142-82-5 / 正庚烷

【背景及概況】^[1][2]

正庚烷英文名稱為heptane，CAS號(hào)為142-82-5，分子式為C7H16，分子量：100.20200；PSA：0.00000；LogP：2.97670。熔點(diǎn)130°C-4H2O。無色液體。密度0.71g/mLat 20°C，熔點(diǎn)−91°C(lit.)，沸點(diǎn)98°C(lit.)，閃點(diǎn)30°F，折射率n20/D 1.397，儲(chǔ)存條件為房通風(fēng)低溫干燥，與氧化劑、酸類分開存放，部分溶于水，蒸氣壓45.2mmHg at 25°C，蒸汽密度3.5 (vs air)。高度易燃液體和蒸氣，造成皮膚刺激，吞咽并進(jìn)入呼吸道可能致命，可引起昏睡或眩暈，對(duì)水生生物毒性極大并具有長期持續(xù)影響，如果皮膚接觸，應(yīng)脫去污染的衣著，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚，如有不適感，就醫(yī)；如果眼晴接觸，應(yīng)分開眼瞼，用流動(dòng)清水或生理鹽水沖洗，并立即就醫(yī)；如果食入，立即漱口，禁止催吐，應(yīng)立即就醫(yī)。對(duì)保護(hù)施救者的忠告如下：將患者轉(zhuǎn)移到安全的場(chǎng)所，咨詢醫(yī)生，如果條件允許請(qǐng)出示此化學(xué)品安全技術(shù)說明書給到現(xiàn)場(chǎng)的醫(yī)生看。若泄露，小量泄漏盡可能將泄漏液體收集在可密閉的容器中，用沙土、活性炭或其它惰性材料吸收，并轉(zhuǎn)移至安全場(chǎng)所，禁止沖入下水道；若大量泄漏，構(gòu)筑圍堤或挖坑收容，封閉排水管道，用泡沫覆蓋，抑制蒸發(fā)，用防爆泵轉(zhuǎn)移至槽車或?qū)Ｓ檬占鲀?nèi)，回收或運(yùn)至廢物處理場(chǎng)所處置。

【裂解機(jī)理】^[3]

正構(gòu)烷烴的常壓裂解研究較為廣泛，一般認(rèn)為按自由基引發(fā)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)機(jī)理進(jìn)行，在超臨界條件下正庚烷裂解歷程可推測(cè)如圖：

超臨界狀態(tài)下正庚烷裂解和結(jié)焦情況，裂解產(chǎn)物主要有甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯，正丁烷、1-丁烯、1-己烯和焦等。在所研究的溫度范圍內(nèi)，隨著反應(yīng)溫度升高，正庚烷的裂解轉(zhuǎn)化率大幅度提高，裂解產(chǎn)物的二次反應(yīng)(烯烴的聚合、環(huán)化和質(zhì)子消去)使結(jié)焦前驅(qū)物增加，最終導(dǎo)致結(jié)焦嚴(yán)重。在超臨界條件下， 提高流體的湍動(dòng)程度，減少前驅(qū)物在反應(yīng)管表面的停留時(shí)間，這是抑制結(jié)焦簡(jiǎn)單而有效的方法。固體產(chǎn)物分析結(jié)果表明，正庚烷裂解結(jié)焦主要以金屬催化作用產(chǎn)生的絲狀焦為主。絲狀焦的生長是不銹鋼材料發(fā)生滲碳的重要原因，抑制絲狀焦生長可有效保持不銹鋼材料在高溫下的機(jī)械強(qiáng)度和延長其使用壽命。正庚烷受熱發(fā)生碳碳鍵斷裂，形成兩個(gè)自由基，進(jìn)而引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。自由基非?；顫?，容易發(fā)生異構(gòu)反應(yīng)、β 裂分、質(zhì)子消去反應(yīng)和氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)。另外，隨溫度的升高， 結(jié)焦量迅速增加，這是因?yàn)檎榈牧呀廪D(zhuǎn)化率大幅度提高，裂解產(chǎn)物的二次(烯烴的聚合、環(huán)化、質(zhì)子消去)反應(yīng)增加，導(dǎo)致結(jié)焦前驅(qū)物增加，最終導(dǎo)致結(jié)焦嚴(yán)重。一般認(rèn)為環(huán)烷烴、環(huán)烯烴和芳烴是主要的結(jié)焦前驅(qū)物。

【制備】^[1][2]

1. 鉑重整抽余油（93-102℃）餾分中正庚烷含量達(dá)57%以上，用5A分子篩氣相吸附基中的正構(gòu)烷烴，然后用蒸汽脫附，分離得到正構(gòu)烷烴。經(jīng)鎳催化加氫，使其中少量正構(gòu)烯烴飽和轉(zhuǎn)化為正構(gòu)烷烴，碘值降至0.1g碘/100g以下為合格。最后經(jīng)精餾而得純度達(dá)99.9%的標(biāo)準(zhǔn)正庚烷。工業(yè)級(jí)正庚烷提純也可采用濃硫酸洗滌、甲醇共沸餾等方法。

2. 石油的碳?xì)漯s分?？珊姓椤⒍谆h(huán)戊烷、3-乙基戊烷、甲基環(huán)己烷和3-甲基環(huán)已烷。

3. 精制方法庚烷中除含沸點(diǎn)相近的烷烴、環(huán)烷烴化合物外，尚含有不飽和化合物、水分和苯。苯的除去方法與己烷相同。不飽和烴用濃硫酸洗滌除去，除去水分可用氯化鈣、五氧化二磷、金屬鈉和鉀等，也可用分子篩作固體干燥劑。最后再分餾精制。

4. 高純有機(jī)溶劑正庚烷的提純方法，其特征在于，包括如下步驟：

a. 取原料正庚烷，向其中加入氧化劑進(jìn)行氧化處理后，蒸餾出正庚烷；用于去除原料正 庚烷中的不飽和烴雜質(zhì)。

b. 將上述蒸餾出的正庚烷通入裝有改性活性碳的吸附劑柱進(jìn)行吸附處理，用于除去用于 去除氧化氧化過程中形成的高度極化的物質(zhì)和含苯環(huán)類物質(zhì)等；即得到純度≥99％ (wt)的高純有機(jī)溶劑正庚烷。由于苯環(huán)類、不飽和烴中含有的碳碳雙鍵為可吸收 紫外可見光的基團(tuán)，所以去除苯環(huán)類、不飽和烴類等有機(jī)化合物的正庚烷透光效果 也得到改善。

【用途】^[1][2]

正庚烷主要用作辛烷值測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)、溶劑，以及用于有機(jī)合成，實(shí)驗(yàn)試劑的制備。正庚烷是現(xiàn)今工業(yè)上應(yīng)用廣泛的烴類溶劑之一，用作動(dòng)植物油脂的萃取溶劑和快干性橡皮膠合劑、橡膠溶劑。也用于制造化妝品及用作清洗涂料、油漆、快干性油墨及印刷機(jī)零部件的溶劑。工業(yè)級(jí)正庚烷多為石油餾分經(jīng)分離制得，純度較低。

【參考文獻(xiàn)】

[1] http：//baike.molbase.cn/cidian/37893

[2] 范文林；張群星；張怡；楊永年.高純有機(jī)溶劑正庚烷的提純方法. CN201410209265.2，申請(qǐng)日2014-05-16

[3] 謝文杰, 方文軍, 李丹, 等. 超臨界條件下正庚烷的裂解與結(jié)焦[J]. 化學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 67(15): 1759-1764.