光氣（氧氯化碳），又稱碳酰氯，是一種有蘋果腐敗臭味的劇毒氣體。分子式COCl2，分子量98.916。
光氣為無色至淡黃色，不可燃，沸點7.5℃，易液化，微溶于水，并逐漸水解，易溶于苯、甲苯、四氯化碳等有機溶劑。工業上，光氣主要通過氯化法制備，即將純凈的一氧化碳與氯氣混合送入反應器，通過活性炭催化反應制得，反應過程強烈放熱，生成的光氣經冷凝成液態，送入儲槽。
光氣是一種重要的有機中間體，用于染料、農藥、醫藥和香料等工業，也用于生產聚合物（如聚碳酸酯）或其單體（如甲苯二異氰酸酯）等，后者是制泡沫塑料和特殊橡膠的重要原料。因光氣有劇毒，最高允許濃度為0.5毫克/米，吸入微量也能使人畜致死，故應特別注意安全。吸入光氣后，它會與肺部的水反應生成鹽酸和二氧化碳，導致肺部組織損傷，嚴重時可引起肺水腫、呼吸衰竭等癥狀。光氣用鋼瓶裝運，貯存時嚴防高溫、震動、撞擊，并嚴格按照有毒氣體規定運輸。
1812年，英國化學家戴維首次研制出光氣，當時是用一氧化碳和氯在強光照射下合成的，因此得名“光氣”。第一次世界大戰期間曾被用作化學武器。
發現歷史
1812年，英國化學家戴維首次研制出光氣，當時是用一氧化碳和氯氣在強光照射下合成的，因此得名“光氣”。第一次世界大戰期間曾被用作化學武器。
理化性質
物理性質
光氣分子式COCl2，分子量98.916。為無色至淡黃色，有蘋果腐敗臭味，不可燃，熔點127.77℃，沸點7.5℃，閃點4℃，易液化，微溶于水，并逐漸水解，易溶于苯、甲苯、四氯化碳、二甲苯、氯苯、鹵代烷、煤油中等，也易溶于芥子毒氣以及氯化鈦等酸性發煙劑中，可隨煙幕施放。易被多孔物質吸附，活性炭對其有很高的吸附性能。凝固點-128°C。20°C時，飽和蒸氣壓為1.62×105帕，揮發度6552.25毫克/升，液體密度1.388克/立方厘米，蒸氣相對密度3.48，，飽和蒸氣壓161.6kPa（20oC），折射率1.3561，臨界溫度182oC，臨界壓力5.67MPa。
化學性質
光氣在常溫下非常穩定，但當溫度達到150℃時會部分分解，而在800℃時會完全分解成一氧化碳和氯氣。值得注意的是，在毒劑炮彈爆炸時，盡管溫度極高，但由于爆炸持續時間短暫，光氣的分解量實際上很少。另一方面，雙光氣在300～350℃的溫度范圍內會完全分解成光氣。光氣極易與水發生水解反應，生成氯化氫和二氧化碳。這一特性意味著光氣不會造成水源的長期污染。此外，光氣的化學性質活潑，能夠與水、醇、酚等多種化合物反應，在合成聚氨酯泡沫、農藥和某些類型塑料時發揮關鍵作用。具體的化學方程式為：COCl?+H?O→2HCl+CO?↑。相比之下，雙光氣在冷水中的水解速度較慢，完全水解可能需要幾小時到幾十小時。然而，通過加熱可以加速雙光氣的水解過程，煮沸狀態下雙光氣可以在幾分鐘內完全水解。光氣和雙光氣在與堿類物質反應時會失去毒性。因此，在實際應用中，可以使用氫氧化鈉、碳酸氫鈉等堿類物質來處理光氣和雙光氣，以降低其毒性。
光氣（COCl?）與氫氧化鈉（NaOH）反應，會生成氯化鈉（NaCl）、碳酸鈉（Na?CO?）和水（H?O）。化學方程式為：COCl?+4NaOH→2NaCl+Na?CO?+2H?O。光氣和雙光氣與氨反應時，會生成無毒性作用的脲和氯化銨。這一反應使得氨水也可用于消毒。特別地，當光氣、雙光氣與濃氨水接觸時，會立即產生白煙，這是脲和氯化銨的微小顆粒。因此，在工業生產中，常用蘸有濃氨水的棉球來檢查盛裝光氣、雙光氣的容器是否漏氣。光氣和雙光氣與硫化鈉（Na?S）反應，會生成氯化鈉（NaCl）和硫代碳酸酯（但注意，應以更正后的為準）。在加熱的情況下，這一反應會更為迅速。硫化鈉水溶液常被用來對染有光氣或雙光氣的容器或器械進行消毒。化學方程式為：COCl?+Na?S→2NaCl+COS。光氣和雙光氣與烏洛托品（六次甲基四胺）反應時，會生成無毒的化合物。因此，可以用烏洛托品的溶液浸濕口罩來預防光氣、雙光氣中毒。
