Властивості та застосування етиленгліколю

Фізико-хімічні властивості етиленгліколю

Етиленгліколь із формулою CH ₂ OH ₂ , також відомий як 1,2-етандіол, є популярною органічною сполукою. Паспорт безпеки етиленгліколю, як і інших речовин, є основним джерелом інформації про їхні фізичні та хімічні властивості. Етиленгліколь є основним компонентом антифризу в системах HVAC та автомобільних системах. Формула гліколю чітко вказує на те, що він належить до хімічної групи дигідроксиспіртів, також відомих як діоли . Таким чином, гліколь як спирт є безбарвною рідиною з високою в’язкістю і солодким смаком. У додатку до його чудової змішуваності з водою, він добре розчинний в альдегідах, кетонах і оцтовій кислоті , але він зовсім не розчиняється в чотирьоххлористому вуглеці. Він досить дешевий у виробництві. Його недоліком є ​​кристалізація при низьких температурах і менша (порівняно з пропіленгліколем) здатність поглинати тепло (це близько 50%теплоємності води). Етиленгліколь має високу температуру кипіння (197 °C) і низьку молекулярну масу. Це пояснюється міцною асоціативною молекулою в рідкій фазі, спричиненою утворенням провідних зв’язків. У чистому вигляді етиленгліколь замерзає приблизно при -13°C, тоді як суміш етиленгліколь: вода може залишатися слабкою при значних нижчих температурах. Суміш із 40%води та 60%гліколю, наприклад, можна підтримувати температуру приблизно до -37ᵒC. Слід зазначити, що етиленгліколь змішується з водою у всіх пропорціях. Це пояснюється наявністю в його структурі двох гідроксильних груп. Переглядаючи літературу або пропозиції виробників, можна зустріти термін моноетиленгліколь (МЕГ). Однак майте на увазі, що моноетиленгліколь і етиленгліколь – це, по суті, одна і та ж речовина.

Етиленгліколь – виробництво

Етиленгліколь, виготовлений у промислових масштабах, підтримується гідролізом етиленоксиду, отриманого при окисленні етилену. Виробництво етиленоксиду На першому етапі виробництва етиленгліколю етилен і кисень вводять у багатоканальний реактор. Реакція відбувається в газовій фазі в присутності срібла як каталізатор на основі оксиду алюмінію. Реакція дуже екзотермічна і виділяє велику кількість тепла. Виробництво та очищення етиленгліколю Оксид етилену реагує з CO ₂ з утворенням етиленкарбонату, який потім гідролізується до етиленгліколю. Обидві реакції здійснюються в рідкій фазі з використанням гомогенних кислотних каталізаторів. Потік СО ₂ з попереднього стадію реакцій повертається в реактор для етиленкарбонату. Потім етиленгліколь очищають у двох дистиляційних колонах, у яких з продукту видаляють воду. Каталізатор відокремлюється і повертається в реактори із замкнутим циклом.

Етиленгліколь і пропіленгліколь – основні відмінності

Однією з головних відмінностей між етиленгліколем і пропіленгліколем є рівень токсичності. Етиленгліколь токсичний, а пропіленгліколь – ні. У програмах, де токсичність не має значення, етиленгліколь часто є найкращим вибором для теплоносія. Етиленгліколь не слід використовувати, якщо він може бути проковтнути або випадково потрапити в їжу або питну воду. Його також не слід використовувати в системах опалення або охолодження в приміщеннях, таких як підприємства харчової промисловості чи інші підприємства, де виробляються продукти, призначені для споживання. Коли потрібна низька токсичність, раніше використовується пропіленгліколь через його низьку гостру токсичність при пероральному введенні. Обидва типи гліколів відрізняються своїми фізичними властивостями. Їх хімічні різні властивості також. Етиленгліколь широко використовується там, де важлива продуктивність і немає прямого контакту з людьми чи тваринами. Етиленгліколь має чудову тепловіддачу та захист від морозу. Низька в’язкість гліколю сприяє чудовій ефективності теплопередачі, а транспортні властивості перевершують пропіленгліколь при нижчих температурах. Однак наступний пропіленгліколь має вищу пітну теплоємність, необхідно циркулювати більше етиленгліколю, щоб передати ту саму кількість енергії, що й пропіленгліколь. Розчини пропіленгліколю мають вищу в’язкість і температуру застигання, ніж етиленгліколь за тих самих умов. Перш за все, при нижчих температурах пропіленгліколь термічно менш ефективний, ніж етиленгліколь.

