丙酮

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丙酮(acetone),也称作二甲基酮,饱和脂肪酮系列中最简单的酮。熔点-95度,沸点56度,无色液体,有特殊气味,能溶解醋酸纤维和硝酸纤维。

目录

化学性质

丙酮是脂肪族酮类具有代表性的的化合物,具有酮类的典型反应。例如:与亚硫酸氢钠形成无色结晶的加成物。与氰化氢反应生成丙酮氰醇。在还原剂的作用下生成异丙酮与频哪醇。丙酮对氧化剂比较稳定。在室温下不会被硝酸氧化。用建新高锰酸钾铬酸钾等强氧化剂做氧化剂时,生成乙酸、甲酸、二氧化碳和水。在碱存在下发生双分子缩合,生成双丙酮醇。2mol丙酮在各种酸性催化剂(盐酸氯化锌硫酸)存在下生成亚异丙基丙酮,在与1mol丙酮加成,生成佛尔酮(二亚异丙基丙酮)。3mol丙酮在浓硫酸作用下,脱3mol水生成1,3,5-三甲苯。在石灰。醇钠或氨基钠存在下,缩合生成异佛尔酮(3,5,5-三甲基-2-环己烯-1-酮)。在酸或碱存在下,与醛或酮发生缩合反应,生成酮醇、不饱和酮及树脂状物质。与苯酚在酸性条件下,缩合成双酚-A。丙酮的α-氢原子容易被卤素取代,生成α-卤代丙酮。与次卤酸钠或卤素的碱溶液作用生成卤仿。丙酮与Grignard试剂发生加成作用,加成产物水解得到叔醇。丙酮与氨及其衍生物如羟氨、肼、苯肼等也能发生缩合反应。此外,丙酮在500~1000℃时发生裂解,生成乙烯酮。在170~260℃通过硅-铝催化剂,生成异丁烯和乙醛;300~350℃时生成异丁烯和乙酸等。

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基本信息

英文化学名:Di-methyl keton. acetone. 

丙酮对人体没有特殊的毒性,但是吸入后可引起头痛,支气管炎症状。如果大量吸入,还可能失去意识。日常生活中主要用于脱脂脱水,固定等等。在血液和尿液中为重要检测对象。有些癌症患者尿样丙酮水平会异常升高。采用低碳水化合物食物疗法减肥的人血液、尿液中的丙酮浓度也异常地高。丙酮以游离状态存在于自然界中,在植物界主要存在于精油中,如茶油松脂精油、柑橘精油等;人尿和血液及动物尿、海洋动物的组织和体液中都含有少量的丙酮。糖尿病患者的尿中丙酮的含量异常地增多。能溶于水、乙醇乙醚及其他有机溶剂中。蒸气与空气混合可形成爆炸性混合物,爆炸极限 2.55%~12.8%(体积)。丙酮的羰基能与多种亲核试剂发生加成反应,例如催化氢化生成异丙醇,还原生成频哪醇;与氨衍生物、氢氰酸、炔化物、有机金属化合物反应等。丙酮还能进行α氢的反应,例如与卤素发生取代反应,自身或与其他化合物发生类似羟醛缩合反应等。  

理化参数

密度:在25℃时比重0.788

熔点:-94℃

沸点:56.48℃

饱和蒸气压(kPa): 53.32(39.5℃)

折光率1.3588

闪点:-17.78℃(闭杯)

是一种无色透明液体,有特殊的辛辣气味

易溶于水和甲醇、乙醇、乙醚、氯仿吡啶等有机溶剂

极限参数:自燃点:465℃

爆炸极限:2.6%~12.8%

最大爆炸压力:87.3牛/平方厘米

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最易引燃浓度:4.5

产生最大爆炸压力浓度:6.3%

最小引燃能量:1.15毫焦(当4.97%浓度时)

燃烧热值:1792千焦/摩尔(液体,25℃)

蒸气压:53.33千帕(39.5℃)

