複製鏈接
請複製以下鏈接發送給好友

二甲苯

鎖定
二甲苯,化學式為C8H10,二甲苯或二甲苯芳族烴混合物,組成的苯環在不同位置兩個甲基基團。存在鄰、間、對三種異構體,分別是鄰二甲苯,(CAS號為95-47-6)、間二甲苯(CAS號為108-38-3)、對二甲苯,(CAS號為106-42-3)。二甲苯的三種異構體分子式C8H10,或通過半結構式C6H4(CH3)2表示。在工業上,二甲苯即指上述異構體的混合物。
二甲苯是通過催化重整,煤焦化成焦炭燃料的製造中產生的一個主要石化物。它約佔原油的0.5-1%,並且在小批量的汽油和飛機燃料被發現。從催化重整稱為“重整油”的萃取產物,二甲苯為BTX芳烴(二甲苯,苯和甲苯)的一部分的主要產物。該混合物是一種略帶油膩,無色液體,被用作溶劑。作為木焦油的一個組成部分而被發現後,二甲苯於1851年被命名了。每年生產數百萬噸。2011年在新加坡,一個全球性的聯盟開始建設了世界上最大的二甲苯廠。
2017年10月27日,世界衞生組織國際癌症研究機構公佈的致癌物清單初步整理參考,二甲苯在3類致癌物清單中。 [1] 
中文名
二甲苯
外文名
Xylenes
化學式
C8H10
分子量
106.165
熔    點
-34 ℃ [2] 
沸    點
137 至 140 ℃ [2] 
密    度
0.865 g/cm³(20°C) [16] 
閃    點
25 ℃ [2] 
相對蒸汽密度(g/m
3.66 [16] 
折射率
1.497 [2] 
自燃點或引燃温度(℃
463.8 [2] 
爆炸上限(%,V/V
7 [2] 
爆炸下限(%,V/V
1.1 [2] 
溶解性
能與乙醇、乙醚、三氯甲烷等多種有機溶劑相混溶,不溶於水。 [2] 

二甲苯工業生產

二甲苯是由甲苯甲基化而被生產。商業或實驗室級生產二甲苯,通常產生約含有40-65%的間二甲苯和各高達20%的鄰二甲苯,對二甲苯和乙苯。通過專利的方法產生異構體的比率可被移動,以有利於產出高價值的對二甲苯。這些轉換是通過沸石催化。 [3] 

二甲苯磺化法制備二甲苯

間-二甲苯和對-二甲苯混合餾分(即混二甲苯餾分)同濃硫酸反應,使間-二甲苯發生選擇磺化,從而將間-二甲苯和對-二甲苯分離的方法。混二甲苯餾分同濃硫酸接觸,在30~35 ℃下,間-二甲苯被選擇磺化,生成間-二甲苯磺酸。
對-二甲苯不發生磺化反應。分離得到的間-二甲苯磺酸經水解、中和、精餾,可以得到純度為95~98%的間-二甲苯。含對-二甲苯的不磺化物經鹼中和、結晶,可以得到純度為95%的對-二甲苯。 [4] 

二甲苯結晶法

將含有間-二甲苯和對-二甲苯的混二甲苯餾分進行共熔結晶(結晶温度為53.1 ℃),得到含對-二甲苯12.5%、間-二甲苯87.5%的共熔物,再通過二次結晶分離這兩種產品的方法。經第一次結晶並過濾得到的晶體,即為工業間-二甲苯。濾液進行第二次結晶時,加入適量四氯化碳,它可以與對-二甲苯形成初始結晶温度為-40 ℃的固態絡合物,與間-二甲苯形成初始結晶温度為-78 ℃的固態絡合物。控制結晶温度,僅使四氯化碳和對-二甲苯結晶。過濾得到的結晶經熔化,用精餾法分離出四氯化碳,得到對-二甲苯。濾液經精餾回收四氯化碳後,得到間-二甲苯。過程中的四氯化碳循環使用。 [4] 

二甲苯物質結構

二甲苯可以分為:
鄰二甲苯,苯環上的兩個甲基處於鄰位。
間二甲苯,苯環上的兩個甲基處於間位。
對二甲苯,苯環上的兩個甲基處於對位。
以上三者的熔點順序:對>鄰>間。
以上三者的沸點順序:鄰>間>對。 [5] 
甲苯的異構體
名稱
二甲苯
鄰二甲苯
間二甲苯
對二甲苯
IUPAC名
二甲苯
1,2-二甲苯
1,3-二甲苯
1,4-二甲苯
英文名
Dimethylbenzene
Xylene
1,2-Dimethylbenzene
o-Xylene
1,3-Dimethylbenzene
m-Xylene
1,4-Dimethylbenzene
p-Xylene
別名
Xylol
o-Xylol
Orthoxylene
m-Xylol
Metaxylene
p-Xylol
Paraxylene
化學式
C8H10
識別
SMILES

