氢原子百科 
乙苯（ethylbenzene[1]），又名乙基苯、苯基乙烷[2]，是一种芳香烃，分子式为C8H10，具有芳香、刺激性，类似于汽油气味的透明无色液体，分子质量106.16g/mol。[4]乙苯不溶于水，[4]易溶于乙醇和乙醚[5]。乙苯易燃，可与空气形成爆炸性混合物，与氧化剂接触会剧烈反应，流速过快容易产生和积聚静电，[6]可以发生氧化反应、氯化反应及异构化反应等。[7][8]乙苯存在于煤焦油和石油等天然产品中，也存在于油墨、杀虫剂和油漆等制成品中。[4]
乙苯应用广泛，在化工领域主要用于生产苯乙烯以及二乙基苯、苯乙酮、聚苯乙烯、树脂、特种油漆等，在医药领域用作合霉素和氯霉素的中间体；[9][10][11]在农业领域用于制作杀虫剂喷射液；[12]可用作溶剂，溶解天然橡胶、氯丁橡胶、油脂和蜡等，与乙醇和乙酸乙酯混合可用作纤维素醚的良好溶剂；[13][14]可用作发动机燃料的添加剂[15]，加入汽油中能提高抗爆性；[7]可以用作涂料和漆的稀释剂。[6]
乙苯有麻醉性和毒性，[9]具有刺激性、致突变性和致癌性。[6]对人的皮肤、黏膜有较强刺激性，高浓度有麻醉作用，直接吸入乙苯可致化学性肺炎和肺水肿，轻度中毒有头晕、头痛、恶心和上呼吸道刺激症状，重者会发生昏迷、抽搐、血压下降及呼吸循环衰竭等症状；[5][16][17]2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，乙苯在2B类致癌物清单中。[18][19][20]
简史
1930年代，在诸如AICI₃-HCI这样的Friedel-Crafts催化剂存在下，由苯与乙烯在液相中烷基化合成乙苯，由于液体酸使用时不够方便，又提出酸负载的催化剂。[21]1960年代，开始使用催化剂BF3/Al₂O3和固体磷酸（SPA，硅藻土负载磷酸）。这些催化剂在反应过程中会释放出酸，反应后无法再生。后来又尝试使用SiO2-Al2O3和八面沸石如HY和HX[注1]，这些催化剂失活严重。因此，工业上使用AICI3-HCI一直到1980年代。[21]
1966年以来，Alkar法采用的气相乙基化方法生产乙苯已经在工业规模的装置上成功进行运转。[23]1974年，西德生产厂商巴斯夫公司（Badische Anilin and SodaFabrik，BASF[24]）、许尔斯公司（Huels AG[25]）和莱茵烯烃（ROW）公司生产能力共有90万吨；[26]同年，孟山都公司（Monsanto Company[27]）投产了一座最大的利用液相乙基化方法生产乙苯的装置，年产能力达67万吨。[28]1976年，美国生产乙苯数量达到278万吨。[28]
20世纪80和90年代，一些使用沸石的工业化烷基化工艺开始应用。第一个使用沸石的产业化过程开始于80年代，使用的是中孔沸石ZSM-5，反应在气相固定床反应器中进行（第二代Mobil-Badger工艺[注2]）。在液相中使用大孔的Y沸石，失活不严重。1989年，使用Y沸石的工艺开始产业化。1995年，又出现了MCM-22[注3]的新工艺。[21]
物理性质
乙苯是具有芳香、刺激性，类似于汽油气味的透明无色液体，密度0.8626g/cm³，熔点-94.95℃，沸点136.2℃，分子质量106.16g/mol，熔点-94.95℃，[4]闪点15.0°C（闭杯）[31]，折射率1.4959（20°）。[31]乙苯不溶于水，20℃下溶解度为0.015g/100ml；[4]易溶于乙醇和乙醚，可与醇、苯、乙醚、四氯化碳等有机溶剂混合，[5]有麻醉性和毒性。[9]乙苯20°C下蒸汽压0.9kPa[4]，25°C下黏度0.6mm²/s。 [1]
