邵淇渝

開封龍宇化工有限公司，河南 開封 475200

1,3-二氧五環(huán)（1,3-Dioxolane）的分子式C3H6O2，分子量74.08，目前已工業(yè)化生產(chǎn)，除作為聚甲醛的中間原料之外，還在溶劑、洗滌劑、萃取劑方面有廣泛的應(yīng)用。

1 性質(zhì)

1,3-二氧五環(huán)的性質(zhì)

1,3-二氧五環(huán)能與水或極性有機溶劑均勻混合。在中性及堿性條件下，是穩(wěn)定無色的液體，稍具芳香味。

2 反應(yīng)原理

濃甲醛和乙二醇在催化劑硫酸的作用下，反應(yīng)生成1,3-二氧五環(huán)，其反應(yīng)式如下：

3 工藝簡述

一個連續(xù)的1,3-二氧五環(huán)生產(chǎn)工藝，分為5個部分即反應(yīng)部分、濃縮部分、萃取部分、脫重部分和脫輕部分。

3.1 1,3-二氧五環(huán)反應(yīng)

在1,3-二氧五環(huán)反應(yīng)部分，45%以上的甲醛溶液與乙二醇在催化劑硫酸的作用下，按1:1的摩爾比分別送到1,3-二氧五環(huán)襯鋯反應(yīng)器中，反應(yīng)生成58%～66%的1,3-二氧五環(huán)溶液。1,3-二氧五環(huán)襯鋯反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)溫度為100℃。另外，由于硫酸的高度腐蝕，反應(yīng)部分設(shè)備必須使用防腐材料鋯（Zr）。

3.2 1,3-二氧五環(huán)濃縮

反應(yīng)生成的58%～66%的1,3-二氧五環(huán)溶液，經(jīng)過冷凝器和循環(huán)泵輸送到濃縮塔，塔操作條件為塔底溫度101℃，塔頂溫度72℃，壓力為0.010MPa。濃縮塔再沸器采用0.15MPa蒸汽加熱。塔頂為91%的1,3-二氧五環(huán)和8.3%H2O組成的氣體，經(jīng)濃縮塔冷凝器冷凝進入受槽。而塔底大部分甲醛、水與少量的乙二醇經(jīng)輸送泵被送去甲醛回收槽，進行甲醛回收。

3.3 1,3-二氧五環(huán)萃取

從濃縮塔來的1,3-二氧五環(huán)溶液被送到萃取塔，萃取劑選用45%的氫氧化鈉，經(jīng)輸送泵送到萃取塔內(nèi)，以分離H2O和1,3-二氧五環(huán)。在1,3-二氧五環(huán)萃取塔中，塔底剩余溶液中含有大量水和30%的氫氧化鈉，經(jīng)輸送泵可被送至回收液儲槽再利用。而萃取塔塔頂溶液為95%以上濃度的1,3-二氧五環(huán)送至傾析器，再送至萃取物儲槽，經(jīng)脫重塔入料泵送至精餾塔再精制。

3.4 1,3-二氧五環(huán)重沸物脫除

萃取液經(jīng)脫重塔入料泵送至1,3-二氧五環(huán)重沸塔，塔操作條件為塔底溫度78℃，塔頂溫度72℃，壓力0.015MPa，由脫重塔再沸器進行加熱，液位高度控制0.15MPa蒸汽流量，入料由脫重塔入料泵，經(jīng)流量計控制流量，由塔中間入料。塔頂將1,3-二氧五環(huán)與重沸點物如氫氧化鈉，甲酸鈉，乙二醇等物分離。1,3-二氧五環(huán)由塔頂經(jīng)脫重塔冷凝器和受槽，定期將重沸物由塔底送至反應(yīng)器受槽回收1,3-二氧五環(huán)。