Cc1c(C)cccc1
Cc1cc(C)ccc1
Cc1ccc(C)cc1
摩爾質量
106.16 g/mol
外觀
無色清澈液體
CAS號
[1330-20-7]
[95-47-6]
[108-38-3]
[106-42-3]

二甲苯理化性質

無色透明液體。有芳香烴的特殊氣味。系由45%~70%的間二甲苯、15%~25%的對二甲苯和10%~15%鄰二甲苯三種異構體所組成的混合物,易流動,能與無水乙醇、乙醚和其他許多有機溶劑混溶。
二甲苯具刺激性氣味、易燃,與乙醇、氯仿或乙醚能任意混合,在水中不溶。沸點為137~140 ℃。二甲苯屬於低毒類化學物質,美國政府工業衞生學家會議(ACGIH)將其歸類為A4級,即缺乏對人體、動物致癌性證據的物質。塑料、燃料、橡膠,各種塗料的添加劑以及各種膠粘劑、防水材料中,還可來自燃料和煙葉的燃燒氣體。
性質
密度
0.864 g/mL(液體)
0.88 g/mL(液體)
0.86 g/mL(液體)
0.86 g/mL(液體)
溶解性 (水)
難溶
可溶於非極性溶劑如芳香烴中
熔點
−47.4 ℃ (−53.3 F; 226 K)
−24 ℃(−11 °F; 249 K)
−48 ℃ (−54 F; 225 K)
13.2 ℃ (55.8 F; 286.3 K)
沸點
138.5 ℃ (281.3 F; 412 K)
144.4 ℃(291.9 F; 417.5 K)
139 ℃ (282 F; 412 K)
138.35℃(281.03 F; 411.50 K)
黏度

0.812 cPat 20℃(68 F)
0.62 cP at 20℃(68 F)
0.34 cP at 30℃(86 F)[5]

二甲苯分子結構數據

1、摩爾折射率:35.9
2、摩爾體積(cm3/mol):121.9
3、等張比容(90.2 K):282.5
4、表面張力(dyne/cm):28.7
5、介電常數:2.39
6、極化率(10-24 cm3):14.23
7、單一同位素質量:106.07825 Da
8、標稱質量:106 Da
9、平均質量:106.165 Da [2] 
5 計算化學數據
1、疏水參數計算參考值(XlogP):3.2
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:0
5、拓撲分子極性表面積(TPSA):0
6、重原子數量:8
7、表面電荷:0
8、複雜度:58.4
9、同位素原子數量:0
10、確定原子立構中心數量:0
11、不確定原子立構中心數量:0
12、確定化學鍵立構中心數量:0
13、不確定化學鍵立構中心數量:0
14、共價鍵單元數量:1 [2] 

二甲苯健康影響

二甲苯毒性

誤食入二甲苯溶劑時,即強烈刺激食道和胃,並引起嘔吐,還可能引起血性肺炎,應立即飲入液體石蠟,立即送醫診治。二甲苯蒸汽對小鼠的LC為6×10-3,大鼠經口最低致死量4000 mg/kg。
二甲苯對眼及上呼吸道有刺激作用,高濃度時,對中樞系統有麻醉作用。急性中毒:短期內吸入較高濃度本品可出現作。慢性影響:長期接觸有神經衰弱綜合症,女性有可能導致月經異常。皮膚接觸常發生皮膚乾燥、皸裂、皮炎。 [3]  [4] 

二甲苯代謝和降解

在人和動物體內,吸入的二甲苯除3%~6%被直接呼出外,二甲苯的三種異構體都有代謝為相應的苯甲酸(60%的鄰二甲苯、80%~90%的間二甲苯、對二甲苯),然後這些酸與葡萄糖醛酸和甘氨酸起反應。在這個過程中,大量鄰-苯甲酸與葡萄糖醛酸結合,而對-苯甲酸必乎完全與甘氨酸結合生成相應的甲基馬尿酸而排出體外。與此同時,可能少量形成相應的二甲苯酚與2-甲基-3-羥基苯甲酸(2%以下)。 [3] 

