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乙酸乙酯
乙酸乙酯又稱醋酸乙酯,低毒性,有甜味,濃度較高時(shí)有刺激性氣味,易揮發(fā),是一種用途廣泛的精細(xì)化工產(chǎn)品。具有優(yōu)異的溶解性、快干性,用途廣泛,是一種重要的有機(jī)化工原料和工業(yè)溶劑。
乙酸乙酯對空氣敏感,吸收水分緩慢水解而呈酸性。乙酸乙酯溶水(10%ml/ml);能與氯仿、乙醇、丙酮和乙醚混溶;能溶解某些金屬鹽類(如氯化鋰、氯化鈷、氯化鋅、氯化鐵等)反應(yīng)。
乙酸乙酯對空氣敏感,吸收水分緩慢水解而呈酸性。乙酸乙酯溶水(10%ml/ml);能與氯仿、乙醇、丙酮和乙醚混溶;能溶解某些金屬鹽類(如氯化鋰、氯化鈷、氯化鋅、氯化鐵等)反應(yīng)。
- 中文名:乙酸乙酯
- 英文名:ethyl acetate
- 別 稱:醋酸乙酯、甜菜糖蜜滓
- 化學(xué)式:C4H8O2
- 分子量:88.11 g·mol−1
- CAS登錄號:141-78-6
- EINECS登錄號:205-500-4
- 熔 點(diǎn):-84 °C(189.55 K)
- 沸 點(diǎn):77 °C(350.25 K)
- 水溶性:8.3 g/100 mL(20 °C)
- 密 度:0.902 g/mL
- 外 觀:無色液體
- 閃 點(diǎn):-4 °C
- 應(yīng) 用:有機(jī)化工、香精香料、油漆、醫(yī)藥等行業(yè)
- 安全性描述:S:S16-S26-S33
- 危險(xiǎn)性符號:NFPA 704
- 危險(xiǎn)性描述:R:R11-R36-R66-R67
- 危險(xiǎn)品運(yùn)輸編號:32127
- SMILES:CC(=O)OCC
- 折光度:1.3720
- 黏 度:0.426(25 °C)
- 偶極矩:1.78
- 主要危害:易燃,有刺激性
- 臨界點(diǎn):250.11 °C (523.26 K)
- UN編號:1173
- RTECS:AH5425000
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
外觀:無色澄清粘稠狀液體。
香氣:有強(qiáng)烈的醚似的氣味,清靈、微帶果香的酒香,易擴(kuò)散,不持久。
燃燒性:易燃
閃點(diǎn)(℃):-4(閉杯),7.2℃(開杯)
引燃溫度(℃):426
爆炸下限(%):2.0
爆炸上限(%):11.5
爆炸極限:2.2%—11.2%(體積)
最小點(diǎn)火能(mJ):0.46
最大爆炸壓力(MPa):0.850
極性:4.30
粘度:0.45
沸點(diǎn):77.2
吸收波長:260(nm)
相對密度(空氣=1):3.04
相對密度(水=1):0.90
臨界溫度:250.1(℃)
熔點(diǎn)(℃):-83.6
折光率(20℃):1.3708—1.3730
相對密度(水=1):0.894-—0.898
相對蒸氣密度(空氣=1):3.04
飽和蒸氣壓(kPa):13.33(27℃)
燃燒熱(kJ/mol):2247.89
臨界溫度(℃):250.1
臨界壓力(MPa):3.83
辛醇/水分配系數(shù)的對數(shù)值:0.73
室溫下的分子偶極矩:1.78D
溶解性:微溶于水,溶于醇、酮、醚、氯仿等多數(shù)有機(jī)溶劑。
化學(xué)性質(zhì)
乙酸乙酯又稱醋酸乙酯,是一種具有官能團(tuán)-COOR的酯類(碳與氧之間是雙鍵)。純凈的乙酸乙酯是無色透明具有刺激性氣味的液體,是一種用途廣泛的精細(xì)化工產(chǎn)品,具有優(yōu)異的溶解性、快干性,用途廣泛,是一種非常重要的有機(jī)化工原料和工業(yè)溶劑,被廣泛用于醋酸纖維、乙基纖維、氯化橡膠、乙烯樹脂、乙酸纖維樹酯、合成橡膠、涂料及油漆等的生產(chǎn)過程中。
乙酸與乙醇發(fā)生可逆反應(yīng)會(huì)生成乙酸乙酯。我們所說的陳酒很好喝,就是因?yàn)榫浦猩倭康囊宜崤c乙醇反應(yīng)生成具有果香味的乙酸乙酯。
用途
1、作為工業(yè)溶劑,用于涂料、粘合劑、乙基纖維素、人造革、油氈著色劑、人造纖維等產(chǎn)品中。
2、作為粘合劑,用于印刷油墨、人造珍珠的生產(chǎn)。
3、作為提取劑,用于醫(yī)藥、有機(jī)酸等產(chǎn)品的生產(chǎn)。
4、作為香料原料,用于菠蘿、香蕉、草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的主要原料。香料制造、可以做白酒勾兌用香料、人造香精。
5、萃取劑,從水溶液中提取許多化合物(磷、鎢、砷、鈷)。
6、有機(jī)溶劑。分離糖類時(shí)作為校正溫度計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。
7、檢定鉍、金、鐵、汞、氧化劑和鉑。
8、測定鉍、硼、金、鐵、鉬、鉑、鉀和鉈。
9、生化研究,蛋白質(zhì)順序分析。
10、環(huán)保、農(nóng)藥殘留量分析。
11、有機(jī)合成。
12、是硝酸纖維素、乙基纖維素、乙酸纖維素和氯丁橡膠的快干溶劑,也是工業(yè)上使用的低毒性溶劑。
13、還可用作紡織工業(yè)的清洗劑和天然香料的萃取劑,也是制藥工業(yè)和有機(jī)合成的重要原料。
14、GB 2760—96規(guī)定為允許使用的食用香料。主要用于著香、柿子脫澀、制作香辛料的顆粒或片劑、釀醋配料。廣泛用于配制櫻桃、桃、杏等水果型香精及白蘭地等酒用香精。
