苯乙烯 Styrene

編號系統

CAS號：100-42-5

MDL號：MFCD00008612

EINECS號：202-851-5

RTECS號：WL3675000

BRN號：1071236

PubChem號：24899624

物性數據

1.性狀：無色透明油狀液體^[1]

2.熔點（℃）：-30.6^[2]

3.沸點（℃）：146^[3]

4.相對密度（水=1）：0.99（25℃）^[4]

5.相對蒸氣密度（空氣=1）：3.6^[5]

6.飽和蒸氣壓（kPa）：0.7（20℃）^[6]

7.燃燒熱（kJ/mol）：-4376.9^[7]

8.臨界溫度（℃）：369^[8]

9.臨界壓力（MPa）：3.81^[9]

10.辛醇/水分配系數：3.2^[10]

11.閃點（℃）：31^[11]

12.引燃溫度（℃）：490^[12]

13.爆炸上限（%）：6.8^[13]

14.爆炸下限（%）：0.9^[14]

15.溶解性：不溶于水，溶于乙醇、乙醚等多數有機溶劑。^[15]

16.黏度（mPa·s,25oC）：0.696

17.蒸發熱（KJ/mol, 25oC）：43.96

18.熔化熱（KJ/mol）：10.95

19.生成熱（KJ/mol,25oC,氣體）：147.46

20.生成熱（KJ/mol,25oC,液體）：103.96

21.燃燒熱（KJ/mol,25oC,氣體,定壓）：4441.78(H2O液體,CO2氣體)

22.燃燒熱（KJ/mol,25oC,氣體,定壓）：4265.64(H2O氣體,CO2氣體)

23.燃燒熱（KJ/mol,25oC,液體,壓力）：4398.28(H2O液體,CO2氣體)

24.燃燒熱（KJ/mol,25oC,液體,壓力）：4222.14(H2O氣體,CO2氣體)

25.比熱容（KJ/(kg·K),25.16oC,定壓）：1.17

26.溶解度（%,25oC,水）：0.031

27.體膨脹系數（K^-1）：0.00097

28.相對密度（20℃，4℃）：0.90600

29.常溫折射率（n²⁵）：1.5420

30.溶度參數(J·cm^-3)^0.5：19.127

31.van der Waals面積（cm²·mol^-1）：8.270×10⁹

32.van der Waals體積（cm³·mol^-1）：66.250

33.氣相標準燃燒熱(焓)(kJ·mol^-1)：-4439.3

34.氣相標準聲稱熱(焓)( kJ·mol^-1) ：147.9

35.氣相標準熵(J·mol^-1·K^-1) ：345.10

36.氣相標準生成自由能( kJ·mol^-1)：214.42

37.氣相標準熱熔(J·mol^-1·K^-1)：122.09

38.液相標準燃燒熱(焓)(kJ·mol^-1)：-4395.2

39.液相標準聲稱熱(焓)( kJ·mol^-1)：103.8

40.液相標準熵(J·mol^-1·K^-1) ：237.57

41.液相標準生成自由能( kJ·mol^-1)：202.38

42.液相標準熱熔(J·mol^-1·K^-1)：182.84

毒理學數據

1.急性毒性^[16]

LD50：1000mg/kg（大鼠經口）；316mg/kg（小鼠經口）

LC50：24000mg/m³（大鼠吸入，4h）

2.刺激性^[17]

家兔經皮：500mg，輕度刺激（開放性刺激試驗）。

家兔經眼：100mg，重度刺激。

3.亞急性與慢性毒性^[18]   動物于6.3~9.3g/m³，每天7h，6~12個月，130~264次，出現眼、鼻刺激癥狀。

4.致突變性^[19]  微生物致突變試驗：鼠傷寒沙門菌1μmol/皿。DNA抑制：人Hela細胞28mmol/L。姐妹染色體交換：人吸入1204mg/m³（5a）。

5.致畸性^[20]  雌性大鼠孕后6~15d，用最低中毒劑量（TDLo）11470mg/kg經口染毒，致泌尿生殖系統畸形。

6.致癌性^[21]   IARC致癌性評論：G2B，可疑人類致癌物。

生態學數據

1.生態毒性^[22]

IC50：67~200mg/L（72h）（藻類）

LC50：68mg/L（24h）（鹵蟲幼體）；46~59mg/L（96h）（黑頭呆魚）；5mg/L（96h）（藍鰓太陽魚，軟水）

2.生物降解性^[23]

好氧生物降解（h）：336~672

厭氧生物降解（h）：1344~2688

3.非生物降解性^[24]  空氣中光氧化半衰期（h）：0.9~7.3

4.其他有害作用^[25]  該物質對環境有嚴重危害，應特別注意對地表水、土壤、大氣和飲用水的污染，對水生生物應給予特別注意。由于其揮發性強，在大氣中易被光解，也可被生物降解和化學降解，即能被特異的菌叢所破壞，亦能被空氣中的氧所氧化成苯甲醚、甲醛及少量苯乙醇。

