苯
結(jié)構(gòu)式
| 物競編號 | 01GH |
|---|---|
| 分子式 | C6H6 |
| 分子量 | 78.11 |
| 標(biāo)簽 |
Benzol, Cyclohexatriene, 有機(jī)合成用脫水溶劑, 稀釋劑, 脫漆劑, 芳香烴 |
編號系統(tǒng)
CAS號：71-43-2
MDL號：MFCD00003009
EINECS號：200-753-7
RTECS號：CY1400000
BRN號：969212
PubChem號：24856389
物性數(shù)據(jù)
1.性狀：無色透明液體，有強(qiáng)烈芳香味。[1]
2.熔點(diǎn)（℃）：5.5[2]
3.沸點(diǎn)（℃）：80.1[3]
4.相對密度（水=1）：0.88[4]
5.相對蒸氣密度（空氣=1）：2.77[5]
6.飽和蒸氣壓（kPa）：9.95（20℃）[6]
7.燃燒熱（kJ/mol）：-3264.4[7]
8.臨界溫度（℃）：289.5[8]
9.臨界壓力（MPa）：4.92[9]
10.辛醇/水分配系數(shù)：2.15[10]
11.閃點(diǎn)（℃）：-11[11]
12.引燃溫度（℃）：560[12]
13.爆炸上限（%）：8.0[13]
14.爆炸下限（%）：1.2[14]
15.溶解性：不溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮等多數(shù)有機(jī)溶劑。[15]
16.折射率（25oC）：1.49794
17.黏度（mPa·s,25oC）：0.6010
18.蒸發(fā)熱（KJ/mol, 25oC）：33.9
19.熔化熱（KJ/mol）：9.872
20.生成熱（KJ/mol,25oC,氣體）：82.966
21.生成熱（KJ/mol,25oC,液體）：49.051
22.燃燒熱（KJ/mol,25oC,氣體）：3303.08
23.比熱容（KJ/(kg·K),25oC,定壓）：1.05
24.沸點(diǎn)升高常數(shù)：2.53
25.電導(dǎo)率（S/m）：76×10-9
26.熱導(dǎo)率（W/(m·K) ,25oC）：0.1442
27.蒸氣壓（kPa,79.5oC）：41.3
28.體膨脹系數(shù)（K-1）：0.00121
29.臨界密度（g·cm-3）：0.305
30.臨界體積（cm3·mol-1）：256
31.臨界壓縮因子：0.268
32.偏心因子：0.211
33.Lennard-Jones參數(shù)（A）：5.3823
34.Lennard-Jones參數(shù)（K）：426.70
35.溶度參數(shù)(J·cm-3)0.5：18.706
36.van der Waals面積（cm2·mol-1）：6.000×109
37.van der Waals體積（cm3·mol-1）：48.400
38.氣相標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱(焓)(kJ·mol-1)：-3301.47
39.氣相標(biāo)準(zhǔn)聲稱熱(焓)( kJ·mol-1) ：82.89
40.氣相標(biāo)準(zhǔn)熵(J·mol-1·K-1) ：269.30
41.氣相標(biāo)準(zhǔn)生成自由能( kJ·mol-1)：129.8
42.氣相標(biāo)準(zhǔn)熱熔(J·mol-1·K-1)：82.43
43.液相標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱(焓)(kJ·mol-1)：-3267.58
44.液相標(biāo)準(zhǔn)聲稱熱(焓)( kJ·mol-1)：48.99
45.液相標(biāo)準(zhǔn)熵(J·mol-1·K-1) ：173.45
46.液相標(biāo)準(zhǔn)生成自由能( kJ·mol-1)：124.33
47.液相標(biāo)準(zhǔn)熱熔(J·mol-1·K-1)：136.06
毒理學(xué)數(shù)據(jù)
1.急性毒性[16]
LD50：1800mg/kg（大鼠經(jīng)口）；4700mg/kg（小鼠經(jīng)口）；8272mg/kg（兔經(jīng)皮）
LC50：31900mg/m3（大鼠吸入，7h）
2.刺激性[17]
