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名称 |
正丁烷 |
2 |
化学式 |
C4H10 |
3 |
CAS注册号 |
106-97-8 |
4 |
相对分子质量 |
58.123 |
5 |
熔 点 |
134.86 K,-138.29℃,-216.92 F |
6 |
沸点，101.325 kPa(1 atm)时 |
272.65 K,-0.5℃,31.1F |
7 |
临界温度 |
425.18 K,152.03 ℃,305.65F |
8 |
临界压力 |
3.80 MPa,37.97 bar,37.47 atm,550.71 psia |
9 |
临界体积 |
254.9 cm³/mol |
10 |
临界密度 |
0.228 g/cm³ |
11 |
临界压缩系数 |
0.274 |
12 |
偏心因子 |
0.199 |
13 |
液体密度，25 ℃时 |
0.573g/cm³ |
14 |
液体热膨胀系数，25 ℃时 |
0.002071/C |
15 |
表面张力，25 ℃时 |
11.87×10-3N/m,11.87 dyn/cm |
16 |
气体密度，101.325 kPa(1 atm)和70*F(21.1℃)时 |
2.407kg/m³,0.15031b/it³ |
17 |
气体相对密度，101.325 kPa(1 atm)和70下时(空气=1) |
2.007 |
18 |
汽化热，沸点下 |
386.08 kJ/kg,166.01 BTU/b |
19 |
熔化热，熔点下 |
80.19 kJ/kg,34.48 BTC/b |
20 |
气体定压比热容cp,25 ℃时 |
1.731kJ/(kg ·K),0.414 BTU/(Ib ·R) |
21 |
气体定容比热容cy,25 ℃时 |
1.588kJ/(kg*K),0.38 BTU/(Ib ·R) |
22 |
气体比热容比，Cp/c、 |
1.09 |
23 |
液体比热容，25 ℃时 |
2.423kJ/(kg ·K),0.579 BTU/(1b ·R) |
24 |
固体比热容， -203 ℃时 |
0.875 kJ/(kg ·K),0.209 BTU/(Ib ·R) |
25 |
气体摩尔熵，25 ℃时 |
309.91 J/(mol ·K) |
26 |
气体摩尔生成熵，25 ℃时 |
-365.59 J/(mol ·K) |
27 |
气体摩尔生成焓，25 ℃时 |
-126.15 kJ/mol |
28 |
气体摩尔吉布斯生成能，25 ℃时 |
-17.15 kJ/mol |
29 |
溶解度参数 |
14.453(J/cm³)0.5 |
30 |
液体体积 |
96.553 cm³/mol |
31 |
在水中的溶解度，25℃时 |
61.4×10-6(w) |
32 |
辛醇-水分配系数，lgKow |
2.89 |
33 |
在水中的亨利定律常数，25 ℃时 |
5157.5 MPa/x,50901 atm/(r) |
34 |
气体黏度，25 ℃时 |
75.33×10-7Pa ·s,75.33μP |
35 |
液体黏度，25 ℃时 |
0.168 mPa*s,0.168 cP |
36 |
气体热导率，25 ℃时 |
0.01625 W/(m ·K) |
37 |
液体热导率，25 ℃时 |
0.1046 W/(m ·K) |
38 |
空气中爆炸低限含量 |
1.8 %(p) |
39 |
空气中爆炸高限含量 |
8.5 %(p) |
40 |
闪点 |
-60 ℃,-76 F |
41 |
自燃点 |
405 ℃,761 F |
42 |
燃烧热，25 C(77'F)气态时 |
