七氟[fú]丙烷[wán]（2H-Heptafluoropropane，HFC-227ea或HFP），屬于有機化學品，碳氫化合物鹵代物，商品名稱FM-200。七氟丙烷常壓下為無色無味氣體，在一定壓力下呈液態，氣體在高濃度時微有醚臭。在氣化過程中會吸收大量熱量。具有較強的絕緣性。較穩定，在正常儲存和使用條件下，不會發生危險反應。分解產物包括二氧化碳、一氧化碳和鹵化物。
七氟丙烷屬于潔凈氣體滅火劑，滅火作用主要通過物理和化學和雙重作用來實現。能以較低的滅火濃度，可靠的撲滅B、C類火災及電氣火災；儲存空間小，臨界溫度高，臨界壓力低，在常溫下可液化儲存；釋放后不含粒子或油狀殘余物，對大氣臭氧層無破壞作用（ODP值為零），在大氣層停留時間為31~42年。適用于電氣、液體或可熔化的固體火災，亦可用于固體表面火災和滅火前能切斷氣源的氣體火災。除了能夠作為滅火劑外，還被用作醫用噴射劑和制冷劑。
美國國家環境保護局(EPA)規定允許有人場所使用七氟丙烷滅火劑的最高濃度為9%，規定濃度范圍內使用是安全的。七氟丙烷的熱分解毒性主要是由于其在高溫條件下分解產生的有害物質，如氟化氫(HF)和二氟化酰[xiān](COF)，經實驗證明，有害物質濃度與滅火劑的濃度呈現負相關，所以正常使用條件下采用七氟丙烷滅火劑滅火，所分解產生的氟化氫等有害物質對人員和設備是安全的。七氟丙烷滅火后不破壞臭氧層（ODP值為零），溫室效應潛能值（GWP）為0.3-0.5，在大氣層停留時間為31~42年，符合環保要求。
發現歷史
七氟丙烷由美國大湖化學公司研究和開發。
1991年美國大湖化學公司推出商品化七氟丙烷，商品名為FM200。美國、德國和西班牙都生產，生產規模千噸級。1995年，中國開始工業化生產，截止到1997年全世界使用量已達數千噸。
作為新型滅火劑是第一個由美國保險商試驗所（UL）檢測認可；美國制造商保險協會（FMIRC）檢測通過；符合美國國家防火協會（NFPA）2001標準；被美國環境保護署（美國國家環境保護局）認可為新型1301替代物；被美國計劃所（SNAP）“重要新替代品政策委員會”批準容許使用于有人值守區域，而且無使用限制。
七氟丙烷得到香港消防署的批準作為1301的替代品在香港地區使用。已經中國國家固定滅火系統和耐火構件質量監督檢測中心于1996年12月檢測，并獲準使用；它和二氧化碳都是替代鹵代烷的主要產品。
日本在2001年上市的以七氟丙烷為拋射劑的定量吸人氣霧劑，內含異丙基腎上腺素和溴化甲基阿托品。
理化性質
物理性質
七氟丙烷常壓下為無色無味氣體，在一定壓力下呈液態，氣體在高濃度時微有醚臭。在氣化過程中會吸收大量熱量。無腐蝕性，無刺激性，不易燃。具有較強的絕緣性。
七氟丙烷在液體狀態下，20℃時密度為1407kg/m3；飽和液體，25℃時為1395kg/m3。20℃，1atm條件下水中溶解度為1：1725。沸點（1atm）為-16.5℃，冰點為-131.0℃，臨界溫度為101.7℃，臨界壓力為2.912MPa，臨界體積為274ml/mol，臨界密度為621kg/m3，蒸氣壓力（21℃，MPa）為666.1MPa，蒸發熱（沸點下）為132.73kJ/kg。
化學性質
七氟丙烷較穩定，在正常儲存和使用條件下，不會發生危險反應。分解產物包括二氧化碳、一氧化碳和鹵化物。
七氟丙烷與堿金屬、活潑金屬粉末、強還原劑不相容；與強氧化劑接觸時可能發生燃燒與爆炸。不發生聚合反應。
