鄰苯二甲酸酐

鄰苯二甲酸酐

鄰苯二甲酸酐,簡稱苯酐,是鄰苯二甲酸分子內脫水形成的環狀酸酐。苯酐為白色固體,是化工中的重要原料,尤其用於增塑劑的製造。鄰苯二甲酸酐與多元醇(如甘油、季戊四醇)縮聚生成聚芳酯樹脂,用於油漆工業;若與乙二醇和不飽和酸縮聚,則生成不飽和聚酯樹脂,可製造絕緣漆和玻璃纖維增強塑膠。鄰苯二甲酸酐可發生水解、醇解和氨解反應,與芳烴反應可合成蒽 醌衍生物。鄰苯二甲酸酐在工業上是在五氧化釩催化下,由萘與空氣在350~360℃進行氣相氧化製得,也可用空氣氧化鄰二甲苯製得。

簡介

名稱

英文名稱:o-Phthalic anhydride

英文別名:2,5-Isobenzofurandione; Phthalic anhydride 99+ %; 2-benzofuran-1,3-dione; 2,2'-

(oxydicarbonyl)dibenzoic acid

分子式:C8H4O3

簡稱:PA

物理性質

熔點 131-134 °C(lit.)

沸點 284 °C(lit.)

密度 1,53 g/cm3

蒸氣密度 5.1 (vs air)

蒸氣壓 <0.01 mm Hg ( 20 °C)

閃點 152 °C

儲存條件 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:難溶於冷水,易溶於熱水,乙醇,乙醚,苯等多數有機溶劑

化學性質

鄰苯二甲酸酐可發生水解、醇解和氨解反應,與芳烴反應可合成蒽 醌衍生物。鄰苯二甲酸酐在工業上是在五氧化釩催化下,由萘與空氣在350~360℃進行氣相氧化製得,也可用空氣氧化鄰二甲苯製得。鄰苯二甲酸酐可代替鄰苯二甲酸使用,主要與一元醇反應形成酯,例如鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯。

相關反應相關反應

健康危害

侵入途徑:吸入、食入。

健康危害:本品對眼、鼻、喉和皮膚有刺激作用,這種刺激作用,可因其在濕潤的組織表面水解為鄰苯二甲酸而加重。可造成皮膚灼傷。吸入本品粉塵或蒸氣,引起咳嗽、噴嚏和鼻衄。對有哮喘史者,可誘發哮喘。

慢性影響:長期反覆接觸可引起皮疹和慢性眼刺激。反覆接觸對皮膚有致敏作用。可引起慢性支氣管炎和哮喘。

相關資料

毒性:屬低毒類。

急性毒性: LD504020mg/kg(大鼠經口)。

刺激性:家兔經眼:119mg,重度刺激。家兔經皮:595mg(24小時),重度刺激。

危險特性:遇高熱、明火或與氧化劑接觸,有引起燃燒的危險。

燃燒(分解)產物:一氧化碳、二氧化碳。

安全措施

泄漏:隔離泄漏污染區,限制出入。建議應急處理人員戴自給式呼吸器,穿防酸鹼工作服。不要直接接觸泄漏物。

小量泄露:避免揚塵,用潔淨的鏟子收集於乾燥、潔淨、有蓋的容器內。

大量泄露:收集回收或運至廢物處理場所處置。

滅火方法

燃燒性:可燃

爆炸下限(%):1.7

爆炸上限(%):10.4

引燃溫度(℃):570

滅火劑:抗溶性泡沫、乾粉、二氧化碳。

滅火注意事項:切勿將水直接射至熔融物,以免引起嚴重的流淌火災或引起劇烈的沸濺。

緊急處理

吸入:迅速脫離現場至新鮮空氣處。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。

誤食:誤服者用水漱口,給飲牛奶或蛋清。就醫。

皮膚接觸:立即脫去被污染衣著,用大量流動清水沖洗,至少15分鐘。就醫。

眼睛接觸:立即提起眼瞼,用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。

歷史

廣泛用於製造增塑劑(鄰苯二甲酸酯)、不飽和聚酯、醇酸樹脂等,也是一種重要的染料中間體。

1896年,德國巴登苯胺純鹼公司首先提出由萘液相氧化制苯酐的方法。1920年德國馮海登化學公司建立由萘氣相催化氧化制苯酐的生產裝置;但萘來源有限,價格較貴,使苯酐發展受到限制。石油化工的發展提供了大量價廉的鄰二甲苯。以鄰二甲苯為原料生產苯酐,產品的碳原子數和原料碳原子數一樣,與萘作原料相比消除了氧化降解,減少氧氣需要量及反應放熱量,因而促使開展鄰二甲苯氧化制苯酐的研究,1945年美國首先實現該法的工業化生產。以後,催化劑的不斷改進以及新的高負荷、高原料空氣比和高產率催化劑的採用,大大提高了經濟效益,現各國均主要採用此法生產苯酐。1985年,世界苯酐產量約為2.9Mt,其中80%左右由鄰二甲苯生產。