易燃、易挥发,化学性质较活泼  

分子结构

丙酮分子中羰基上的C原子以sp2杂化轨道成键,甲基C原子以sp3杂化轨道成键。

分子式:C3H6O

结构简式:CH3COCH3,

分子量:58.08  

生产方法

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主要有异丙醇法异丙苯法发酵法乙炔水合法丙烯直接氧化法。目前世界上丙酮的工业生产以异丙苯法为主。世界上三分的丙酮是制备苯酚的副产品,是异丙苯氧后的产物之一。该技术目前主要的专利生产商有Kellogg Brown & Root公司、三井化学公司和UOP公司。

Solutia公司开发了一种用氮氧化物氧化苯生产苯酚的技术,但是该公司去年取消了采用该工艺建厂的计划,因为采用该项技术毛利水平太低。日本的研究人员最近还开发了一种采用铕-钛催化剂以苯为原料的一步法生产苯酚和丙酮的生产工艺。

制备方法:丙酮的生产方法较多。古老的方法是用石灰中和木材干馏所得的木醋液,制成乙酸钙,再经热分解制得丙酮。工业上研究过的合成丙酮的方法有:(1)从乙酸得到乙酸钙,然后加热至160摄氏度分解生成丙酮和碳酸钙;(2)乙炔在氧化锌催化剂上与水蒸气反应生成丙酮;(3)乙醇蒸气在铬酸锌催化剂存在下,高温反应生成丙酮;(4)液化天然气或石脑油氧化制丙酮(氧化产物还包括甲醛,乙酸,丁醇等);(5)异丙醇氧化或脱氢制丙酮;(6)异丙醇过氧化氢法制丙酮;(7)异丙醇与丙烯醛合成丙酮;(8)异丙苯法制丙酮,联产苯酚以丙烯和苯为原料,经烃化制得异丙苯,再以空气氧化得到氢过氧化异丙苯,然后以硫酸或树脂分解,同时得到丙酮和苯酚;(9)丙烯直接氧化法制丙酮 工艺路线与乙烯直接氧化制乙醛法相似;(10)对甲基异丙基苯过氧化氢法生产对甲酚,副产丙酮;(11)二异丙苯法生产氢醌,副产丙酮。但工业上实际采用的方法并不很多。目前我国用粮食发酵的生产丙酮仍占较大比重。在合成法中异丙苯法是主要的。由含淀粉的农副产品发酵,制得丙酮,丁醇和乙醇的混合物.三者的比例为丙酮:丁醇=32:56:12至25:70:3(重量比).每生产1t丙酮,约耗用11t淀粉或60-66t废糖蜜。异丙苯法是丙酮生产路线中最经济的方法,同时得到苯酚。两者之比是,苯酚:丙酮=1:0.6(重量)。以苯酚计,10万t级装置每吨苯酚消耗丙烯(90%)590kg。  

主要用途

工业上主要作为溶剂用于炸药、塑料、橡胶、纤维、制革、油脂、喷漆等行业中,也可作为合成烯酮、醋酐、碘仿、聚异戊二烯橡胶、甲基丙烯酸、甲酯、氯仿、环氧树脂等物质的重要原料。在精密铜管制造行业中,丙酮经常被用于擦拭铜管上面的黑色墨水。  

安全防护

毒性

丙酮主要是对中枢神经系统的抑制、麻醉作用,高浓度接触对个别人可能出现肝、肾和胰腺的损害。由于其毒性低,代谢解毒快,生产条件下急性中毒较为少见。急性中毒时可发生呕吐、气急、痉挛甚至昏迷。口服后,口唇、咽喉烧灼感,经数小时的潜伏期后可发生口干、呕吐、昏睡、酸中度和酮症,甚至暂时性意识障碍。丙酮对人体的长期损害,表现为对眼的刺激症状如流泪、畏光角膜上皮浸润等,还可表现为眩晕、灼热感,咽喉刺激、咳嗽等。

1、吸入:浓度在500ppm以下无影响,500~1000ppm之间会刺激鼻、喉,1000ppm时可致头痛并有头晕出现。2000~10000 ppm时可产生头晕、醉感、倦睡恶心和呕吐,高浓度导致失去知觉、昏迷和死亡。