七氟丙烷加熱可分解。當溫度超過899.85℃時，七氟丙烷完全分解，產物主要有六氟丙烯（C3F6）、五氟丙烯（C3HF5）、六氟-2-丁炔（C4F6）、六氟乙烷（C2F6）、三氟乙烯（C2HF3）、四氟乙烯（CF4）和六氟丙烯（C3F6）等，同時有固體焦炭生成。與空氣的混合氣進行熱解，主要產物是C4F6，還有痕量C2F6和C3F8。
通常情況下，七氟丙烷不與鋼、生鐵、黃銅、紫銅、錫、鉛、鋁等金屬反應。當溫度高于175℃和特定的條件下，例如，在濕氣或其他污染物存在下，某些金屬會對七氟丙烷的分解起催化作用。七氟丙烷與堿、堿土金屬發生激烈反應，在較高的溫度下可以與鎂、鋁粉末發生反應。
滅火器
七氟丙烷可用作滅火劑。七氟丙烷在火焰或高溫下分解，產生有毒和刺激性化合物，如氟化氫和一氧化碳，刺激鼻、喉，因此應避免高溫下使用。
滅火機理
七氟丙烷氣體泡沫滅火劑是由七氟丙烷和空氣泡沫液按一定的比例混合而成，常用空氣泡沫滅火劑為抗溶合成型泡沫液、水成膜泡沫液及氟蛋白泡沫液，可根據低沸點液體的水溶性進行選擇。由組成可知，七氟丙烷氣體泡沫滅火劑既具有七氟丙烷氣體滅火劑的滅火功效，又具有空氣泡沫滅火劑的滅火功效。七氟丙烷滅火劑的滅火作用主要通過物理和化學和雙重作用來實現。
物理作用
與空氣泡沫滅火劑撲救液體火災相同，七氟丙烷氣體泡沫滅火劑也具有覆蓋作用。由于七氟丙烷氣體泡沫抗燒性能較好，發泡倍數高（可達11倍），析液時間長（常溫下25%析液時間大于1小時），其覆蓋的作用比空氣泡沫效果更顯著。
七氟丙烷氣體泡沫冷卻作用比空氣泡沫效果明顯，一方面，在火場中，七氟丙烷氣體泡沫中的水分吸收熱量，一部分變成水蒸汽，另一部分隨泡沫破裂變為液體，以此達到降低火場溫度的效果；另一方面，就七氟丙烷本身而言，在氣化過程中吸收大量的燃燒熱，同時，七氟丙烷受熱分解，鹵族元素原子中氟的熱穩定性最高，七氟丙烷中含有的氟原子數達到7個，因此碳氟鍵破裂時，消耗的熱量很大，冷卻效果很好。
化學作用
七氟丙烷在火災高溫下通過受熱分解產生含氟的自由基，進而與燃燒反應過程中產生支鏈反應的H+、OH-、O2-等活性自由基發生氣相作用，從而抑制燃燒過程中化學反應的鏈傳遞，從而達到滅火的目的。
系統組成
七氟丙烷氣體泡沫滅火系統主要由泡沫液儲罐、七氟丙烷儲罐、供水裝置、泡沫比例混合裝置、七氟丙烷比例混合裝置、七氟丙烷氣體泡沫產生器、閥門和管道等部件組成。
滅火系統啟動后，水流通過泡沫比例混合裝置和泡沫液混合，形成泡沫混合液，泡沫混合液再經過比例混合裝置和七氟丙烷液體混合，形成一定比例的七氟丙烷液體和泡沫混合液的混合液體，該混合液體通過特制的七氟丙烷氣體泡沫產生器后產生一定倍數的七氟丙烷氣體泡沫，施加到燃燒液體表面進行滅火。
特點
七氟丙烷氣體泡沫滅火劑主要用于低沸點可燃液體火災，其抗燒性能和隔離覆蓋的作用明顯好于空氣泡沫效果，能以較低的混合液供給強度，達到迅速控制火勢和滅火的目的。
試驗證明，七氟丙烷的未觀察到損害作用的劑量NOAEL（No Observed Adverse Effect Level）值為9%，即在常溫9%的體積濃度下，被試驗的動物未出現可觀察不良反應，故可用于有人工作場所的固定滅火系統。正常情況下對人體不會產生不良影響。
七氟丙烷不含氯和溴元素，滅火后不破壞臭氧層，其臭氧消耗潛能值（ODP）為零，是一種潔凈氣體滅火劑。七氟丙烷的溫室效應潛能值（GWP）為0.3-0.5，比哈龍1301（GWP為2.0）減少75%以上；其大氣中的存留壽命（ALT）為31-42年，比哈龍的大氣中存留壽命77年大大縮短。從七氟丙烷的幾個主要參數可知其對環境的綜合性能比較理想。