分子結構數據

1、摩爾折射率：37.17

2、摩爾體積（cm³/mol）：115.3

3、等張比容（90.2K）：272.2

4、表面張力（dyne/cm）：30.9

5、介電常數：2.35

6、偶極距（10^-24cm³）：

7、極化率：14.73

計算化學數據

1、疏水參數計算參考值（XlogP）：2.9

2、氫鍵供體數量：0

3、氫鍵受體數量：0

4、可旋轉化學鍵數量：1

5、互變異構體數量：

6、拓撲分子極性表面積（TPSA）：0

7、重原子數量：8

8、表面電荷：0

9、復雜度：68.1

10、同位素原子數量：0

11、確定原子立構中心數量：0

12、不確定原子立構中心數量：0

13、確定化學鍵立構中心數量：0

14、不確定化學鍵立構中心數量：0

15、共價鍵單元數量：1

性質與穩定性

1.在熱、光或過氧化物作用下容易聚合，聚合時放出大量熱，有引起爆炸的危險。爆炸極限1.10%-6.10%（體積分數）。苯乙烯有有毒。在熱、光或過氧化物作用下容易發生聚合作用，通常需加入81mg/m3的丁基鄰苯二酚作阻聚劑。在酸性催化劑、離子催化劑存在下也易發生聚合。用鉑、鎳等作催化劑在溫和條件下加氫得到乙苯，加氫過量時生成乙基環己烷。氧化鉻作催化劑氧化時生成苯甲酸。

2.本品有毒。毒性比苯弱。苯乙烯具有引人發笑的臭味，在25×10－6就可以明顯地察覺到。在50×10－6就會感到不快，但在這樣濃度下，尚無毒害作用。隨濃度升高，則刺激性增強，可刺激皮膚，呼吸道。在通風不良的室內進食時會刺激胃黏膜。高濃度時有麻醉作用。苯乙烯與苯不同，不會造成慢性中毒，因為苯乙烯在生物體內容易被氧化成苯甲酸、苯基甘醇、苯乙醇酸等，進而成為馬尿酸或葡萄糖酸酯而被排出體外。空氣中最高容許濃度為420mg/m3。生產設備應密閉，防止跑、冒、滴、漏。注意個人防護，工作時應穿戴個人防護用具。操作人員進行定期檢查，有呼吸系統疾病、肝臟病、腎臟病或血液病者，不宜從事本操作。

3.苯乙烯刺激皮膚和黏膜，有麻醉作用，對血液和肝有輕度損害作用。吸入1%的蒸氣數分鐘即失去知覺。與苯不同的是不會造成慢性中毒，車間空氣中最高容許濃度40mg/m3。人吸入其蒸氣會引起中毒。在空氣中允許濃度不超過0.1mg/L。

4.穩定性^[26]  穩定

5.禁配物^[27]  強氧化劑、酸類、鹵素等

6.避免接觸的條件^[28]  受熱

7.聚合危害^[29]  聚合

貯存方法

1.儲存注意事項^[30] 通常商品加有阻聚劑。儲存于陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過37℃。包裝要求密封，不可與空氣接觸。應與氧化劑、酸類分開存放，切忌混儲。不宜大量儲存或久存。采用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。

2.用鍍鋅鐵桶包裝，包裝時加入阻聚劑，貯存于低溫（25℃以下）或冷藏倉庫內，以防聚合變質。應遠離火源，不得在日光下直接曝曬。貯存期為一個月。按易燃有毒物品規定貯運。

合成方法

1.乙苯催化脫氫法：以乙苯為原料，在催化劑作用下，加熱至600℃產生脫氫反應制得粗品，經精餾后制得成品。或者以苯和乙烯為原料，在三氯化鋁催化劑存在下，由高溫烷基化反應制得乙苯，乙苯在真空下催化脫氫制成粗品，經精餾制得成品。

