丁二烯理化性质与质量指标
1.1 丁二烯的基本概况
产品名称：1,3-丁二烯；别名：二乙烯、丁间二烯、乙烯基乙烯；
英文名称：1,3-butadiene；
英文别名：Biethylene、Erythrene、Vinylethylene。
分子式： C4H6或H2CCHCHCH2
分子量：54.09
CAS 登录号：106-99-0
图1.1 丁二烯结构式
丁二烯通常指1, 3-丁二烯，又称乙烯基乙烯，是一种重要的石油化工基础原料，是C4馏分中最重要的组分之一，在石油化工烯烃原料中的地位仅次于乙烯和丙烯。
丁二烯分子式为C4H6，由于其分子中含有共扼二烯，可以发生取代、加成、环化和聚合等反应，在有机合成方面具有广泛的用途，可以合成聚丁二烯橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体(SBS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯( ABS )树脂等多种产品，此外还可用于生产己二腈、己二胺、尼龙-66、1,4-丁二醇等有机化工产品以及用作粘接剂、汽油添加剂等，用途十分广泛。 1.2 丁二烯的理化性质
丁二烯又称丁间二烯，分子式C4H6，分子量54.09。在常温下为无、有芳香味、有毒气体，是一种极易液化的无气体，与空气可形成爆炸性混合气体。稍溶于水，水中溶解度为0.38%。易溶于丙酮、苯等有机溶剂，易聚合，有氧存在下更易聚合。蒸汽密度为1.9kg/m3；相对密度0.6211(在20℃下的液体)；溶点-139℃；沸点-4.41℃；自燃点414℃；
蒸汽压101.3Kpa（-4.5℃）；闪点-76℃；冰点-108.9℃；易燃；爆炸极限2.16～11.47℃（体积）。
表1.1 丁二烯的理化性质表
项目 | 指标 | 项目 | 指标 |
熔点(101.325kPa)： | -l08.9℃ | 沸点(101.325kPa)： | -4.4℃ |
液体密度(-4.4℃，101.325kPa)： | 650.4kg/m3 | 气体密度(101.325kPa，0℃)： | 2.428kg/m3 |
相对密度(101.325kPa，20℃，空气=1)： | 1.878 | 比容(21.1℃，101.325kPa)： | 0.4306m3/kg |
气液容积比(15℃，100kPa)： | 279l/l | 饱和蒸气压(kPa)： | 245.27(21℃) |
临界温度： | l52.0~C | 临界压力： | 热敏油墨 4327kPa |
临界密度： | 245kg/m3 | 熔化热(—108.9℃))： | 147.62kJ/kg |
气化热AHv(—4.6℃)： | 416.06kJ/kg | 比热比： | Cp/Cv＝1.113 |
比热容 | (气体，101.325kPa，25℃)： | CP=1.518kJ/(kg·K) Cv=1.364kJ/(kg·K) | 蒸气压 | (—40℃)： | 19.77kPa |
(0℃)： | l19.82kPa |
(液体，—28.2℃)： | 2.055kJ/(kg·K) | (40℃)： | 434.36kPa |
导热系数 | 导电高分子材料(气体，101.325kPa，25℃)： | 0.01569W/(m·K) | 表面张力(一40℃)： | 20.7mN/m |
合理情绪疗法(液体，一40℃)： | 0.1548W/(m·K) | 燃点： | 417.8℃ |
粘度(气体，101.325kPa，20℃)： | 两性危机0.00754mPa·s | 折射率(液体，一25℃)： | 1.4292 |
燃烧界限(空气中，20℃，100kPa)： | 2%～11.5%(体积) | 在氧气中当量燃烧时火焰温度： | 2770℃ |
在氧气中当量燃烧时火焰速度： | 梁宸 飞机3.64m/s | 在空气中当量燃烧时火焰速度： | 0.5 m/s |
在空气中当量燃烧时火焰温度： | 2357℃ | | |
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丁二烯化学结构与其他单烯烃不同，碳碳双键具有共轭效应，这就决定了它的化学性质不同于其他单烯烃和双烯烃。丁二烯有很强的聚合性，可以产生高分子聚合物，像丁二烯聚合物、橡胶类聚合物、丁二烯过氧化物及丁二烯端基聚合物等。这些聚合物后体积膨胀，产生大量的热，可导致设备管道堵塞或爆炸。
1.3 丁二烯的危险性及产生危害