二甲苯殘留與蓄積

二甲苯蒸汽的經皮吸收與直接接觸液體相比是微不足道的。二甲苯的殘留和蓄積並不嚴重,進入人體的二甲苯,可以在人體的NADP(轉酶II)和NAD(轉酶I)存在下生成甲基苯甲酸,然後與甘氨酸結合形成甲基馬尿酸在18小時內幾乎全部排出體外。即使是吸入後殘留在肺部的3%-6%的二甲苯,也在接觸後的3小時內(半衰期為0.5~1小時)全部被呼出體外。評價接觸二甲苯的殘留試驗,主要是測定尿內甲基馬尿酸的含量,也有人建議測定呼出氣體中或血液中二甲苯的含量,但後者的結果往往並不準確。由於甲基馬尿酸並不天然存在於尿中,又由於它幾乎是全部滯留的二甲苯代謝物,因而測定它的存在是最好的二甲苯接觸試驗的確證。二甲苯能相當持久地存在於飲水中。自來水中二甲苯的濃度為5 mg/L時,其氣味強度相當於5級,二甲苯的特有氣味則要過7至8天才能消失;氣味強度為3級時則需4至5天。河水中二甲苯的氣味保持的時間較短,這與起始濃度的高低有關,一般可保留3至5天。 [3] 

二甲苯遷移轉化

二甲苯主要由原油在石油化工過程中製造,它廣泛用於顏料、油漆等的稀釋劑,印刷、橡膠、皮革工業的溶劑。作為清潔劑和去油污劑,航空燃料的一種成分,化學工廠和合成纖維工業的原材料和中間物質,以及織物的紙張的塗料和浸漬料。二甲苯可通過機械排風和通風設備排入大氣而造成污染。一座精煉油廠排放入大氣的二甲苯高達13.18~1145 g/h,二甲苯可隨其生產和使用單位所排入的廢水進入水體,生產1噸二甲苯,一般排出含二甲苯300~1000 mg/L的廢水2噸。由於二甲苯在水溶液中揮發的趨勢較強,因此可以認為其在地表水中不是持久性的污染物。二甲苯在環境中也可以生物降解,但這種過程的速度比揮發過程的速率低得多。揮發到空中的二甲苯也可能被光解,這是它的主要遷移轉化過程。
二甲苯由呼氣和代謝物從人體排出的速度很快,在接觸停止18小時內幾乎全部排出體外,二甲苯能相當持久的存在於飲水中。由於二甲苯在水溶液中揮發性較強,因此,可以認為其在地表水中不是持久性污染物。二甲苯在環境中也可以生物降解和化學降解,但其速度比揮發低得多,揮發到空氣中的二甲苯可被光解。可與氧化劑反應,高濃度氣體與空氣混合發生爆炸。二甲苯有中等程度的燃燒危險。由於其蒸汽比空氣重,燃燒時火焰沿地面擴散。二甲苯易揮發,發生事故現場會瀰漫着二甲苯的特殊芳香味,傾泄入水中的二甲苯可漂浮在水面上,或呈油狀物分佈在水面,可造成魚類和水生生物的死亡。 [4] 

二甲苯泄漏應急處理

迅速撤離泄漏污染區人員至安全區,並進行隔離,嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿消防防護服。儘可能切斷泄漏源,防止進入下水道、排洪溝等限制性空間。
小量泄漏:用活性炭或其它惰性材料吸收。也可以用不燃性分散劑製成的乳液刷洗,洗液稀釋後放入廢水系統。
大量泄漏:構築圍堤或挖坑收容;用泡沫覆蓋,抑制蒸發。用防爆泵轉移至槽車或專用收集器內,回收或運至廢物處理場所處置。迅速將被二甲苯污染的土壤收集起來,轉移到安全地帶。對污染地帶沿地面加強通風,蒸發殘液,排除蒸汽。迅速築壩,切斷受污染水體的流動,並用圍欄等限制水面二甲苯的擴散。 [4] 

二甲苯防護措施

呼吸系統防護:空氣中濃度較高時,佩戴過濾式防毒面具(半面罩)。緊急事態搶救或撤離時,建議佩戴空氣呼吸器。
眼睛防護:戴化學安全防護眼鏡。
身體防護:穿防毒物滲透工作服。
手防護:戴橡膠手套。
其他:工作現場禁止吸煙、進食和飲水。工作畢,淋浴更衣。注意個人清潔衞生。 [4] 

二甲苯急救措施

皮膚接觸:脱去被污染的衣着,用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。
眼睛接觸:提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。
吸入:迅速脱離現場至空氣新鮮處。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。
食入:飲足量水,催吐。就醫。 [4] 

