Химические свойства этиленгликоля, формула и класс вещества, применение в автомобиле

Цены на растворы этиленгликоля оптом

Мы производим по индивидуальному заказу растворы с любой концентрацией, равно любой температуры замерзания.ВНИМАНИЕ! В связи с колебанием рыночных цен на сырье, указанные на сайте цены на текущий момент могут быть не актуальны. Уточняйте цены у менеджеров по запросу

Цена не является публичной офертой. Указанная средняя стоимость в руб./кг носит информационный характер. Условия доставки товара обсуждайте с менеджером.

Cпецификация

Реализация и изготовление теплоносителя

Теплоноситель выпускается следующих марок:

• На основе этиленгликоля:до — 40 градусов Цельсия;
• На основе пропиленгликоля:Теплоноситель ЭКО до — 40 градусов Цельсия;

Теплоносители на основе этиленгликоля применяются в качестве рабочей жидкости в системах отопления и кондиционирования крупных промышленных объектов, а также индивидуальных домов и дач (в одноконтурных газовых, тэновых и твердотопливных котлах).

Теплоносители на основе пропиленгликоля также используются в любых системах в качестве рабочей жидкости, но в первую очередь на объектах с повышенными требованиями к экологической безопасности (в двухконтурных котлах, тепловых насосах).

Особенности:

• Диапазоны рабочих температур от -40oС до +104oС.
• Специально подобранный пакет присадок в теплоносителе надежно защищает оборудование от накипи, пенообразования и коррозии.
• Теплоносители не оказывают агрессивного воздействия на пластик и металлопластик, резину, поранит и лен, что исключает возможность протечек. Однако следует знать, что все теплоносители обладают несколько большей текучестью, чем вода, поэтому необходимо тщательнее осуществлять сборку всех стыковочных узлов и обязательно проводить предварительную опрессовку системы. При необходимости, места соединений в системах можно обрабатывать герметиками, стойкими к гликолевым смесям (Гермесил, ABRO, LOCTITE), а также использовать шелковистый лен без подмазки масляной краской.
• Теплоносители при нагреве имеют высокий коэффициент объемного расширения и, как следствие этого, расширительный бак в системах должен быть не менее 15% их объема.
• Для информации: теплоноситель, разбавленный даже до -15oС, гарантированно защитит систему от разрушения в случае аварийной остановки и при более низких (до -60oС) показателях температуры, так как гликолевые растворы при охлаждении не расширяются в объеме.
• Примечание: так как в канистры теплоноситель фасуется в килограммах, необходимо это учитывать при расчетах- плотность теплоносителя 1,05кг/л.

Стоимость:

По теме: Теплоноситель для систем вентиляции…

Теплоносители в системах отопления

Состав любого теплоносителя условно можно разделить на четыре составляющие. К ним относятся:

• основа (одна из разновидностей гликолей и полигликолей);
• красители;
• пакет присадок;
• специально подготовленная деминерализованная (дистиллированная) вода.

В состав основы может входить один из трёх спиртов: глицерин, пропиленгликоль, этиленгликоль. Разумеется, если просто перемешать все эти компоненты в домашних условиях, то вместо теплоносителя можно получить бесполезную цветную жидкость с нерастворённой взвесью. Производство теплоносителя — это сложный процесс, осуществляемый в промышленных условиях с соблюдением ГОСТа, многочисленных рецептур и технических требований под контролем высококвалифицированных специалистов.

Основные плюсы этандиола

Отличительной характеристикой теплоносителя на основе этиленгликоля является то, что он устойчив к низким температурам и замерзает при -65 градусах (в зависимости от концентрации). Входящие в их состав присадки предотвращают образование накипи и коррозии в трубах. В отличие от других теплоносителей, например, воды, водногликолевые растворы при замерзании расширяются всего на 1,5−2%, что не оказывает негативного влияния на работу тепловых систем.

Обычно чистый концентрат никогда не заливают и смешивают его с дистиллированной водой в пропорции 60 на 40 или 50/50.

Между моноэтиленгликолем и этиленгликолем разницы практически нет — это прозрачная вязкая жидкость, относящаяся к спиртам. К минусам такого теплоносителя относят его токсичность. Попадание 0,1 литра этой жидкости внутрь организма может привести к летальному исходу. Однако при соблюдении эксплуатационных требований и герметичности контура его утечек можно избежать. Всё же по некоторым предписаниям он не применяется в системах отопления детского сада и в некоторых других муниципальных и технических объектах, т. к. в случае утечки это может привести к отравлению людей.