化学性质
氧化反应
异构化反应
乙苯异构化工艺使用双功能贵金属催化剂，固定床临氢操作，在一定反应温度条件下，催化剂中的贵金属为Pt，可以使用不同的酸性组分，如硅酸铝、氯化铝、氟化铝、丝光沸石和ZSM-5[注4]。根据铂/氧化铝催化剂上进行的乙苯异构化动力学研究，乙苯异构化机理模式如下：[35]
脱氢反应
硝化反应
氯化反应
化工领域
乙苯是生产苯乙烯和甲基苯基甲酮的重要原料，[16]约95%的乙苯用来生产苯乙烯，[6][7]另外可用于制造醋酸纤维素、合成橡胶等；[12]也用于生产二乙基苯、乙基蒽醌、对硝基苯乙酮、聚苯乙烯、树脂、特种油漆等。[9][10][11]乙苯可以用作溶剂，溶解天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、环氧树脂、环氧树脂、DDT、油脂和蜡等，与乙醇和乙酸乙酯混合以后可用作纤维素醚的良好溶剂；[13][14]可用作发动机燃料的添加剂[15]，加入汽油中能提高抗爆性[7]；可以用作涂料和漆的稀释剂。[6]
医药领域
乙苯是制药工业的重要原料，[16]在药物合成上是合霉素、氯霉素重要中间体，也是制作对硝基苯乙酮的原料。[9][13]
农业领域
农业杀虫剂喷射液可能含20%的乙苯。[12]
结构式
乙苯有四个异构体，其中苯的二元取代物，因取代基在环上的相对位置不同，可以有三种异构体。具体如下所示：[39]
吸收、分布、排泄
吸收：乙苯很容易经口摄入、通过呼吸道吸入或皮肤接触而被吸收，经肠胃道虽可完成完全吸收，实际并无意义。[40][41]将手浸在乙苯的饱和水溶液2小时或浸在纯乙苯中1分钟，所吸收的乙苯与吸入浓度为0.01mg/L的乙苯8小时时所吸收者相同。[42][43]
分布：乙苯易溶于脂肪，由于血液中脂肪不高，高浓度乙苯进入血液后，极易接近或达到平衡状态。乙苯在人体组织内的分布情况是：若以血液中含量为1，则骨髓为18，腹腔脂肪中为10，心脏为15，脑组织为2.5，红细胞中的乙苯浓度比血浆中的含量大2倍。[40]
排泄：乙苯有50%以上由肺呼出，其余则通过体内各组织系统被氧化后以代谢物的形式排出体外，在体内残留和蓄积较少，时间不长。通常情况下，一次性接触在两天左右几乎被全部排出体外。[40]
代谢及其产物
吸入人体内的乙苯大部分氧化而形成苯乙酸、苯酰甲酸、苯甲酸、扁桃酸及其结合物一苯乙尿酸及马尿酸，[42]有40%~60%未经转化即由呼气排出体外，经肾排出的不到2%，约40%在体内被氧化。乙苯转化为苯乙醇，然后转化为酚（主要是对乙基苯酚，小量邻乙基苯酚），所生产的乙基苯酚与硫酸根和葡萄糖醛酸结合后排出体外，小部分乙苯直接与谷胱甘肽结合生成苯基硫醚氨酸由尿排出；另一小部分被积蓄在体内含脂肪较多的组织内，以缓慢的速度同样转化为上述代谢物而排出。一次性吸入或接触乙苯后，大部分代谢物在2h内被排出，少部分代谢物约在48h后排出，反复多次吸入时，蓄积量将增加，排出的时间也就更长。[40][42][17]
与药物的交互作用
二甲苯及乙苯竞争性反应阻止对位二甲苯的氧化。[40]
毒性阈值
蓝鳃鱼96h的半致死浓度（LC50）为32mg/L。大鼠经口（LD50）：3.5g/kg，吸入（LC50）：19.7g/m3，4h；兔经皮（LD50）：5.0g/kg，17.8mL/kg。[40]
