二甲苯
二甲苯(英文dimethylbenzene)为无色透明有芳香味的液体,是苯环上两个氢被甲基取代的产物,沸点为137～140℃,二甲苯根据两个甲基的位置不同分为邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯三种异构体,在工业上,二甲苯即指上述异构体及乙基苯的混合物。级别一般为净水3℃和5℃馏程的优级品和一级品。
1、性质
熔点
-34°C
沸点
137-140°C(lit.)
密度
0.86g/mLat25°C(lit.)
蒸气密度
3.7(vsair)
蒸气压
18mmHg(37.7°C)
折射率
n20/D1.497(lit.)
闪点
77°F(lit.)
储存条件
Flammablesarea
水溶解性
Merck
14,10081
BRN
1901563
CAS数据库
1330-20-7(CASDataBaseReference)
EPA化学物质信息
Benzene,dimethyl-(1330-20-7)
2、概述
二甲苯(英文dimethylbenzene)为无色透明有芳香味的液体,是苯环上两个氢被甲基取代的产物,沸点为137～140℃,二甲苯根据两个甲基的位置不同分为邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯三种异构体,在工业上,二甲苯即指上述异构体及乙基苯的混合物。级别一般为净水3℃和5℃馏程的优级品和一级品。与乙醇、氯仿或乙醚能任意混合，在水中不溶。广泛用于有机溶剂和合成医药、涂料、树脂、染料、炸药和农药等。二甲苯毒性中等，也有一定致癌性。二甲苯的污染主要来自于合成纤维、塑料、燃料、橡胶，各种涂料的添加剂以及各种胶粘剂、防水材料中，还可来自燃料和烟叶的燃烧气。
3、二甲苯同分异构体
邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯
二甲苯是苯环上两个氢原子被两个甲基取代的芳香烃。在焦化工业中，它是粗苯精制产品之一。二甲苯不溶于水，溶于乙醇和乙醚等有机溶剂。二甲苯有三种种同分异构体，即邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯，此外具有与二甲苯相同的元素组成的乙苯也是它的同分异构体。它们的分子式都为C8H10，分子量为106.16，其他物理性质则各不相同。
邻、间、对二甲苯三者化学性相近。侧链烷基可在催化剂作用下氧化，间二甲苯、对二甲苯生成苯二甲酸，邻二甲苯则生成二甲酸酐。与氨、氧进行反应，生成苯二腈。邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯彼此间可相互异构化。加热缩合时，生成聚对二亚甲基苯。三者的芳环在催化剂作用下，也能发生亲电子取代反应。它们均可生成络合物。三者均可燃。对眼睛、皮肤有刺激性。低浓度时可引起头痛，高浓度时有麻醉作用。工作场所最高允许浓度100×10-6。
4、有机化工原料
二甲苯技术指标
二甲苯存在于煤焦油和某些石油中。工业上主要用石脑油重整产物中的C8馏分提取。工业二甲苯中含间二甲苯50%～60%，邻和对二甲苯各占20%～25%(体积)。二甲苯不经分离可以直接用做溶剂，加入汽油中可以提高抗爆性，它们是航空汽油的组分。邻二甲苯的沸点相对较高，可以利用精馏方法分出，对二甲苯熔点较高，利用分步结晶法提纯。
二甲苯也存在于焦化粗苯和石油裂化油中。粗苯经初步蒸馏、硫酸洗涤和精馏，分离出苯和甲苯之后，再经精馏可以得到二甲苯，又称焦化二甲苯。焦化二甲苯的质量取决于精馏塔的分离能力、塔顶温度和回流比。中国将焦化二甲苯产品分为三个级别。
5、苯、甲苯、二甲苯的比较
苯及其同系物甲苯、二甲苯主要为由煤焦油分馏及裂解石油而获得。三者均为无色透明有芳香味的液体，挥发性强。工业上利用三者之沸点不同而将其分离。但在一般情况下很难将此三者完全分离。故一般工业用苯中都含有相当量的甲苯和二甲苯，工业用甲苯中亦含有相当量的苯。因此，在生产环境空气中，苯、甲苯、二甲苯常同时存在。煤焦油分馏及石油裂化时可接触苯、甲苯、二甲苯;此三者均主要用做有机溶剂及化工原料。橡胶、油漆、喷漆、制药、合成纤维(涤纶)、染料、农药、人造革生产以及印刷业中均可接触苯。甲苯毒性较苯低，近年来大量被用来代替苯作为橡胶、树脂的溶剂及油漆、喷漆、油墨等的稀释剂，亦用于炸药、制药及其他化工生产。二甲苯毒性较甲苯小，用作油漆、农药的溶剂、及苯、甲苯的代替品。
6、制作方法
磺化法制备二甲苯
间-二甲苯和对-二甲苯混合馏分(即混二甲苯馏分)同浓硫酸反应，使间-二甲苯发生选择磺化，从而将间-二甲苯和对-二甲苯分离的方法。混二甲苯馏分同浓硫酸接触，在30～35℃下，间-二甲苯被选择磺化，生成间-二甲苯磺酸：
制备间-二甲苯磺酸
对-二甲苯不发生磺化反应。分离得到的间-二甲苯磺酸经水解、中和、精馏，可以得到纯度为95～98%的间-二甲苯。含对-二甲苯的不磺化物经碱中和、结晶，可以得到纯度为95%的对-二甲苯。