Альтернативная жидкость

Как следствие, позже был изобретён теплоноситель на основе пропиленгликоля. Отличить его можно по специальной маркировке, на которой указана температура замерзания (до минус 30). Пропиленгликоль используется для производства массы продуктов не только в химической, но и в пищевой промышленности. Из него производят добавку Е1520, а также при смешивании с глицерином 50/50 добавляют в электронные сигареты. Иными словами, он совершенно безвреден.

Единственным его минусом является цена, т. к. у такого экологического теплоносителя она будет в два раза больше. Фактически 10 кг этиленгликоля и пропиленгликоля стоят одинаково, однако первый можно разводить с водой почти в два раза, что является намного выгоднее.

У теплоносителя как на основе этиленгликоля, так и на основе пропиленгликоля теплоёмкость гораздо ниже. Соответственно, при проектировании системы отопления следует закладывать большее количество секций радиаторов для создания большей теплоотдачи. Вязкость и плотность у этих теплоносителей также в два-три раза выше, чем у воды, поэтому циркуляционные насосы также следует закладывать больше и мощнее.

Это не касается домов большой площади, т. к. там уже рассчитаны насосы с больши́м запасом.

У пропиленгликоля довольно большое объёмное расширение, и расширительный бак для него необходим большего размера. Кроме того, эти спирты запрещают использовать в качестве теплоносителей большинство производителей газовых и электрических котлов, т. к. их кислотность не всегда совместима с прокладками и теплообменниками. Они также не очень хорошо «дружат» с алюминиевыми радиаторами и межсекционными прокладками, опять же из-за высокой кислотности. Во время эксплуатации их будет разъедать. Отсюда лучше использовать либо литые, либо стальные панельные радиаторы.

Так как этиленгликоль является ядовитым веществом, то утилизировать теплоноситель на его основе (после окончания срока службы) необходимо специальным способом. Существуют определённые компании, которые занимаются его утилизацией. Попросту сливать этиленгликоль в почву крайне не рекомендуется.

Конечно, для хорошей циркуляции по узким каналам отопительного оборудования необходим теплоноситель с самой лучшей текучестью и минимальной вязкостью

Принимая во внимание свойства основ, носители из ядовитого для человека этиленгликоля, представляющего опасность, окрашиваются в красный цвет, а из пропиленгликоля — в зелёный (с пометкой технической жидкости).

Этиленгликоль – токсичный двухатомный спирт

Химическая формула данного простейшего многоатомного спирта – С2Н6О2 (иначе ее можно записать следующим образом – НО–СН2–СН2–ОН). Этиленгликоль имеет слегка сладковатый вкус, не имеет запаха, в очищенном состоянии выглядит, как немного маслянистая бесцветная прозрачная жидкость.

Так как он причислен к токсичным соединениям (по общепринятой классификации – третий класс опасности), следует избегать попадания данного вещества (в растворах и в чистом виде) в организм человека. Основные химические и физические свойства 1,2-диоксиэтана:

• молярная масса – 62,068 г/моль;
• коэффициент оптического преломления – 1,4318;
• температура воспламенения – 124 градуса (верхний предел) и 112 градусов (нижний предел);
• температура самовоспламенения – 380 °С;
• температура замерзания (стопроцентный гликоль) – 22 °С;
• температура кипения – 197,3 °С;
• плотность – 11,113 г/кубический сантиметр.

Пары описываемого двухатомного спирта вспыхивают в тот момент, когда его температура достигает 120 градусов. Еще раз напомним, что 1,2-этандиол имеет 3-й класс опасности. А это означает, что его предельно допустимые концентрации в атмосфере могут быть не более 5 миллиграмм/кубический метр. Если же этиленгликоль попадает в организм человека, в нем могут развиться необратимые негативные явления, которые способны привести к смерти. При однократном употреблении вовнутрь 100 и более миллилитров гликоля наступает летальный исход.

Пары данного соединения менее токсичны. Так как этиленгликоль характеризуется сравнительно малым показателем летучести, реальная опасность для человека возникает тогда, когда он систематически вдыхает пары 1,2-этандиола. О том, что есть вероятность отравления парами (либо туманами) рассматриваемого соединения, сигнализирует кашель и раздражение слизистой оболочки. Если человек отравляется гликолем, ему следует принять препарат, содержащий 4-метилпиразол (мощный антидот, подавляющий фермент алкогольдегидрогеназы), или этанол (одноатомный этиловый спирт).

Инструкции по технике безопасности

• Проницаемость этиленгликоля для кожи аналогична проницаемости этанола и глицерина . Этиленгликоль очень трудно всасывается через неповрежденную кожу. При контакте с глазами или слизистыми оболочками может возникнуть покраснение или воспаление, а также может возникнуть раздражение.
• Из-за низкого давления пара его практически можно вдыхать только в виде аэрозоля или паров горячих продуктов, содержащих этиленгликоль.
• При проглатывании 30 мл и более считается серьезным, если более 100 мл — опасным для жизни отравлением . BfR определяет токсическую дозу 0,1 мл / кг массы тела для человека.