二甲苯危險特性

易燃,其蒸汽與空氣可形成爆炸性混合物。遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑能發生強烈反應。流速過快,容易產生和積聚靜電。其蒸汽比空氣重,能在較低處擴散至相當遠的地方,遇明火會引着回燃。
燃燒(分解)產物:一氧化碳、二氧化碳。 [4] 

二甲苯人體中毒分析

二甲苯可經呼吸道、消化道及皮膚吸收並迅速進入血液分佈到富含脂肪的組織中‚以腦、腎上腺、骨髓和肝臟內最高;其大部分在體內迅速氧化為苯甲酸或甲基苯甲酸與甘氨酸反應生成馬尿酸或甲基馬尿酸後大部分與葡萄糖醛酸及硫酸結合隨尿排出。流行病學調查及臨牀觀察發現呼出氣、血中的二甲苯以及尿中馬尿酸及甲基馬尿酸的含量與空氣中二甲苯的濃度有很好的相關關係。國外有6例急性中毒病例測定了呼出氣和血中的二甲苯 [6-8]  , 3例死亡病例還測定了組織內的二甲苯含量 [9]  ,均見明顯增高;國內的病例報告尚缺乏此類資料,有必要進一步開展研究以明確其在診斷中的意義。
急性二甲苯中毒,以中樞神經系統的麻醉作用為主要臨牀表現,故以意識障礙的程度作為分級的依據,如出現意識模糊、嗜睡、朦朧狀態、譫妄狀態等表現時為輕度中毒;出現昏迷即為重度中毒。 [10] 
急性二甲苯中毒時還可引起皮膚粘膜、心、肺、肝、腎等器官的損害,通常中毒的程度愈重發生器官損害的機率愈高。重度中毒患者尚可出現多器官功能損傷或衰竭。故在考慮甲苯中毒診斷時,除以中樞神經系統損害程度為主要依據外,對其他臟器的損害也不應忽視。如就接觸反應而言,係指只出現頭痛、頭暈、乏力等神經系統症狀,尚未發生意識障礙,但如合併接觸性皮炎或I度房室傳導阻滯,則可按照各種損傷自身的診斷標準進行分級。如可劃為輕度中毒等;輕度中毒患者若出現肝、腎、心或多器官損害,有的則可劃為重度中毒。 [10] 
在作業環境中二甲苯常與其他有機溶劑混合存在,臨牀上可有毒作用相加的表現,提示多種毒物的聯合作用不容忽視。
非職業性中毒多為誤服或濫用所致,臨牀表現與職業中毒相似。但口服者的消化道症狀及肝、腎損害更為明顯;濫吸時尚可引起肺損害。如一組口服相同劑量的急性二甲苯中毒患者及時就診者病損較輕,大部分患者3天左右痊癒;而3天后就診者多合併多器官功能衰竭,雖經搶救但無效死亡。故在中毒早期及時救治極為重要。[10]
對於急性二甲苯中毒,尚無特效療法,臨牀主要採取脱離接觸、去除病因、應用葡萄糖醛酸促進排泄並予支持對症治療以保護中樞神經及肝、腎、心、肺等重要臟器。 [10] 

二甲苯二甲苯中毒

二甲苯致病原因

1.製造、使用、貯存、運送甲苯、二甲苯的石油化工業,油漆塗料、染料、塑料、橡膠、皮革、糖精、人造麝香和合成纖維等生產中,發生管道、貯制度意外損壞、閥門漏氣等情況下,較長時間大量吸入高濃度甲苯、二甲苯蒸汽可以引起急性中毒。
2.在密閉型的貯罐糟內塗刷以甲苯、二甲苯為溶劑的防腐塗料,因無良好通風,大量甲苯、二甲苯蒸汽積聚,可使作業工發生急性中毒。曾見報道針織廠窗緊完備的印花車間用含甲苯的洗液水清洗印花強桌面而引起7名女工發生急性甲苯中毒。
一般甲苯、二甲苯空氣濃度200~300 mg/m3 吸入8 h即可產生輕度中毒症狀,3.76 g/m3濃度吸入1h即發生急性中毒,71.4 g/m3濃度下數分鐘可使吸入者迅速昏迷、死亡。
3.經皮或誤服致急性中毒者,罕見報道。

二甲苯急救處理

1、立即移至空氣新鮮處,必要時給予吸氧。除去沾染衣物及皮膚上毒物。
2、解毒劑可用葡萄糖醛酸內脂(參見急性苯中毒)。
3、對症處理:口服維生素B族、防治腦水腫等。 [17] 