實(shí)驗(yàn)室制法
制備步驟
乙酸乙酯的制取:先加乙醇,再加濃硫酸(加入碎瓷片以防暴沸),最后加乙酸, 然后加熱(可以控制實(shí)驗(yàn))。
注意事項(xiàng)
1、酯化反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)。為了提高酯的產(chǎn)量,必須盡量使反應(yīng)向有利于生成酯的方向進(jìn)行。一般是使反應(yīng)物酸和醇中的一種過量。在工業(yè)生產(chǎn)中,究竟使哪種過量為好,一般視原料是否易得、價(jià)格是否便宜以及是否容易回收等具體情況而定。在實(shí)驗(yàn)室里一般采用乙醇過量的辦法。乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)要高,如能用無水乙醇代替質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%的乙醇效果會(huì)更好。催化作用使用的濃硫酸量很少,一般只要使硫酸的質(zhì)量達(dá)到乙醇質(zhì)量的3%就可完成催化作用,但為了能除去反應(yīng)中生成的水,應(yīng)使?jié)饬蛩岬挠昧吭偕远嘁恍?/div>
2、制備乙酸乙酯時(shí)反應(yīng)溫度不宜過高,在保持在60℃~70℃之間,溫度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生乙醚和亞硫酸或乙烯等雜質(zhì)。液體加熱至沸騰后,應(yīng)改用小火加熱。事先可在試管中加入幾片碎瓷片,以防止液體暴沸。
3、導(dǎo)氣管不要伸到Na2CO3溶液中去,防止由于加熱不均勻,造成Na2CO3溶液倒吸入加熱反應(yīng)物的試管中。而且乙醇與乙酸極易溶于水,會(huì)造成倒吸。
3.1、濃硫酸既作催化劑,又做吸水劑。
3.2、Na2CO3溶液的作用是:
⑴飽和碳酸鈉溶液的作用是冷凝酯蒸氣,減小酯在水中的溶解度(利于分層),除出混合在乙酸乙酯中的乙酸,溶解混合在乙酸乙酯中的乙醇。
⑵Na2CO3能跟揮發(fā)出的乙酸反應(yīng),生成沒有氣味的乙酸鈉,便于聞到乙酸乙酯的香味。
3.3、為有利于乙酸乙酯的生成,可采取以下措施:
⑴制備乙酸乙酯時(shí),反應(yīng)溫度不宜過高。
⑵最好使用冰醋酸和無水乙醇。同時(shí)采用乙醇過量的辦法。
⑶起催化作用的濃硫酸的用量很小,但為了除去反應(yīng)中生成的水,濃硫酸的用量要稍多于乙醇的用量。
⑷使用無機(jī)鹽Na2CO3溶液吸收揮發(fā)出的乙酸。
3.4、用Na2CO3不能用堿(NaOH)的原因。
雖然也能吸收乙酸和乙醇,但是堿會(huì)催化乙酸乙酯徹底水解,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。
3.5、乙烯與醋酸直接酯化生產(chǎn)醋酸乙酯用磷酸鹽作催化劑。
3.6、乙醛縮合法:以烷基鋁為催化劑將乙醛進(jìn)行縮合反應(yīng)生產(chǎn)醋酸乙酯國外工業(yè)生產(chǎn)大多采用此工藝。
工業(yè)合成制取
乙醛縮合法
在乙醇鋁催化劑作用下,在0-20℃時(shí)乙醛自動(dòng)氧化縮合成乙酸乙酯,化學(xué)反應(yīng)式如下:
2CH3CHO→ CH3COOC2H5
上述方法20世紀(jì)70年代在歐美、日本等地已形成了大規(guī)模的生產(chǎn)裝置,在生產(chǎn)成本和環(huán)境保護(hù)等方面有著明顯的優(yōu)勢。20世紀(jì)90年代,我國在中間實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上剛實(shí)現(xiàn)萬噸級工業(yè)化,所以技術(shù)指標(biāo)和國外水平還有差距。該法不存在大量水的共沸問題,容易得到純度為99.5%以上的優(yōu)級品。因而,與直接酯化法比,該法具有下列優(yōu)點(diǎn):反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和乙酸乙酯的收率高、原料成本低、經(jīng)濟(jì)效益明顯,但該方法存在如下缺點(diǎn):一是催化劑制備技術(shù)難度較大且在水中易被水解;二是該反應(yīng)為放熱反應(yīng),需要用溫度較低的冰鹽水冷卻。
乙醇氧化法
從原料的來源和成本分析,以乙醇為原料的合成路線較合理、廉價(jià)。乙醇氧化法按其反應(yīng)機(jī)理可分為兩種雙功能催化劑體系。
氧氣參與反應(yīng):采用Pd-Cu/分子篩催化劑,反應(yīng)溫度為150℃,乙醇被氧化為乙酸乙酯。其反應(yīng)機(jī)制如下:
C2H5OH+½O2→CH3CHO+ H2O (Pd-Cu)
CH3CHO+½O2→CH3 COOH (Pd-Cu)
C2H5 OH+ CH3COOH→CH3COOC2H5 + H2O (酸)
無氧氣參與反應(yīng)
以Cu/ CoO/ ZnO/ Al2O3混合氧化物為催化劑,乙醇在堿中心上脫氫為乙醛,乙醛在水的參與下通過酸堿協(xié)同作用歧化為乙酸和乙醇,乙酸和乙醇再在酸中心上酯化為乙酸乙酯。其機(jī)理如下:
C2H5OH→CH3CHO+ H2(脫氫)
2CH3 CHO+ H2O→C2 H5 OH+ CH3COOH(歧化)
C2H5 OH+ CH3COOH→CH3COOC2 H5+ H2O (酯化)
乙烯加成法