製法

鄰二甲苯氧化法

主反應如圖,此外,由副反應還生成苯甲酸、順丁烯二酸酐等。該反應為強放熱反應,因此選擇適宜的催化劑(高活性和高選擇性)和移出反應熱以抑制深度氧化反應,是工業過程的關鍵。由此而開發了多種不同的生產方法。

工業生產方法一般是採用以五氧化二釩為主的釩系催化劑(見金屬氧化物催化劑)進行鄰二甲苯的氣相氧化。1974年,開發了高負荷表面塗層的釩系催化劑,催化劑載體是惰性的無孔瓷球、剛玉球和碳化矽球等。選用環狀載體製備催化劑。這種新型催化劑可以減少因內擴散引起的深度氧化反應,從而提高了苯酐的收率、選擇性和催化劑的負荷。反應器多採用列管式固定床。典型工藝過程(見圖)是將過濾後的無塵空氣經壓縮、預熱,與氣化的鄰二甲苯蒸氣混合後進入反應器,在400~460℃下進行氧化反應,進料空速2000~3000h-1,空氣中鄰二甲苯濃度40~60g/m3(標準),反應熱由管外循環的熔鹽帶出。 反應產物進入蒸汽發生器,被冷卻的反應氣經進一步冷卻,回收粗苯酐。尾氣經水洗回收順丁烯二酸酐後放空,或用催化燃燒法淨化後再放空。粗苯酐經減壓精餾由塔頂分離出低沸點的順丁烯二酸酐、甲基順丁烯二酸酐及苯甲酸等;塔底物料經真空精餾,得到苯酐產品。

鄰二甲苯氧化法鄰二甲苯氧化法

萘氧化法

副反應生成萘醌、順丁烯二酸酐等。所用催化劑也是釩系催化劑。工藝過程與鄰二甲苯氧化相似。萘氧化的反應器有列管式固定床和流化床兩種。流化床反應器的反應熱由反應器內的冷卻管移走。流化床催化劑的粒度要求有一適宜的範圍,通常為40~300μm。使用流化床的優點是:反應器可以在比較均勻的溫度、較高的原料-空氣比下操作,產物較易捕集。

萘氧化法萘氧化法

用途

鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯都是重要的增塑劑。鄰苯二甲酸酐與多元醇(如甘油、季戊四醇)縮聚生成聚芳酯樹脂,用於油漆工業;若與乙二醇和不飽和酸縮聚,則生成不飽和聚酯樹脂,可製造絕緣漆和玻璃纖維增強塑膠。鄰苯二甲酸酐也是合成苯甲酸、對苯二甲酸的原料,也用於藥物合成。

物質毒性

編號 毒性類型 測試方法 測試對象 使用劑量 毒性作用
1 acute Oral Rodent - rat 1530 mg/kg 1.行為毒性Behavioral - somnolence (general depressed activity)
2 acute Inhalation Rodent - rat >210 mg/m3/1H 1.Details of toxic effects not reported other than lethal dose value
3 acute Oral Rodent - mouse 1500 mg/kg 1.Details of toxic effects not reported other than lethal dose value
4 acute Oral Mammal - cat 800 mg/kg 1.Details of toxic effects not reported other than lethal dose value
5 acute Administration onto the skin Rodent - rabbit >10 mg/kg 1.Details of toxic effects not reported other than lethal dose value
6 acute Intraperitoneal Rodent - guinea pig 100 mg/kg 1.Details of toxic effects not reported other than lethal dose value
7 MutipleDose Inhalation Rodent - rat 100 mg/m3/2H/2W-I 1.肺部、胸部或者呼吸毒性Lungs, Thorax, or Respiration - structural or functional change in trachea or bronchi
2.肝毒性Liver - other changes
8 MutipleDose Oral Rodent - guinea pig 6 mg/kg/42D-I 1.肺部、胸部或者呼吸毒性Lungs, Thorax, or Respiration - other changes
2.胃腸道毒性Gastrointestinal - gastritis
3.胃腸道毒性Gastrointestinal - other changes
9 SkinEyeIrrition Administration onto the skin Rodent - rabbit 500 mg/24H 1.Mild
10 SkinEyeIrrition Administration into the eye Rodent - rabbit 50 mg/24H/MOD
11 Mutation Rodent - rat Liver 3 mmol/L
12 Reproductive Inhalation Rodent - rat 1 mg/m3,male 45 day(s) pre-mating 1.生殖毒性Reproductive - Paternal Effects - spermatogenesis (incl. genetic material, sperm morphology, motility, and count)
2.生殖毒性Reproductive - Paternal Effects - testes, epididymis, sperm duct
13 Reproductive Intraperitoneal Rodent - mouse 203 mg/kg,female 8-10 day(s) after conception 1.生殖毒性Reproductive - Specific Developmental Abnormalities - other developmental abnormalities

羧酸及其衍生物

羧酸及其衍生物是有機化學的一大類,也是化學界重要研究之一。羧酸及其衍生物在化工行業套用特別廣泛。

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