乙烷

简介

乙烷是烷烃同系列中第二个成员，为最简单的含碳-碳键的烃。乙烷中的所有分子由共价键结合，通常在分子的书写中为了表现两个C（碳原子）之间只有一个化学键，写作CH3-CH3。它是由两个碳原子组成的烷烃中唯一的脂肪烃。

乙烷在某些天然气中的含量为5％—10％，仅次于甲烷；并以溶解状态存在于石油中。

历史

1834年迈克尔·法拉第首次使用电解乙酸钾的方法制造了乙烷。他错误地以为这个反应的产物是甲烷，因此没有继续研究。

在1847年和1849年间，阿道夫·威廉·赫尔曼·科尔贝和爱德华·弗兰克兰在维护有机化学理论的过程中，通过使用金属钾还原丙腈和碘乙烷以及通过电解乙酸盐的方法制造了乙烷。但是他们错误地以为这些反应的产物是甲基自由基，而不是甲基的二聚体乙烷。

1864年卡尔·肖莱马校正了这个错误，他证明所有这些反应的产物都是乙烷。

性质

物理特性

相对蒸气密度（空气=1）：1.04

饱和蒸气压（kPa）：53.32（-99.7℃）

燃烧热（kJ/mol）：1558.3

临界温度（℃）：32.2

临界压力（MPa）：4.87

引燃温度（℃）：472

爆炸上限%（V/V）：16.0

爆炸下限%（V/V）：3.0

溶解性：微溶于乙醇、丙酮，溶于苯。

化学性质

反应性

在高温下分解为乙烯和氢。

在不同条件下加热氯化，可得到氯乙烷、1，1-二氯乙烷或1，1，1-三氯乙烷。n

与硝酸在气相反应，生成硝基乙烷和硝基甲烷。

后一产物说明在这个反应中发生了碳-碳键的断裂。

乙烷燃烧化学方程式:2C2H6+7O2=点燃=4CO2+6H2O

禁配物：强氧化剂、卤素。

构象

乙烷的C-C单键可以自由旋转。由于C-C单键自由旋转，乙烷可以有无数种构象，乙烷的优势构象是交叉式。这个时候2个C原子上的H距离最远，相互间的排斥力最小，因而分子内能最低也最稳定，内能最高的是重叠式。在旋转过程中，由于两个甲基上的氢原子的相对位置不断发生变化，这就形成了许多不同的空间排列方式。

其中一种是一个甲基的氢原子正好处在另一个甲基的两个氢原子之间的中线上。这种排布方式叫做交叉式构象。

另一种是两个碳原子上的各个氢原子正好处在相互对映的位置上。这种排布方式叫重叠构象。交叉式和重叠式是乙烷无数构像中的两种极端情况。

乙烷单键的旋转也并不是完全自由的。可以把这个能垒看作是克服氢原子的斥力，以及很可能还有由于碳氢原键电子云之间的斥力所需要的能量。重叠式由于前后两个氢原子相距最近，以及碳氢键间8电子云斥力最大，所以能量最高，交叉式中C-H相距最远，斥力最小，能量最低，是乙烷最有利的构像。

制取方法

实验室制取

在实验室中可由乙酸钠电解制备：

工业制取

工业上由天然气或炼油厂的裂化气中分离制取。

从油田气分离

油田气或天然气除主要含甲烷以外，还含有少量乙烷、丙烷或其他更多碳原子的烃，在天然气中的含量约5%一10%，仅次于甲烷，经分离可得乙烷。由天然气深冷分离而得的液析液，是以乙烷、丙烷。丁烷为主要组分的轻质烃类混合物，其组成与天然气的来源及分离加工温度、压力条件有关，典型组成(P)为:乙烷37.6%、丙烷35.9%、丁烷11.6%、异丁烷3.9%、正戊烷3.1%、其他7.9%。