采用負(fù)載在二氧化硅等載體上的雜多酸金屬鹽或雜多酸為催化劑,乙酸和乙烯在反應(yīng)溫度為150℃ 、壓力為1.0MPa 條件下反應(yīng)生成乙酸乙酯。其化學(xué)反應(yīng)方程式如下:
CH3 COOH+ C2 H4→CH3COOC2H5(150℃.1.0Mpa)
上述反應(yīng)過程在多段管狀反應(yīng)器中進(jìn),在每段之間移走反應(yīng)熱以抑制副反應(yīng)的發(fā)生。該反應(yīng)乙酸的單程轉(zhuǎn)化率為66%,以乙烯計(jì)乙酸乙酯的選擇性94%。由于直接利用豐富的乙烯原料,因而能降低生產(chǎn)成本。許多世界著名的跨國公司都開發(fā)了該生產(chǎn)工藝,1998 年在印度尼西亞邁拉庫地區(qū)采用日本昭和電工專利技術(shù)建成了50 kt /a 生產(chǎn)裝置。
相關(guān)數(shù)據(jù)
毒性數(shù)據(jù)
毒性:屬低毒類。
急性毒性:LD505620mg/kg(大鼠經(jīng)口);4940mg/kg(兔經(jīng)口);LC505760mg/m3,8小時(shí)(大鼠吸入);人吸入2000ppm×60分鐘,嚴(yán)重毒性反應(yīng);人吸入800ppm,有病癥;人吸入400ppm短時(shí)間,眼、鼻、喉有刺激。
亞急性和慢性毒性:豚鼠吸入2000ppm,或7.2g/m3的量,65資助接觸,無明顯影響;兔吸入16000mg/m3×1小時(shí)/日×40日,貧血,白細(xì)胞增加,臟器水腫和脂肪變性。
編號
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毒性類型
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測試方法
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測試對象
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使用劑量
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毒性作用
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---|---|---|---|---|---|
1
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急性毒性
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吸入
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人類
|
400 ppm
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嗅覺毒性——未報(bào)告
眼毒性——結(jié)膜刺激
肺部、胸部或者呼吸毒性——其他變化
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2
|
急性毒性
|
口服
|
大鼠
|
5620 mg/kg
|
詳細(xì)作用沒有報(bào)告除致死劑量以外的其他值
|
3
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急性毒性
|
吸入
|
大鼠
|
200 gm/m3
|
行為毒性——嗜睡
肺部、胸部或者呼吸毒性——急性肺水腫
胃腸道毒性——唾液腺的結(jié)構(gòu)或功能發(fā)生變化
|
4
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急性毒性
|
皮下注射
|
大鼠
|
5 mg/kg
|
詳細(xì)作用沒有報(bào)告除致死劑量以外的其他值
|
5
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急性毒性
|
口服
|
小鼠
|
4100 mg/kg
|
行為毒性——嗜睡
行為毒性——運(yùn)動(dòng)行為發(fā)生變化
行為毒性——昏迷
|
6
|
急性毒性
|
吸入
|
小鼠
|
45 gm/m3/2H
|
詳細(xì)作用沒有報(bào)告除致死劑量以外的其他值
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7
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急性毒性
|
腹腔注射
|
小鼠
|
709 mg/kg
|
詳細(xì)作用沒有報(bào)告除致死劑量以外的其他值
|
8
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急性毒性
|
吸入
|
貓
|
61 gm/m3
|
詳細(xì)作用沒有報(bào)告除致死劑量以外的其他值
|
9
|
急性毒性
|
皮下注射
|
貓
|
3 mg/kg
|
行為毒性——嗜睡
胃腸道毒性——惡心、嘔吐
血液毒性——其他變化
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10
|
急性毒性
|
口服
|
兔
|
4935 mg/kg
|
詳細(xì)作用沒有報(bào)告除致死劑量以外的其他值
|
11
|
急性毒性
