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| 丁烷 | |
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丁烷，无色气体，有轻微的不愉快气味。不溶于水，易溶醇、氯仿。易燃易爆。2008年国家卫生部批准使用的食品工业用加工助剂。可用作溶剂、制冷剂和有机合成原料。油田气、湿天然气和裂化气中都含有正丁烷，经分离而得。
基本信息
中文名 正丁烷 [1]
外文名 n-butane
别名 丁烷 [2]
分子式 C₄H₁₀
相对分子质量 58.12
化学品类别 有机物--烷烃
管制类型 不管制
储存 密封保存
EINECS号 203-448-7
CAS号 106-97-8
物理性质
外观与性状:无色气体，有轻微刺激性气味。
InChI=1/C4H10/c1-3-4-2/h3-4H2,1-2H3
熔点(℃):-138.4
相对密度(水=1):0.58
沸点(℃):-0.5
相对蒸气密度(空气=1):2.05
分子式:C4H10
分子量:58.12
制冷剂名称:R600
CAS number:106-97-8
饱和蒸气压(kPa):106.39(0℃)
燃烧热(kJ/mol):2653
临界温度(℃):151.9
临界压力(MPa):3.79
闪点(℃):-60
爆炸上限%(V/V):8.5
引燃温度(℃):287
爆炸下限%(V/V):1.5
溶解性:不溶于水，易溶于醇、氯仿。
Lennard-Jones参数(A):5.3835
Lennard-Jones参数(K):312.68
溶度参数(J·cm):14.453
临界密度(g·cm):0.228
临界体积(cm·mol):255
临界压缩因子:0.274
偏心因子:0.1599
van der Waals面积(cm·mol):6.940×10
van der Waals体积(cm·mol):47.800
气相标准燃烧热(焓)(kJ·mol):-2876.4
气相标准声称热(焓)( kJ·mol):-126.8
气相标准熵(J·mol·K) :309.91
气相标准生成自由能( kJ·mol):-15.9
气相标准热熔(J·mol·K):98.49
液相标准燃烧热(焓)(kJ·mol):-2855.4
液相标准声称热(焓)( kJ·mol):-147.8
液相标准熵(J·mol·K) :231.0
液相标准生成自由能( kJ·mol):-15.2
液相标准热熔(J·mol·K):139.79
分子结构数据:
1、摩尔折射率:20.58
2、摩尔体积(m/mol):94.5
3、等张比容(90.2K):191.2
4、表面张力(dyne/cm):16.7
5、介电常数:1.76
6、偶极距(10-24cm):
7、极化率:8.15
化学性质
稳定性
易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与氧化剂接触猛烈反应。气体比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。
毒理学数据
急性毒性[ LC50:658000ppm(大鼠吸入，4h)
生态学数据
1.非生物降解性[17] 空气中，当羟基自由基浓度为5.00×105个/cm3时，降解半衰期为6.3d(理论)。
2.生物富集性[18] BCF:33(理论)
计算化学数据
1、疏水参数计算参考值(XlogP):2.9
2、氢键供体数量:0
3、氢键受体数量:0
4、可旋转化学键数量:1
5、互变异构体数量:
6、拓扑分子极性表面积(TPSA):0
7、重原子数量:4
8、表面电荷:0
9、复杂度:2
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
制备方法
油田气、湿天然气和裂化气中都含有正丁烷，经分离而得。
(1)从油田气和湿天然气分离 将其加压冷凝分离，可得含丙烷、丁烷的液化石油气，再用蒸馏法分离得到丁烷。
(2)从石油裂解的C4馏份分离 由炼厂常温减压蒸馏所得气体，经重整、催化裂化、焦化、热裂化、加氢裂化所得液体气都可得到大量C4馏分，由重整、加氢裂化和常减压蒸馏所得C4馏分主要为丁烷(正丁烷和异丁烷)。乙烯装置副产的C4馏分中也含丁烷，例如石脑油中等深度裂解产物中丁烷的收率为0.19 %(重量比)，占C4馏分的6.5%。由催化裂化装置来的尾气，经分馏，分离出C3馏分、异丁烯和C5馏分以后，从塔底送入前乙腈萃取蒸馏塔，由塔顶得到90%以上的正丁烷。
应用领域
正丁烷除直接用作燃料外，还用作溶剂、制冷剂和有机合成原料。丁烷在催化剂存在下脱氢生成丁烯或丁二烯，在硫酸或无水氢氟酸存在下异构成为异丁烷，异丁烷催化脱氢生成异丁烯，异丁烷可作为烃化剂与烯烃反应生成抗爆性能好的支链烃。丁烷经催化氧化可制顺丁烯二酸酐、乙酸、乙醛等;经卤化可制卤代丁烷;经硝化可得硝基丁烷;在高温下催化可制取二硫化碳;经水蒸气转化可制取氢气。此外，丁烷还可做马达燃料掺和物以控制挥发成分;也可做重油精制脱沥青剂;油井中蜡沉淀剂;用于二次石油回收的流溢剂，树脂发泡剂，海水转化为新鲜水的致冷剂，以及烯烃剂格勒聚合溶剂等。
与丙烷混合作为液化石油气大量用于家庭取暖、炊事和工业加热。此外,大量用作有机合成原料。如经脱氢可制丁烯和丁二烯;经异构化可制异丁烷;经催化氧化可制顺丁烯二酸酐、醋酸、乙醛等;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,经水蒸气转化可制取氢气。用于有机合成和乙烯制造,用作合成橡胶和高辛烷值液体燃料的原料,用作家用燃料、溶剂、制冷剂,也用于仪器校正等。
安全风险
危险性概述
健康危害:高浓度有窒息和麻醉作用。
急性中毒:主要症状有头晕、头痛、嗜睡和酒醉状态、严重者可昏迷。
慢性影响:接触以丁烷为主的工人有头晕、头痛、睡眠不佳、疲倦等。
燃爆危险:该品易燃，具窒息性。
急救措施
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。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。
消防措施
有害燃烧产物:一氧化碳、二氧化碳。
灭火方法:切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。
灭火剂:雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。
泄漏应急处理
应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，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，穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。用工业覆盖层或吸附/ 吸收剂盖住泄漏点附近的下水道等地方，防止气体进入。合理通风，加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能，将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。
操作处置与储存
操作注意事项:密闭操作，全面通风。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(半面罩)，戴化学安全防护眼镜，穿防静电工作服。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。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、卤素接触。在传送过程中，钢瓶和容器必须接地和跨接，防止产生静电。搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。
储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不超过30℃，相对湿度不超过80%。应与氧化剂、卤素分开存放，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。
运输事项
本品铁路运输时限使用耐压液化气企业自备罐车装运，装运前需报有关部门批准。采用刚瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。钢瓶一般平放，并应将瓶口朝同一方向，不可交叉;高度不得超过车辆的防护栏板，并用三角木垫卡牢，防止滚动。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材。装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置，禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。严禁与氧化剂、卤素等混装混运。夏季应早晚运输，防止日光曝晒。中途停留时应远离火种、热源。公路运输时要按规定路线行驶，勿在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜放。
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[1992] 677号)，工作场所安全使用化学品规定 ([1996]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2.1 类易燃气体。