家兔經(jīng)皮：500mg（24h），中度刺激。
家兔經(jīng)眼：2mg（24h），重度刺激。
3.亞急性與慢性毒性[18]
家兔吸入10mg/m3，數(shù)天到幾周，引起白細(xì)胞減少，淋巴細(xì)胞百分比相對增加。慢性中毒動物造血系統(tǒng)改變，嚴(yán)重者骨髓再生不良。
4.致突變性[19]
DNA抑制：人白細(xì)胞2200μmol/L。姐妹染色單體交換：人淋巴細(xì)胞200μmol/L。細(xì)胞遺傳學(xué)分析：人吸入125ppm（1a）。體細(xì)胞突變：人淋巴細(xì)胞1gm/L。
5.致畸性[20]
小鼠孕后6~15d吸入最低中毒劑量（TCLo）5ppm，致血和淋巴系統(tǒng)發(fā)育畸形（包括脾和骨髓）。小鼠腹腔內(nèi)給予最低中毒劑量（TDLo）219mg/kg，致血和淋巴系統(tǒng)發(fā)育畸形、肝膽管系統(tǒng)發(fā)育畸形。
6.致癌性[21] IARC致癌性評論：G1，確認(rèn)人類致癌物。
7.其他[22] 大鼠吸入最低中毒濃度（TCLo）：15ppm/24h（孕7~14d），引起植入后死亡率增加和骨骼肌肉發(fā)育異常。
生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)
1.生態(tài)毒性[23]
LC50：45mg/L（24h）（金魚）；20mg/L（24~48h）（藍(lán)鰓太陽魚）；27mg/L（96h）（小長臂蝦）；
LC100：12.8mmol/L（24h）（梨形四膜蟲）；
LD100：34mg/L（24h）(藍(lán)鰓太陽魚)；
TLm：36mg/L（24~96h）（虹鳉，軟水）
2.生物降解性[24]
好氧生物降解（h）：120~384
厭氧生物降解（h）：2688~17280
3非生物降解性[25]
水相光解半衰期（h）：2808~16152
光解最大光吸收波長范圍（nm）：239~268
水中光氧化半衰期（h）：50.1~501
4.生物富集性[26] BCF：3.5（日本鰻鱺）；4.4（大西洋鯡）；4.3（金魚）
分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)
1、摩爾折射率：26.25
2、摩爾體積（cm3/mol）：89.4
3、等張比容（90.2K）：207.2
4、表面張力（dyne/cm）：28.8
5、極化率（10-24cm3）：10.40
計(jì)算化學(xué)數(shù)據(jù)
1.疏水參數(shù)計(jì)算參考值（XlogP）:無
2.氫鍵供體數(shù)量:0
3.氫鍵受體數(shù)量:0
4.可旋轉(zhuǎn)化學(xué)鍵數(shù)量:0
5.互變異構(gòu)體數(shù)量:無
6.拓?fù)浞肿訕O性表面積0
7.重原子數(shù)量:6
8.表面電荷:0
9.復(fù)雜度:15.5
10.同位素原子數(shù)量:0
11.確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0
12.不確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0
13.確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0
14.不確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0
15.共價(jià)鍵單元數(shù)量:1
性質(zhì)與穩(wěn)定性
1.苯是最重要的基本有機(jī)原料之一，是芳香烴的代表。具有較穩(wěn)定的六元環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
2.主要化學(xué)反應(yīng)有加成、取代及開環(huán)反應(yīng)。在濃硫酸、硝酸作用下，容易發(fā)生取代反應(yīng)生成硝基苯。與濃硫酸或發(fā)煙硫酸反應(yīng)生成苯磺酸。以三氯化鐵等金屬鹵化物為催化劑，在較低溫度下發(fā)生鹵化反應(yīng)生成鹵代苯。以三氯化鋁為催化劑，與烯烴、鹵代烴發(fā)生烷基化反應(yīng)，生成烷基苯；與酸酐、酰氯發(fā)生酰化反應(yīng)生成酰基苯。在氧化釩催化劑存在下，苯經(jīng)氧或空氣氧化生成順丁烯二酸酐。苯加熱到700℃發(fā)生裂解，生成碳、氫及少量的甲烷和乙烯等。用鉑、鎳作催化劑，進(jìn)行加氫反應(yīng)生成環(huán)己烷。以氯化鋅為催化劑，與甲醛和氯化氫發(fā)生氯甲基化反應(yīng)生成芐基氯。但苯環(huán)比較穩(wěn)定，例如與硝酸、高錳酸鉀、重鉻酸鹽等氧化劑亦不發(fā)生反應(yīng)。
