邻苯二甲酸酐,
化学式是
碳八芳烃H4
臭氧,简称苯酐,是一种重要的
化工原料。
邻苯二甲酸酐是邻苯二甲酸分子内脱水形成的环状酸酐。它是一种白色针状结晶,不溶于冷水,微溶于热水和
乙醚,溶于
乙醇、
吡啶、苯和
二硫化碳等。
邻苯二甲酸酐是
天然橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶和丁橡胶的通用型防焦剂,能防止焦烧,改善操作安全性。邻苯二甲酸酐是化工中的重要原料,可用于制造增塑剂。它可以与
多元醇缩聚生成聚芳
没药树,用于油漆工业,也可以与
乙二醇和不饱和酸缩聚,生成不饱和聚酯树脂,可制造绝缘漆和玻璃纤维增强塑料。
邻苯二甲酸酐的工业制备方法:在五
五氧化二钒催化下,由与空气在350~360℃进行
气相氧化制得,也可用空气氧化
邻二甲苯制得。
简介
名称
英文别名:2,5-Isobenzofurandione; Phthalic anhydride 99+ %; 2-benzo
呋喃1,3-dione; 2,2'-
(oxydicarbonyl)dibenzoic acid
简称:PA
物理性质
密度 1,53 g/cm3
蒸气密度 5.1 (vs air)
蒸气压 \u003c0.01 mm Hg ( 20 °C)
闪点 152 °C
储存条件 Store at RT.
水溶解性 6 g/L (20 ºC)
敏感性 Moisture Sensitive
Merck 14,7372
BRN 118515
溶解性:难溶于冷水,易溶于热水,
乙醇,
乙醚,苯等多数有机
溶剂化学性质
邻苯二甲酸酐可发生
水解、醇解和氨解反应,与
芳香烃反应可合成 衍生物。邻苯二甲酸酐在工业上是在五
五氧化二钒催化下,由萘与空气在350~360℃进行
气相氧化制得,也可用空气氧化
邻二甲苯制得。
邻苯二甲酸酐可代替邻苯二甲酸使用,主要与
一元醇反应形成酯,例如
邻苯二甲酸二丁酯、
邻苯二甲酸二正辛酯。
健康危害
侵入途径:吸入、食入。
健康危害:本品对眼、鼻、喉和皮肤有刺激作用,这种刺激作用,可因其在湿润的组织表面水解为邻苯二甲酸而加重。可造成皮肤灼伤。吸入本品粉尘或蒸气,引起咳嗽、喷嚏和鼻。对有哮喘史者,可诱发哮喘。
慢性影响:长期反复接触可引起
皮疹和慢性眼刺激。反复接触对皮肤有致敏作用。可引起
慢性支气管炎和哮喘。
相关资料
毒性:属低毒类。
急性毒性: LD504020mg/kg(大鼠经口)。
刺激性:
家兔经眼:119mg,重度刺激。家兔经皮:595mg(24小时),重度刺激。
危险特性:遇高热、明火或与
氧化剂接触,有引起燃烧的危险。
安全措施
泄漏:隔离泄漏污染区,限制出入。建议应急处理人员戴自给式呼吸器,穿防酸碱工作服。不要直接接触泄漏物。
小量泄露:避免扬尘,用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器内。
大量泄露:收集回收或运至废物处理场所处置。
灭火方法
燃烧性:可燃
爆炸下限(%):1.7
爆炸上限(%):10.4
灭火剂:抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳。
灭火注意事项:切勿将水直接射至熔融物,以免引起严重的流淌火灾或引起剧烈的沸溅。
紧急处理
吸入:迅速脱离现场至新鲜空气处。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。
误食:误服者用水漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。
皮肤接触:立即脱去被污染衣着,用大量流动清水冲洗,至少15分钟。就医。
眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或
生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。
历史
广泛用于制造增塑剂(
邻苯二甲酸酯)、不饱和聚酯、
丙烯酸甲酯等,也是一种重要的
染料中间体。
1896年,德国巴登苯胺纯碱公司首先提出由萘液相氧化制苯酐的方法。1920年德国冯海登化学公司建立由萘
气相催化氧化制苯酐的生产装置;但萘来源有限,价格较贵,使苯酐发展受到限制。石油化工的发展提供了大量价廉的
邻二甲苯。以邻二甲苯为原料生产苯酐,产品的
碳数和原料碳原子数一样,与萘作原料相比消除了氧化降解,减少
氧气需要量及反应放热量,因而促使开展邻二甲苯氧化制苯酐的研究,1945年美国首先实现该法的工业化生产。以后,催化剂的不断改进以及新的高负荷、高原料空气比和高产率催化剂的采用,大大提高了经济效益,现各国均主要采用此法生产苯酐。1985年,世界苯酐产量约为2.9Mt,其中80%左右由邻二甲苯生产。
制法
邻二甲苯氧化法
主反应如图,此外,由副反应还生成
苯甲酸、
马来酸酐等。该反应为强
放热反应,因此选择适宜的催化剂(高活性和高选择性)和移出反应热以抑制深度氧化反应,是工业过程的关键。由此而开发了多种不同的生产方法。
工业生产方法一般是采用以
五氧化二钒为主的钒系催化剂(见
金属氧化物催化剂)进行邻二甲苯的
气相氧化。1974年,开发了高负荷表面涂层的钒系催化剂,催化剂载体是惰性的无孔瓷球、
刚玉球和