生殖毒性：大鼠吸入最低中毒浓度（TCL0）：985X10-6（7h，孕1~19d），致胚胎毒性，胚胎发育迟缓。家兔吸入最低中毒浓度（TCL0）：99X10-6（7h，孕1~18d），影响每窝胎数。[40][6]
低嗅觉阈值：8.7mg/m3，高嗅觉阈值：870mg/m3。[40]
饮水中的嗅觉阈浓度：0.1~0.14mg/L。每日可接受摄入量：1.6mg。8h平均阈值：100x10-6（435mg/m3），单位时间平均阈值：100X10-6（434mg/m3）；短时间暴露限值：125x10-6（543mg/m3）。急性毒性：LD503500mg/kg（大鼠经口）；17800mg/kg（兔经皮）。[40]
中毒表现
高浓度蒸气对人眼和鼻粘膜有强烈刺激，刺激性感受增大，会发生头痛、晕眩，甚至麻醉、昏迷；[12]浓度为4.3mg/L时，眼睛有烧灼感及疼痛、剧烈流泪，但停止较快；浓度为8.5mg/L时，5~6分钟后刺激作用已难以忍受；浓度为0.01~0.05mg/L时，头痛、疲倦及易愤；部分工龄7年及7年以上的工人有神经系统机能性障碍，肝脏稍大，大部分工人自诉咽喉和鼻中干燥、鼻出血；[42]暴露于100ppm，有轻微晕眩、头痛；暴露于1000~2000ppm（6min），会引起疲劳、晕眩、胸部紧和昏睡，200ppm蒸气会引起暂时性眼睛刺激，1000ppm剌激眼睛会致流泪，2000ppm对眼睛造成严重刺激和流泪。若食入乙苯，会引起恶心、呕吐和晕眩，若不慎吸入肺部会引起严重肺伤害或死亡。[6]
急性毒性
人轻度中毒有头晕、头痛、恶心、呕吐、步态蹒跚、轻度意识障碍及眼和上呼吸道刺激症状。重者发生昏迷、抽搐、血压下降及呼吸循环衰竭。可有肝损害。直接吸入本品液体可致化学性肺炎和肺水肿。尸检可见肺、脑和内脏器官充血和水肿。[40]
亚急性和慢性毒性
刺激性
家兔经眼L500mg，重度刺激。家兔经皮开放性刺激试验:15mg/24h，轻度刺激。[40]
致突变性
姐妹染色单体交换(人淋巴细胞)：10mmol/L，哺乳动物体细胞突变。[6]
致癌性
IARC列乙苯为2B组致癌物。认为动物证据充足，人类证据不足。[6]2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，乙苯在2B类致癌物清单中。[18][19][20]
工业制备
苯与乙烯烷基化法
工业上约有90%的乙苯是通过本方法生产的。[10]
液相烷基化法
液相烷基化法是应用比较广泛的生产烷基苯的方法，它的优点在于能将多乙苯脱烷基而生成乙苯，不需加压设备且转化率较高，但催化剂用量较大。[44]苯与乙烯在三氯化铝催化剂作用下，在液相进行烷基化反应，所得烃化液中含有乙苯、二乙苯、苯及多乙苯。烃化液经沉降、分离、水洗、碱中和后经精馏得精制乙苯。[45]
气相烷基化法
气相烷基化是使气态的苯和乙烯在高温高压下通过固体磷酸或ZSM型分子筛催化剂进行反应。该方法的优点是使用ZSM型催化剂无污染无腐蚀，收率高，能耗低，催化剂寿命达二年以上，价格便宜，装置不需特殊合金设备和管线，投资及生产成本均较低等，但ZSM型催化剂表面易结焦，须频繁再生。[44]苯与乙烯以气相进入反应器进行烷基化反应，反应条件随不同的催化剂而异。采用固体磷酸催化剂，反应温度290~310℃、压力4~6MPa，由于该催化剂不能脱烷基化，苯对乙烯的摩尔比比液相法要高。[46]
苯与乙醇烷基化法
用改性的ZSM型分子筛为催化剂，在气固相反应器中，反应温度360~400℃，压力0.1MPa，苯与乙醇摩尔比3~7。乙醇的转化率100%，乙苯的选择性为84.2%。[46]
C8芳烃分离
