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| 丁烷 | |
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丁烷，無色氣體，有輕微的不愉快氣味。不溶於水，易溶醇、氯仿。易燃易爆。2008年國家衛生部批准使用的食品工業用加工助劑。可用作溶劑、製冷劑和有機合成原料。油田氣、濕天然氣和裂化氣中都含有正丁烷，經分離而得。
基本信息
中文名 正丁烷 [1]
外文名 n-butane
別名 丁烷 [2]
分子式 C₄H₁₀
相對分子質量 58.12
化學品類別 有機物--烷烴
管制類型 不管制
儲存 密封保存
EINECS號 203-448-7
CAS號 106-97-8
物理性質
外觀與性狀:無色氣體，有輕微刺激性氣味。
InChI=1/C4H10/c1-3-4-2/h3-4H2,1-2H3
熔點(℃):-138.4
相對密度(水=1):0.58
沸點(℃):-0.5
相對蒸氣密度(空氣=1):2.05
分子式:C4H10
分子量:58.12
製冷劑名稱:R600
CAS number:106-97-8
飽和蒸氣壓(kPa):106.39(0℃)
燃燒熱(kJ/mol):2653
臨界溫度(℃):151.9
臨界壓力(MPa):3.79
閃點(℃):-60
爆炸上限%(V/V):8.5
引燃溫度(℃):287
爆炸下限%(V/V):1.5
溶解性:不溶於水，易溶於醇、氯仿。
Lennard-Jones參數(A):5.3835
Lennard-Jones參數(K):312.68
溶度參數(J·cm):14.453
臨界密度(g·cm):0.228
臨界體積(cm·mol):255
臨界壓縮因子:0.274
偏心因子:0.1599
van der Waals面積(cm·mol):6.940×10
van der Waals體積(cm·mol):47.800
氣相標準燃燒熱(焓)(kJ·mol):-2876.4
氣相標準聲稱熱(焓)( kJ·mol):-126.8
氣相標準熵(J·mol·K) :309.91
氣相標準生成自由能( kJ·mol):-15.9
氣相標準熱熔(J·mol·K):98.49
液相標準燃燒熱(焓)(kJ·mol):-2855.4
液相標準聲稱熱(焓)( kJ·mol):-147.8
液相標準熵(J·mol·K) :231.0
液相標準生成自由能( kJ·mol):-15.2
液相標準熱熔(J·mol·K):139.79
分子結構數據:
1、摩爾折射率:20.58
2、摩爾體積(m/mol):94.5
3、等張比容(90.2K):191.2
4、表面張力(dyne/cm):16.7
5、介電常數:1.76
6、偶極距(10-24cm):
7、極化率:8.15
化學性質
穩定性
易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。與氧化劑接觸猛烈反應。氣體比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇火源會着火回燃。
毒理學數據
急性毒性[ LC50:658000ppm(大鼠吸入，4h)
生態學數據
1.非生物降解性[17] 空氣中，當羥基自由基濃度為5.00×105個/cm3時，降解半衰期為6.3d(理論)。
2.生物富集性[18] BCF:33(理論)
計算化學數據
1、疏水參數計算參考值(XlogP):2.9
2、氫鍵供體數量:0
3、氫鍵受體數量:0
4、可旋轉化學鍵數量:1
5、互變異構體數量:
6、拓撲分子極性表面積(TPSA):0
7、重原子數量:4
8、表面電荷:0
9、複雜度:2
10、同位素原子數量:0
11、確定原子立構中心數量:0
12、不確定原子立構中心數量:0
13、確定化學鍵立構中心數量:0
14、不確定化學鍵立構中心數量:0
15、共價鍵單元數量:1
製備方法
油田氣、濕天然氣和裂化氣中都含有正丁烷，經分離而得。
(1)從油田氣和濕天然氣分離 將其加壓冷凝分離，可得含丙烷、丁烷的液化石油氣，再用蒸餾法分離得到丁烷。
(2)從石油裂解的C4餾份分離 由煉廠常溫減壓蒸餾所得氣體，經重整、催化裂化、焦化、熱裂化、加氫裂化所得液體氣都可得到大量C4餾分，由重整、加氫裂化和常減壓蒸餾所得C4餾分主要為丁烷(正丁烷和異丁烷)。乙烯裝置副產的C4餾分中也含丁烷，例如石腦油中等深度裂解產物中丁烷的收率為0.19 %(重量比)，占C4餾分的6.5%。由催化裂化裝置來的尾氣，經分餾，分離出C3餾分、異丁烯和C5餾分以後，從塔底送入前乙腈萃取蒸餾塔，由塔頂得到90%以上的正丁烷。
