Propriétés et utilisations de l’éthylène glycol

Propriétés physicochimiques de l’éthylène glycol

L’éthylène glycol de formule CH ₂ OH ₂ , également connu sous le nom de 1,2-éthanediol, est un composé organique populaire. La fiche de données de sécurité de l’éthylène glycol, ainsi que d’autres substances, constitue la principale source d’informations sur leurs propriétés physiques et chimiques. L’éthylène glycol est le composant principal de l’antigel dans les systèmes CVC et automobiles. La formule du glycol indique clairement qu’il appartient à un groupe chimique d’alcools dihydroxylés, également appelés diols . Ainsi, le glycol en tant qu’alcool est un liquide incolore avec une viscosité élevée et un goût sucré. En plus de son excellente miscibilité avec l’eau, il est également très soluble dans les aldéhydes , les cétones et l’acide acétique , mais il ne se dissout pas du tout dans le tétrachlorure de carbone. Sa production est relativement bon marché. Son inconvénient est la cristallisation à basse température et une capacité inférieure (par rapport au propylène glycol) à absorber la chaleur (soit environ 50 %de la capacité thermique de l’eau). L’éthylène glycol a un point d’ébullition élevé (197ᵒC) tout en ayant un faible poids moléculaire. Cela est dû à la forte association de molécules dans la phase liquide, provoquée par la formation de liaisons hydrogène. Sous sa forme pure, l’éthylène glycol gèle à environ -13 °C, tandis que le mélange éthylène glycol : eau peut rester liquide à des températures beaucoup plus basses. Un mélange de 40 %d’eau et 60 %de glycol, par exemple, peut résister à des températures allant jusqu’à environ -37ᵒC. Il est à noter que l’éthylène glycol est miscible à l’eau en toutes proportions. Cela est dû à la présence de deux groupes hydroxyle dans sa structure. En parcourant la littérature ou les offres des fabricants, on peut tomber sur le terme monoéthylène glycol (MEG). Cependant, gardez à l’esprit que le monoéthylène glycol et l’éthylène glycol sont en fait la même substance.

Éthylène glycol – production

L’éthylène glycol fabriqué à l’échelle industrielle est produit par l’hydrolyse de l’oxyde d’éthylène obtenu lors de l’oxydation de l’éthylène. Production d’oxyde d’éthylène Dans la première étape de la production d’éthylène glycol, l’éthylène et l’oxygène sont introduits dans un réacteur multicanal. La réaction a lieu en phase gazeuse en présence d’argent comme catalyseur à base d’oxyde d’aluminium. La réaction est hautement exothermique et libère de grandes quantités de chaleur. Production et purification de l’éthylène glycol L’oxyde d’éthylène réagit avec le CO ₂ pour former du carbonate d’éthylène, qui est ensuite hydrolysé en éthylène glycol. Les deux réactions sont réalisées en phase liquide en utilisant des catalyseurs acides homogènes. Le flux de CO ₂ issu des étapes réactionnelles précédentes est recyclé vers le réacteur à carbonate d’éthylène. L’éthylène glycol est ensuite purifié dans deux colonnes de distillation dans lesquelles l’eau est éliminée du produit. Le catalyseur est séparé et renvoyé vers les réacteurs en boucle fermée.

Éthylène glycol et propylène glycol – différences fondamentales

L’une des différences majeures entre l’éthylène glycol et le propylène glycol est le niveau de toxicité. L’éthylène glycol est toxique et le propylène glycol ne l’est pas. Dans les applications où la toxicité n’a pas d’importance, l’éthylène glycol est souvent le meilleur choix pour le fluide caloporteur. L’éthylène glycol ne doit pas être utilisé s’il est susceptible d’être ingéré ou s’il pourrait accidentellement entrer en contact avec des aliments ou de l’eau potable. Il ne doit pas non plus être utilisé dans les systèmes de chauffage ou de refroidissement de locaux tels que les usines de transformation des aliments ou d’autres établissements où sont fabriqués des produits destinés à la consommation. Lorsqu’une faible toxicité est requise, le propylène glycol est couramment utilisé en raison de sa faible toxicité aiguë lorsqu’il est administré par voie orale. Les deux types de glycols diffèrent par leurs propriétés physiques. Leurs propriétés chimiques sont également différentes. L’éthylène glycol est largement utilisé là où la performance est importante et où il n’y a pas de contact direct avec les humains ou les animaux. L’éthylène glycol présente un excellent transfert de chaleur et une excellente protection contre le gel. La faible viscosité du glycol contribue à l’excellente efficacité du transfert de chaleur et les propriétés de transport dépassent celles du propylène glycol à des températures plus basses. Cependant, comme le propylène glycol a une chaleur spécifique plus élevée, il est nécessaire de faire circuler davantage d’éthylène glycol pour transférer la même quantité d’énergie que le propylène glycol. Les solutions de propylène glycol ont une viscosité et un point d’écoulement plus élevés que ceux de l’éthylène glycol dans les mêmes conditions. Tout d’abord, à des températures plus basses, le propylène glycol est thermiquement moins efficace que l’éthylène glycol.