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皮膚表面
|
兔
|
>20 mL/kg
|
詳細(xì)作用沒有報(bào)告除致死劑量以外的其他值
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12
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急性毒性
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口服
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豚鼠
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5500 mg/kg
|
行為毒性——嗜睡
行為毒性——運(yùn)動(dòng)行為發(fā)生變化(具體情況具體分析)
行為毒性——昏迷
|
13
|
急性毒性
|
皮下注射
|
豚鼠
|
3 mg/kg
|
行為毒性——嗜睡
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14
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慢性毒性
|
吸入
|
大鼠
|
1500 ppm/90D-I
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嗅覺毒性——嗅覺感覺發(fā)生變化
嗅覺毒性——未報(bào)告
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15
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慢性毒性
|
腹腔注射
|
大鼠
|
8 mL/kg/8D-I
|
肝毒性——其他變化
生化毒性——抑制或誘導(dǎo)磷酸酶
生化毒性——新陳代謝發(fā)生其他變化
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16
|
慢性毒性
|
吸入
|
狗
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22 gm/m3/40M/4W-I
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行為毒性——共濟(jì)失調(diào)
肺部、胸部或者呼吸毒性——刺激呼吸道
營養(yǎng)和代謝系統(tǒng)毒性——體溫下降
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17
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眼部毒性
|
入眼
|
人類
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400 ppm
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18
|
突變毒性
|
釀酒酵母
|
24400 ppm
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19
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突變毒性
|
倉鼠成纖維細(xì)胞
|
9 gm/L
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生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)
1、生態(tài)毒性
LC50:230mg/L(96h)(黑頭呆魚)
EC50:220mg/L(96h)(黑頭呆魚)
2、生物降解性
好氧生物降解性(h):24~168
厭氧生物降解性(h):24~6723
3、非生物降解性
水中光氧化半衰期(h):24090~9.60×105
空氣中光氧化半衰期(h):35.3~353
一級水解半衰期(h):1.77×104
分子結(jié)構(gòu)
摩爾折射率:22.35
摩爾體積(m3/mol):98.0
等張比容(90.2K):216.0
表面張力(dyne/cm):23.5
極化率(10-24cm3):8.86
安全事項(xiàng)
危險(xiǎn)特性
易燃,其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物。遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑接觸會(huì)猛烈反應(yīng)。在火場中,受熱的容器有爆炸危險(xiǎn)。其蒸氣比空氣重,能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方,遇明火會(huì)引著回燃。
燃燒(分解)產(chǎn)物:一氧化碳、二氧化碳。
現(xiàn)場應(yīng)急監(jiān)測方法:氣體檢測管法
實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測方法: 無泵型采樣氣相色譜法(WS/T155-1999,作業(yè)場所空氣)
蒸汽可能引起困倦和眩暈。長期接觸可能引起皮膚干裂。