Етиленгліколь – застосування

У зв’язку з широким використанням в автомобільній промисловості варто запитати себе: що таке етиленгліколь, яке його застосування та властивості. Етиленгліколь широко використовується у багатьох промислових і комерційних цілях. Цей продукт також міститься в ряді популярних побутових товарів, таких як миючі засоби , косметика , фарби та розчинники для пластмас . Інші застосування гліколю:

• виробництво скловолокна для таких продуктів, як водні скутери, ванни та кулі для боулінгу.
• виробництво чорнила для ручок та інших видів чорнила. Етиленгліколь робить в’язкість зменшила його чорнила і ймовірність випаровування.
• рідкі теплоносії, такі як промислові теплоносії для газових компресорів, систем опалення, вентиляції та кондиціонування повітря, а також ковзанок. Етиленгліколь надає промисловим охолоджувачам властивості, які допомагають їм протікати через системи охолодження та підтримувати екстремальні температури.

Етиленгліколь в охолоджуючих рідинах

Завдяки своїм властивостям етиленгліколь (крім пропіленгліколю) є популярним компонентом охолоджуючих рідин для двигунів внутрішнього згоряння. Основне завдання охолоджуючої рідини – ефективно збирати теплову енергію від двигуна і розсіювати її через радіатор у навколишньому середовищі. Таким чином, охолоджувальна рідина запобігає замерню двигуна взимку і, водночас, діє як охолоджувальна рідина при високій температурі влітку. Крім відведення тепла від двигуна, охолоджувальна рідина повинна виконувати ряд не менш важливих функцій, таких як:

• захист від замерзання – етиленгліколь як компонент антифризів впливає на поліпшення теплообмінних властивостей, включаючи зниження динамічної в’язкості та підвищення теплопровідності.
• захист від кавітації – теплоносій створює ефективний захисний шар від замерзання, кипіння та кавітації, запобігаючи утворенню кавітаційних ям.
• захист від корозії елементів різних двигунів і в усій системі охолодження – цим можна досягти досягнення вмісту синергетичних інгібіторів корозії , які захищають метали, які застосовуються в системі такого типу. Це допоможе забезпечити тривалий термін служби та високу теплову ефективність
• захист від утворення і відкладання домішок в системі

Етиленгліколь як компонент антифризів має покращені теплообмінні властивості, включаючи меншу динамічну в’язкість і вищу теплопровідність. Рідини на основі етиленгліколю можна успішно використовувати в установках з металів та їх сплавів, таких як мідь, латунь, сталь, чавун або алюміній . У таких системах охолодження без проблем можна використовувати всі звичайні ущільнення. Майбутнє охолоджуючий фактор таких факторів, як зростаючий попит на високопродуктивні автомобілі та збільшення використання високоякісних високотехнологічних присадок, доповнюють розвиток світового ринку автомобільних антифризів. Однак коливання ціни на сировину (сиру нафту) і зростання попиту на електромобілі, що живляться від акумуляторів, дещо гальмують розвиток цього сектора. Наявність нових екологічно чистих біотехнологічних холодоагентів і антифризів, безсумнівно, доповнить розвиток ринку автомобільних антифризів у найближчому майбутньому та підвищить якість тих, що зараз з’являються. PCC Group пропонує етиленгліколь (CAS 9005-07-6) . Доступний етиленгліколь діє як емульгатори та мастильні масла , особливо в автомобільній промисловості. Це відмінний компонент для виробництва охолоджуючих рідин з особливими вимогами.