Éthylène glycol – application

En raison de son utilisation répandue dans l’industrie automobile, il convient de se demander : qu’est-ce que l’éthylène glycol et quelles sont ses utilisations et propriétés. L’éthylène glycol est largement utilisé dans de nombreuses applications industrielles et commerciales. Ce produit apparaît également dans un certain nombre de produits ménagers populaires, tels que les détergents , les cosmétiques , les peintures et les solvants pour plastiques . Les autres applications du glycol sont :

• production de fibres de verre pour des produits tels que des scooters des mers, des baignoires et des boules de bowling.
• production d’encre pour stylos et autres types d’encres. L’éthylène glycol augmente la viscosité de l’encre et réduit le risque de son évaporation.
• des caloporteurs liquides tels que les liquides de refroidissement industriels pour les compresseurs de gaz, les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation, ainsi que les patinoires. L’éthylène glycol confère aux liquides de refroidissement industriels des propriétés qui les aident à circuler dans les systèmes de refroidissement et à résister à des températures extrêmes.

Éthylène glycol dans les liquides de refroidissement

En raison de ses propriétés, l’éthylène glycol (outre le propylène glycol) est un composant populaire des liquides de refroidissement pour moteurs à combustion interne. La tâche principale du liquide de refroidissement est de collecter efficacement l’énergie thermique du moteur et de la dissiper vers l’environnement via le radiateur. Le liquide de refroidissement empêche ainsi le moteur de geler en hiver et agit en même temps comme liquide de refroidissement en cas de températures élevées en été. En plus de l’évacuation de la chaleur du moteur, le liquide de refroidissement doit remplir un certain nombre de fonctions non moins importantes, telles que :

• protection contre le gel – l’éthylène glycol en tant que composant des agents antigel influence l’amélioration des propriétés de transfert de chaleur, notamment une viscosité dynamique plus faible et une conductivité thermique plus élevée
• protection contre la cavitation – le liquide de refroidissement crée une couche protectrice efficace contre le gel, l’ébullition et la cavitation, empêchant ainsi la formation de piqûres de cavitation
• protection contre la corrosion de divers éléments du moteur et de l’ensemble du système de refroidissement – ceci peut être obtenu grâce à la teneur en inhibiteurs de corrosion synergiques qui protègent les métaux, couramment utilisés dans ce type de système. Cela contribue à garantir une longue durée de vie et une efficacité thermique élevée
• protection contre la formation et le dépôt d’impuretés dans le système

L’éthylène glycol en tant que composant des agents antigel présente des propriétés de transfert de chaleur améliorées, notamment une viscosité dynamique plus faible et une conductivité thermique plus élevée. Les fluides à base d’éthylène glycol peuvent être utilisés avec succès dans les installations constituées de métaux et de leurs alliages tels que le cuivre, le laiton, l’acier, la fonte ou l’aluminium . Tous les joints courants peuvent être utilisés sans problème dans de tels systèmes de refroidissement. L’avenir des liquides de refroidissement Des facteurs tels que la demande croissante de véhicules hautes performances et l’utilisation accrue d’additifs de haute qualité et de haute technologie complètent le développement du marché mondial des antigels automobiles. Cependant, les fluctuations des prix des matières premières (pétrole brut) et la demande croissante de véhicules électriques alimentés par batteries freinent quelque peu le développement de ce secteur. La disponibilité de nouveaux réfrigérants et antigels biotechnologiques respectueux de l’environnement complétera sûrement le développement du marché des antigels automobiles dans un avenir proche et augmentera la qualité de ceux actuellement utilisés. Le Groupe PCC propose de l’éthylène glycol (CAS 9005-07-6) . L’éthylène glycol disponible agit comme émulsifiant et huile lubrifiante , notamment dans l’industrie automobile. C’est un excellent composant pour la production de liquides de refroidissement ayant des exigences particulières.