工藝過程：乙苯在蒸發器中經煙道氣加熱蒸發后，進入預熱器，用反應氣體預熱至400℃，再在爐內加熱至560℃以上，將水蒸氣與乙苯（其量為1.5-2）混合后，經加熱至560℃以上，進入列管反應器，反應器由直徑100mm的含鉻管子組成，管內放入催化劑，管外用煙道氣加熱，維持床層溫度在580-610℃；反應產物經過冷凝、分離水層，所得粗苯乙烯經蒸餾、真空精餾而得成品，含量99.5%，收率92%-94%。
此法所用催化劑主要為活性氧化鋅。其他催化劑有105號催化劑（Fe2O387%,KOH11%,Cr2O322%)，有的以三氧化二鐵為主，加入氧化鉻、氯化銅等助催化劑，涂于氯化鎂或碳酸鉀等載體上，脫氫反應器有列管式和絕熱式。前者催化劑層溫度較為均勻，一般維持在580-610℃，在絕熱器中為了維持熱平衡，進料需預熱至650左右。因此，在列管式反應器中裂解副反應少，收率較絕熱式反應器約高3%，水蒸氣耗量可少一半左右。
負壓脫氫法的工藝過程為：原料乙苯經過本系統回收的余熱進行預熱、蒸發，再與過熱蒸汽混合，達620-640℃進入反應器，與催化劑接觸進行脫氫反應。為了保持反應在最佳溫度下進行，反應器設計采用兩段并在中間進行再加熱，也可以直接設計成兩個反應器。第一反應器床層溫度一般在620-530℃，出口溫度600-530℃，床層保持一定的壓力降。第二反應器床層溫度一般在620-580℃，出口溫度590-580℃，床層同樣要保持一定在壓力降。總蒸汽配比1.5：1左右。在一般情況下，經色譜法分析，其轉化率＞38%，選擇性＞95%，苯乙烯在爐油中的含量＞57%為比較理想，反應后得到的爐油，經過兩級精餾（即粗苯乙烯精餾與精苯乙烯精餾），就可得到符合要求的苯乙烯產品。精餾是在負壓下進行，采用機械抽真空和蒸汽噴射泵都可以達到真空要求。爐油中沒有參加反應乙苯可通過回收系統循環使用。反應中焦油控制在0.2%以下。
消耗定額：乙苯＜1.1t，循環水＜200t，蒸汽＜5.3t，電＜54.7KW·h/t。
新的苯乙烯工藝是：將乙苯脫氫生成的氫和氧進行反應生成水，反應平衡發生移動同時提供反應所需的熱量。反應生成物和原來工藝完全相同，粗苯乙烯成分主要含有未反應的乙苯、苯乙烯、苯和甲苯。排出的氣體主要是氫、甲烷、乙烯和二氧化碳。氧源可以使用空氣、由變壓吸附或膜分離制取的富氧空氣，或者液狀純氧。和氧一起送往反應器的氮全部進入排入氣中。

2.乙苯、丙烯共氧化法：乙苯經空氣氧化制得氫過氧化物，再與丙烯進行環氧化合成環氧丙烷，聯產的α-苯乙醇經脫水得苯乙烯；苯乙酮加氫可得α-苯乙醇。

1）乙苯氧化 反應溫度100-150℃，壓力0.3-0.5MPa，反應時間3-5h，以乙苯氫過氧化物為引發劑，無水碳酸鈉為助劑，用空氣(110-160h-1)液相氧化而得乙苯氫過氧化物。
2）環氧化 丙烯與乙苯氫過氧化物反應，其配比為（5-10）：1（mol)，催化劑用量鉬為0.002mol，反應溫度90-110℃，反應時間40-60min，自復壓力1.96-3.92MPa，反應結束后，可得α-苯乙醇和環氧乙烷。
3）苯乙醇脫水 反應在固定床、氣相、常壓下進行。該反應為吸熱反應，脫水溫度為250-260℃，以水蒸氣為稀釋劑，水與醇比為5mol，空速（液醇）為5h-1，催化劑為二氧化鈦。在此條件下，α-苯乙醇的轉化率達87%-92%，苯乙烯單程收率在85%，選擇性可達95%以上。該法除了獲得苯乙烯之外，還可聯產環氧乙烷。

3.苯乙酮法：由乙苯氧化制苯乙酮，再由苯乙酮加氫制α-苯乙醇，α-苯乙醇脫水制苯乙烯（與上法第三步相同）。此法收率比乙苯催化劑脫氫法低，只有78%-80%，反應步驟，成本高。

4.制法：

于裝有攪拌器、回流冷凝器、溫度計的反應瓶中，加入喹啉70g，苯酚^①0.5g，電熱套加熱至190℃。另將a-氯代乙苯(2)70g（0.5mol）加熱至150℃，將其迅速加入到上述反應瓶中，將混合物加熱15min，在此時間內使混合物溫度降至170～150℃。冷卻后將其倒入100mL，10%的稀鹽酸中，充分攪拌。分出上層有機層^②，水洗兩次，無水氯化鈣干燥。減壓分餾，收集40～50℃/2.67～3.3KPa的餾分，得苯乙烯(1)45g，收率87%。注：①加入苯酚的目的是防止苯乙烯的聚合，苯酚為聚合抑制劑。②粗產品中含少量的未反應的a-氯代乙苯，分餾時可以除去(50～80℃/2.67～3.3KPa)。^[32]

