142-82-5 / 正庚烷

【背景及概況】^[1][2]

正庚烷英文名稱為heptane，CAS號為142-82-5，分子式為C7H16，分子量：100.20200；PSA：0.00000；LogP：2.97670。熔點130°C-4H2O。無色液體。密度0.71g/mLat 20°C，熔點−91°C(lit.)，沸點98°C(lit.)，閃點30°F，折射率n20/D 1.397，儲存條件為房通風低溫干燥，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，吞咽并進入呼吸道可能致命，可引起昏睡或眩暈，對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，應分開眼瞼，用流動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，應立即就醫(yī)。對保護施救者的忠告如下：將患者轉移到安全的場所，咨詢醫(yī)生，如果條件允許請出示此化學品安全技術說明書給到現(xiàn)場的醫(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，并轉移至安全場所，禁止沖入下水道；若大量泄漏，構筑圍堤或挖坑收容，封閉排水管道，用泡沫覆蓋，抑制蒸發(fā)，用防爆泵轉移至槽車或專用收集器內，回收或運至廢物處理場所處置。

【裂解機理】^[3]

正構烷烴的常壓裂解研究較為廣泛，一般認為按自由基引發(fā)的鏈式反應機理進行，在超臨界條件下正庚烷裂解歷程可推測如圖：

超臨界狀態(tài)下正庚烷裂解和結焦情況，裂解產物主要有甲烷、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，隨著反應溫度升高，正庚烷的裂解轉化率大幅度提高，裂解產物的二次反應(烯烴的聚合、環(huán)化和質子消去)使結焦前驅物增加，最終導致結焦嚴重。在超臨界條件下， 提高流體的湍動程度，減少前驅物在反應管表面的停留時間，這是抑制結焦簡單而有效的方法。固體產物分析結果表明，正庚烷裂解結焦主要以金屬催化作用產生的絲狀焦為主。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械強度和延長其使用壽命。正庚烷受熱發(fā)生碳碳鍵斷裂，形成兩個自由基，進而引發(fā)鏈式反應。自由基非常活潑，容易發(fā)生異構反應、β 裂分、質子消去反應和氫轉移反應。另外，隨溫度的升高， 結焦量迅速增加，這是因為正庚烷的裂解轉化率大幅度提高，裂解產物的二次(烯烴的聚合、環(huán)化、質子消去)反應增加，導致結焦前驅物增加，最終導致結焦嚴重。一般認為環(huán)烷烴、環(huán)烯烴和芳烴是主要的結焦前驅物。

【制備】^[1][2]

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

2. 石油的碳氫餾分。可含有正庚烷、二甲基環(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。

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和含苯環(huán)類物質等；即得到純度≥99％ (wt)的高純有機溶劑正庚烷。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，所以去除苯環(huán)類、不飽和烴類等有機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定的標準、溶劑，以及用于有機合成，實驗試劑的制備。正庚烷是現(xiàn)今工業(yè)上應用廣泛的烴類溶劑之一，用作動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零部件的溶劑。工業(yè)級正庚烷多為石油餾分經分離制得，純度較低。

【參考文獻】

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

[2] 范文林；張群星；張怡；楊永年.高純有機溶劑正庚烷的提純方法. CN201410209265.2，申請日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焦[J]. 化學學報, 2009, 67(15): 1759-1764.