七氟丙烷方便運輸和貯存，在滅火系統管道內呈液態，與泡沫混合液能充分混合且為單相液體，便于泡沫系統在工程上應用。
適用范圍
1）電氣火災；
2）液體火災或可熔化的固體火災；
3）固體表面火災；
4）滅火前能切斷氣源的氣體火災。
可用于撲救下列區域火災
1）防護的設施含貴重物品，無價珍寶，或公司賴以生存發展及維持正常運作所需資料檔案及軟、硬件設施等；
2）無自動噴水滅火系統或使用水系統會造成水損的設施；
3）人員常住的區域；
4）藥劑噴放后清洗殘留物有困難的區域；
5）藥劑鋼瓶存放空間有限，少量滅火藥劑即能達到滅火效能者；
6）防護對象為電器設備，須使用非導電性的滅火藥劑者。
不得用于撲救含有下列物質的火災
2）活潑金屬，如鉀、鈉、鎂、鈦、鋯、等；
4）能自行分解的化學物質，如過氧化氫、聯胺等。
其他應用
七氟丙烷是一種用途廣泛的氫氟烴，除了被廣泛地應用于滅火領域外，還被用作醫用噴射劑和制冷劑。
拋射劑
藥用輔料，可用作供外用氣霧劑用拋射劑。七氟丙烷屬于氫氟烷類（HFC）拋射劑，可用作皮膚用氣霧劑的載體，如外用制冷劑、麻醉劑等，也作為定量吸入氣霧劑的拋射劑。以七氟丙烷作為定量吸人氣霧劑拋射劑的專利涵蓋了幾乎所有用于哮喘治療的化學藥物，并囊括了各種制備工藝和處方組成，包括混懸型和溶液型處方。七氟丙烷的大氣生存期較長，溫室效應潛能3220倍于CO2，使其使用受到一定的限制。七氟丙烷主要的缺點是其與水不混溶，對一些吸入給藥（MDI）處方中的藥物和表面活性劑來說不是優良溶劑。
制冷劑
七氟丙烷可用作制冷劑，可應用于高溫熱泵、空調系統等方面。
吸收與代謝
口服吸收較快，但不如肺部吸收完全。除皮膚破損的患者（例如燒傷、潰瘍、嚴重魚鱗病）外，皮膚吸收微乎其微。新陳代謝率的增加也可以導致更多的吸入吸收。吸入后很快會出現血藥濃度峰值，口服后1至2小時內會出現血藥濃度峰值。七氟丙烷首先分布到血流量高的組織（例如腦、心臟、肝臟、腎臟），然后分布到脂肪組織，但在脂肪組織中物質濃度會達到最高。鹵代烴在肝臟中通過細胞色素P-450氧化進行代謝，部分可能會與谷胱甘肽發生共軛。鹵化溶劑可以原樣通過肺部排出體外，由于長時間接觸或肝功能障礙，消除半衰期可能會延長。長時間暴露會使更多的化學物質儲存在脂肪組織中，會持續釋放。
毒性
常溫毒性
七氟丙烷的毒性指標可以用未觀察到不良反應的濃度（NOVEL）、可觀察到不良反應的最低濃度（LOAEL）和半數死濃度（LC50）來表示。氫七氟丙烷的NOVEL為9%，LOAEL為10.5%。據此，美國國家環境保護局（EPA）規定允許有人場所使用七氟丙烷滅火劑的最高濃度為9%。
人體接觸和毒性：健康志愿者接觸濃度高達8000ppm的七氟丙烷不會對脈搏、血壓、心電圖或肺功能造成任何不利影響。
動物接觸和毒性：試驗表明七氟丙烷屬微毒級化合物，在小鼠的急性經呼吸道毒性實驗中表現出極高的安全性。因此，可以認為在規定允許濃度范圍內使用七氟丙烷是安全的。
熱分解毒性
