萘

有机化合物

萘是一种芳香烃化合物，分子由两个苯环通过共用两个相邻的碳原子结合而成。在自然界中广泛存在于煤炭焦炉气和石煤中，是一种重要的化工原料，用于生产萘酚、甲基萘、萘胺等化合物。

历史

1819 年，英国医生兼化学家约翰-基德（JohnKidd，1775-1851 年）和旅英美人亚历山大-加登（Alexander Garden，1757-1829 年）在热解煤焦油的过程中获得了白色晶体萘。基德描述了他从煤焦油中获得的白色晶体的性质，并提议将这种物质命名为萘。迈克尔-法拉第（MichaelFaraday，1791-1867 年）于 1825 年确定了萘的正确经验公式，理查德-奥古斯特-卡尔-埃米尔-厄伦迈尔（Richard August Carl Emil Erlenmeyer，1825-1909 年）于 1866 年提出了融合苯环结构。

萘的分子结构

（1）闭合共轭体系：萘分子中的两个苯环在同一平面内，碳原子以sp2杂化轨道彼此之间与氢原子之间形成σ键，每个碳原子没有参加杂化的p轨道都垂直于萘环所在的平面，它们彼此平行重叠形成了一个包括十个碳原子在内的闭合共扼大π键。萘分子中亦有离域现象，单、双键键长趋于平均化（但未完全平均化）。

（2）两类C-H键：在萘分子中，两个苯环共用的两个碳原子上没有氢原子，其余的八个碳原子上各连有一个氢原子，共有八个C-H键。根据其与共用碳原子的相对位置不同，可将茶环的八个C-H键分为两类，一类为α-位，另一类为β -位。其中1,4.5,8四个C-H键的位置相同，叫做α-位；2，3，6，7四个C-H键的位置相同，叫做β-位。受共用碳原子的影响，α-位比较活泼。

物理性质

外观与性状:白色易挥发晶体，有温和芳香气味，粗萘有煤焦油臭味。

熔点/凝固点(℃)：78-84℃

沸点(℃)：217.9℃/760mmHg，室温下升华

闪点(℃): 78.9

密度/相对密度(水=1)：1.15-1.162g/mL在20°C 1.085g/ mL在24.7°C

相对蒸气密度(空气=1)：4.42

饱和蒸汽压(kPa)：0.0131（25.0℃）

折射率:1.58212(100℃)

蒸汽相对密度（空气=1）: 4.42

临界温度：475.2℃

临界压力：4.05MPa

燃烧热（kJ/mol）：-4983

辛醇/水分配系数：3.01~3.59

自燃温度(℃)：526.0℃

爆炸上限%（V/V）：5.9%（V）(蒸气)

爆炸下限%（V/V）：0.9%（V） 2.5g/m3（粉尘）

溶解性：不溶于水，溶于无水乙醇、乙醚、苯。

水溶性：0.0308 g/l在25°C-微溶

粘度：0.75(20℃)

化学性质

氧化反应

萘比苯容易氧化，反应条件不同，氧化产物也不相同。通过部分氧化反应可以得到有机酚类产物（萘酚），可用于合成抗氧化剂、杀菌剂等化合物；通过完全氧化反应，则可得到有机醛类产物（苯甲醛），可用于合成香料、农药等化合物。此外，在乙酸中，用铬酐作氧化剂，萘被氧化成1，4-萘醌。用五氧化二钒作催化剂，在高温下用空气作氧化剂，萘可被氧化成邻苯二甲酸酐。

还原反应

取代反应

由于萘分子中的C-H键有两种类型，所以的一元取代物有两种异构体：α-位的取代物和β-位的取代物。亲电取代反应一般发生在α位，主要得到α取代产物。

缩聚反应

萘的缩聚反应是一种化学反应，主要通过Lewis酸催化，生成多环芳烃化合物。在不同温度和催化剂条件下，萘的缩聚产物会有所不同。例如，当温度低于110℃时，缩聚产物主要由多联三环化合物构成；温度为150℃时，产物以四至五环迫位芳香缩合物为主；温度为170℃时，产物中存在大量六环芳香核，原料转化率高达90.7%‌12。萘的缩聚反应机理主要包括“齐聚-热解-稠环化”三个步骤。首先，萘在Lewis酸催化剂（如无水AlCl3）的作用下发生齐聚反应，形成二至七级萘齐聚物；随后，这些齐聚物在更高的温度下进行热解，生成乙炔和甲基萘；最后，通过稠环化反应生成具有良好流动性和溶解性的多环芳烃化合物。