45722 kJ/kg,19660.5 BTU/b |
43 |
美国政府工业卫生工作者会议(ACGIH)阈值浓度 |
800×10-6(x) |
44 |
美国职业安全与卫生管理局(OSHA)允许浓度值 |
—— |
45 |
美国国立职业安全与卫生研究所(NIOSH)推荐浓度值 |
800×10-6(x) |
简述
在室温和大气压力下，丁烷是无色、可 燃、相对无毒并具有天然气特征气味的气体。 其沸点为-0.5 ℃。
规格和装置
可以提供包括产品规格、气体处理装置和 适用的气体检漏设备等方面的信息。对于最通 用和最新的信息，可以通过网站(www . mathesontrigas.com)查阅。
用途
丁烷在工业上的重要用途是用于生产汽 油、燃料和多种有机化学品。
毒性与急救
在物质安全数据表(MSDS)中提供了关 于毒性和急救的信息。对于通用的数据，可通 过网站(www .mathesontrigas .com)查阅。
处理和贮存注意事项
在处理和贮存时应遵守附录27中列出的 通用规则。
泄漏钢瓶的处理
关于泄漏钢瓶的处理应查阅附录28中提 供的信息。
分析检测
空气中的浓度可以用Metheson Kitagawa 有毒气体检测系统检测，该系统检测精度高， 数据重复性好。检测时在检测管内产生色带。 由色带的长度即可定量被测样品的浓度。有关 分析检测的最新信息，可在网站(www . mathesontrigas.com)上查阅。
制作材料
由于丁烷是非腐蚀性物质，任何普通的或 商用金属材料均可使用。但是，对含有丁烷的 管道系统和容器，设计为具有一定工作压力 时，应符合美国机械工程师协会(ASME)的 压力管道系统规范。
钢瓶和配套阀门
丁烷系装于经运输部(DOT)认证的钢 瓶内运输。阀门出口接头为压缩气体协会
(CGA)的510接头(见图15- 1)。
15-1 510接头0.885"-14左旋 内螺纹配子弹头形奶嘴
卸压装置
卸压装置就是一只承力弹簧型安全卸压 阀。如果由于过热(常见原因)使得钢瓶压力 上升达到危险的高限，安全卸压阀将开启，从 而释放出气体直到压力回复到安全限。
运输规则
丁烷应按运输部(DOT)对易燃气体的规 定进行运输。
工业制备和反应
关于工业制备和化学反应的信息，可以在 化工百科全书[17]中查到。
化学性质
丁烷属链烷系或石蜡系列烃。以下简要讨 论链烷烃具有代表性的化学性质。
1. 脱氢 此类反应是石油工业中的重要 反应，借此，乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷和戊 烷可以转化为相应的烯烃，催化剂可以促进反 应速度，提高产品收率。工业上，用此法生产 的烯烃经聚合或烷基化为异烷烃，最后生产出 高级发动机燃料。乙烯、丙烯、异丁烯在工业 上用于生产大量重要的脂肪族化合物。
2. 异构化 对含4个或4个以上碳原子 的链烷烃或低支链烷烃，经异构化可以获得更 多高支链烷烃，异构化反应使用弗瑞德-克拉 福茨(Friedel - Crafts)型催化剂，反应温度 150~200 ℃。最有效的催化剂为载于硅胶上 的氯化铝或铝胶，并加氯化氢改性。还有大量 其它类型催化剂和改性剂可供选用。通过异构 化可由丁烷和戊烷生产异丁烷和异戊烷。进而 用丙烯和丁烯进行烷基化反应，以生产高支链 庚烷、辛烷和壬烷，供航空燃料使用。
3. 热降解或裂解 在500～1000 ℃,对气 态、液态和固态烷烃的裂解进行了广泛研究，目 的在于获得低碳支链烷烃和烯烃。在温度1400~
1600 ℃进行的烷烃非催化裂解可以产生更完全的 降解，工业上用此法生产炭黑、氢和乙炔等重要 产品。借助于使用适合的催化剂，裂解温度可以 降到200~500 ℃。仔细控制裂解条件，可以使 需要的裂解产品具有高收率。
