甲苯
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甲苯(分子式:C7H8),是一种无色,带特殊芳香味的易挥发液体。甲苯是芳香族碳氢化合物的一员,它的很多性质与苯很相像,在现今实际应用中常常替代有相当毒性的苯作为有机溶剂使用,还是一种常用的化工原料,可用于制造炸药、农药、苯甲酸、染料、合成树脂及涤纶等。同时它也是汽油的一个组成成分。
目录 |
甲苯
甲苯(methylbenzene)
甲苯系苯的同系物,亦名“甲基苯”、“苯基甲烷”,具有类似苯的芳香气味,沸点(常压)110.63℃,熔点-94.99℃。甲苯不溶于水,溶于乙醇、乙醚和丙酮。蒸气和空气形成爆炸性混合物,爆炸极限1.2~7.0%(体积)。如甲苯溶解溴后,在光照条件下,甲基上的氢原子被溴原子取代(与甲烷相似)而在铁作催化剂条件下,苯基上的氢原子被溴原子取代(与苯相似);但甲苯分子中存在着甲基和苯基的相互影响,使得甲苯又具有不同于苯和甲烷的性质,如苯环上的取代反应(卤化、硝化等),甲苯比苯容易进行,甲苯分子中的甲基可以被酸性高锰酸钾溶液氧化。
性质
参数
CAS号 | 108-88-3 |
RTECS号 | XS5250000 |
SMILES | Cc1ccccc1 |
化学式 | C7H8 (C6H5CH3) |
摩尔质量 | 92.14 g mol |
外观 | 清澈的无色液体 |
密度 | 0.8669 g/ml(l) |
熔点 | −93 ℃ |
沸点 | 110.6 ℃ |
在水中的溶解度 | 0.053 g/100 mL (20-25℃) |
黏度 | 0.590 cP,20℃ |
主要危险 | 高度易燃 |
警示性质标准词 | R11, R38, R48/20, R63, R65, R67 |
安全建议标准词 | S2, S36/37, S29, S46, S62 |
闪点 | 4 ℃ |
物理性质
甲苯(Toluene)是最简单,最重要的芳烃化合物之一。在空气中,甲苯只能不完全燃烧,火焰呈黄色。甲苯的熔点为-95 ℃,沸点为111 ℃。甲苯带有一种特殊的芳香味(与苯的气味类似),在常温常压下是一种无色透明,清澈如水的液体,密度为0.866克/厘米3,对光有很强的折射作用(折射率:1,4961)。甲苯几乎不溶于水(0,52 g/l),但可以和二硫化碳,酒精,乙醚以任意比例混溶,在氯仿,丙酮和大多数其他常用有机溶剂中也有很好的溶解性。甲苯的粘性为0,6 mPa s,也就是说它的粘稠性弱于水。甲苯的热值为40.940 kJ/kg,闪点为4 ℃,燃点为535 ℃。
化学性质
甲苯是有机化合物,属芳香烃,结构简式为C6H5CH3。在常温下呈液体状,无色、易燃。它的沸点为110.8℃,凝固点为-95℃,密度为0.866克/厘米3。甲苯温度计正是利用了它的凝固点比水很低,可以在高寒地区使用;而它的沸点又比水的沸点高,可以测110.8℃以下的温度。因此从测温范围来看,它优于水银温度计和酒精温度计。另外甲苯比较便宜,故甲苯温度计比水银温度计也便宜。
甲苯不溶于水,但溶于乙醇和苯的溶剂中。甲苯容易发生氯化,生成苯—氯甲烷或苯三氯甲烷,它们都是工业上很好的溶剂;它可以萃取溴水中的溴,但不能和溴水反应;它还容易硝化,生成对硝基甲苯或邻硝基甲苯,它们都是染料的原料;一份甲苯和三份硝酸硝化,可得到三硝基甲苯(俗名TNT);它还容易磺化,生成邻甲苯磺酸或对甲苯磺酸,它们是做染料或制糖精的原料。甲苯与硝酸取代的产物三硝基甲苯是爆炸性物质,因此它可以制造梯恩梯(TNT)炸药。
甲苯与苯的性质很相似,是工业上应用很广的原料。但其蒸汽有毒,可以通过呼吸道对人体造成危害,使用和生产时要防止它进入呼吸器官。
制备
我国对甲苯的生产技术如下:
我国石油级甲苯的生产主要有两种生产路线:
一、由炼厂抽提,原料是催化重整汽油。
二、由石化厂抽提,原料是加氢裂解汽油(PY GAS)。
另外,甲苯歧化技术也可通过切换开工模式来制取甲苯,相应的生产装置叫TDP装置。这种装置有两种生产模式:
甲苯->纯苯+异构级二甲苯
纯苯->甲苯+异构级二甲苯
上述工艺生产出的都是石油级产品,除此之外,用炼焦的副产品焦化粗苯也可生产苯、甲苯、二甲苯,但产品的级别为焦化级,其精度低于石油级产品,只能在少数行业部分替代后者使用。对(石油级)甲苯、(石油级)二甲苯而言,焦化级产品所占市场份额可以忽略。
甲苯到TNT
(1)CH3(C6H5) + 3HO-NO2 ==> CH3(C6H2)(NO2)3 + 3H2O(2)甲苯到TNT 反应是取代!