5.制法：

于裝有分餾裝置的500mL反應瓶中，加入粉狀的肉桂酸(2)148g（1.0mol），對苯二酚2g，幾粒沸石。于接受瓶中加入0.5g對苯二酚。用電熱套加熱反應瓶，直至有苯乙烯開始鎦出。調節熱源，使分餾柱頂端溫度保持在120℃左右，不得超過130℃.當不再有苯乙烯蒸餾出來時停止反應，約需4～5h。將餾出物中加入100mL水，加熱蒸餾，苯乙烯合水一起蒸餾出來，直至無油狀物餾出。分出油狀物，無水氯化鈣干燥，減壓蒸餾，收集44～46℃/5.3kPa的餾分，得苯乙烯(1)40g,收率38%。^[33]

6.制法

于裝有溫度計、空氣冷凝器的反應瓶中，加入肉桂酸(2)59g（0.4mol），喹啉129g，無水硫酸銅6g，氫醌0.15g，電熱套加熱。當升至250℃時，反應物變得很黑，并產生氣泡。當升溫至280～290℃時，分解速度加快，同時蒸出苯乙烯與喹啉的混合物，沸點由150℃逐漸升至200℃，反應結束時達到220～230℃。鎦出液用過量的鹽酸酸化，分出有機層^①，依次用水、碳酸鈉溶液、水洗滌。加入0.1g氫醌，無水氯化鈣干燥，減壓蒸餾，收集71～72℃/9.31kPa的餾分，得苯乙烯(1)35g,收率84%。 注：①水層中含有喹啉鹽酸鹽，間化后水蒸汽蒸餾，可回收90%的喹啉。^[34]
　　

用途

1.最重要的用途是作為合成橡膠和塑料的單體，用來生產丁苯橡膠、聚苯乙烯、泡沫聚苯乙烯；也用于與其他單體共聚制造多種不同用途的工程塑料。如與丙烯腈、丁二烯共聚制得ABS樹脂，廣泛用于各種家用電器及工業上；與丙烯腈共聚制得的SAN是耐沖擊、色澤光亮的樹脂；與丁二烯共聚所制得的SBS是一種熱塑性橡膠，廣泛用作聚氯乙烯、聚丙烯的改性劑等。此外，少量苯乙烯也用作香料等中間體。苯乙烯經氯甲基化得到肉桂基氯用作非麻醉性鎮痛劑強痛定的中間體，苯乙烯還用作鎮咳祛痰的易咳嗪、抗膽堿藥胃長寧的原藥。也可用作制造苯丙乳液和溶劑型壓敏膠的硬單體，還是不飽和聚酯樹脂的交聯單體。

2.用于有機合成和樹脂的合成，用于配制鍍銅光亮劑，起整平及光亮作用。

3.用作制造苯丙乳液和溶劑型壓敏膠的硬單體，也可用作不飽和聚酯樹脂的交聯單體。用于制造聚苯乙烯、泡沫聚苯乙烯、丁苯橡膠；與丙烯腈、丁二烯共聚制取ABS樹脂；與丁二烯及異戊二烯共聚分別制造SBS及SIS熱塑性彈性體；與乙酸乙烯酯及丙烯酸酯類共聚制造乳液型膠黏劑及涂料。也用作不飽和聚酯的交聯單體和聚氯乙烯及聚丙烯的改性，以及用作合成香料的中間體等。苯乙烯經氯甲基化得到肉桂基氯用作非麻醉性鎮痛劑強痛定的中間體，苯乙烯還用作鎮咳祛痰藥易咳嗪、抗膽堿藥胃長寧的原藥。

4.用于合成丁苯橡膠及聚苯乙烯樹脂、聚酯玻璃鋼和涂料，合成染料中間體蒽醌、農藥乳化劑、醫藥、選礦劑苯乙烯膦酸等。

5.用于制聚苯乙烯、合成橡膠、離子交換樹脂等。^[31]

安全信息

危險運輸編碼：UN 2055 3/PG 3

危險品標志：易燃 有毒 有害

安全標識：S7 S16 S23 S26 S36 S45 S36/S37

危險標識：R10 R11 R20 R40 R23/24/25 R36/37/38 R36/38 R39/23/24/25

文獻

[1~31]參考書：危險化學品安全技術全書.第一卷/張海峰主編.—2版.北京；化學工業出版社，2007.6 ISBN 978-7-122-00165-8 [32]參考文獻：韓廣甸，趙樹緯，李述文?有機制備化學手冊(中卷)?北京：化學工業出版社，1978:228. 參考書：有機化合物合成手冊/孫昌俊，王秀菊，孫風云主編. 北京：化學工業出版社，2011.8 ISBN 978-122-11519-5 [33][34] 韓廣甸，趙樹偉，李述文?有機制備化學手冊(中卷)?北京：化學工業出版社，1978：236. 參考書：有機化合物合成手冊/孫昌俊，王秀菊，孫風云主編. 北京：化學工業出版社，2011.8 ISBN 978-122-11519-5

備注

暫無

表征圖譜