%時，貓、狗均能引起室性早搏和心動過速。貓吸入65%丙烯和35%氧的混合氣體時，能引起血壓下降。吸入70%～80%濃度時，貓、狗都能因血壓下降，心力衰竭，呼吸停止而迅速死亡。
(2) 慢性毒性：小鼠在58d內，用35%的丙烯反復麻醉20次后，僅引起肝臟的輕微脂肪浸潤。
【中毒表現(xiàn)】 丙烯由呼吸道吸入能引起心搏不規(guī)則，吸入高濃度可出現(xiàn)較強的麻醉作用，但消失也快。吸入的丙烯濃度為15%時，30min后意識喪失；濃度達35～40%時，20min后即出現(xiàn)意識喪失；吸入40%以上的濃度時，6s即引起惡心、嘔吐和意識喪失。50%丙烯和氧氣混合可引起麻醉。長期接觸低濃度丙烯，出現(xiàn)中樞神經系統(tǒng)和胃腸道的癥狀。慢性影響與乙烯相似。
丙烯嗅覺閾為17.3mg/m3，近1mg/m3時眼輕度敏感。丙烯的慢性影響與乙烯相似。
【急救】 中毒后必須立即撤離現(xiàn)場至新鮮空氣處或人工呼吸或吸氧；眼睛如濺入丙烯，立即用清水沖洗15min以上，用1%的柯卡因或2%普魯卡因點眼止痛。心室性早搏可服用心得寧或心得安等藥物，禁用腎上腺素。
【防護措施】 為了防止逸出中毒，設備管道必須嚴密，操作現(xiàn)場要通風，操作時須戴橡皮手套和防護面罩。
化學性質
丙烯，化學式CH2＝CHCH3。分子量42.08。常溫常壓下為無色可燃性氣體。略有烴類特有的氣味?？扇苡谝掖己鸵颐?，微溶于水。化學性質活潑，可發(fā)生氧化、催化氫化、加成、聚合等反應。高純度的丙烯由異丙醇經催化脫水制成。工業(yè)品則得自石油熱解氣體。主要用于制異丙醇、丙酮、合成甘油、合成樹脂、合成橡膠、塑料和合成纖維等。
用途
丙烯是重要的化工原料。丙烯氣相氧化得到的丙烯醛，用于生產丙烯酸、烯丙醇、甘油醛、羥基乙醛以及重要的食品和飼料添加劑蛋氨酸；丙烯氨氧化得到的丙烯腈是合成纖維、合成橡膠和塑料的重要原料；丙烯氯化得到的氯丙烯可進而合成烯丙醇、丙烯二氯丙醇、氯丙腈等，用于生甘油、環(huán)氧樹脂、氯醇橡膠、表面活笥劑等；丙烯烷基化得到異丙苯，是目前苯酚的主要中間體，在生產苯酚同時聯(lián)產丙酮；丙烯經羰基合成得正丁醛和異丁醛，可衍生許多有機合成中間體，用于增塑劑、染料、溶劑、農藥等；丙烯水合得到異丙醇，用于生產丙酮、用于生產丙酮、異丙胺及異丙酯；丙烯二聚得到乙烯、三聚得到千烯、聚合得到聚丙烯，丙烯四聚得到的十二碳烯是表面活性劑的中間體。
生產方法
1.煉廠催化裂化氣經蒸餾除去C2和C4餾分，得到丙烯、丙烷餾分，再經精餾得丙烯。2.石油烴類經高溫裂解的產物，是乙烯生產的聯(lián)產品。3.丙烷脫氫。催化劑為氧化鉻-氧化鋁，反應溫度635℃，丙烷轉化率54%，丙烯選擇性76%，回收率93%（分子比）。
類別
有害氣體
毒性分級
低毒
急性毒性
吸入- 大鼠 TCL0: 5000 PPM/ 6 小時/ 2 年
爆炸物危險特性
與空氣混合明火、受熱可爆
可燃性危險特性
明火、受熱可燃; 燃燒產生刺激煙霧
儲運特性
庫房通風低溫干燥; 輕裝輕卸; 與氧氣、空氣等助燃氣體鋼瓶分開存放
滅火劑
霧狀水、二氧化碳、泡沫
職業(yè)標準
TWA 17500 毫克/ 立方米
丙烯
上下游產品信息
上游原料
下游產品