應用領域
光氣被用于制備和制造多種有機化學品，尤其在染料、制藥、除草劑、殺蟲劑、金屬礦提取、合成泡沫、沒藥樹、聚合物和氯化劑行業中應用。具體來說可以用于合成氨基甲酸酯類殺蟲劑，聚氨酯硬泡、軟泡、彈性體、人造革的重要原料，也有的特殊品種用于粘結劑。制碳酸酯、氯甲酸酯、異氰酸酯、異腈、醛、氯代烷、酸酐，與腈生成雜環化合物。用于有機合成，特別是制造異氰酸酯和聚氨酯等，還用于制造染料、橡膠、農藥和塑料等。
全球范圍內光氣產量以每年3.5%-4.0%速度遞增，2002年全球光氣年產量約700萬噸。自上世紀70年代-2016年4月，美國生產的光氣超過80%用來生產聚氨酯。截止2018年，中國光氣中產量中約65%用來生產農藥等精細化工產品。自1985年太原化工廠投產第一套光氣生產裝置至2016年4月，中國光氣生產廠家共計43家，光氣年生產能力約85萬噸，其中8家萬噸以上規模光氣裝置主要用于生產TDI（甲苯二異氰酸酯）。聚氨酯及專用精細光氣化學品市場需求迅速增長，光氣及光氣化產品的開發生產日益重要。
合成過程
①當需要少量光氣時，可將四氯化碳與硫酸反應。將四氯化碳加熱至55-60℃，滴加入發煙硫酸，即發生逸出光氣，如需使用液態光氣，則將發生的光氣加以冷凝。工業上通常采用一氧化碳與氯氣的反應得到光氣。②工業制法以一氧化碳和氯氣作原料，以活性炭催化反應，溫度控制在60～150℃之間生成的氣體冷卻到-25℃至-30℃，液化裝入鋼瓶中。實驗室制法以CCl4和發煙硫酸為原料，在燒瓶中加入四氯化碳，加熱至沸騰后，滴加入30%的發煙硫酸，此時生成光氣COCl2，將之冷凝，即可得到液體COCl2。
市售品中含有很多雜質，如CO2、CO、空氣等，含量均在1%左右，可以采用如下方法提純：（1）將氣體導入燒瓶中，用冰鹽水冷卻液化，然后在燒瓶上裝上球形回流冷凝管通水冷凝，冷凝管和裝滿7～8℃的水的亨普爾氣體量管連接，量管與用冰鹽水冷卻的冷凝器相連接，冷凝管和接收器相連接，除去燒瓶外的冷凍劑（冰鹽水）后，液體即會蒸發，冷卻接收器便可得到冷凝下來的COCl2。（2）將氣體導入燒瓶中，用冰鹽水使之冷凝后，再撤去冰鹽水，待冷凝物的約1/5蒸發后，在高真空下分餾殘留物至所有的餾分都保持相同的蒸氣壓，純COCl2的蒸氣壓為556.5mmHg。
安全事宜
毒理
①光氣分子中的羰基可與呼吸道和肺上皮細胞中的蛋白質、酶類發生酰化反應，干擾細胞正常代謝，并可損傷細胞結構，使肺泡表面活性物質破壞增加、生成減少，導致肺泡菱陷、順應性降低；肺間質血管內皮細胞也可受到同樣損傷，導致血漿外滲，引起肺水腫，由此引起血液容量降低、逐漸黏稠、心勝負荷加重，最終可導致心力衰竭、休克。②光氣水解后具有強烈刺激腐蝕性，可直接造成呼吸道上皮和小血管內皮損傷，并引起交感神經麻痹和肺血管收縮，加重上述病理過程。③光氣的強氧化性導致肺組織脂質過氧化損傷，并進而引起肺內各種生物活性物質如血管緊張素轉化酶、白三烯、血栓紫等生成增加。LC50：1400mg/m3（大鼠吸入，1/2h）；LCLo：50ppm（人吸入，5min），360mg/m3（人吸入30min）；TCLo：25ppm（人吸入，30min）；動物吸入0.0008mg/L，每天5h，共5d，40%出現肺水腫；LD50：60mg/L（24h）（魚）。
