用途很大而名聲一向不太好的苯


苯,英文是Benzene。分子式是C6H6,是一種碳?xì)浠衔?,也是最?jiǎn)單的芳烴,在常溫下有甜味、可燃、有致癌毒性的無(wú)色透明液體,并帶有強(qiáng)烈的芳香氣味。它難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑,本身也可作為有機(jī)溶劑。苯具有的特殊分子環(huán)系結(jié)構(gòu)叫苯環(huán),苯環(huán)去掉一個(gè)氫原子以后的結(jié)構(gòu)叫苯基,用Ph表示,因此苯的化學(xué)式也可寫(xiě)作PhH。苯是一種現(xiàn)代石油化工基本原料,是現(xiàn)代日用化工、農(nóng)藥、制藥企業(yè)的最基礎(chǔ)性原料之一。其產(chǎn)量和生產(chǎn)的技術(shù)水平是一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志之一。苯的沸點(diǎn)只有80度,而閃點(diǎn)是負(fù)11攝氏度,因此苯被認(rèn)為是一種高度易燃易爆的物質(zhì)。苯蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物,爆炸極限一般為1.2%—8%,遇明火、高熱能引起燃燒爆炸,與氧化劑能發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)。苯不溶于水,其蒸氣比空氣重,約為空氣的2.7倍,其蒸氣往往暗中漂浮于地表及下水道、溝渠、廠(chǎng)房死角等處,有潛在的爆炸危險(xiǎn)。
并且苯在沿工廠(chǎng)管線(xiàn)中流動(dòng)時(shí),一旦流速過(guò)快,極易產(chǎn)生和積聚靜電,一旦靜電不能消除而放電,很容易引發(fā)爆炸燃燒。所以對(duì)苯的工業(yè)化處置應(yīng)一慎再慎!苯的相對(duì)分子質(zhì)量為78,分子式為C6H6。苯分子中碳的相對(duì)含量如此之高,曾經(jīng)使化學(xué)家們感到驚訝。如何確定它的結(jié)構(gòu)式?苯的碳、氫比值如此之大,表明苯是高度不飽和的化合物。但它又不具有典型的不飽和化合物應(yīng)具有的易發(fā)生加成反應(yīng)的性質(zhì)。德國(guó)化學(xué)家凱庫(kù)勒曾提出碳四價(jià)和碳原子之間可以連接成鏈這一重要學(xué)說(shuō)。對(duì)苯的結(jié)構(gòu),他認(rèn)為這是一個(gè)很穩(wěn)定的“核”,6個(gè)碳原子之間的結(jié)合非常牢固,而且排列十分緊湊,它可以與其他碳原子相連形成芳香族化合物。于是,凱庫(kù)勒集中精力研究這6個(gè)碳原子的“核”。在提出了多種開(kāi)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)但又因其與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符而被一一否定,到1865年才提出了閉合鏈的形式是解決苯分子結(jié)構(gòu)難題的關(guān)鍵。

苯可以由含碳量高的物質(zhì)不完全燃燒獲得。自然界中,火山爆發(fā)和森林火災(zāi)都能生成天然苯。苯也存在于香煙的煙霧中。煤干餾得到的煤焦油中,主要成分就是苯。直至二戰(zhàn),苯還是一種鋼鐵工業(yè)焦化過(guò)程中的副產(chǎn)物。這種方法只能從1噸煤中提取出1千克苯。1950年后,隨著日益發(fā)展的塑料工業(yè)對(duì)苯的需求增多,由石油生產(chǎn)苯的過(guò)程應(yīng)運(yùn)而生。21世紀(jì)以來(lái)全球大部分的苯來(lái)源于石油化工。工業(yè)上生產(chǎn)苯最重要的三種過(guò)程是催化重整、甲苯加氫脫烷基化和蒸汽裂化。在煤煉焦過(guò)程中生成的輕焦油含有大量的苯。這是最初生產(chǎn)苯的方法。將生成的煤焦油和煤氣一起通過(guò)洗滌和吸收設(shè)備,用高沸點(diǎn)的煤焦油作為洗滌和吸收劑回收煤氣中的煤焦油,蒸餾后得到粗苯和其他高沸點(diǎn)餾分。粗苯經(jīng)過(guò)精制可得到工業(yè)級(jí)苯。這種方法得到的苯純度比較低,而且環(huán)境污染嚴(yán)重,工藝比較落后。 原油中含苯,從石油產(chǎn)品中提取苯是當(dāng)前最廣泛使用的制備方法。

由于苯的揮發(fā)性大,暴露于空氣中很容易擴(kuò)散。人和動(dòng)物吸入或皮膚接觸大量苯進(jìn)入體內(nèi),會(huì)引起急性和慢性苯中毒。引起苯中毒的原因是由于在生物體內(nèi)苯生成了苯酚。長(zhǎng)期吸入會(huì)侵害人的神經(jīng)系統(tǒng),急性中毒會(huì)產(chǎn)生神經(jīng)痙攣。在白血病患者中,有很大一部分有與苯及其有機(jī)制品接觸的生活史。