木焦油
木焦油(拉丁文名:Creosote,英文名:Creosote oil、Brick oil),又名杂酚油、木馏油。它是从山毛榉树或其他木材的焦油中蒸馏而得(205~220℃),也可从煤焦油获得(200~250℃)。
木焦油加工的对象,是指阔叶树材热解后得到的沉底木焦油,因为它含有许多酚类和酚的衍生物及其他许多结构非常复杂的有机化合物。木焦油的成分非常复杂,有酚类还有醛类和冰醋同系酸和酮类,储藏时间过长,在常温下也能起缩合或聚合的化学作用。其中,木焦油药用有杀菌、防腐、除臭等作用,它在工业上还作为铸模的润滑剂、防水剂、木材的防腐剂、动物标本固定剂以及用于化学品的生产。
木焦油具有毒性,动物中毒表现与人相似。多次动物实验证明本品对小鼠有高度的致癌性。木焦油的生产环境需保持足够的通风,注意个人防护如经常更换防护服,带防护眼镜,面部和手部皮肤上应涂一层羊毛脂一蓖麻油软膏,身体部位偶而接触本品时应洗净。
发现历史
木焦油能从山毛榉树或其他木材的焦油中蒸馏而得(205~220℃),也可从煤焦油获得(200~250℃)。从山毛榉得到的主要含邻甲氧基苯酚(又称愈疮木酚)和甲氧甲酚(Creosol, C₆H₃OHCH₃OCH₃),而从煤焦油提取的,除以上物质外,还有酚、甲酚、吡啶和其它芳香族化合物。
应用领域
医药应用
木焦油作用与苯酚相似,但其毒性与刺激性均较小。有杀菌、防腐、除臭作用。口服由胃肠道吸收,在肝脏代谢,经尿排泄。内服小剂量可祛痰,也有消炎作用,用于慢性支气管炎和支气管扩张,亦可蒸气吸入。对局部有麻醉、抑菌作用,用于局部做镇痛、防菌剂,搽于龋病处可止痛。它用作制造防腐剂、灭菌剂、收敛剂、祛痰剂、止血剂、杀菌剂,并曾用作内服药物。
工业应用
木焦油能作为铸模的润滑剂、防水剂、木材的防腐剂、动物标本固定剂以及用于化学品的生产。
化学组成
木焦油的成分非常复杂,有酚类还有醛类和冰醋同系酸和酮类,储藏时间过长,在常温下也能起缩合或聚合的化学作用。
理化性质
木焦油是淡黄色或无色油状液体,易燃。分子量随组分不同而变化。比重1.07~1.08。沸点200~250℃。微溶于水,可溶于乙醇、乙醚、丙三醇和稳定的碱性氢氧化钠中,溶于甘油和稳定的碱性氢氧化物溶液中。
产生过程
木焦油加工的对象,是指阔叶树材热解后得到的沉底木焦油,因为它含有许多酚类和酚的衍生物及其他许多结构非常复杂的有机化合物。木焦油的成分非常复杂,有酚类还有醛类和冰醋同系酸和酮类,储藏时间过长,在常温下也能起缩合或聚合的化学作用。生产木焦油的原料是木焦油蒸馏得到的木馏油馏份。
第一次蒸馏过程
木焦油的生产起始于杂酚油的常压蒸馏过程。在此过程中,收集温度范围在180至220摄氏度的馏份,其得率大约为40%。随后进行除酸步骤,使用碳酸氢钠中和馏份中的羧酸。由于酚类物质具有微酸性,容易与强碱发生反应,因此不使用氢氧化钠,而是采用碳酸氢钠进行处理。该化学反应可以表示为:CH3COOH+NaHCO3→CH3COONa+H2O+CO2。碳酸氢钠的用量根据酸值加过量10%计算,并保持10%的浓度。操作完成后,上层溶液为废酸盐溶液。
第二次蒸馏过程
在第一次蒸馏和随后的处理步骤之后,进行第二次蒸馏以进一步提纯木焦油。此步骤中,收集200至220摄氏度的馏份,得率提高至52%。第二次蒸馏之后,通过氧化步骤,加入原料量2%的硫酸和0.4%的重铬酸钾进行氧化处理,此过程中上层溶液为废水溶液。随后进行碱洗步骤,使用2%浓度的碳酸氢钠溶液洗涤以除去氧化时加入的硫酸,其用量与氧化时加入的硫酸量相当。最后,通过水洗步骤去除重铬酸钾、碳酸氢钠等水溶性杂质,使用的水量与碱洗后粗酚的体积相等。完成这些步骤后,进行第三次蒸馏,收集200至220摄氏度的馏份,得到最终的药用木焦油成品。
安全事宜
毒性
木焦油具有毒性,动物中毒表现与人相似。多次动物实验证明本品对小鼠有高度的致癌性。
急性毒性
木焦油可导致动物和人类死亡。例如,成人在口服木焦油7克后的14至36小时内,以及儿童在口服木焦油1至2克后的14至36小时内,会死亡,中毒症状包括流涎、呕吐、呼吸困难、脉搏微弱、眩晕、头痛、瞳孔反射消失、体温下降、紫绀以及轻度抽搐。
亚急性和慢性毒性
木焦油长期口服治疗剂量的情况下,导致慢性中毒症状,包括视力障碍和消化问题。此外,当木焦油通过皮肤接触或蒸气凝结在皮肤或粘膜上时,会引起严重灼伤和瘙痒,局部发红,有灰色到青铜色的色素沉着,丘疹状和小泡性斑疹坏疽。个别人有皮肤癌症,眼出现角膜炎、结膜炎和角膜破损的症状。
接触防护
木焦油与皮肤接触或其蒸气凝结在皮肤或粘膜上,可引起严重的灼伤和瘙痒,局部发红,有灰黄到青铜色的色素沉着,丘疹状和小泡性斑疹、坏疽。在个别病人中有皮肤癌症。眼睛出现角膜炎、结膜炎和角膜的破损。也有人报导了光感过敏作用和严重的全身中毒症状。
木焦油的生产环境需保持足够的通风,注意个人防护如经常更换防护服,带防护眼镜,面部和手部皮肤上应涂一层羊毛脂一蓖麻油软膏,身体部位偶而接触本品时应洗净。工作后应洗脸和洗手,更换工作服。木馏油灼伤可用含有钙盐、对氨基苯甲酸乙酯、精制硫及植物油为基质的软膏治疗。对于眼炎,可用硼酸水洗眼和其它对症处理。经杂酚油处理过的木料,保存25~30年以上,仍可含相当量的杂酚油,在处理或锯开时,应安装防尘设备。
法规限制
机制炭生产炭化过程中产生的副产物木焦油和木醋液,根据《危险废物管理名录》和废物主要成份,该副产物属于HW11危险物废物代码:900-013-11。该副产物应交有相应危险废物经营资质单位处理。若自身利用作为燃料直接燃烧的,须得到环评认可和履行环保“三同时”手续。
2020年,江门市人民政府关于印发《江门市禁止、限制和控制危险化学品目录》的通知,把木焦油列入主城区限制和控制部分名录。
参考资料
http://www.jiangmen.gov.cn/attachment/0/157/157048/2294314.pdf.江门市人民政府官网.2025-02-27
机制炭生产炭化过程中会产生副产品木焦油是否可以作为燃料直接燃烧?.广东省生态环境厅.2025-02-27