碳四

即丁烷(C4H10)又名正丁烷，是兩種有相同分子式(C4H10)的烷烴碳氫化合物的統稱。包括： 正丁烷 和異丁烷 ( 2-甲基丙烷)。碳四是一種易燃，無色，容易被液化的氣體。是發展石油化工、有機原料的重要原料，其用途日益受到重視。丁烷亦是兩種有相同分子式（C4H10）的烷烴——正丁烷和異丁烷——的統稱。

基本介紹

• 中文名：碳四
• 性質：無色可燃性氣體
• 熔點：−138.432 °C
• 沸點：−0.522 °C

簡介

性質　無色可燃性氣體。熔點−138.432 °C，沸點−0.522 °C，液態密度600 g/l (0 °C, 1 atm)，折射率1.3326 (20 °C)，臨界溫度152.0 ℃，臨界壓力3796.0 kPa，臨界體積255mL/mol。不溶於水，易溶於乙醇、乙醚、氯仿和其他烴。與空氣形成爆炸混合物，爆炸極限為19%~84%(夕)。

外觀與性狀： 無色氣體，有輕微的不愉快氣味。 主要用途： 用於有機合成和乙烯製造，儀器校正，也用作燃料等。

危險性

危險特性： 與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇火源引著回燃。若遇高熱，容器內壓增大，有開裂和爆炸的危險。 　燃燒(分解)產物： 一氧化碳、二氧化碳。 　穩定性：穩定 　禁忌物：強氧化劑、鹵素。 　聚合危害： 不能出現 　滅火方法： 切斷氣源。若不能立即切斷氣源，則不允許熄滅正在燃燒的氣體。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場移至空曠處。霧狀水、泡沫、二氧化碳。

生產工藝

本品存在於油田氣、濕天然氣和裂化氣中，如石油化工輕油裂解制乙烯裝置中，聯產的碳四烴，約為乙烯產量的40%;石油煉廠催化裂化裝置所產的碳四烴，約占裝置處理量的6%，經分離可得碳四。

製備

l從油田氣和濕天然氣分離 將其加壓冷凝分離以後，可得含碳三、碳四的液化石油氣，再用蒸餾法分離可得碳三和碳四。 　2從石油裂化的碳四餾分分離 例如，石腦油中等深度裂解產物中含丁烷約占65%，重質餾分裂解產物中丁烷含量則更低。有的煉廠催化裝置改用分子篩催化劑以及加氫裂化工藝，致使煉廠氣中丁烷產率有所提高，丁烯產率有所下降。其丁烷分離過程如下。來自催化裂化裝置的尾氣，經分餾、分離碳三、異丁烯和碳五餾分以後，從塔底進入前乙情莽取蒸餾塔，自萃取蒸餾塔頂則得到90%以上的丁烷。

用途

本品除直接用作燃料和冷凍劑之外，大量用於製取多種有機合成原料，如經脫氫可制丁烯和丁二烯;經異構化可制異丁烷;經催化氧化可制順丁烯二酸酐、醋酸等；經鹵化可制鹵代丁烷；經硝化可制硝基丁烷；在高溫下催化可制二硫化碳;經水蒸汽轉化可以製取氫氣。此外，丁烷還可做馬達燃料摻和物以控制揮發分；也可做重油精製脫瀝青劑;油井中蠟沉澱溶劑；用於二次石油回收的流溢劑；樹脂發泡劑；海水轉化為新鮮水的致冷劑，以及烯烴齊格勒聚合溶劑等。 　化學反應和用途　烷烴是惰性氣體, 因為它們的 C-C 和 C-H 鍵非常強. 它們並不與酸、鹼、金屬或者氧化劑反應。出奇地，它們不與酸、鹼反應.不過汽油(辛烷)並不會與濃硫酸、鹼金屬或者高錳酸鉀發生反應。 它燃燒形成二氧化碳和水蒸汽 　2C4H10+ 13O2 ==點燃== 8CO2(g) + 10H2O 　如果有充足的空氣供應的情況下，碳四燃燒時會產生二氧化碳和水蒸氣。如果空氣供應不足，會產生碳和一氧化碳。碳四的日常用途包括了家用液化石油氣，亦用於打火機和可攜式碳四氣爐中作燃料。 　碳四在空氣中燃燒化學方程式:2C4H10 + 13O2 ==點燃== 8CO2(g) + 10H2O