碳化硅球等。选用环状载体制备催化剂。这种
新型催化剂可以减少因内扩散引起的深度氧化反应,从而提高了苯酐的收率、选择性和催化剂的负荷。反应器多采用列管式固定床。典型工艺过程(见图)是将过滤后的无尘空气经压缩、预热,与气化的
邻二甲苯蒸气混合后进入反应器,在400~460℃下进行氧化反应,进料空速2000~3000h-1,空气中邻二甲苯浓度40~60g/m3(标准),反应热由管外循环的熔盐带出。反应产物进入蒸汽发生器,被冷却的反应气经进一步冷却,回收粗苯酐。尾气经水洗回收
马来酸酐后放空,或用
催化燃烧法净化后再放空。
粗苯酐经
减压病精馏由塔顶分离出低
沸点的顺丁烯二酸酐、
甲基顺丁烯二酸酐及
苯甲酸等;塔底物料经真空精馏,得到苯酐产品。
萘氧化法
副反应生成萘醌、顺丁烯二酸酐等。所用催化剂也是钒系催化剂。工艺过程与
邻二甲苯氧化相似。萘氧化的反应器有列管式固定床和流化床两种。流化床反应器的反应热由反应器内的冷却管移走。流化床催化剂的粒度要求有一适宜的范围,通常为40~300μm。使用流化床的优点是:反应器可以在比较均匀的温度、较高的原料-空气比下操作,产物较易捕集。
用途
1.苯酐是最重要的有机化工原料之一,其主要衍生物有邻苯二甲酸二丁酯;二
辛酯和二异
丁酯等,用作
聚氯乙稀等的增塑剂;还可用于生产不饱和聚酯树脂;
丙烯酸甲酯;
染料及颜料;多种油漆;食品添加剂;医药中的缓泻剂
phenolphthalein;农药中的
亚胺硫磷;
排草丹以及
糖精钠等。
2.本品用作环氧树脂固化剂。本品是重要的有机化工原料,主要用于生产
邻苯二甲酸酯类增塑剂、涂料、
糖精、染料和
有机化合物的重要中间体、杀虫剂、
杀菌剂、
橡胶加工助剂、感光材料等。
3.用作分析试剂。有机合成中间体。染料工业用于制备
蒽醌、2-氯蒽醌、1,4-
二羟基蒽醌等重要中间体及
酞菁蓝BS、酞菁蓝BX、酞菁蓝B等染料。
4.用作
ep的固化剂,参考用量30~50质量份,100g树脂
配位化合物适用期rt/6h、120℃/1.5h。固化条件:100/2h+150℃/5h或100℃/12h,140℃/8h,200℃/6h。固化时发热性小,固化物具有良好的电性能和机械强度,热变形温度110~152℃。
5.是重要的有机化工原料。在合成树脂工业用于生产涤纶树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂、
丙烯酸甲酯等。
染料工业用于制备
蒽醌、氯蒽二羟基蒽醌等染料中间体和
酞菁蓝BS、酞菁蓝BX、酞菁蓝B等染料。塑料工业用于制备
邻苯二甲酸二丁酯、
邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯及其混合酯等增塑剂。还是制造多种药物、油漆及
有机化合物的重要中间体。
6.用于制造增塑剂、苯二甲酸二
丁酯、
没药树和染料等。
物质毒性
储存
密封阴凉保存。
编号系统
CAS号:85-44-9
MDL号:MFCD00005918
EINECS号:201-607-5
RTECS号:TI3150000
BRN号:118515
PubChem号:24887514
物性数据
1.性状:白色针状结晶
4.相对密度(水=1):1.53
5.相对蒸气密度(空气=1):5.2
6.饱和蒸气压(kPa):0.13(96.5℃)
7.临界压力(MPa):4.72
9.闪点(℃):151(CC);165(OC)
11.爆炸上限(%):10.4
12.爆炸下限(%):1.7
13.溶解性:不溶于冷水,微溶于热水、
乙醚,溶于
乙醇、
吡啶、苯、
二硫化碳等多数有机
溶剂。
毒理学数据
1.急性毒性
LD50:4020mg/kg(大鼠经口)
2.刺激性
家兔经眼:100mg,重度刺激。
3.亚急性与慢性毒性 动物长期吸入本品可能对
生殖系统有所损害。大鼠吸入0.2,1mg/m3引起精子存活时间缩短。
生态学数据
2.生物降解性
好氧生物降解(h):24~168
3.非生物降解性
水相光解半衰期(h):224~274
空气中光氧化半衰期(h):485~4847
分子结构数据
2、摩尔体积(cm3/mol):102.5
3、等张比容(90.2K):283.1
5、极化率(10-24cm3):14.14
计算化学数据
1.疏水参数计算参考值(XlogP):1.3
3.氢键受体数量:3
5.互变异构体数量:无
6.拓扑分子极性表面积43.4
7.重原子数量:11
8.表面电荷:0
9.复杂度:187
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
性质与稳定性
1.易燃。在
沸点以下易升华,具有轻微的气味。可燃,蒸气与
空气能形成爆炸性
混合物,爆炸极限为1.7%-10.4%(体积分数)。有中等毒性。
2.稳定性 稳定
4.避免接触的条件 潮湿空气
5.聚合危害 不聚合
贮存方法
储存注意事项
储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。包装必须密封,切勿受潮。应与
氧化剂、还原剂、酸类、碱类分开存放,切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。
参考资料
邻苯二甲酸酐.Chemical Book.2024-04-01