七氟丙烷的熱分解毒性主要是由于其在高溫條件下分解產生的有害物質，如氟化氫（HF）和二氟化酰（COF2）等引起的。由于氟化氫和二氟化酰是高度腐蝕性氣體，當濃度達到一定程度時，對人體和設備都會產生較大的危害。采用傅立葉紅外光譜法研究七氟丙烷熄滅電纜、木材和庚烷等火焰時所產生的有害物質氟化氫（HF）和二氟化酰（COF2）等的含量，發現所產生的這些有害物質的量與火勢的大小、七氟丙烷接觸到火或受熱面的時間長短呈現正相關，若滅火劑濃度積累很快達到滅火濃度，火被快速撲滅則分解物很少。在正常使用條件下采用七氟丙烷氣體滅火劑滅火，所分解產生的氟化氫等有害物質對人員和設備是安全的。在潮濕條件下具有腐蝕性，達到一定濃度時對人體和設備造成傷害。
熱分解腐蝕性
七氟丙烷氣體滅火劑在滅火時能夠產生氫氟酸，但氫氟酸對電器等設備所產生的腐蝕作用與環境中氫氟酸的濃度、接觸時間、酸性物質在設備表面上的沉積率、溫度和濕度等多種因素有關。實驗證明，當七氟丙烷的噴射時間和滅火濃度控制在一定范圍內時，產生的氫氟酸濃度很低，對電器等設備不會產生明顯的腐蝕作用。
分子結構
七氟丙烷化學名稱為1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷（1,1,1,2,3,3,3-Heptafluoropropane），屬于有機化學品碳氫化合物鹵代物，結構式為CF3CHFCF3。
七氟丙烷分子中C-F的碳原子為sp3雜化，碳原子與氟原子間以σ鍵相連。由于氟原子的電負性比碳原子的電負性大，電子向氟原子偏移，-F鍵為極性共價鍵，偶極矩方向由碳原子指向F原子。
合成方法
合成七氟丙烷的方法較多，概括起來有六種。工業化生產七氟丙烷主要是六氟丙烯的氣相或液相催化氟化法，六氟丙烯的氣相或液相液化氟化均有較高的轉化率和選擇性。除了主要方法，還有1,1,1,2,3,3,3-氟氯代正丙烷氫化還原法，烴或鹵代烴電化氟化法，鹵代烴的調聚、氟化二步合成法和丙烷或丙烯氯氟化、氟化二步合成法等。
六氟丙烯氣相催化氟化
以六氯丙烯和氟化氫為原料可以通過氣相氟化反應合成七氟丙烷。
六氟丙烯氣相氟化的催化劑主要有活性炭和三氧化二鉻（Cr2O3）等，氣相氟化反應是在氟化催化劑存在下，六氟丙烯（HFP）和氟化氫進行加成反應。反應溫度為175～260℃，接觸時間為10～60秒，HF與HFP摩爾比為2～5。反應溫度過高時（如大于500℃），七氟丙烷會發生歧化反應，生成八氟丙烷（CF3-CF2-CF3）等副產物。由于烯烴雜質難于用蒸餾的方法去除，即使在較低的溫度下，例如175～260℃，反應生成的其他烯烴雜質也是影響最終產品質量和催化劑壽命的主要因素，這些因素給氣相氟化法生產七氟丙烷帶來許多麻煩。
六氟丙烯液相催化氟化法
以六氯丙烯和氟化氫為原料可以通過液相氟化反應合成七氟丙烷。
六氟丙烯的液相氟化的催化劑主要是五氟化銻、三氟化銻和液體有機堿的氟化氫鹽、含叔胺基團的離子交換劑等，液相氟化法是在常規的液相氟化催化劑存在下進行的，將六氟丙烯和氟化氫按一定比例混合加人裝有催化劑的壓力釜中，在一定壓力和溫度條件下攪拌進行加成反應，得到高轉化率和高選擇性的七氟丙烷。反應條件是：催化劑為五氟化銻（SbF5），反應壓力為常壓到3.0MPa，溫度為0～100℃，HF和HFP的摩爾比為化學計量值。反應的平均轉化率達到99%，對七氟丙烷的選擇性不低于99.9%。
安全事宜
安全警示
危險說明
含有加壓氣體；如果加熱可能會爆炸。
參考資料 >
1,1,1,2,3,3,3-Heptafluoropropane | C3HF7 | CID 67940 - PubChem.pubchem.2024-04-01
七氟丙烷.中華人民共和國藥典.2024-04-01