癥狀
光氣進入人體極易形成化學性支氣管炎和肺水腫，導致肺部無法正常工作引發缺氧，如果呼吸道不慎吸入微量，便會迅速發生嚴重的中毒反應。輕度中毒：輕度中毒患者主要表現為眼和呼吸道刺激癥狀，一般持續30分鐘，癥狀緩解后不再發展。中度中毒：中度中毒患者的刺激癥狀持續30分鐘左右，1-24小時為緩解期，這時刺激期所表現的癥狀可緩解或消失，但肺部病變仍在發展。緩解期后癥狀逐漸加重，出現呼吸困難、咯粉紅色泡沫痰。重度中毒：前期表現為全身疲倦、頭痛、胸悶、呼吸淺快、脈搏增加、咳嗽、煩躁不安等。之后全身狀況惡化，很快出現肺泡性肺水腫，有呼吸困難、咯粉紅色泡沫痰等癥狀。閃電型中毒：閃電型中毒少見，多發生在吸入毒劑濃度極高時，在中毒后幾分鐘內，可因反射性呼吸、心跳停止而死亡。
接觸限值
REL-TWA（時間加權平均值）：0.1ppm（0.4mg/立方米）；REL-C（上限值）：0.2ppm（0.8mg/m3，15分鐘）；立即危及生命或健康的濃度（IDLH）：2ppm（NIOSH，2024年）；根據人類急性毒性數據計算得出，30分鐘暴露的致死濃度約為17ppm（Diller 1978）。另有研究表明，25ppm暴露30至60分鐘是危險的，短暫暴露于50ppm可能迅速致命（Henderson and Haggard 1943）。此外，5ppm暴露30分鐘可能致死（Jacobs 1967）；歐盟職業暴露限值（EU-OEL）：0.08mg/m；德國最高工作場所濃度（MAK）：0.41mg/m；ERPG-2：0.5ppm——1小時暴露限值：2級為喪失采取保護行動的能力；ERPG-3：1.5ppm——1小時暴露限值：3級為危及生命的健康影響。
環境危害
光氣對環境有危害，應特別注意對空氣、水環境及水源的污染。光氣的生產及其作為有機合成中間體（尤其是異氰酸酯、聚氨酯與聚碳酸酯沒藥樹、氨基甲酸酯、有機碳酸酯及氯甲酸酯的合成）的應用，可能通過多種廢棄物排放途徑進入環境。其在染料生產、塑料制造、酸氯化工藝中作為光氣化試劑的應用，在冶金領域通過金屬氧化物氯化分離礦石的用途，以及作為化學戰氣的使用，也可能通過各類廢棄物排放渠道釋放至環境中。光氣在地球大氣層中由多種氯化合物的降解產生，包括四氯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷及四氯化碳。
若釋放至空氣中，25°C時1420毫米汞柱的蒸氣壓表明光氣將完全以氣相形式存在于大氣中。氣相光氣在大氣中通過與光化學產生的羥基自由基反應緩慢降解，該反應在空氣中的半衰期估計為44年。光氣對波長>290nm的光無吸收，因此不會直接受陽光光解作用影響。若釋放至土壤中，基于估算的有機碳吸附系數（Koc）2.2，光氣具有極強的遷移能力。根據亨利定律常數1.7×10^-2atm·立方米/摩爾，從濕潤土壤表面的揮發預計是其重要歸趨過程。光氣可能因其蒸氣壓特性從干燥土壤表面揮發。若釋放至水體中，基于估算的Koc值，光氣不會吸附于懸浮固體及沉積物。根據該化合物的亨利定律常數，從水面揮發預計是其重要歸趨過程。快速水解特性表明生物富集不會成為主要環境歸趨途徑。0°C時1%光氣水溶液可在20秒內完全水解。
應急措施