二甲苯預防

1、加強車間通風、排氣和生產設備的密閉、檢修。
2、經常監測空氣中甲苯濃度。
3、注意個人防護,必要時戴防護用品。
4、定期體檢,嚴格掌握禁忌證。

二甲苯預後

一般愈後良好,即使是重度中毒昏迷者,只要及時獲得積極搶救,也多能恢復神志,逐漸康復,不留後遺症,僅個別患者有頭部脹痛,並可持續較長時間。 經治療病情恢復後,一般休息3~7 d,仍可從事原工作;病情較重者,休息時間可適當延長,出現精神異常或昏迷者,痊癒後可考慮調離苯類作業。 [4] 

二甲苯用途

1.用作硝基噴漆、塗料、膠黏劑及清漆的溶劑,並用來製造苯胺、苯酚、苦味酸、染料、人造麝香、合成纖維、醫藥、香料、殺蟲劑等的原料及橡膠助
2.用於測定化合物中水分。精密光學儀器、電子工業的溶劑和清洗劑。
3.用作溶劑、精密光學儀器及電子工業用的清洗劑。
4.用於電子工業,常作清洗去油劑及某些光刻膠溶劑。 [2] 

二甲苯儲存方法

1.保持貯藏器密封、儲存在陰涼、乾燥的地方,確保工作間有良好的通風或排氣裝置。
2.該產品的包裝及貯運參見苯。包裝、標誌、貯運及交貨驗收按ZBE300005進行。 [2] 

二甲苯標準規定

二甲苯污染來源

二甲苯是重要的化工原料,有機合成、合成橡膠、油漆和染料、合成纖維、石油加工、製藥、纖維素等生產工廠的廢水廢氣,以及生產設備不密封和車間通風換氣,是環境中二甲苯的主要來源。運輸、貯存過程中的翻車、泄漏,火災也會造成意外污染事故。

二甲苯環境標準

中國(TJ36-79) 車間空氣中有害物質的最高容許濃度:100 mg/m3(二甲苯) [11] 
中國(TJ36-79) 居住區大氣中有害物質的最高容許濃度:0.30 mg/m3(一次值、二甲苯) [11] 
中國(GB16297-1996)大氣污染物綜合排放標準(二甲苯) [12] 
①最高允許排放濃度(mg/m3):70;90
②最高允許排放速率(kg/h):二級1.0~10;1.2~12;三級1.5~15;1.8~18
③無組織排放監控濃度限值:1.2 mg/m3;1.5 mg/m3
中國(CJ 3020-1993)飲用水源中有害物質的最高容許濃度:0.5 mg/L(二甲苯) [13] 
中國(GB3838-2002)地表水環境質量標準(I、II、III類水域特定值) 0.5 mg/L(二甲苯)。 [14] 
中國(GB8978-1996)污水綜合排放標準 一級:0.4 mg/L;二級:0.6 mg/L;三級:1.0 mg/L。 [15] 
參考資料
  • 1.    世界衞生組織國際癌症研究機構致癌物清單。國家藥品監督管理局。
  • 2.    物競數據庫.
  • 3.    PubChem.
  • 4.    Chemical Book.
  • 5.    Wikiwand. Xylenes.
  • 6.    J M,G G D, J T S. Two cases of acute toluene intoxication.[J]. British journal of industrial medicine,1990,47(6)..
  • 7.    T M,N O,H N. Myoglobinemia and renal failure in toluene poisoning: a case report.[J]. Veterinary and human toxicology,1989,31(5).
  • 8.    Gupta Pk, et al.O liguric acute renal failure due to glue sniffing case report. Scand [J] Urol. Nephrol,1991,25 (3):247
  • 9.    Ameno K, et al.A fatal of oral of toluene.Forensic Sci Int Jun, 1989,41 (3):255
  • 10.    穆進軍,王 ,揚勇等.急性甲苯、二甲苯中毒86例臨牀分析[J].中國工業醫學雜誌,1999(03):33-34.
  • 11.    《工業企業設計衞生標準》(TJ36-79)
  • 12.    《大氣污染物綜合排放標準》(GB 16297-1996)
  • 13.    《生活飲用水水源水質標準》(CJ 3020-1993)
  • 14.    《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)
  • 15.    《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)
  • 16.    廖鐵星主編;廣西醫藥企業管理協會倉儲管理養護技術研究會編. 化學試劑危險物品安全儲存養護手冊[M]. 桂林:廣西師範大學出版社, 1992.07.41-42
  • 17.    鄭心主編. 中西醫結合職業病學[M]. 濟南:山東科學技術出版社, 2017.01.296
展開全部 收起