（一）易燃、易爆。丁二烯与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。其蒸汽比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。若遇高热，可能发生聚合反应，出现大量放热现象，引起容器破裂和爆炸事故。 （二）易自聚。丁二烯极易发生自聚，其自聚物有丁二烯聚物、像胶壮自聚物、丁二烯过氧化自聚物和端基聚合物四种形式。 丁二烯受热发生二聚反应，生成4-乙烯基环已烯。同时，丁二烯二聚物是丁二烯的热聚物。二聚物常温下为液体，具有流动性，沸点116℃，可以与丁二烯以任何比例溶。
通常，丁二烯二聚物没有易燃、易爆危险性，在少量时可看作作丁二烯杂质，而量多时则
会影响产品生产过程中丁二烯的聚合。橡胶壮自聚物是一种丁二烯的热聚合物，进入聚合系统，会影响橡胶的物理机械性能，并易堵塞设备和管路。丁二烯在氧存在下易发生过氧化反应，形成过氧化物。丁二烯过氧化自聚物为浅黄粘稠液体，相对分量为800左右，比重比丁二烯大，易沉积并积累于设备的死角处，其性质很不稳定，受撞击或急剧加热时会迅速分解自燃引起爆炸。同时，它能分解产生活性自由基，能引发丁二烯进行端基聚合，生成米花壮固体聚合物—端基聚合物（端聚物）。当端聚物粒子增长超过一定限度时，链增长成为无终止反应，造成端聚物的迅速增多和急剧膨胀。当端聚物粒子增长超过一不定期限度时，丁二烯聚合热很难排出，形成局部过热，导致过氧化物急剧而引发爆炸。丁二烯过氧化自聚反应为自催化反应。丁二烯端基聚合物一种高度交联的树脂状聚合物。如果系统不干净，聚合物常被铁锈、铁离子污染而成深黄、深茶花或咖啡。大块的丁二烯端聚物酷似爆米花，故称为米花状聚合物（Popcorn-polymer）。端基聚合物化学性质十分活泼，易发生自由基连锁聚合，易燃易爆，给生产和储存工作带来相当大的潜在危险。
（三）易自燃。在一定压力下，液态丁二烯极易吸附在端基聚合物的小孔中，用氮气无法将丁二烯置换出来。当设备内氧含量超标，自聚物受热或被低压蒸汽加热时，蒸发出的丁
二烯与设备内空气中的氧气结合生成过氧化物会分解自燃，并很快将自聚物引燃。自聚物易胀裂阀门和管道。丁二烯常因在阀门和管道内积存丁二烯大量外泄。同时，由于丁二烯的特性，泄漏后存在冻裂阀门和管道可能性。
（四）易使人中毒和冻伤。丁二烯具有麻醉和刺激作用。
急性中毒：轻者有头痛、头晕、恶心、咽痛、耳鸣、全身乏力、嗜睡等。重者出现酒醉状态、呼吸困难、脉速等，后转入意识丧失和抽搐，有时也可有烦燥不安、到处乱跑等精神症状。脱离接触后，迅速恢复。头痛和嗜睡有时可持续一段时间。皮肤直接接触丁二烯可发生灼伤或冻伤。 慢性影响：长期接触一定浓度的丁二烯可出现头痛、头晕、全身乏力、失眠、多梦、记忆力减退、恶心、心悸等症状。偶见皮炎和多发性神经炎。
1.4 丁二烯的毒性暴强回复、安全、贮存及运输等
丁二烯属低毒类，最高容许浓度l000ppm(2200mg/m3)。具有麻醉和刺激作用。其麻醉作用比丙二烯强，但仅为丁烯的一半。
丁二烯蒸气对粘膜有轻度刺激作用，具有窒息性。皮肤接触液体会引起冻伤。
人吸入1%浓度可引起头晕、头痛、恶心、口干、嗜睡、脉速等，并伴有上呼吸道刺激症状。浓度再高时，可引起视力模糊、眼鼻刺激加重和麻醉感。人在30%～35%浓度下，很快出现头痛、头晕、咽喉痛、耳鸣、全身无力、口有甜味、恶心，有时有呕吐、醉酒状态、皮肤苍白、胸闷呼吸、困难和表浅、脉速，后转入意识丧失和抽搐。脱离接触后迅速恢复，但头痛和嗜睡有时可持续一段时间。在超过25%的浓度下暴露25分钟以上会死亡。出现皮肤冻伤时皮肤由粉红变成白或灰黄，疼痛消退后出现变冷和麻木的感觉。
长期接触一定浓度丁二烯，对人的慢性影响有头晕、头痛、全身乏力、易激动或表情淡漠、失眠、记忆减退、注意力不能集中、鼻及咽喉不适、恶心、嗳气、胃烧灼感、心悸、嗅觉减退等。也常有角膜反射迟钝、腱反射亢进及眼睑、舌和手震颤。合成橡胶工人长期接触产品100mg/m3左右的浓度时，有类神经症，血压偏低，血沉偏快，血红蛋白偏低，血液中性粒细胞吞噬活动减低，C-蛋白反应阳性，眼和鼻咽粘膜轻度刺激症状等。有的橡胶厂调查尚发现白细胞和血小板计数明显低于对照组。并有葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）降低及总胆固醇含量明显升高的现象。
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