用途
單異氰酸酯是有機合成的重要中間體,可制成一系列氨基甲酸酯類殺蟲劑、殺菌劑、除草劑,也用于改進塑料、織物、 皮革等的防水性。 二官能團及以上的異氰酸酯可用于合成一系列性能優良的 聚氨酯泡沫塑料、橡膠、彈力 纖維、塗料、 膠粘劑、合成革、人造木材等。
目前應用最廣、産量最大的是有: 甲苯二異氰酸酯(Toluene Diisocyanate,簡稱TDI);二苯基甲烷二異氰酸酯。
甲苯二異氰酸酯(TDI)為無色有強烈刺鼻味的液體, 沸點251°C,比重1.22,遇光變黑,對皮膚、眼睛有強烈刺激作用,并可引起濕疹與支氣管哮喘,主要用于聚氨酯泡沫塑料、塗料、合成橡膠、絕緣漆、 粘合劑等。根據其成分,甲苯二異氰酸酯屬含氮基的有機化合物。
二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)分為純MDI和粗MDI。純MDI常溫下為白色固體,加熱時有刺激臭味,沸點196°C,主要用于聚氨酯硬泡沫塑料、合成纖維、合成橡膠、合成革、粘合劑等。根據其成分,純二苯基甲烷二異氰酸酯也屬含氮基的有機化合物。還有非黃變型的1,6-己二異氰酸酯(HDI)。
理化性質
CAS号:75-13-8
分子式:CHNO
分子量:43.0247
密度:1.04g/cm3
沸點:39.1℃
閃點:<-15℃(閉杯)
自燃點:534℃
蒸汽壓:6750mmHg at25°C
外觀:無色清亮液體, 有強刺激性。
溶解性:15℃時水中溶解度:1%;20℃時6.7%。
用途:用于家電、汽車、建築、鞋業、家具、膠粘劑等行業。
危險性:除不鏽鋼、 鎳、玻璃、 陶瓷外其他材料與其接觸均有被腐蝕危險。尤其不能使用鐵、鋼、鋅、錫、銅或其合金作為盛裝容器。
化學反應:容易與包含有活潑氫原子的化合物: 胺、水、 醇、酸、 堿發生反應。
與水反應生成甲胺、二氧化碳; 在過量水存在時, 甲胺再與MIC反應生成1,3-二甲基脲, 在過量MIC時則形成 1,3,5-三甲基縮二脲。 這二個反應均為放熱反應。純物在有觸媒存在條件下, 發生自聚反應并放出熱能。
遇熱、明火、氧化劑易燃。燃燒時釋出MIC蒸氣、氮氧化物、一氧化碳和氰化氫。高溫 (350~540℃)下裂解可形成氰化氫。遇熱分解放出氮氧化物煙氣。
工業上主要采用伯胺光氣法生産異氰酸酯,其反應如下:
由二胺光氣法可制得二異氰酸酯:随着科技的進步和合成理論的不斷深入,硝基化合物直接與一氧化碳高溫高壓催化合成異氰酸酯的工藝越來越來成熟。由于異氰酸酯結構中含有不飽和鍵,因此具有高活性,容易與一些帶活性基團的有機或無機物反應,生成聚氨酯彈性體。
合成
用伯胺與二硫化碳在堿性條件下發生加成,生成二硫代氨基甲酸鹽後,用對甲苯磺酰氯處理,可以生成異硫氰酸酯。
規模、工藝和裝備
為滿足國家節能、環保和資源綜合利用要求,實現合理規模經濟,新建MDI裝置單套起始規模必須達到30萬噸/年及以上,新建TDI裝置單套起始規模必須達到15萬噸/年及以上(改造或擴建項目除外)。
異氰酸酯部分生産裝置的反應器、貯槽等在高溫、高壓下工作,存在着因設備腐蝕或密封件洩漏誘發中毒性事故和火災爆炸事故等危險,必須加強工藝過程、設備制造與維護、安全管理,以确保安全平穩運行。
1、在光氣合成單元須設置CO在線分析儀,對甲烷、氫氣等雜質進行在線檢測,提高光氣合成反應工藝的安全性,保證氯氣水分小于50ppm;
2、對含有光氣物料帶有攪拌的容器和反應器及泵類,須采用性能可靠的雙機械密封裝置,确保轉動設備不發生光氣洩漏;
3、對含有光氣物料的設備,要留有安全的腐蝕裕度,避免出現腐蝕洩漏問題;
4、對液體光氣和光氣濃度大于20%的液體儲罐,宜采用充壓夾套保護或密閉光氣室保護,對液體光氣管線宜采用套管保護,預防事故風險的發生;
5、為防止系統超壓危險,在關鍵設備上必須設置超壓排放閥門與緊急分解系統相連。
中毒
侵入途徑
主要經呼吸道吸入。由于MIC在水中易分解,故進入血流的可能性很小。
毒理學簡介
本品屬劇毒類。人體于0.89mg/m^3下,吸入1~5分鐘,4名受試者均無應;4.46mg/m^3時有3名流淚及鼻刺激;随着濃度的增加,眼和呼吸道的刺激症狀漸明顯;46.83mg/m^3時受試者感到刺激性不能忍耐。
臨床表現
對眼和上呼吸道的刺激和損傷:低濃度引起流淚和咳嗽, 高濃度可引起眼紅腫和化學性灼傷。也能破壞鼻粘膜,使嗅覺喪失,上呼吸道粘膜也可緻化學損傷。超過50mg/m^3的濃度,可引起皮膚水腫,組織壞死。對肺的損害:濃度超過50mg/m3時,還可導緻化學性肺炎與肺水腫,甚至引起ARDS。未死者常伴繼發感染緻呼吸窨迫,肺功能受損,日久尚可形成肺纖維化。濃度很高時,也可因支氣管痙攣緻窒息。 此外, 尚可引起呼吸道過敏反應,加重呼吸困難和肺水腫。 遠期影響尚難确知。對印度博帕爾事件的受害者,仍在随訪中。
處理
迅速将中毒患者移離現場。脫去污染衣物,嚴密觀察。必要時供氧。眼及皮膚污染迅速用流水沖洗。給予對症和支持療法。如用弱堿液局部霧化吸入,早期應用糖皮質激素,并可用支氣管擴張劑、抗生素等。印度有人用一種名為Lasix的抗水腫藥物,收效甚微。
環境保護
新建、改擴建異氰酸酯裝置必須由國家認可有資質的設計單位進行設計,由有資質的單位組織環境、健康、安全評價。企業生産過程中必須嚴格遵守《光氣及光氣化産品生産安全規程》(GB 19041-2003)及《光氣及光氣化産品生産裝置安全評價通則》(GB 13548-1992)。嚴格執行國家、行業、地方其它相關安全、環保要求、規範和标準。
異氰酸酯生産企業必須建立嚴格、完善的安全、健康和環境保護管理制度。異氰酸酯生産企業産生的廢水按照GB8978-1996《污水綜合排放标準》、廢氣按照GB16297-1996《大氣污染物綜合排放标準》、固體廢物按照《固體廢物污染環境防治法》等進行達标排放。



