健康危害
侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。
急性中毒:短时间内吸入较高浓度本品可出现眼及上呼吸道明显的刺激症状、眼结膜及咽部充血、头晕、头痛、恶心、呕吐、胸闷、四肢无力、步态蹒跚、意识模糊。重症者可有躁动、抽搐、昏迷。
慢性中毒:长期接触可发生神经衰弱综合征,肝肿大,女性月经异常等。皮肤干燥、皲裂、皮炎。
毒理学资料
毒性:属低毒类。
急性毒性:LD505000mg/kg(大鼠经口);LC5012124mg/kg(兔经皮);人吸入71.4g/m3,短时致死;人吸入3g/m3×1~8小时,急性中毒;人吸入0.2~0.3g/m3×8小时,中毒症状出现。
刺激性:人经眼:300ppm,引起刺激。家兔经皮:500mg,中度刺激。
亚急性和慢性毒性:大鼠、豚鼠吸入390mg/m3,8小时/天,90~127天,引起造血系统和实质性脏器改变。
致突变性:微核试验:小鼠经口200mg/kg。细胞遗传学分析:大鼠吸入5400µg/m3,16周(间歇)。
生殖毒性:大鼠吸入最低中毒浓度(TCL0):1.5g/m3,24小时(孕1~18天用药),致胚胎毒性和肌肉发育异常。小鼠吸入最低中毒浓度(TCL0):500mg/m3,24小时(孕6~13天用药),致胚胎毒性。
代谢和降解:吸收在体内的甲苯,80%在NADP(转酶II)的存在下,被氧化为苯甲醇,再在NAD(转酶I)的存在下氧化为苯甲醛,再经氧化成苯甲酸。然后在转酶A及三磷酸腺苷存在下与甘氨酸结合成马尿酸。所以人体吸收和甲苯16%-20%由呼吸道以原形呼出,80%以马尿酸形式经肾脏而被排出体外,所以人体接触甲苯后,2小时后尿中马尿酸迅速升高,以后止升变慢,脱离接触后16-24小时恢复正常。一小部分苯甲酸与葡萄醛酸结合生成无毒物。甲苯代谢为邻甲苯酚的量不到1%。在环境中,甲苯在强氧化剂作用或催化剂存在条件中与空气作用,都被氧化为苯甲酸或直接分解成二氧化碳和水。
残留与蓄积:据WHO1983年报道,甲苯约有80%的剂量人人和兔的尿口以马尿液(苯甲酰甘氨酸)形式被排泄,而剩余物的绝大部分则被呼出。这些作者还报告,0.4%~1.1%的甲苯以邻甲酸被排泄。加一研究表明,主要代谢产物马尿酸从尿中迅速排出,在通常职业性接触条件下,马尿酸在接触终止24小时后几乎全部被排出。但由于每天工作中要重复接触8小时,继以16小时的不接触间隙,在工作周中马尿酸可能有一些蓄积,周末以后,马尿酸的浓度恢复至接触前的水平。
尿中马尿酸的会计师因食物种类的摄入量不同而就化颇大(0.3~2.5g),且有个体差异。因此,不能完全以尿中马尿酸会计师来推断甲苯的吸收量,但在群体调查中,对正确判别有无甲苯吸收有一定准确度。大鼠用苯巴比妥作预处理,可增加甲苯从血中的消失率(Ikeda和Ohtsuji,1971)缩短注射甲苯后的睡眠时间,因此肝微粒酶系统的诱发作用可能刺激甲苯的代谢。
迁移转化:甲苯主要由原油经石油化工过程而制行。作为溶剂它用于油类、树脂、天然橡胶和合成橡胶、煤焦油、沥青、醋酸纤维素,也作为溶剂用于纤维素油漆和清漆,以及用为照相制版、墨水的溶剂。甲苯也是有机合成,特别是氯化苯酰和苯基、糖精、三硝基甲苯和许多染料等有机合成的生要原料。它也是航空和汽车汽油的一种成分。甲苯具有挥发性,在环境中比较不易发生反应。由于空气的运动使其广泛分布在环境中,并且通过雨和从水表面的蒸发使其在空气和水体之间水断地再循环,最终可能因生物的和微生物的氧化而被降解。对世界上很多城市空气中的平均浓度进行汇总,结果表明甲苯浓度通常为112.5~150㎎/m3,这主要来自与汽油有关的排放(汽车废气、汽油加工),也来自于工业活动所造成的溶剂损失和排放。
甲苯是重要的化工原料。也是燃料的重要万分,使用甲苯的工厂、加油站,汽车尾气是主要污染源。城市空气中的甲苯,主要来自与汽油有关的排放及工业活动造成的溶剂损失和排放。贮运过程中的意外事故是甲苯的又一个污染源。甲苯能被强氧化剂氧化,为一级易燃品。进入人体的甲苯,可迅速排出体外。甲苯易挥发,在环境中比较稳定,不易发生反应。由于空气的运动,使其广泛分布在环境中。水中的甲苯可迅速挥发至大气中。甲苯毒性小于苯,但刺激症状比苯严重,吸入可出现咽喉刺痛感、发痒和灼烧感;刺激眼粘膜,可引起流泪、发红、充血;溅在皮肤上局部可出现发红、刺痛及泡疹等。重度甲苯中毒后,或呈兴奋状:躁动不安,哭笑无常;或呈压抑状:嗜睡,木僵等,严重的会出现虚脱、昏迷。甲苯微溶于水,当倾倒入水中时,可漂浮在水面,或呈油状分布在水面,会引起鱼类及其它水生生物的死亡。受污染水体散发出苯系物特有刺鼻气味。甲苯为一级易燃物,其蒸气与空气的混合物具爆炸性。发生爆炸起火时,冒出黑烟,火焰沿地面扩散。进入现场,眼睛、咽喉会感到刺痛、流泪、发痒,并可闻到特殊的芳香气味。