發生光氣泄漏時，應當迅速撤離泄漏污染區人員至上風處，并立即進行隔離，小泄漏時隔離150米，大泄漏時隔離450米，嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防毒服。從上風處進入現場。盡可能切斷泄漏源。合理通風，加速擴散。噴氨水或其它稀堿液中和。構筑圍堤或挖坑收容產生的大量廢水。漏氣容器要妥善處理，修復、檢驗后再用。皮膚接觸：脫去被污染的衣著，用流動清水沖洗。及時就醫。眼睛接觸：提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗。及時就醫。吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。及時就醫。
預防措施
想要預防光氣中毒，可以采取以下措施：1、最根本的方法是改良工藝，安裝自動控制系統、自動調節原料氣的配比，減少工人接觸光氣的機會，工作中操作者要及時處理光氣化工產品生產過程中產生的尾氣，避免直接排放尾氣而引起中毒事故。2、定期對光氣生產設備進行檢修，杜絕泄漏現象的發生，定期對生產場所進行光氣濃度測定，如發現光氣濃度超標，應采取積極措施加以消除。3、提高自我保護意識，做好個人防護措施。光氣中毒的安全措施主要包括：①確保良好的通風；②呼吸系統和眼睛防護：正常作業時，應該佩戴過濾式防毒面具（全面罩）。緊急事態搶救或撤離時，建議佩戴空氣呼吸器。③身體防護：穿膠布防毒衣。④手部防護：戴橡膠手套。⑤其他：工作現場禁止吸煙、進食和飲水。⑥實行就業前和定期的體檢。
消防措施
若需阻斷氣體泄漏，應使用水霧保護執行關閉操作的人員。氫氧化鈉或液氨可用于中和光氣。小型火災使用干粉或二氧化碳滅火；大型火災使用水霧、霧化水或泡沫滅火。禁止讓水進入容器內部。若風險可控，可將容器移出火場。遠離儲罐兩端，持續用水冷卻暴露容器直至火勢完全熄滅后。隔離現場直至氣體擴散完畢。
貯存方法
儲存注意事項：用特殊規定的容器盛裝、儲存，并配稀堿、稀氨噴淋吸收裝置。儲存于陰涼、通風的有毒氣體專用庫房。實行“雙人收發、雙人保管”制度。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。應與醇類、堿類、食用化學品分開存放，切忌混儲。儲區應備有泄漏應急處理設備。
安全標志
H280（61.5%）：內裝高壓氣體；遇熱可能爆炸。[警示語：高壓氣體]；
?H314（99.8%）：造成嚴重皮膚灼傷和眼損傷。[危險類別：皮膚腐蝕/刺激]；
?H318（31%）：造成嚴重眼損傷。[危險類別：嚴重眼損傷/眼刺激]；
?H330（99.8%）：吸入致命。[危險類別：急性毒性（吸入）]；
?H370（10.7%）：造成器官損傷。[危險類別：特定靶器官毒性（單次暴露）]；
?H372（10.7%)：長期或反復接觸造成器官損傷。[危險類別：特定靶器官毒性（反復暴露）]；
?P260：請勿吸入粉塵/煙塵/氣體/煙霧/蒸氣/噴霧；
?P264?：操作后須徹底清洗手部；
?P265?：請勿接觸眼睛；
?P270：使用本產品時請勿飲食或吸煙；
?P271?：僅在室外或通風良好處使用。
法規限制
為強化光氣及光氣化產品重大安全風險管控，提升有關企業本質安全水平，應急管理部組織修訂的國家標準《光氣及光氣化產品生產安全規范》（GB 19041-2024）于近期發布，自2025年3月1日起實施。光氣是劇毒氣體，同時具有強烈的刺激性及腐蝕性，發生泄漏后易造成人員中毒甚至死亡。光氣及光氣化工藝是典型的重點監管危險化工工藝，包含光氣的制備以及以光氣為原料制備光氣化產品的工藝路線，對于工藝、設備、操作等方面有特殊的安全要求。