儲(chǔ)存運(yùn)輸
1、本品屬于一級易燃品,應(yīng)貯于低溫通風(fēng)處,遠(yuǎn)離火種火源。
2、采取措施,預(yù)防靜電發(fā)生。裝卸時(shí),應(yīng)輕裝輕卸,防止包裝及容器破損,防止靜電積聚。
3、產(chǎn)品應(yīng)貯存于陰涼、通風(fēng)的庫房,倉溫不宜超過30℃,防止陽光直接照射,保持容器的密閉。應(yīng)與氧化劑、酸堿類等分開存放,儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄露應(yīng)急設(shè)備和合適的收容材料。
4、工作場所應(yīng)保持通風(fēng)透氣,操作人員應(yīng)佩帶好防護(hù)用品。
緊急處理
吸入:迅速脫離現(xiàn)場至新鮮空氣處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。
誤食:飲足量溫水,催吐,就醫(yī)。
皮膚接觸:脫去被污染衣著,用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。
眼睛接觸:提起眼瞼,用流動(dòng)清水或生理鹽水沖洗。就醫(yī)。
滅火劑:抗溶性泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。用水滅火無效。
滅火注意事項(xiàng):可用水保持火場中容器冷卻。
泄漏處理
泄漏應(yīng)急處理迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū),并進(jìn)行隔離,嚴(yán)格限制出入。切斷火源。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿消防防護(hù)服。盡可能切斷泄漏源,防止進(jìn)入下水道、排洪溝等限制性空間。
小量泄漏:用活性炭或其它惰性材料吸收。也可以用大量水沖洗,洗水稀釋后放入廢水系統(tǒng)。
大量泄漏:構(gòu)筑圍堤或挖坑收容;用泡沫覆蓋,降低蒸氣災(zāi)害。用防爆泵轉(zhuǎn)移至槽車或?qū)S檬占鲀?nèi),回收或運(yùn)至廢物處理場所處置。
配伍禁忌
乙酸乙酯與強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)堿、強(qiáng)酸和硝酸鹽產(chǎn)生劇烈反應(yīng),可導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸。本品與氯磺酸、氫化鋰鋁、2-氯甲基呋喃,及四丁基氫氧化胺也起劇烈反應(yīng)。
報(bào)警檢測
可燃?xì)怏w濃度報(bào)警器用來檢測可燃?xì)怏w的泄露。當(dāng)工業(yè)環(huán)境中有可燃?xì)怏w泄露時(shí),當(dāng)可燃?xì)怏w濃度報(bào)警器檢測到氣體濃度達(dá)到爆炸臨界點(diǎn)時(shí),可燃?xì)怏w濃度報(bào)警器就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號,以提醒現(xiàn)場工作人員采取安全措施,并驅(qū)動(dòng)排風(fēng)、切斷、噴淋系統(tǒng),防止發(fā)生爆炸、火災(zāi)、中毒事故,從而保障安全生產(chǎn)。
管制信息
乙酸乙酯(夏季禁運(yùn))
該品列入《首批重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化學(xué)品名錄》
乙酸乙酯為第3.2類中閃點(diǎn)易燃液體
侵入途徑:吸入、食入,經(jīng)皮吸收
安全說明書
化學(xué)品安全說明書(MSDS)
乙酸乙酯無毒。
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健康危害: 對眼、鼻、咽喉有刺激作用。高濃度吸入可引進(jìn)行性麻醉作用,急性肺水腫,肝、腎損害。持續(xù)大量吸入,可致呼吸麻痹。誤服者可產(chǎn)生惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉等。有致敏作用,因血管神經(jīng)障礙而致牙齦出血;可致濕疹樣皮炎。慢性影響:長期接觸本品有時(shí)可致角膜混濁、繼發(fā)性貧血、白細(xì)胞增多等。
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燃爆危險(xiǎn): 本品易燃,具刺激性,具致敏性。
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危險(xiǎn)特性: 易燃,其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物,遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑接觸猛烈反應(yīng)。其蒸氣比空氣重,能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方,遇火源會(huì)著火回燃。
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乙酸乙酯、醋酸乙酯、甜菜糖蜜滓
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