綜合利用

原料碳四因製造途徑的不同，可分為混合碳四及煉廠碳四。混合碳四是重要的石油化工資源，煉油廠碳四主要用於製作燃料。煉廠碳四的經濟方面，由於高辛烷值汽油調和原料MTBE的需求在不斷增長，在相當長的時間裡，高價值的燃料利用仍是碳四烴套用的最主要的途徑，以丁烯為例，約90%用於燃料，僅10%用於化學品市場。混合碳四的經濟方面，混合碳四可以用氧化脫氫技術將混合碳四(C4)烯烴中的丁烯-1和丁烯-2轉化為丁二烯，再將丁二烯加工生產成各種橡膠。通過混合碳四轉化丁烯，丁烯氧化脫氫生產丁二烯是碳四產業發展的主要趨勢。在2011年北京舉行的煤制烯烴技術經濟研討會上，惠生工程還提出：將MTO裝置副產的價格相對低廉的混合碳四(C4)烯烴轉化為高價值的二丙基庚醇，也能增加碳四綜合利用的經濟性價值。

注意事項

由於氟利昂和氯氟化碳可導致臭氧層損耗，引起關注。故冷凍系統，特別是家用雪櫃和冷藏箱均增加使用了異丁烷(2-甲基丙烷)作，代替氟利昂作製冷劑使用。另外異碳四亦加添於噴霧劑，代替氯氟化碳。

毒性危害

健康危害： 主要作用是麻醉和弱刺激。急性中毒：主要表現為頭痛、頭暈、嗜睡、噁心、酒醉狀態，嚴重者可出現昏迷。慢性影響：出現頭痛、頭暈、睡眠不佳、易疲倦等症狀。

急救

吸入： 迅速脫離現場至空氣新鮮處。注意保暖，呼吸困難時給輸氧。呼吸及心跳停止者立即進行人工呼吸和心臟按壓術。就醫。

防護措施

工程控制：生產過程密閉，全面通風。 　呼吸系統防護： 高濃度環境中，佩帶供氣式呼吸器。 　眼睛防護： 一般不需特殊防護，高濃度接觸時可戴化學安全防護眼鏡。 　防護服： 穿工作服。 　手防護： 一般不需特殊防護，高濃度接觸時可戴防護手套。 　其他： 工作現場嚴禁吸菸。避免長期反覆接觸。進入罐或其它高濃度區作業，須有人監護。

泄漏處置

迅速撤離泄漏污染區人員至上風處，並隔離直至氣體散盡，切斷火源。建議應急處理人員戴自給式呼吸器，穿一般消防防護服。切斷氣源，噴霧狀水稀釋、溶解，將漏出氣用排風機送至空曠地方或裝設適當噴頭燒掉。抽排(室內)或強力通風(室外)。漏氣容器不能再用，且要經過技術處理以清除可能剩下的氣體。

包裝儲運

儲運注意事項： 易燃壓縮氣體。儲存於陰涼、通風倉間內。倉溫不宜超過30℃。遠離火種、熱源。防止陽光直射。應與氧氣、壓縮空氣、氧化劑等分開存放。儲存間內的照明、通風等設施應採用防爆型，開關設在倉外。配備相應品種和數量的消防器材。罐儲時要有防火防爆技術措施。露天貯罐夏季要有降溫措施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。驗收時要注意品名’，注意驗瓶日期，先進倉的先發用。搬運時輕裝輕卸，防止鋼瓶及附屬檔案破損。