3.具有高折射性和強(qiáng)烈芳香味，易燃，有毒。與乙醇、乙醚、丙酮、四氯化碳、二硫化碳和醋酸混溶，微溶于水。對金屬無腐蝕性，但品級較低的苯中含硫雜質(zhì)對銅和某些金屬有明顯的腐蝕作用。液體苯有脫脂作用，可被皮膚吸收而中毒，故應(yīng)避免與皮膚接觸。
4.蒸氣與空氣形成爆炸混合物，爆炸極限1.5%-8.0%（體積）。
5.穩(wěn)定性[27] 穩(wěn)定
6.禁配物[28] 強(qiáng)氧化劑、酸類、鹵素等
7.聚合危害[29] 不聚合
貯存方法
儲存注意事項(xiàng)[30]儲存于陰涼、通風(fēng)的庫房。遠(yuǎn)離火種、熱源。庫溫不宜超過37℃。保持容器密封。應(yīng)與氧化劑、食用化學(xué)品分開存放，切忌混儲。采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)施。禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具。儲區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備和合適的收容材料。
合成方法
（一）按其來源和制法分為石油苯和焦化苯，石油苯是由石油輕餾分加氫精制、催化重整和分離所得；焦化苯是由煉焦副產(chǎn)回收的粗苯經(jīng)過洗滌、分餾所得。二者的主要差別是焦化苯的刺激性氣味較大。
苯是由煤干餾、石油催化裂解、催化重整得到的。因此，易含的雜質(zhì)主要是芳香族同系物、噻吩及飽和烴等。精制時(shí)加5%~10%的濃硫酸激烈搖動，靜置分層，分去酸層后用水充分洗滌，再加氯化鈣等脫水劑干燥后蒸餾。其他方法有與三氯化鋁共同蒸餾、汞鹽處理及共沸蒸餾等。純度高的苯容易凝固，可重復(fù)進(jìn)行結(jié)晶分離，最后用五氧化二磷或金屬鈉干燥后蒸餾。
除去苯中少量水的方法除加氯化鈣、無水硫酸鈉、五氧化二磷和金屬鈉等脫水劑外，尚可利用苯和水組成的二元共沸混合物進(jìn)行共沸蒸餾。除去初餾部分，很容易達(dá)到脫水目的。苯既可蒸餾回收，也可用重結(jié)晶的方法回收。
工藝流程：
(1)、 煉焦副產(chǎn)回收苯法煉焦煤氣中含有30～60g/m3的粗苯（主要成分為苯、甲苯、二甲苯、三甲苯及不飽和化合物、硫化物等），回收粗苯的方法是用洗油（焦油230～300℃餾分或石油中260～350℃餾分）于15～20℃下在洗苯塔中進(jìn)行吸收，一般洗苯常串聯(lián)2～3塔，洗油吸收粗苯后稱為富油，約含粗苯2%～4%。富油經(jīng)過分縮器用脫苯塔頂部出來的粗苯和洗油蒸氣被加熱至80℃左右，再經(jīng)過熱交換器和脫苯塔底部流出的熱貧油進(jìn)行熱交換，將富油進(jìn)一步加熱到100℃，然后在管式加熱爐中加熱至160℃左右，部分粗苯和洗油已氣化，液相和氣相混合組成的富油，進(jìn)入脫苯塔于塔底通入的直接蒸氣及由再生器來的油氣進(jìn)行水蒸氣蒸餾。蒸出粗苯的貧油，由塔底排出，自流到熱交換器由135～150℃冷卻到110～105℃后，加入熱貧油槽，進(jìn)一步冷卻至25～30℃，再送回洗苯塔循環(huán)使用。
由脫苯塔塔頂排出的蒸氣，溫度為125～140℃，進(jìn)入分餾器的下部，被冷卻至90～95℃后從分餾器的頂部逸出，進(jìn)入兩苯塔的中部，塔底部設(shè)有間接蒸汽加熱管及直接蒸汽管，輕苯由塔頂蒸出，重苯成液體自塔底下部引至重苯冷卻器，用水冷至40～45℃，進(jìn)入重苯貯槽。從兩苯塔頂出來的輕苯蒸氣，其溫度為70～75℃進(jìn)入冷凝冷卻器，冷至30℃以下的冷凝液進(jìn)入分離缸，分出水后，一部分打回流，一部分送入儲槽。然后送入初餾塔，90℃以前為初餾分，將90～150℃的餾分經(jīng)冷卻冷凝器冷凝后，加入帶攪拌的洗滌器進(jìn)行酸洗，硫酸用量約占5%，洗去不飽和烴和硫化物等雜質(zhì)，再加水洗滌。然后加入20%的燒堿溶液進(jìn)行中和，最后送至精餾塔進(jìn)行精餾。于79.5～80.6℃可得苯餾分；110～111℃可得甲苯餾分；于135～145℃可得二甲苯餾分；150℃左右可得溶劑油餾分；殘油為黑色古馬隆。將苯餾分再精餾可得純苯、動力苯、純甲苯。