C8芳烃是指含八个碳原子的芳烃混合物，通常含有混合二甲苯和乙苯，有时也含有苯乙烯。乙苯的含量视C8芳烃的来源不同而异，约为15~30%。常见的分离顺序是先精馏出沸点最低的乙苯，再精馏出其他组分。精馏需300块实际塔板，三塔串联，回流比25~30，所以一般很少采用精馏法生产乙苯。[46][13]
实验室制备
乙苯的实验室制备通常以苯和氯乙烷为原料，以三氯化铝为催化剂，直接反应可得到乙苯。或用苯和乙酰氯为原料，以三氯化铝为催化剂反应得到苯乙酮，再用锌和浓盐酸将苯乙酮还原成乙苯，这种方法可以回避付克烷基化的低产率、分离难。[16][47]
分布情况
乙苯存在于煤焦油和石油等天然产品中，也存在于油墨、杀虫剂和油漆等制成品中。[4]在环境中，约超过96%存在于空气中，浓度可达26μg/m。在地表水、地下水、饮用水和食物中也能检出痕量的乙苯。[48]在人体中，乙苯贮存在脂肪中。[41]由于乙苯的大量生产和产品的多样性，有存在乙苯的许多环境来源，例如，溶剂使用期间的蒸发，汽油的热解及其供应站的逸山，[12]以及基本有机合成、合成橡胶、塑料和人造纤维等生产废水中；[49]混合二甲苯中也含有一定量的乙苯。[12]
在空气中的测定
测定原理为将乙苯硝化为二硝基乙苯或三硝基乙苯。这两种方法的灵敏度为被测试样中含本品5微克。第二种方法可在有苯存在、但无甲苯、二甲苯或苯乙烯存在的情况下进行测定。[42]测定时先用活性炭吸附，CS₂处理，再用气相色谱法进行分析。[50]
在机体中的测定
在水中的测定
环境污染
对水体卫生状况的无作用浓度为10mg/L。[49]对鱼的致毒浓度为50mg/L，在软水中24小时后对鱥鱼的致死浓度为48.51mg/L，对中弓鱼为35.08mg/L，对鲫鱼为94.44mg/L，对虹鳉鱼为97.10mg/L。[49]该物质对环境有危害，由于其挥发性比较大，在地表水体中的乙苯主要迁移过程是挥发和在空气中的光解，也有可能包括生物降解、化学降解和迁移转化过程，生物富集量不多。当大量乙苯泄漏进入水中时，由于比水轻，漂浮在水面，可造成鱼类和水生生物死亡，被污染水体散发出异味。[16]
污染物源
乙苯是生物体燃烧的产物之一，也是原油成分之一。人类活动制造的乙苯是最大的污染源；使用乙苯的工厂是环境中乙苯的主要污染源；储运过程中发生的翻车、容器破裂等意外事故，也会造成严重的乙苯污染。乙苯还是一种重要的室内环境中挥发性有机污染物，来源于与苯乙烯相关的制成品、合成聚合物、溶剂、图文传真机、电脑终端机及打印机、聚氨脂、家具抛光剂、接合化合物、乳胶及非乳胶嵌缝化合物、地砖黏合剂、地毯黏合剂、亮漆硬木镶木地板。[51][16]
环境迁移、扩散和转化
迁移、扩散：乙苯主要通过工业废水和废气进入环境，释放到土壤时有一部分会挥发到空气中。乙苯有中度的土壤吸附性，可渗透到地下水中，尤其在低有机碳含量的土壤中，会被生物分解。地表水体中的乙苯主要迁移过程是挥发和在空气中被光解，也包括生物降解和化学降解的迁移转化过程。乙苯释放到水中时会以数小时到数周时间的半生期迅速挥发到空气中，由于乙苯在水溶液中挥发趋势大，废水中的乙苯很快挥发至大气中。[51]
转化：乙苯经过一段时间适应后会迅速被污水或活性污泥中的微生物分解掉；从空气中移除，主要通过光化学作用产生的氢氧自由基反应，其余乙苯则由雨水移除；在生物体内无明显的生物浓缩作用。乙苯蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会发生回燃，燃烧（分解）产物为一氧化碳、二氧化碳。[51]
