环氧丙烷
环氧丙烷：又名氧化丙烯；甲基环氧乙烷；
英文名称：Propylene oxide；简称：PO；
CAS RN：75-56-9
分 子 式: C3H6O；
分 子 量：58.08
环氧丙烷(PO)又称氧化丙烯，是非常重要的有机化合物原料，是仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大丙烯类衍生物。
环氧丙烷为有毒、易燃、易爆物质，低沸点，易溶于水中。可由丙烯氯醇化而得，或由丙烯、乙苯或丙烯、异丁醇共氧化而得。
环氧丙烷主要用于生产聚醚多元醇、丙二醇和各类非离子表面活性剂等，其中聚醚多元醇是生产聚氨酯泡沫、保温材料、弹性体、胶粘剂和涂料等的重要原料，各类非离子型表面活性剂在石油、化工、农药、纺织、日化等行业得到广泛应用。同时，环氧丙烷也是重要的基础化工原料。
2 环氧丙烷理化性质
环氧丙烷在常温常压下为无色透明低沸易燃液体，具有类似醚类气味；环氧丙烷工业产品为两种旋光异构体的外消旋混合物。凝固点-112.13℃，沸点34.24℃，相对密度(20／20℃)0.859，折射率(nD )1.3664，粘度(25℃)0.28 mPa•S。与水部分混溶[20℃ 时水中溶解度40.5％(重量)；水在环氧丙烷中的溶解度12.8％(重量)]，与乙醇、乙醚混溶，并与二氯甲烷、戊烷、戊烯、环戊烷、环戊烯等形成二元共沸物。
表1.1 环氧丙烷基本理化性质
项目 内容
外观 无色、低沸易燃液体。工业品为两种旋光异构体的外消旋混合物。
气味 具有醚类气味
分子式 C3H6O
沸点(101kPa) 34.24℃
凝固点 -112.13℃
密度 (20／20℃): 0.859
蒸汽压(25℃) 75.86kPa
燃烧热 1887.6kJ/mol(来自生产厂家网站)
标准摩尔燃烧焓 1915kJ/mol(据《石油化工设计手册》）
折射率 1.3664
闪点 闪点（开杯）-37℃
爆炸极限(在空气中) （V/V%）：2.8--37.03.1～27.5%(VOL)
溶解性 溶于水、丙酮、四氯化碳、乙醚、甲醇、乙醇等多种溶剂互溶
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环氧丙烷化学性质活泼，易开环聚合，可与水、氨、醇、二氧化碳等反应，生成相应的化合物或聚合物。在含有两个以上活泼氢的化合物上聚合，生成的聚合物通称聚醚多元醇。
环氧丙烷常用于制造丙二醇、丙醛、异丙醇胺、聚醚、石油破乳剂、消泡剂、合成甘油、有机酸等，可作为合成树脂、泡沫塑料、增塑剂及表面活性剂等化工原料；亦可作硝酸纤维素、氯乙烯、醋酸乙烯、氯丁二烯等树脂和有机物质的低沸点溶剂等。
3 环氧丙烷的包装、运输及贮存
环氧丙烷可装于干燥、清洁和密封性好的镀锌铁桶内，每桶净重150Kg，或采用专用槽车运输，均应符合有关的安全规定。
1． 环氧丙烷采用专用槽罐运输。
2． 环氧丙烷应贮存于25℃以下的阴凉、通风、干燥处，不得于日光下直接曝晒并隔绝火源。
4 环氧丙烷安全与毒性
环氧丙烷产品是易燃品，应贮存于通风、干燥、低温（25℃以下）阴凉处，不得于日光下直接曝晒并隔绝火源。