(2)、催化重整法催化重整所用的催化劑主要有鉑系（Pt,Pd,Re等）催化劑，也用非鉑系催化劑（MoO3,Cr2O3等）。因催化劑不同，反應(yīng)器型式和催化劑再生方式也不同，反應(yīng)條件也不同。其中以固定床不再生式鉑重整最具代表性，此過程的催化劑是載于氧化鋁和氧化硅上的鉑（0.3%～0.6%），這樣催化劑壽命較長，一般可工作6個(gè)月到1年以上不需再生。原料油的沸點(diǎn)范圍視生成目的產(chǎn)物而定，如需生產(chǎn)芳烴，用60～130℃的直餾汽油，如主要為了生產(chǎn)苯，則應(yīng)選用60～85℃的狹餾分直餾汽油。反應(yīng)壓力3.5～5.2MPa，反應(yīng)溫度490～510℃。其工藝過程為：先將原料油在預(yù)分離塔中分出輕組分，再引出重整原料與循環(huán)的氫氣混合后進(jìn)入加熱爐，加熱后的混合氣體，進(jìn)入串聯(lián)安裝的固定床催化反應(yīng)器，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)換熱冷卻后，進(jìn)入高壓氣液分離器，氣體產(chǎn)物經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)壓縮后再循環(huán)使用，液體利用工業(yè)溶劑二乙二醇醚萃取，將芳烴與非芳烴分離，再送入精餾塔，收集79.7～80.5℃的餾分，即為純苯。
(3)、裂解汽油制苯法裂解汽油一般含有芳烴40%～70%。芳烴中含苯約37%，甲苯約14%，二甲苯約5%。用加氫脫烷基法提取苯。首先將裂解汽油進(jìn)行兩段催化加氫，催化脫烷基和氫氣提純，將烷基苯轉(zhuǎn)化成苯，然后經(jīng)分餾得到苯。
將工業(yè)苯用濃硫酸連續(xù)洗滌去除雜質(zhì)噻吩含量合格后，再經(jīng)水、5%的氫氧化鈉溶液洗滌之后，用無水氯化鈣干燥，將上清液進(jìn)行蒸餾即可。
（二）根據(jù)工業(yè)苯中硫化物含量，加入適量42%的氫氧化鈉溶液、95%的乙醇和醋酸鉛，混勻。繼續(xù)攪拌至硫化物檢驗(yàn)合格（每2.5h測一次硫化物含量），停止攪拌后靜置1h，放出下層氫氧化鈉溶液后，用足量蒸餾水洗滌3～5次，每次攪拌0.5h，靜置0.5h，分出下層水層。然后在攪拌下加入適量濃硫酸，洗滌苯液至噻吩含量合格，每次攪拌2h，靜置0.5h后放出下層酸液。經(jīng)酸洗之后，再用水洗滌2次，然后加入20%的氫氧化鈉溶液，攪拌0.5h，靜置，分去堿層，直至合格。然后用氯化鈣干燥脫水。經(jīng)脫水后的苯進(jìn)行蒸餾，收集清亮餾出液即為成品。
（三）采用煉焦副產(chǎn)回收法、鉑重整分離法和裂解汽油提取法。煉焦副產(chǎn)回收法是以煉焦副產(chǎn)回收的粗苯為原料,先經(jīng)初餾,再經(jīng)精餾而得。鉑重整分離法是用常壓蒸餾得到的輕汽油先經(jīng)催化加氫,再經(jīng)鉑重整,并用二乙二醇醚萃取,最后經(jīng)精餾分離而得。裂解汽油提取法是以裂解汽油為原料,用加氫脫烷基法將烷基苯轉(zhuǎn)化成苯,再經(jīng)分餾而得。
用途
1.用作合成染料、合成橡膠、合成樹脂、合成纖維、合成谷物、塑料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、照相膠片以及石油化工制品的重要原料，本品具有良好的溶解性能，因而被廣泛地用作膠黏劑及工業(yè)溶劑例如：清漆、硝基纖維漆的稀釋劑、脫漆劑、潤滑油、油脂、蠟、賽璐珞、樹脂、人造革等溶劑。
2.測定折射率用的標(biāo)準(zhǔn)樣品。可用作精密光學(xué)儀器、電子工業(yè)等的溶劑和清洗劑，有機(jī)合成等。
3.用作分析試劑，如作溶劑，色譜分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。
4.化妝品溶劑。主要用作指甲油等化妝品的稀釋劑,以加速干燥和硬化,并增進(jìn)樹脂等皮膜成分的溶解性。
5.用作溶劑及合成苯的衍生物、香料、染料、塑料、醫(yī)藥、炸藥、橡膠等。[31]
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