环境水平和人体暴露
乙苯是汽油的主要成分之一，空气中乙苯主要来自于交通繁忙区域、隧道、停车场及车站；[51]高浓度乙苯暴露可能发生在乙苯生产制造厂及用乙苯当作溶剂的工厂中；[51]乙苯的暴露途径有呼吸吸入、食物和饮水摄入。[51]
危险警示
以上参考资料来源[1]
GHS 危险声明
H225（99.97%）：高度易燃液体和蒸气[危险易燃液体]
H304（16.41%）：吞咽并进入呼吸道可能致命[危险吸入危险]
H332（99.91%）：吸入有害[警告急性毒性，吸入]
H373（18.83%）：长期或重复接触可能对器官造成损害[警告特定靶器官毒性，重复接触]
以上参考资料来源[4]
危险特性
防护措施
个人防护：操作人员工作时应穿防护工作服,戴防护镜，以防止眼和皮肤与之接触。工作服如被弄湿或受到污染，立即脱去，以避免燃烧危险。[50]制备乙苯时，每12个月进行1次定期健康检查，使用乙苯作溶剂时，每6个月进行1次定期健康检查，请耳喉科医师检查，进行预防性吸入疗法。[42]
场所防护：操作现场应加强通风排气，设备应密闭，防止泄漏，[50]要保证工作环境中乙苯的浓度不超过标准。[53]
消防措施
消防可用干粉化学品、泡沫或二氧化碳灭火剂灭火。[54]用水扑救无效，但须用水使暴露在火中的容器保持冷却。如渗漏或外溢物尚未点燃，用雾状水驱散其蒸气，赶走逸出液体，防止被火引着，并保护制止渗漏的操作人员。可用水将溢漏物冲离火场。[50][54][55]
泄漏处理
乙苯泄漏时，要迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入；切断所有火源，迅速用沙土、泥块阻断洒在地上的乙苯向四周扩散，筑坝切断被污染的水体的流动，或用围栏限制水面乙苯的蔓延；人员戴好防毒面具与手套，将漏液收集在适当容器内封存，并用沙土或其他惰性材料吸附废液，转移到安全地带；[56]用不燃性分散剂制成乳液刷洗，如无分散剂，可用沙土吸收，倒至空旷地方掩埋，污染的地面用肥皂或洗涤剂彻底清洗，经稀释的洗水放入废水系统。[54]当乙苯洒到土壤中时，立即将被污染土壤收集起来，转移到安全地带，对污染地带加强通风，蒸发残液，排除乙苯蒸气。[56]
灭火方法
喷水保持火场容器冷却。尽可能将容器从火场移至空旷处。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音，必须马上撤离。灭火剂:泡沫、干粉、二氧化碳、沙土，用水灭火无效。[56]
诊断
乙苯中毒诊断可根据患者的接触史以及其中毒症状来确定，急性中毒者：沉醉状、惊悸面色苍白，继以而红、耳鸣、头晕、头痛、呕吐、视力紊乱、步态蹒跚，甚至肌肉抽搐或肢体痉孪，很快昏迷而死；慢性中毒者：其中以造血器官和神经系统损害最为显著，衰弱、头晕、头痛、疲乏、失眠或嗜眠、记忆力减退、体重减轻，齿龈、鼻腔、直肠出血，妇女子宫出血，月经过多；红血球数减少，血红素下降，血小板数明显减少，白血球也减少;血管、心脏、肝、肾均受损害，极易感染病患。神经系统严重受损者，可发生共济失调、感觉障碍、联合硬化症、多发性神经炎及出现各种锥体束病理。[53]
急救
眼睛接触：乙苯如溅入眼中，提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗就医，情况严重者须就医诊治。[40][50][54]
皮肤接触：如接触皮肤，脱去被污染的衣物，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。[40][50][54]