該標準在吸取涉光氣典型事故教訓基礎上，聚焦重大安全風險防控，規定了光氣及光氣化產品生產裝置的規劃布局、設計、生產運行、應急處置等安全要求，增加了使用雙光氣與三光氣進行光氣化產品生產、安全儀表系統和氣體檢測系統的設置等安全要求，并整合了《光氣及光氣化產品生產裝置安全評價通則》（GB 13548）的技術內容。該標準的發布，將為光氣及光氣化產品生產企業安全風險防控提供重要標準支撐，實施后將有力推動光氣及光氣化產品相關企業提升安全保障能力。
光氣與一戰
光氣曾被當做殺傷力極大的化學武器，第一次世界大戰期間光氣毒劑占各國毒劑生產總量的25%，使用量達10.05萬噸，整個戰爭中，由于使用光氣而中毒致死人數達80多萬人。隨著防毒面具的廣泛配發，其殺傷效果已基本被化解。然而此時交戰雙方已研發出更為致命的新型化學武器——光氣與芥子毒氣。光氣作為刺激性毒劑，其毒性是氯氣的六倍。不同于氯氣以黃綠色云團示警的特性，這種無色毒氣具有延遲致死效應。中毒者往往在吸入數日后才出現癥狀，此時肺部已充滿積液導致窒息身亡。德軍首創了光氣的實戰應用，但協約國在戰爭后期將其列為主要化學武器。
1916年2月，法軍使用了裝有窒息性毒劑光氣的化學炮彈，1917年7月，德軍使用了裝有糜爛性毒劑芥子氣的化學炮彈。戰爭期間，各國共生產化學毒劑15萬噸，其種類除光氣、芥子毒氣外，還有雙光氣毒劑、全身中毒性氫氰酸毒劑等。自1914年以來，化學武器已在全球范圍內造成逾百萬傷亡。迫于輿論壓力，國際社會于1925年簽署了《禁止在戰爭中使用窒息性、毒性或其他氣體及細菌作戰方法的議定書》（即《日內瓦議定書》），正式將化學武器列為國際法禁止的作戰手段。
重大事故
2004年6月15日上午9點半左右，中科院福建省物質結構研究所的一家下屬企業，因為在實驗過程中操作不當，造成有毒光氣泄漏。從當天傍晚開始，在這個研究所的員工中間，就陸續出現了咳嗽、口干、流淚等癥狀，前后有近600人前往醫院檢查，其中300多人中毒，至少1人死亡。當記者趕到福建省急救中心的時候，3名嚴重中毒者還躺在重癥監護室里，無法說話，其中一人沒有脫離生命危險，而在輸液大廳里仍然有一些事故現場的職工、家屬，以及周圍的群眾，前來就診檢查。這些厚厚的病理本和抽血化驗單，都是6月15日以來，因為光氣泄漏事件，前來檢查和化驗的結果。護士告訴記者從第一天到現在一共有532個患者前來就診。
參考資料 >
光氣.中國大百科全書.2025-04-30
Phosgene | COCl2 | CID 6371 - PubChem. PubChem.2024-10-28
光氣.中國大百科全書.2025-04-30
【職業病防治知識】光氣中毒.微信公眾平臺.2025-04-30
光氣.物競數據庫.2025-04-30
Phosgene.pubchem.2025-04-30
Phosgene.pubchem.2025-04-30
光氣及光氣化工藝丨手把手教你解決危化企業隱患排查的疑難雜癥？.微信公眾平臺.2025-04-30
光氣中毒.中國大百科全書.2025-04-30
強制性國家標準《光氣及光氣化產品生產安全規范》發布.中國政府網.2025-04-30
光氣戰士：誰說站在光里的才算英雄？.百家號.2025-05-01
How the Shocking Use of Gas in World War I Led Nations to Ban It.history.2025-05-01
一戰中的新式武器知多少.中國軍網.2025-05-01
How Did They Use Phosgene In Ww1?.timesmojo.2025-05-01
福州光氣泄漏之禍.新浪.2025-05-01