环氧丙烷有毒性，液态的环氧丙烷会引起皮肤及眼角膜的灼伤，其蒸汽有刺激和轻度麻醉作用，长时间吸入环氧丙烷蒸汽会导致恶心、呕吐、头痛、眩晕和腹泻等症状。所有接触环氧丙烷的人员应穿戴规定的防护用品，工作场所应符合国家的安全和环保规定。
环氧丙烷是易燃、易爆化学品，其蒸汽会分解。应避免用铜、银、镁等金属处理和贮存环氧丙烷。也应避免酸性盐（如氯化锡、氯化锌）、碱类、叔胺等过量地污染环氧丙烷。环氧丙烷发生的火灾应用特殊泡沫液来灭火。
5 环氧丙烷主要用途
环氧丙烷（PO）是除聚丙烯和丙烯腈外的第三大丙烯衍生物，是重要的基本有机化工合成原料，主要用于生产聚醚、丙二醇等。它也是第四代洗涤剂非离子表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂等的主要原料。环氧丙烷的衍生物广泛用于汽车、建筑、食品、烟草、医药及化妆品等行业。已生产的下游产品近百种，是精细化工产品的重要原料。
5.1 聚醚多元醇
环氧丙烷主要用于生产聚醚多元醇（PPG）。聚醚多元醇是从环氧丙烷衍生而来的，是含有两个或多个羟基（OH）的有机材料，有些聚醚品种含有微米级聚合物理粒子悬浮物。
聚醚多元醇最大用途是生产聚氨酯塑料；其次用作表面活性剂，如泡沫稳定剂、造纸工业消泡剂、原油破乳剂、油井酸处理润湿剂及高效低泡洗涤剂等；也用做润滑剂、液压流体、热交换流体及淬火剂、乳胶发泡剂、多种切削和牵伸剂组分及专用溶剂等。
我国环氧丙烷主要用于生产聚醚多元醇（PPG）。由于起始剂种类的不同，生产的聚醚可分为软泡聚醚、硬泡聚醚和弹性体聚醚。软泡聚醚，主要用做聚氨酯软泡，用于做床垫、沙发、家具及汽车坐垫等；硬泡聚醚主要用做聚氨酯硬泡，用于保温、冰箱等；弹性体聚醚主要用做聚氨酯弹性体，用于运动跑道、涂料、粘合剂、密封剂等。
5.2 丙二醇
环氧丙烷的第二大用途是用于生产丙二醇、醇醚、碳酸丙烯酯，进而可制造贮槽、浴室设备、船壳等。丙二醇是单丙二醇（MPG）、二丙二醇（DPG）和三丙二醇（TPG）的通称。
丙二醇是制造不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂的原料；也是生产表面活性剂如乳化剂和破乳剂的中间体；由于其毒性小，因此还可用作食品色素、香料、化妆品的溶剂；亦可作烟草湿润剂、防霉剂和水果催熟防腐剂；在医药工业上，在医药工业中，丙二醇广泛用作液体或油膏形式药品的辅助剂和保湿剂；在食品工业中，丙二醇脂肪酸酯可作食品乳化剂，丙二醇还是调味和色素的优良溶剂；在油漆、颜料、日用化学方面，丙二醇主要用于生产增塑剂、溶剂和增粘剂(如用于牙膏)等。
5.3 其它行业
另外，环氧丙烷还少量用于涂料、刹车液、防冻剂、喷气发动机燃油添加剂、地板抛光剂、印刷油墨、电子化学品、清洁剂、选矿剂、皮革加工、PS版用感光液、短效增塑剂、染料、非离子型表面活性剂、油田破乳剂、阻燃剂、农药乳化剂及润湿剂等行业。
环氧丙烷生产方法
（1）丙烯高温氯化法。丙烯高温氯化法是工业生产环氧氯丙烷的经典方法，1948年由美国Shell公司首先开发成功并应用于工业生产。目前，全球90%以上的环氧氯丙烷是采用该法生产的。该法采用的主要原料是丙烯、氯气和石灰，主要工艺过程包括丙烯高温氯化、氯丙烯次氯酸化和二氯丙醇皂化。该法的特点是：生产大型化、连续化和自动化，生产过程灵活，工艺成熟，操作稳定，中间产物氯丙烯既可用作精细化工原料，又可作为商品出售。不足之处是转化率较低，氯气 消耗量大，副产物多，设备易腐蚀，"三废"问题较为突出等。