萘的制备及提纯精制

萘的制备

萘是重要的有机化学工业的原料，按照来源不同，工业萘可分为煤焦油萘和石油萘。全世界萘的产量为110万t/a左右，其中焦化萘占85%，另外15%为石油。萘含量占煤焦油的8%～12%，是煤焦油中含量最高的组分。从煤焦油中分离出来的萘称为煤焦油萘；通过加氢精制、催化脱烷基、脱氢等过程可将催化裂化、催化重整等过程产生的重芳烃组分转化为石油萘。目前石油萘只在美国批量生产，而其他地区主要以煤焦油萘为主。我国萘的来源以焦化萘为主，焦化萘产量为12~14万t/a，精萘产量为4~5万 t/a。随着化学工业的发展，萘的利用价值和应用范围不断提高，对萘的品质要求也逐渐提高，对精萘需求逐年递增。

工业萘的提纯精制

萘作为精细化工的生产原料，其主要杂质为苯并噻吩。如果直接以苯并噻吩含量较高的工业萘作为原料进行工业合成，将无法保障后续产品的质量，使生产定额的消耗增大、装置运行的稳定性变差，从而导致工业萘的使用价值下降。为满足化工生产过程中对原料萘纯度的要求，必须对工业萘进行提纯精制。目前，通过物理与化学方法相结合可以达到对萘的分离提纯，其中，主要的方法有分步结晶法、溶剂提取法、催化加氢法、硫酸净化法和萃取精馏法等。

结晶法主要是用来进一步提纯工业萘制得精萘，主要分为熔融结晶法、MWB 降膜结晶法、溶剂结晶法三类。

萘的熔融结晶法是对萘油加工得到的工业萘进行精制的工艺之一，其原理是熔融的工业萘在冷却结晶时其发生组分会在固液两相间重新进行分布，工业萘的熔点因为杂质的存在会降低，所以在液态工业萘冷却结晶的过程中萘会先析出，而杂质留在液相中，因此经过多次熔融结晶可提高萘的纯度。萘熔融结晶精制有连续式、半连续式和间歇式三种。目前熔融结晶法中比较先进的工艺流程大多是国外开发的，主要有普罗阿布德法（法国）、苏尔寿法（瑞士）和布罗迪法（澳大利亚）三种。

MWB 降膜结晶法根据液固相平衡的选择性，将多组分混合物分步分离，以纯化所需组分为目的，操作主要分为 3 三个步骤完成，分别为降膜结晶、部分熔融和熔化。该方法操作复杂繁琐，耗时久，仪器成本较高，不适用于企业工业化生产。

溶剂结晶法是在 80°C下，将磷酸与不同浓度的工业萘混合，经过冷却、结晶、过滤、水洗后得到精萘，但滤液中的磷酸不易回收，污染环境无法直接作为废液处理。

萘的定向结晶法是利用混合物中组分在相变化时有重新分布现象，即萘与硫茚、酚类等杂质在不同温度下的饱和度及结晶温度的差异，以达到提纯萘的目的。当达到一定的温度时，结晶温度点较高的先饱和结晶，结晶温度点较低则还留在液相中。20 世纪 80 年代末，首钢焦化厂的定向结晶法精萘工程投入生产，该工艺得到的产品质量好、产率高、能耗低、无污染，在当时得到了用户的一致好评。

溶剂提取法是利用萘和杂质苯并噻吩在某些溶剂中的溶解度差异来进行分离的方法，由于萘和苯并噻吩均属芳香族化合物，必须找到性能良好的溶剂并进行多次萃取才能将他们完全分开，所用溶剂往往具有毒性，且价格昂贵，溶剂损耗大，分离设备比较庞杂，无法满足工厂生产的要求。

催化加氢精制的理论依据是工业萘与氢气的混合物在高温常压下进行催化氢解反应，使苯并噻吩转化为 H2S、NH3、H2O以及烃类，从而被分离出，使萘的纯度提高，该技术的核心是加氢催化剂。法国某石油公司对加氢精制工艺的催化剂进行了改进，改进后的催化剂为负载型催化剂，当采用该催化剂对工业萘进行提纯精制时，制得的精萘的质量分数可以达到 99.9%以上，但该工艺具有流程复杂、反应条件较苛刻、生产成本高等特点，故在工业上难以得到广泛应用。

硫酸净化法是一种最老且使用很普遍的萘净化工艺，有间歇工艺方法和连续工艺方法。其特点有：①硫茚的磺化同时还产生萘的磺化；②缩合反应和聚合反应，不仅不饱和化合物，而且萘和硫茚或它们的氧化物也参加这些反应；③氧化还原反应，浓硫酸作为催化剂参与这类反应；④反应物在萘和废酸中存在物理溶解。这种方法有酸渣和废酸的产生，不易处理，设备腐蚀严重，除非酸洗原料含萘较高，一般不易得到一级品萘，所以一般不采用此方法。

萃取精馏法的原理是选择一种溶剂，在该溶剂中，萘与苯并噻吩之间的相对挥发度将大幅提高，从而实现萘与苯并噻吩的分离。该工艺具有流程简单、操作简便等优点，但是在精馏过程中萃取剂的蒸发会大量消耗萃取剂，使生产成本提高。