Nocivité de l’éthylène glycol

L’éthylène glycol est toxique pour l’homme et provoque un certain nombre de problèmes physiologiques, y compris la mort (le Disease Control Center estime la dose mortelle entre 1 400 et 1 600 mg/kg). Il est absorbé par la peau (voie cutanée), les voies respiratoires et gastro-intestinales du corps humain. Par conséquent, l’éthylène glycol ne doit pas être utilisé dans des applications où la contamination de l’eau potable est possible. Il ne doit pas non plus être utilisé dans les systèmes de chauffage ou de refroidissement de locaux tels que les usines de transformation des aliments ou autres installations où sont fabriqués des produits destinés à la consommation. Les vapeurs d’éthylène glycol peuvent entraîner une perte de conscience et, à faibles concentrations, provoquer une irritation du nez et de la gorge. Les effets de l’ingestion d’éthylène glycol sont bien plus graves. Sa toxicité est principalement due à l’accumulation de métabolites toxiques. L’éthylène glycol a un effet important sur le système nerveux central (SNC). Il a un effet aigu similaire à celui de l’éthanol. Cet effet sur le système nerveux central prévaut dans les premières heures suivant l’exposition. La consommation non diagnostiquée ou non traitée d’éthylène glycol peut entraîner de graves blessures corporelles, voire la mort.

Éthylène glycol – FAQ

1. L’éthylène glycol peut-il être mélangé avec du propylène glycol ?

La réponse à cette question est recherchée par tout propriétaire de voiture qui se demande s’il est possible de mélanger des liquides de refroidissement à base de différents glycols. Cela ne devrait pas être fait. Dans le cas de l’éthylène glycol et du propylène glycol, la principale différence réside dans la densité de ces substances. En pratique, il est difficile de mesurer la résistance au gel du fluide, ce qui peut entraîner des problèmes pendant la saison hivernale.

2. Comment distinguer l’éthylène glycol du propylène glycol ?

Il existe une méthode disponible pour distinguer ces deux glycols. Il utilise les différences de propriétés physiques, de densité spécifique et d’indice de réfraction entre l’éthylène et le propylène glycol. Ce dernier est un paramètre très utile pour déterminer à quelle relation nous avons affaire. Quelques gouttes de la substance sont placées sur le prisme d’un appareil spécial, appelé réfractomètre, et lisent l’indice de réfraction qui permet l’identification.

3. En quoi l’éthylène glycol est-il différent du glycérol ?

Les deux composés appartiennent au même groupe chimique, à savoir les alcools . Ils diffèrent par la quantité de groupes hydroxyles -OH dans la molécule. Le glycérol est un dérivé du propane (propanetriol), tandis que l’éthylène glycol est un dérivé de l’éthane (éthanediol). Dans les solutions aqueuses, ils abaissent le point de congélation et augmentent également le point d’ébullition. Ayant le choix entre le glycérol et l’éthylène glycol, il vaut la peine d’envisager l’utilisation du premier car il est plus sûr à utiliser. Son impact négatif sur l’environnement est également moindre.

4. Où peut-on acheter de l’éthylène glycol ?

L’éthylène glycol peut être facilement acheté dans les magasins de produits chimiques ou chez les grossistes . Le prix de cette substance se situe dans une fourchette relativement large. Il convient de prêter attention à l’achat de produits de la plus haute qualité. L’éthylène glycol fait également partie de la gamme de réactifs proposée par le Groupe PCC (numéro CAS 9005-07-6).

5. Intoxication à l’éthylène glycol – quels sont les symptômes ?

L’intoxication à l’éthylène glycol ressemble très souvent à un état d’intoxication alcoolique. Il existe une incohérence notable des mouvements, une somnolence, une respiration rapide, une augmentation de la pression artérielle et, dans certains cas, des convulsions. L’empoisonnement à l’éthylène glycol ne peut être sous-estimé. Après 24 heures, les premiers symptômes d’insuffisance rénale apparaissent. L’empoisonnement provoque une insuffisance circulatoire et même de graves dommages au système nerveux central.

6. Comment distinguer l’éthylène glycol du glucose ?

Nous pouvons distinguer ces deux composés en effectuant le test populaire de Trommer. Le glucose appartient aux aldoses, eux-mêmes classés comme aldéhydes. Les aldéhydes sont connus pour réussir le test de Trommer, tandis que les diols (par exemple l’éthylène glycol) ne le réussissent pas. L’ensemble de l’expérience est basé sur la réduction (à l’aide de la substance testée) de l’hydroxyde de cuivre (II) bleu CuOH ₂ en oxyde de cuivre (I) couleur brique Cu ₂ O dans un environnement alcalin.