（2）醋酸丙烯酯法。前苏联科学院与日本昭和电工公司分别开发成功醋酸丙烯酯法。该法的主要原料是丙烯、氧气、醋酸、氯气和石灰，主要工艺过程包括4步反应:丙烯和乙酸气相催化氧化制醋酸丙烯酯，醋酸丙烯酯水解制烯丙醇，烯丙醇与氯气加成合成二氯丙醇，二氯丙醇皂化生成环氧氯丙烧。该法的特点是:采用乙酰氧化技术，收率高;无氯醇化反应，产品质量高;无高温氯化工艺，反应条件温和，副产物少;氯气和石灰消耗量小。主要缺点是:工艺流程长，催化剂寿命短，需要耐醋酸腐蚀的不锈钢材料须防止烯丙醇单元发生混合气爆炸，投资相对较高等。
（3）甘油法。环氧氯丙烷原来是生产甘油的原料，然而随着甘油价格变化以及生产环氧树脂对环氧氯丙烷的需求量大幅增长，环氧氯丙烷的价格高于甘油的价格。从经济角度考虑，环氧氯丙烷已经不适用于生产甘油。近年来，由于原油价格曾居高不下，因此各国大力发展生物柴油工业，用生物柴油副产的甘油生产环氧氯丙烷的技术重新受到关注。比利时索尔维 (Solvay)公司开发了由甘油生产环氧氯丙烷的Epicerol工艺。该工艺借助于专有的催化剂，通过甘油与氯化氢的1步反应制备中间体二氯丙醇，无须使用氯气。此外，该工艺产生极少量的氯化副产物， 水消耗量及废水量也少。索尔维公司于2007年在法国Tavaux生产基地建成1套采用该工艺的10万吨/年环氧氯丙烷工业生产装置，这也是该工艺的首次工业应用。江苏工业学院开发的甘油法技术具有如下优点:不消耗丙烯;安全可靠，无须使用氯气和次氯酸;投资少，仅为丙烯高温氯化法的1/4;成本低，比丙烯高温氯化法低3000万t;操作条件宽 松，污染大大减轻，废水量是丙烯高温氯化法的 1/10;不需昂贵的催化剂。陶氏化学公司和我国江苏扬农化工股份有限公司也建成甘油法环氧氯丙烷工业生产装置。甘油法生产环氧氯丙烷的主要原料为工业甘油、质量分数为30%的烧碱和氯化氢气体，主要有2 个步骤:甘油与干燥氯化氢在催化剂存在下反应生成二氯丙醇，二氯丙醇在碱性溶液中皂化得到环氧氯丙烷。生产工艺又可以分为连续法和间歇法。连续法是甘油氯化得到的反应液不经过处理直接进行 皂化反应制备环氧氯丙烷;间歇法则是甘油氯化后向反应液中加碱液中和过量的氯化氢，经过减压蒸馏得到二氯丙醇，然后进行皂化反应。连续法简单，操作方便，但由于没有对氯化产物进行处理，所以皂化时需要过量的碱液，而且副产物较多，也不能很好地分离，对皂化产物的提纯有一定的影响。间歇法虽然操作比连续法复杂，但可以充分利用原料，未反应的甘油和一氯代产物可以继续用于生产二氯丙醇。（1）丙烯高温氯化法。丙烯高温氯化法是工业生产环氧氯丙烷的经典方法，1948年由美国Shell公司首先开发成功并应用于工业生产。目前，全球90%以上的环氧氯丙烷是采用该法生产的。该法采用的主要原料是丙烯、氯气和石灰，主要工艺过程包括丙烯高温氯化、氯丙烯次氯酸化和二氯丙醇皂化。该法的特点是：生产大型化、连续化和自动化，生产过程灵活，工艺成熟，操作稳定，中间产物氯丙烯既可用作精细化工原料，又可作为商品出售。不足之处是转化率较低，氯气 消耗量大，副产物多，设备易腐蚀，"三废"问题较为突出等。