Шкідливість етиленгліколю

Етиленгліколь токсичний для людини і захист ряду фізіологічних проблем, включаючи смерть (Центр контролю за захворюваннями оцінює смертельну дозу від 1400 до 1600 мг/кг). У організмі людини він всмоктується через шкіру (дермальний шлях), дихальні та шлунково-кишкові шляхи. Отже, етиленгліколь не слід використовувати там, де можливе захворювання питної води. Його також не можна використовувати в системах опалення або охолодження в таких приміщеннях, як харчові заводи або інші підприємства, де виробляються споживчі продукти. Пари етиленгліколю можуть призвести до втрати свідомості, а в низьких концентраціях викликають подразнення носа та горла. Набагато серйозніші наслідки прийому етиленгліколю. Його токсичність зумовлена ​​в основному накопиченням токсичних метаболітів. Етиленгліколь має сильний вплив на центральну нервову систему (ЦНС). Має гостру дію, подібну до дії етанолу. Ця дія на центральну нервову систему переважає в перші роки після впливу. Прийом етиленгліколю без діагностики чи лікування може призвести до важких тілесних пошкоджень і навіть смерті.

Етиленгліколь – розширені запитання

1. Чи можна змішувати етиленгліколь з пропіленгліколем?

Відповідь на це питання шукає кожен автовласник, який задається питанням, який можна змішувати охолоджуючі рідини на основі різних гліколів. Не варто цього робити. У випадку з етиленгліколем і пропіленгліколем основна відмінність виникає в щільності цих речовин. На практиці виміряти морозостійкість рідини складно, і це може обернутися неприємностями в зимовий період.

2. Як відрізнити етиленгліколь від пропіленгліколю?

Існує метод, щоб відрізнити ці дві гліколи. Він використовує відмінності у фізичних властивостях, питомій щільності та показник заломлення між етиленом і пропіленгліколем. Останнє є дуже корисним параметром для визначення того, з якими відносинами ми маємо справу. Кілька крапельних речовин поміщають на призму спеціального приладу, так само як і рефрактометра, і зчитують показник заломлення, що дозволяє ідентифікувати.

3. Чим етиленгліколь відрізняється від гліцерину?

Обидві сполуки належать до однієї хімічної групи, тобто спиртів . Вони відрізняються деякі -OH гідроксильних груп у молекулі. Гліцерин є похідним пропаном (пропантріол), тоді як етиленгліколь є похідним етаном (етандіол). У водних розчинах вони знижують температуру замерзання, а також підвищують температуру кипіння. Маючи вибір згліцерину та етиленгліколю, варто відшкодувати можливість використання першим, після чого він безпечніший у використанні. Його негативний вплив на довкілля також менший.

4. Де можна купити етиленгліколь?

Етиленгліколь легко купити в хімічних магазинах або оптовиках . Ціна цієї речовини знаходиться в досить широкій зоні. Варто звернути увагу на придбання товарів найвищої якості. Етиленгліколь також входить до ряду реагентів, які пропонує PCC Group (номер CAS 9005-07-6).

5. Отрування етиленгліколем – які симптоми?

Отрування етиленгліколем дуже часто нагадує стан алкогольного сп’яніння. Відзначається помітна неузгодженість рухів, сонливість, прискорене дихання, підвищення артеріального тиску, в окремих випадках судоми. Не можна недооцінювати отрування етиленгліколем. Через 24 роки з’являються перші симптоми ниркової недостатності. Отруєння порушення кровообігу і системи навіть серйозного ураження центральної нервової системи.

6. Як відрізнити етиленгліколь від глюкози?

Ми можемо відрізнити ці дві суміші, виконавши популярний тест Троммера. Глюкоза належить до так званих альдозів, які, у свій час, класифікуються як альдегіди. Відомо, що альдегіди проходять тест Троммера, тоді як діоли (наприклад, етиленгліколь) не проходять його. Весь експеримент заснований на відновленні (з використанням досліджуваної речовини) синього кольору купруму (II) гідроксиду CuOH ₂ до цегляного кольору міді (I) оксиду Cu ₂ O в лужному середовищі.