4. 芳构化 采用高温裂化、临氢重整和 催化重整，可以使烷烃转化为芳烃。烷烃芳构 化温度约500～1000 ℃。反应机理有可能是： 首先生成烯烃和二烯烃，再进一步化合生成环 形化合物，后者在金属催化剂存在的情况下脱 氢而变为芳族化合物。临氢重整过程实质上是 一个定量转化过程，用六碳以上脂肪链烃为原 料，可以转化为具有相同碳原子数的芳烃。这 个反应的机理包括：烷烃脱氢为烯烃，烯烃环 化为环己烷衍生物，环化物再脱氢为芳族化 合物。
5. 氧化 在温度低于燃点很多的情况下， 烷烃也可以被大气中的氧氧化。烷烃蒸气氧化 的速率随链长的增加而增高，碳链分支增多， 反应速率则降低，甲基支链的影响较为稳定。
6. 卤化 卤素(碘除外)易于与烷烃发 生反应。在无光照的情况下，很难发生烷烃的 卤化反应。在日光或紫外光的照射下，甲烷和 乙烷与卤素(碘除外)发生猛烈的爆炸反应。 在液态或气态中进行烷烃的卤化，可以用紫外 光照射或加热方法实现。催化剂可以加速反应 的进行。常出现卤化物异构体和多取代产物生 成的情况。用氯时，借对浓度和温度的控制以 及选用适合催化剂和稀释剂，可以使爆炸反应 的危险性降到最低。
7. 硝化 虽然在常温下烷烃很难与硝酸 或四氧化氮反应，但在100～450 ℃温度下， 液相(最好是蒸气相)烷烃却可以与之反应而 生成硝基烷。
8. 与无机试剂反应 (1)在紫外光照射 下，烷烃与二氧化硫和氯的混合物在室温下反 应生成磺酰氯。(2)在有机过氧化物存在的情 况下，烷烃与硫酰氯在无光照时反应生成烷基 氯、二氧化硫和氯化氢。(3)烷烃(如丙烷、 丁烷、异丁烷)与二氧化硫的气相反应生成磺 酸、酸酐、砜和硫酸盐。(4)在约300 ℃或更 高温度下，含4个碳原子或4个以上碳原子的 烷烃与硫反应，得到烯烃、二烯烃和噻吩衍生 物。(5)烷烃(包括丙烷，3- 甲基戊烷和庚 烷)与三氯化磷和氧在25 ℃反应，生成烷烃 膦酰氯。烷烃膦酰氯水解则得到烷基膦酸。
(6)在有氯化铝存在时，烷烃与一氧化碳反应
生成酮。
9. 与有机试剂反应 (1)在有机过氧化 物存在的条件下，在光化性光或黑暗中，烷烃 (如戊烷、庚烷和异辛烷)与草酰氯或碳酰氯 反应生成酰基氯。(2)正链烷烃在氯化铝存在 时与酰基氯反应生成酮。(3)异链烷烃在弗瑞 德-克拉福茨(Friedel-Crafts)催化剂存在时与 卤代烷烃发生缩合反应。存在氯化铝时，2-甲 基丙烷与氯乙烯缩合生成1,1-二氯-3,3-二甲 基丁烷。(4)有卤化铝存在时，异链烷烃与叔 烷基卤化物或仲烷基卤化物可发生卤素-氢交 换反应。(5)有氯化铝存在时，异链烷烃与不 饱和羧酸反应，生成饱和脂肪酸。(6)叔烷烃 与过氧化苯甲酰反应生成叔烷基苯甲酸酯、苯 和二氧化碳。还可以获得叔烷基苯、苯甲醇和 二氧化碳。(7)在硫酸存在的条件下，叔烷烃 和酮反应生成叔醇。 (8)有硅胶或铝胶存在 时，异链烷烃可以和芳烃发生缩合反应。
性质数据
在本章开始的表格中，列出了有关物理、 热力学、安全、运输、环境和健康等方面的性 质数据。在编制表格时，广泛查阅了由 Yaws[1~7] 、DIPPR(物理性质研究设计院) 项目组[8] 以及Braker和Mossman[9,10编制的 数据手册。在需要时也利用了其它数据 源[14~31,36~38,54,55]。
在本章结尾处，绘制了所选性质随温度变 化的曲线图。这些图包括了下列重要性质：蒸 气压、液体密度、汽化热、比热容、焓、黏 度、热导率、生成焓和吉布斯生成能。大多数 情况下既包括气相也包括液相的性质。在所有 图中温标均采用华氏温标。性质数据主要采用 英制单位。如果希望使用国际单位制单位，每 张图都包含一个插入框，框内提供了英制和国 际单位制单位之间的换算系数。图中列出的性 质覆盖了很宽的温度范围，以使工程师能迅速 确定他感兴趣温度下的性质数值。
参考文献
在接近本书结尾处，集中列出了全书的参 考文献。