危险特性:易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。流速过快,容易产生和积聚静电。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇明火会引着回燃。
燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化碳。
监测方法
水质检测管法;气体检测管法;便携式气相色谱法
快速检测管法《突发性环境污染事故应急监测与处理处置技术》万本太主编
实验室监测方法
监测方法来源类别
气相色谱法:GB11890-89水质
气相色谱法:GB/T14677-93空气
无泵型采样气相色谱法:WS/T152-1999作业场所空气
气相色谱法:《固体废弃物试验与分析评价手册》中国环境监测总站等译固体废弃物
色谱/质谱法:美国EPA524.2方法水质
泄漏应急处理
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,穿消防防护服。尽可能切断泄漏源,防止进入下水道、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。也可以用不燃性分散剂制成的乳液刷洗,洗液稀释后放入废水系统。大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容;用泡沫覆盖,降低蒸气灾害。用防爆泵转达移至专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。如有大量甲苯洒在地面上,应立即用砂土、泥块阴断液体的蔓延;如倾倒在水里,应立即筑坝切断受污染水体的流动,或用围栏阴断甲苯的蔓延扩散;如甲苯洒在土壤里,应立即收集被污染土壤,迅速转移到安全地带任其挥发。事故现场加强通风,蒸发残液,排除蒸气。
防护措施
呼吸系统防护:空气中浓度超标时,应该佩戴自吸过滤式防毒面罩(半面罩)。紧急事态抢救或撤离时,应该佩戴空气呼吸器或氧气呼吸器。
眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。
身体防护:穿防毒渗透工作服。
手防护:戴乳胶手套。
其它:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作毕,淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。
急救措施
皮肤接触:脱去被污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。
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。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
食入:饮足量温水,催吐,就医。
灭火方法:喷水保持火场容器冷却。尽可能将容器从火场移至空旷处。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音,必须马上撤离。灭火剂:泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。用水灭火无效。
环境危害
环境标准:
中国(TJ36-79)车间空气中有害物质的最高容许浓度 100mg/m3
中国(GB16297-1996)大气污染物综合排放标准最高允许排放浓度(mg/m3):
最高允许排放速率(kg/h):
二级3.1~30、3.6~36
三级4.7~46、5.5~54
无组织排放监控浓度限值:
2.4㎎/m3、3㎎/m3
中国(待颁布)饮用水源中有害物质的最高容许浓度0.7mg/L
中国(GHZB1-1999)地表水环境质量标准(I、II、III类水域)0.1mg/L
中国(GB8978-1996)污水综合排放标准一级:0.1mg/L
二级:0.2mg/L
三级:0.5mg/L
清理
竹炭、活性炭吸附,属于物理治理方法,无副作用,亦可除潮防霉,日晒后可反复使用!由于本国林业资源丰富,故生产厂家基本都是国内的,价格不贵!目前市场上常见品牌有:
炭之语、炭精灵、炭宝贝、卖炭翁、竹虎、快活林、建中等。(考虑一下:饱和期和有效使用面积)
2、光触媒、甲醛清除剂等,属于化学治理,治理较迅速,但会有副作用(高品质的产品不会产生二次污染如:纳祥),价格昂贵,目前宣传广告投入挺大,市场上常见品牌有:清逸、利斯特、奥因等。
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