3.5 1,3-二氧五環(huán)輕沸物脫除

1,3-二氧五環(huán)輕沸塔，塔操作條件為塔底溫度77℃，塔頂溫度72℃，操作壓力0.015MPa，由脫輕塔再沸器進行加熱，由塔頂溫度控制蒸汽加熱量。1,3-二氧五環(huán)輕沸塔是去除1,3-二氧五環(huán)中輕沸物的過程。精制后的1,3-二氧五環(huán)尚有少量輕沸物如甲醇，水等，由受槽經(jīng)脫重塔回流泵送至輕沸塔，將這些輕沸物從塔頂蒸出經(jīng)脫輕塔冷凝器冷凝后進入受槽，再送至1,3-二氧五環(huán)萃取塔回收，高純度的1,3-二氧五環(huán)由塔底送出經(jīng)塔底出料泵，送至1,3-二氧五環(huán)成品儲槽。

4 毒性資料

1）吸入：蒸氣或霧滴可能刺激鼻、喉嚨和呼吸道而導(dǎo)致頭痛、惡心、頭昏眼花、睡意；2）眼睛接觸：蒸氣或霧滴非常刺激眼睛；3）皮膚接觸：可能會刺激皮膚并且經(jīng)由皮膚吸收；4）食入：可能會刺激嘴和喉嚨而引起頭痛、惡心、頭昏眼花及睡意；5）長期毒性：皮膚長期接觸可能引起頭痛、惡心、頭昏眼花及睡意；6）特殊效應(yīng)：細菌試驗結(jié)果不引起基因突變，但注射小老鼠的實驗結(jié)果有突變性。

5 急救措施

5.1 吸入

1）此物質(zhì)是易燃性，施救前采取適當(dāng)措施（如移去任何引燃源）；2）移走污染源或?qū)⒒颊咭频娇諝庑迈r處；3）若呼吸停止由受訓(xùn)人員施以人工呼吸，若心跳停止施行心肺復(fù)甦術(shù)；4）立即就醫(yī)。

5.2 眼睛接觸

1）撐開眼皮立刻以溫水緩和沖洗20min或直到污染物除去為止；2）避免清洗水進入未受污的眼睛；3）如仍有刺激感，反復(fù)沖洗；4）立即就醫(yī)。

5.3 皮膚接觸

1）盡快用大量溫水沖洗受污的部位至少5min或直到污染物除去；2）在沖水中脫掉受污染的衣服，鞋子和皮制物品（表帶、皮帶）；3）如仍有刺激感，反復(fù)沖洗；4）立即就醫(yī)。

5.4 食入

1）如果患者即將喪失意識或已無意識或痙攣，不要喂食任何東西；2）若患者意識清楚給清水徹底嗽口，不要催吐；3）給患者喝下240mL～300mL的水；4）如果患者有嘔吐的情形，反復(fù)給水嗽口；5）若呼吸停止，立即由受訓(xùn)過人員施予人工呼吸，若心跳停止則施予心肺復(fù)甦術(shù)；6）立刻將患者送到急救中心。

5.5 急救人員防護

急救人員應(yīng)穿著C級防護裝備在安全區(qū)實施急救。

6 安全與健康

1.3-二氧五環(huán)的原料為甲醛溶液和乙二醇，通過氧化反應(yīng)生產(chǎn)二氧五環(huán)。其中甲醛溶液為有毒有害物質(zhì)，其危害程度級別為Ⅱ級，即高度危害。裝置中需要設(shè)置毒氣及火災(zāi)報警裝置和事故淋浴及洗眼器，以及時最大限度減少有害物料對人的傷害。

生產(chǎn)過程中還用硫酸作反應(yīng)催化劑，萃取過程的萃取劑為氫氧化鈉溶液。而硫酸和氫氧化鈉溶液均具有強烈的腐蝕性，這些物料泄漏時，人體接觸或吸收，都將會對人體產(chǎn)生危害。

7 結(jié)論

總之，隨著國內(nèi)聚甲醛需求量的不斷增加，二氧五環(huán)工藝的生產(chǎn)也逐漸引起社會的關(guān)注，能夠更好的掌握二氧五環(huán)的生產(chǎn)工藝，對科技的進步和發(fā)展起到了積極的推動作用，而了解二氧五環(huán)的物質(zhì)特性，也為生產(chǎn)崗位職工的安全提供了有力保障。