从炼厂气分离

在各炼厂石油加工气体中，除含有甲烷以外，还含有乙烷、丙烷以及碳四和碳五烃等，经分离可得乙烷。

从裂解气分离

用深冷法可以分出乙烷。

主要用途

用于制乙烯、氯乙烯、氯乙烷、冷冻剂等。

1、在化学工业里，乙烷主要用来通过蒸汽裂解生产乙烯和氯乙烯。

2、通常，乙烷系用作生产卤代乙烷的原料。

3、在极低温度制冷系统中，已经有使用乙烷做制冷剂的。

4、乙烷具有显著的抗爆质量，因而，可以用在高压缩比的发动机中。

危险性

健康危害

1、高浓度时，有单纯性窒息作用。空气中浓度大于6％时，出现眩晕、轻度恶心、麻醉症状；达40％以上时，可引起惊厥，甚至窒息死亡。

2、把乙烷当作制冷剂存放的时候，直接与液乙烷接触会导致冻伤。液乙烷蒸发的气体在达到室温前比空气重，因此会聚集在低处，假如他们遇到火的话会点燃并且传播回到它们蒸发出去的液体。

3、截至2012年，乙烷没有已知的毒性或者其它紧急威胁，也没有乙烷致癌的迹象。

燃爆危险

本品易燃，具窒息性。

危险特性

易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。

长期处在使用乙烷的工作环境中，会使人的腿部关节麻木，失去平衡感。

操作防护

职业接触限值

中国MAC(mg/m3)：未制定标准

前苏联MAC(mg/m3)：300；TLVTN：ACGIH，窒息性气体；TLVWN：未制定标准。

防护方法

呼吸系统防护：一般不需要特殊防护，但建议特殊情况下，佩戴自吸过滤式防毒面具（半面罩）。

眼睛防护：一般不需特殊防护。

身体防护：穿防静电工作服。

手防护：戴一般作业防护手套。

其他防护：工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业，须有人监护。

急救措施

吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。

消防措施

危险特性：易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。

有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。

灭火方法：切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。

灭火剂：雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。

泄漏应急处理

1、迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。

2、切断火源。

3、建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。

4、尽可能切断泄漏源。

5、合理通风，加速扩散。如有可能，将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。也可以将漏气的容器移至空旷处，注意通风。

6、漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。

操作注意事项

1、密闭操作，全面通风。

2、操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员穿防静电工作服。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。

3、使用防爆型的通风系统和设备。

4、防止气体泄漏到工作场所空气中。

5、避免与氧化剂、卤素接触。

6、在传送过程中，钢瓶和容器必须接地和跨接，防止产生静电。搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。

7、配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。

储运及废弃

储存

1、储存于阴凉、通风的库房。

2、远离火种、热源。库温不宜超过30℃。

3、应与氧化剂、卤素分开存放，切忌混储。

4、采用防爆型照明、通风设施。

5、禁止使用易产生火花的机械设备和工具。

6、储区应备有泄漏应急处理设备。

运输

1、运输信息

危险货物编号：21009

UN编号：1035

包装类别：O52

包装方法：钢质气瓶

2、运输注意事项

（1）采用刚瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。钢瓶一般平放，并应将瓶口朝同一方向，不可交叉；高度不得超过车辆的防护栏板，并用三角木垫卡牢，防止滚动。

（2）运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材。

（3）装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置，禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。

（4）严禁与氧化剂、卤素等混装混运。夏季应早晚运输，防止日光曝晒。中途停留时应远离火种、热源。

（5）公路运输时要按规定路线行驶，勿在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜放。

废弃处置

处置前应参阅国家和地方有关法规。建议用焚烧法处置。

法规信息

《化学危险物品安全管理条例（1987年2月17日国务院发布）》、《化学危险物品安全管理条例实施细则（化劳发[1992]677号）》、《工作场所安全使用化学品规定（[1996]劳部发423号）等法规，针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定。

《常用危险化学品的分类及标志 GB 13690-92）》将该物质划为第2.1类易燃气体。