应用领域

萘的主要用途是催化氧化制苯酐和合成染料中间体，制取β-萘酚和H-酸，也大量用于水泥减水剂的生产。此外，萘氧化可制萘醌，萘磺化可生产萘酚、偶氨染料、分散剂，萘加气所得四氢萘和十氢萘是性能优良的溶剂，通过烷基化可生产烷基萘、2,6-二烷基萘等，其中2,6-二异丙基萘是生产重要的聚合单体，2,6-萘二甲酸的原料，壬基萘经磺化可用作润滑油添加剂；萘的卤代物可用作分散剂和木材防腐剂；α-萘乙酸是一种植物生产调节剂。

其次，基于萘的分子如那非酮（Naphyrone）和特比萘芬（terbinafine）等还具有药物疗效。其平面化结构和共轭π电子系统使得它们在有机电子和光电子领域备受瞩目。在材料科学中，萘系双环芳烃更是制备高取向碳材料中间相前驱体的优质原料。

稳定性和反应性

稳定性：稳定

危险反应：与强氧化剂等禁配物接触，有发生火灾和爆炸的危险。

避免接触的条件：无资料

禁配物：强氧化剂(如铬酸酐、氯酸盐和高锰酸钾等)

危险的分解产物：无资料

危险性概述

GHS 危险性类别

易燃固体，类别2

急性毒性-经口，类别4

致癌性，类别 2

危害水生环境-急性危害，类别1

危害水生环境-长期危害，类别1

标签要素

象形图：

物理化学危险性信息

易燃固体。遇明火、高热可燃。燃烧时放出有毒的刺激性烟雾。与强氧化剂如铬酸酐、氯酸盐和高锰酸钾等接触，能发生强烈反应，引起燃烧或爆炸。粉体与空气可形成爆炸性混合物，当达到一定的浓度时，遇火星会发生爆炸。

健康危害

环境危害

对水生生物毒性极大。对水生生物毒性极大并具有长期持续影响。

毒理学数据

生态学数据

操作处置与储存

安全处置注意事项

密闭操作，局部排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具(半面罩)，戴化学安全防护眼镜，穿防毒物渗透工作服，戴防化学品手套。远离火种、热源。工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。避免产生粉尘。避免与氧化剂接触。在氮气中操作处置。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

安全储存注意事项

储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过35℃。包装密封。应与氧化剂分开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。

废弃处置

接触控制/个体防护

职业接触限值

检测方法

接触控制

3、环境保护措施：如能确保安全，可采取措施防止进一步的泄漏或溢出。不要让产品进入下水道。避免排放到周围环境中。

应急处理

泄漏应急处理

作业人员防护措施、防护装备和应急处置程序：消除所有点火源。隔离泄漏污染区，限制出入。建议应急处理人员戴防尘口罩，穿防毒、防静电服。禁止接触或跨越泄漏物。

泄漏化学品的收容、清除方法及所使用的处置材料：小量泄漏:用洁净的铲子收集泄漏物，置于干净、干燥、盖子较松的容器中，将容器移离泄漏区。大量泄漏:用水润湿，并筑堤收容。防止泄漏物进入水体、下水道、地下室或有限空间。

急救措施

消防措施

环境影响

萘及其衍生物也对环境和人类健康构成潜在威胁。例如，萘及其代谢物可以和细胞蛋白发生共价结合，具有细胞毒性，可能导致肿瘤、抗菌、抗神经退行性疾病等病理生理状况，双环芳烃还可能引发皮炎和过敏反应等皮肤疾病，在某些情况下，还可能会在体内与特定的代谢酶反应，从而损害DNA的结构和功能，增加症等疾病的风险。

运输信息

联合国危险货物编号(UN号)：1334；2304(熔融)

联合国运输名称：精制禁(1334)；熔融(熔融)

联合国危险性类别：4.1

包装类别:Ⅲ类包装

海洋污染物：是

包装标志：

运输注意事项：铁路运输，在专用线装、卸车的禁饼，可用企业自备车散装运输。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。装运本品的车辆排气管须有阻火装置。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与氧化剂、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。中途停留时应远离火种、热源。车辆运输完毕应进行彻底清扫。铁路运输时要禁止溜放。

安全信息

法规信息

中华人民共和国职业病防治法：

职业病分类和目录：未列入。

危险化学品安全管理条例：

危险化学品目录：列入。

易制爆危险化学品名录：未列入。

重点监管的危险化学品名录：未列入。

GB 18218-2009《危险化学品重大危险源辨识》(表1)：未列入。

使用有毒物品作业场所劳动保护条例：

高毒物品目录：未列入。

易制毒化学品管理条例：