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 дигідроксиспиртів, також відомих як діоли . Таким чином, гліколь як спирт є безбарвною рідиною з високою в’язкістю і солодким смаком. На додаток до його чудової змішуваності з водою, він також добре розчинний в альдегідах , кетонах і оцтовій кислоті , але він зовсім не розчиняється в чотирихлористому вуглеці. Він порівняно 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 асоціацією молекул у рідкій фазі, спричиненою утворенням водневих зв’язків. У чистому вигляді етиленгліколь замерзає приблизно при -13°C, тоді як суміш етиленгліколь: вода може залишатися рідкою при значно нижчих температурах. Суміш із 40%води та 60%гліколю, наприклад, може витримувати 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, отримують шляхом гідролізу 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 каталізатора 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 проводяться в рідкій фазі з використанням гомогенних кислотних каталізаторів. Потік СО ₂ з попередніх стадій реакції 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 харчові підприємства або інші підприємства, де виробляються продукти, призначені для споживання. Коли потрібна низька токсичність, зазвичай використовується пропіленгліколь через його низьку гостру токсичність при пероральному введенні. Обидва типи гліколів відрізняються своїми фізичними властивостями. Їх хімічні властивості також різні. 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, оскільки пропіленгліколь має вищу питому 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 же 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 в 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 підвищує в’язкість чорнила і знижує ймовірність його 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 витримувати 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 в навколишнє середовище. Таким чином, охолоджуюча рідина запобігає замерзанню двигуна взимку і, водночас, діє як охолоджуюча рідина при високих температурах влітку. Крім відведення тепла від двигуна, охолоджуюча 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 різних елементів двигуна і всієї системи охолодження – цього можна досягти завдяки вмісту синергетичних інгібіторів корозії , які захищають метали, які зазвичай використовуються в системі такого типу. Це допомагає забезпечити тривалий термін служби та високу теплову ефективність
• захист від утворення і відкладення 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 охолоджуючих рідин Такі фактори, як зростання попиту на високопродуктивні транспортні засоби та збільшення використання високоякісних високотехнологічних присадок, доповнюють розвиток світового ринку автомобільних антифризів. Однак коливання цін 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 використовуються. PCC Group пропонує етиленгліколь (CAS 9005-07-6) . Доступний етиленгліколь діє як емульгатори та мастильні масла , особливо в автомобільній промисловості. Це чудовий компонент для виробництва охолоджуючих рідин з особливими вимогами.

Шкідливість етиленгліколю

Етиленгліколь токсичний для людини і викликає ряд фізіологічних проблем, включаючи смерть (Центр контролю за захворюваннями оцінює смертельну дозу від 1400 до 1600 мг/кг). В організмі людини він всмоктується через шкіру (дермальний шлях), дихальні та шлунково-кишкові шляхи. Отже, етиленгліколь не слід використовувати там, де можливе забруднення питної води. Його також не можна використовувати в системах опалення або охолодження в таких приміщеннях, як підприємства харчової промисловості чи 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). Він має гостру дію, подібну до дії етанолу. Ця дія на центральну нервову систему переважає в перші години після впливу. Прийом етиленгліколю без діагностики або лікування може призвести до тяжких тілесних ушкоджень і навіть смерті.

Етиленгліколь – поширені запитання

1. Чи можна змішувати етиленгліколь з пропіленгліколем?

Відповідь на це питання шукає кожен автовласник, який задається питанням, чи можна змішувати охолоджуючі рідини на основі різних гліколів. Не варто цього робити. У випадку з етиленгліколем і пропіленгліколем основна відмінність полягає 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 два гліколі. Він використовує відмінності у фізичних властивостях, питомій щільності та показнику заломлення між етиленом і пропіленгліколем. Останнє є дуже корисним параметром для визначення того, з якими відносинами ми маємо справу. Кілька крапель речовини поміщають на призму спеціального приладу, так званого 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 кількістю -OH гідроксильних груп у молекулі. Гліцерин є похідним пропану (пропантріол), тоді як етиленгліколь є похідним етану (етандіол). У водних розчинах вони знижують температуру замерзання, а також підвищують температуру кипіння. Маючи вибір гліцерину та етиленгліколю, варто розглянути можливість використання першого, оскільки 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 широкому діапазоні. Варто звернути увагу на придбання товарів найвищої якості. Етиленгліколь також входить до ряду реагентів, які пропонує PCC Group (номер CAS 9005-07-6).

5. Отруєння етиленгліколем – які симптоми?

Отруєння 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 отруєння етиленгліколем. Через 24 години з’являються перші симптоми ниркової недостатності. Отруєння викликає порушення кровообігу і навіть серйозне ураження центральної нервової системи.

6. Як відрізнити етиленгліколь від глюкози?

Ми можемо відрізнити ці дві сполуки, виконавши популярний тест Троммера. Глюкоза належить до так званих альдоз, які, у свою чергу, 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 купрум (II) гідроксиду CuOH ₂ до цегляного кольору міді (I) оксиду Cu ₂ O в лужному середовищі.