2、眼睛接触;浓度在500ppm会产生刺激,1000ppm会有轻度、暂时性刺激。液体会产生中毒刺激。

3、皮肤刺激:液体会有轻度刺激,通过完好的皮肤吸收造成的危险很小。

口服;对喉和胃有刺激作用,服进大量会产生和吸入相同的症状。

4、皮肤接触会导致干燥、红肿皲裂,每天3小时吸入浓度为1000ppm的蒸气,在7~15年会刺激工人鼻腔,使之眩晕、乏力。高浓度蒸气会影响肾和肝的功能。  

人身防护

1、吸入:如蒸气浓度不明或超过暴露极限时,应佩带合适的呼吸器

2、皮肤:如果需要,应使用手套、工作服和工作鞋,合适的材料是丁基橡胶。在直接工作的场所应备有可用的安全淋浴和眼睛冲洗器具。

3、眼睛:戴化学防溅眼镜,必要时可佩带面罩。  

消防

适用灭火剂:化学干粉,酒精泡沫,二氧化碳

灭火时可能遭遇之特殊危害:用水稀释过之丙酮溶液,亦有可能燃烧。

特殊灭火程序:

1.用水灭火是无效的,但可使用喷水以冷却容器。

2.若未泄漏物质尚未着火,使用喷水以分散蒸气。

3.喷水可冲洗外泄区并将外泄物稀释成非可燃性混合物。

4.蒸气可能传播至远处,若与引火源接触会延烧回来。

消防人员之特殊防护设备:灭火时需穿戴经NIOSH认证的自携式呼吸防护具及穿著全身包覆式防护衣。  

急 救

1、吸入:脱离丙酮产生源或将患者移到新鲜空气处,如呼吸停止应进行人工呼吸

2、眼睛接触:眼睑张开,用微温的缓慢的流水冲洗患眼约10分钟。

3、皮肤接触:用微温的缓慢的流水冲洗患处至少10分钟。

4、口服:用水充分漱口,不可催吐,给患者饮水约250ml。

5、一切患者都应请医生治疗。  

储藏与运输

将丙酮储藏于密封的容器内,置于阴凉干燥优良好通风的地方,远离热源、火源和有禁忌的物质。所有容器都应放在地面上。160公斤/桶 或槽车  

安全与处理

提供良好的通风设备、防护服装和呼吸器。移去热源和火源。应停止或减少泄露。用黄沙或其他吸收物吸收液体。废料可在被批准的溶剂焚炉中烧掉或在被指定的地方作深埋处理,遵守环境保护法规。  

泄漏应急处理

应急行动:消除所有点火源。根据液体流动和蒸气扩散的影响区域划定警戒区,无关人员从侧风、上风向撤离至安全区。建议应急处理人员戴正压自给式呼吸器,穿防静电服。作业时使用的所有设备应接地。禁止接触或跨越泄漏物。尽可能切断泄漏源。防止泄漏物进入水体、下水道、地下室或密闭性空间。小量泄漏:用砂土或其它不燃材料吸收。使用洁净的无火花工具收集吸收材料。大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用飞尘或石灰粉吸收大量液体。用抗溶性泡沫覆盖,减少蒸发。喷水雾能减少蒸发,但不能降低泄漏物在受限制空间内的易燃性。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内。喷雾状水驱散蒸气、稀释液体泄漏物。  

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。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具(半面罩),戴安全防护眼镜,穿防静电工作服,戴橡胶耐油手套。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。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、还原剂、碱类接触。灌装时应控制流速,且有接地装置,防止静电积聚。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

储存注意事项:储存于阴凉、通风良好的专用库房内,远离火种、热源。库温不宜超过29℃,保持容器密封。应与氧化剂、还原剂、碱类分开存放,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和合适的收容材料。  

接触控制/个体防护

接触限值:

MAC(mg/m3): - PC-TWA(mg/m3): 300

PC-STEL(mg/m3): 450 TLV-C(mg/m3): -

TLV-TWA(mg/m3): 500ppm TLV-STEL(mg/m3): 750ppm

监测方法:溶剂解吸-气相色谱法;热解吸-气相色谱法。

工程控制:生产过程密闭,全面通风。

呼吸系统防护:空气中浓度超标时,佩戴过滤式防毒面具(半面罩)。

眼睛防护:一般不需要特殊防护,高浓度接触时可戴安全防护眼镜。

身体防护:穿防静电工作服。

手 防 护:戴橡胶耐油手套。

其他防护:工作现场严禁吸烟。注意个人清洁卫生。避免长期反复接触。

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