應用領域
正丁烷除直接用作燃料外，還用作溶劑、製冷劑和有機合成原料。丁烷在催化劑存在下脫氫生成丁烯或丁二烯，在硫酸或無水氫氟酸存在下異構成為異丁烷，異丁烷催化脫氫生成異丁烯，異丁烷可作為烴化劑與烯烴反應生成抗爆性能好的支鏈烴。丁烷經催化氧化可制順丁烯二酸酐、乙酸、乙醛等;經鹵化可制鹵代丁烷;經硝化可得硝基丁烷;在高溫下催化可製取二硫化碳;經水蒸氣轉化可製取氫氣。此外，丁烷還可做馬達燃料摻和物以控制揮發成分;也可做重油精製脫瀝青劑;油井中蠟沉澱劑;用於二次石油回收的流溢劑，樹脂發泡劑，海水轉化為新鮮水的致冷劑，以及烯烴劑格勒聚合溶劑等。
與丙烷混合作為液化石油氣大量用於家庭取暖、炊事和工業加熱。此外,大量用作有機合成原料。如經脫氫可制丁烯和丁二烯;經異構化可制異丁烷;經催化氧化可制順丁烯二酸酐、醋酸、乙醛等;經鹵化可制鹵代丁烷;經硝化可制硝基丁烷;在高溫下催化可制二硫化碳,經水蒸氣轉化可製取氫氣。用於有機合成和乙烯製造,用作合成橡膠和高辛烷值液體燃料的原料,用作家用燃料、溶劑、製冷劑,也用於儀器校正等。
安全風險
危險性概述
健康危害:高濃度有窒息和麻醉作用。
急性中毒:主要症狀有頭暈、頭痛、嗜睡和酒醉狀態、嚴重者可昏迷。
慢性影響:接觸以丁烷為主的工人有頭暈、頭痛、睡眠不佳、疲倦等。
燃爆危險:該品易燃，具窒息性。
急救措施
吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫。
消防措施
有害燃燒產物:一氧化碳、二氧化碳。
滅火方法:切斷氣源。若不能切斷氣源，則不允許熄滅泄漏處的火焰。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場移至空曠處。
滅火劑:霧狀水、泡沫、二氧化碳、乾粉。
泄漏應急處理
應急處理:迅速撤離泄漏污染區人員至上風處，並進行隔離，嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防靜電工作服。儘可能切斷泄漏源。用工業覆蓋層或吸附/ 吸收劑蓋住泄漏點附近的下水道等地方，防止氣體進入。合理通風，加速擴散。噴霧狀水稀釋、溶解。構築圍堤或挖坑收容產生的大量廢水。如有可能，將漏出氣用排風機送至空曠地方或裝設適當噴頭燒掉。漏氣容器要妥善處理，修復、檢驗後再用。
操作處置與儲存
操作注意事項:密閉操作，全面通風。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具(半面罩)，戴化學安全防護眼鏡，穿防靜電工作服。遠離火種、熱源，工作場所嚴禁吸煙。使用防爆型的通風系統和設備。防止氣體泄漏到工作場所空氣中。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，防止產生靜電。搬運時輕裝輕卸，防止鋼瓶及附件破損。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。
儲存注意事項:儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不超過30℃，相對濕度不超過80%。應與氧化劑、鹵素分開存放，切忌混儲。採用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。儲區應備有泄漏應急處理設備。
運輸事項
本品鐵路運輸時限使用耐壓液化氣企業自備罐車裝運，裝運前需報有關部門批准。採用剛瓶運輸時必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放，並應將瓶口朝同一方向，不可交叉;高度不得超過車輛的防護欄板，並用三角木墊卡牢，防止滾動。運輸時運輸車輛應配備相應品種和數量的消防器材。裝運該物品的車輛排氣管必須配備阻火裝置，禁止使用易產生火花的機械設備和工具裝卸。嚴禁與氧化劑、鹵素等混裝混運。夏季應早晚運輸，防止日光曝曬。中途停留時應遠離火種、熱源。公路運輸時要按規定路線行駛，勿在居民區和人口稠密區停留。鐵路運輸時要禁止溜放。
法規信息
化學危險物品安全管理條例 (1987年2月17日國務院發布)，化學危險物品安全管理條例實施細則 (化勞發[1992] 677號)，工作場所安全使用化學品規定 ([1996]勞部發423號)等法規，針對化學危險品的安全使用、生產、儲存、運輸、裝卸等方面均作了相應規定;常用危險化學品的分類及標誌 (GB 13690-92)將該物質劃為第2.1 類易燃氣體。