吸入：如大量吸入发生急性中毒时，应立即移离现场至新鲜空气处，安置休息并保持温暖。必要时，进行人工呼吸，注射强心剂，并请医生治疗。[50][54]
吞服：如被吞服应立即漱口，急送医院救治，洗胃，不诱吐。[50][54]
急性中毒：迅速脱离乙苯污染的工作场所，至空气新鲜处，必要时吸氧，密切观察，对症处理。[17]
医学监护
储存
乙苯储存在阴凉地方，温度不得超过28℃，用玻璃瓶、铁皮罐或金属桶盛装，放置容器须防破损，最好在户外存放或放在易燃液体专库内，存放时要远离容易起火地点，并须与氧化剂隔绝；[50][54][57]不可在日光下曝晒，装卸搬运切勿撞击、滚桶，防止摩擦发生火花。对可能发生火花的工具不得带入库房内，储存期以6个月为宜。[55]
运输
乙苯一般采用槽车运输，征得用户同意可使用铝桶、铁桶包装，每桶净重160公斤，要求包装容器洁净，包装皮上应注有“易燃”明显字样，运输时，容器上要标有“易燃液体”标记。[50][55]
参考资料 57
- ICSC0268 — 国际化学品安全卡
- 参考 2
- Ethylbenzene | C8H10 | CID 7500 - PubChem — PubChem
- Ethylbenzene | C8H10 | CID 7500 - PubChem — pubchem
- 参考 5
- 参考 6
- 参考 7
- 参考 8
- 参考 9
- 参考 10
- 参考 11
- 参考 12
- 参考 13
- 参考 14
- 参考 15
- 参考 16
- 参考 17
- 2类致癌物清单(共380种，含2A类81种，2B类299种) — 绍兴市市场监督管理局
- 参考 19
- Ethylbenzene | C8H10 | CID 7500 - PubChem — PubChem
- 参考 21
- 参考 22
- 参考 23
- 参考 24
- 参考 25
- 参考 26
- 参考 27
- 参考 28
- 参考 29
- 参考 30
- Ethylbenzene | C8H10 | CID 7500 - PubChem — PubChem
- 参考 32
- 参考 33
- 参考 34
- 参考 35
- 参考 36
- 参考 37
- 参考 38
- 参考 39
- 参考 40
- 参考 41
- 参考 42
- 参考 43
- 参考 44
- 参考 45
- 参考 46
- 参考 47
- 参考 48
- 参考 49
- 参考 50
- 参考 51
- Ethylbenzene | C8H10 | CID 7500 - PubChem — PubChem
- 参考 53
- 参考 54
- 参考 55
- 参考 56
- 参考 57
注释
- 沸石是一族结晶型硅铝酸盐的总称。它是由希腊语“沸腾的石头”被意译为“沸石”的。虽然沸石作为矿物也有天然生成的，但是目前同天然产物具有相同结晶结构的沸石以及按分类属
于非天然产的沸石，大多数都能够人工合成出来。[22] - 美国Mobil公司采用MCM-22沸石为催化剂，联合Badger工程公司开发了Mobil-Badger 异丙苯工艺，于1994年首次在美国帕萨迪纳市的工厂工业应用。[29]
- MCM-22沸石催化剂是一种高活性、高选择性的烃化催化剂，操作周期长，且对环境
无污染。[30] - ZSM-5是一种具有MFI结构的高硅型分子筛。由于其独特的十元环孔口和三维交叉孔
道结构，ZSM-5成为择形催化领域的理想材料之一。[34]