磺化法分离二甲苯流程图
结晶法
结晶法制备二甲苯
毒性以及对人体健康的危害
二甲苯具有中等毒性。经皮肤吸收后，对健康的影响远比苯小。若不慎口服了二甲苯或含有二甲苯溶剂时，即强烈刺激食道和胃，并引起呕吐，还可能引起血性肺炎，应立即饮入液体石蜡，延医诊治。二甲苯蒸气对小鼠的LC为6000*10-6,大鼠经口最低致死量4000mg/kg。
二甲苯对眼及上呼吸道有刺激作用，高浓度时，对中枢系统有麻醉作用。急性中毒：短期内吸入较高浓度本品可出现眼及上呼吸道明显刺激症状、眼结膜及咽充血、头晕、头痛、恶心、胸闷、四肢无力、意识模糊、步态蹒跚。重者可有燥动、抽搐或昏迷。有的有癔病样发作。慢性影响：长期接触有神经衰弱综合症，女人有可能导致月经异常。皮肤接触常发生皮肤干燥、皲裂、皮炎。
7、代谢和降解
在人和动物体内，吸入的二甲苯除3%～6%被直接呼出外，二甲苯的三种异构体都有代谢为相应的苯甲酸(60%的邻-二甲苯、80%～90%的间、对-二甲苯)，然后这些酸与葡萄糖醛酸和甘氨酸起反应。在这个过程中，大量邻-苯甲酸与葡萄粮醛酸结合，而对-苯甲酸必乎完全与甘氨酸结合生成相应的甲基马尿酸而排出体外。与此同时，可能少量形成相应的二甲苯酚(酚类)与氢化2-甲基-3-羟基苯甲酸(2%以下)。
8、残留与蓄积
在职业性接触中，二甲苯主要经呼吸道进入身体。对全部二甲苯的异构体而言，由肺吸收其蒸气的情况相同，总量达60%～70%，在整个的接触时期中，这个吸收量比较恒定。二甲苯溶液可经完整皮肤以平均吸收率为2.25µg/(cm3·min)(范围0.7～4.3µg/(cm3·min))被吸收，二甲苯蒸气的经皮吸收与直接接触液体相比是微不足道的。二甲苯的残留和蓄积并不严重，上面我们已经说过进入人体的二甲苯，可以在人体的NADP(转酶II)和NAD(转酶I)存在下生成甲基苯甲酸，然后与甘氨酸结合形成甲基马尿酸在18小时内几乎全部排出体外。即使是吸入后残留在肺部的3%-6%的二甲苯，也在接触后的3小时内(半衰期为0.5～1小时)全部被呼出体外。评价接触二甲苯的残留试验，主要是测定尿内甲基马尿酸的含量，也有人建议测定咱出气体中或血液中二甲苯的含量，但后者的结果往往并不准确。由于甲基马尿酸并不天然存在于尿中，又由于它几乎是全部滞留的二甲苯代谢物，因而测定它的存在是最好的二甲苯接触试验的确证。二甲苯能相当持久地存在于饮水中。自来水中二甲苯的浓度为5mg/L时，其气味强度相当于5级，二甲苯的特有气味则要过7至8天才能消失；气味强度为3级时则需4至5天。河水中二甲苯的气味保持的时间较短，这与起始浓度的高低有关，一般可保留3至5天。
9、迁移转化
二甲苯主要由原油在石油化工过程中制造，它广泛用于颜料、油漆等的稀释剂，印刷、橡胶、皮革工业的溶剂。作为清洁剂和去油污剂，航空燃料的一种成分，化学工厂和合成纤维工业的原材料和中间物质，以及织物的纸张的涂料和浸渍料。二甲苯可通过机械排风和通风设备排入大气而造成污染。一座精炼油厂排放入大气的二甲苯高达13.18～1145g/h，二甲苯可随其生产和使用单位所排入的废水进入水体，生产1吨二甲苯，一般排出含二甲苯300～1000mg/L的废水2立方米。由于二甲苯在水溶液中挥发的趋势较强，因此可以认为其在地表水中不是持久性的污染物。二甲苯在环境中也可以生物降解，但这种过程的速度比挥发过程的速率低得多。挥发到空中的二甲苯也可能被光解，这是它的主要迁移转化过程。
二甲苯由呼气和代谢物从人体排出的速度很快，在接触停止18小时内几乎全部排出体外，二甲苯能相当持久的存在于饮水中。由于二甲苯在水溶液中挥发性较强，因此，可以认为其在地表水中不是持久性污染物。二甲苯在环境中也可以生物降解和化学降解，但其速度比挥发低得多，挥发到空气中的二甲苯可被光解。可与氧化剂反应，高浓度气体与空气混合发生爆炸。二甲苯有中等程度的燃烧危险。由于其蒸气比空气重，燃烧时火焰沿地面扩散。二甲苯易挥发，发生事故现场会弥漫着二甲苯的特殊芳香味，倾泄入水中的二甲苯可漂浮在水面上，或呈油状物分布在水面，可造成鱼类和水生生物的死亡。
10、国家标准
中国(TJ36-79)车间空气中有害物质的最高容许浓度100mg/m3(二甲苯)
中国(TJ36-79)居住区大气中有害物质的最高容许浓度0.30mg/m3(一次值、二甲苯)
中国(GB16297-1996)大气污染物综合排放标准(二甲苯)
①最高允许排放浓度(mg/m3)：
70(表2)；90(表1)
②最高允许排放速率(kg/h)：
二级1.0～10(表2)；1.2～12(表1)
三级1.5～15(表2)；1.8～18(表1)
③无组织排放监控浓度限值：
1.2mg/m3(表2)；1.5mg/m3(表1)
中国(待颁布)饮用水源中有害物质的最高容许浓度0.5mg/L(二甲苯)
中国(GHZB1-1999)地表水环境质量标准(I、II、III类水域特定值)0.5mg/L(二甲苯)
中国(GB8978-1996)污水综合排放标准
一级：0.4mg/L
二级：0.6mg/L
三级：1.0mg/L