Оральная токсичность

Симптомы аналогичны симптомам («фальсифицированный алкоголь»). Однако продукты распада совершенно разные. Из-за сладкого вкуса разбавленного водой антифриза отравление этиленгликолем не редкость. Взрослым рекомендуется немедленное в качестве противоядия (150 мл виски или бренди); клинически 4-метилпиразол ( фомепизол ) или этанол назначают внутривенно.

Для клеток токсичен не сам этиленгликоль, а его метаболиты с альдегидными функциями, гликолевый альдегид , глиоксаль и глиоксиловая кислота . Они реагируют со всеми тиоловыми и аминогруппами ферментов и белков. Фермент (ADH) катализирует эти стадии окисления (спирт → альдегид). Рекомендуемые антидоты действуют как конкурентные ингибиторы алкогольдегидрогеназы. Фермент альдегидоксидаза (АО) контролирует стадию медленного окисления (альдегид → карбоновая кислота).

При отсутствии лечения отравление прогрессирует в три стадии: от начальных симптомов (головокружение, опьянение, нарушение сознания), поражения сердца и печени (через 12–24 часов) до уремической комы с острой почечной недостаточностью . Обнаружены типичные продукты разложения и вторичные продукты, такие как гликолевая кислота , гиппуровая кислота и щавелевая кислота .

Особенности трёх спиртов

Спирты — это функциональные производные углеводородов, имеющие в своём составе гидроксильную группу. Если она одна, то это одноатомные спирты, если гидроксигрупп несколько, то это многоатомные спирты. Например, в молекуле этандиола-1,2 две гидроксильные группы:

НО — СН2 — СН2 — ОН

В молекуле пропантриола-1,2,3 три гидроксильные группы. Соответственно, он является трёхатомным спиртом:

НО — СН2 — ОН — СН — СН2 — ОН

​Вещества, содержащие несколько ОН-групп одного атома углерода, не относятся к классу спиртов и в большинстве случаев очень неустойчивы. В результате отщепления воды они превращаются в карбонильные соединения: СН3 — ОН — СН — ОН (гидрат ацетальдегида) = С2Н4О (ацетальдегид или этаналь) + Н2О (вода).

Из спиртов выделяются два представителя: этандиол-1,2 (c2h6o2) и пропантриол-1,2,3 (С3Н8О3). Название многоатомных спиртов строится так же, как и одноатомных. Сначала идёт название соответствующего алкана, на конце «ол», а перед ним располагается суффикс, обозначающий количество гидроксигрупп (ди, три, тетра). Например, диэтиленгликоль, триэтандиол, триэтиленгликоль и др.

Этандиол имеет ещё одно название — этиленгликоль, а пропантриол — это тот же глицерин или глицерол. В целом двухатомные спирты часто называют гликолями. Этиленгликолевый раствор (смешанный с водой) замерзает при температурах ниже 40 градусов, поэтому он используется в системе охлаждения двигателей у автомобилей в зимний период.

Этиленгликоль, формула которого С2Н6О2, является простейшим видом спиртов. В очищенном виде он представляет собой прозрачную бесцветную жидкость, слегка маслянистой консистенции. Он не имеет запаха и обладает сладковатым вкусом; токсичен. Попадание этиленгликоля или его растворов в организм человека может вызвать необратимые изменения и привести к смерти.

Применение [ править | править код ]

Благодаря своей дешевизне этиленгликоль нашёл широкое применение в технике.

• Как компонент автомобильных антифризов и тормозных жидкостей, что составляет 60% его потребления. Смесь 60% этиленгликоля и 40% воды замерзает при −49 °С. Коррозионно активен, поэтому применяется с ингибиторами коррозии;
• Используется как теплоноситель с содержанием не более 50% в системах отопления (частные дома в основном)
• В качестве теплоносителя в виде раствора в автомобилях, в системах жидкостного охлаждения компьютеров;
• В производстве целлофана, полиуретанов и ряда других полимеров. Это второе основное применение;
• Как растворитель красящих веществ;
• В органическом синтезе:

• в качестве высокотемпературного растворителя.
• для защиты карбонильной группы путём получения 1,3-диоксолана. Обработкой вещества с карбонильной группой в бензоле или толуоле этиленгликолем в присутствии кислого катализатора (толуолсульфоновой кислоты, BF₃•Et₂O и др.) и азеотропной отгонкой на насадке Дина-Старка образующейся воды. Например, защита карбонильной группы изофорона

1,3-диоксоланы могут быть получены также при реакции этиленгликоля с карбонильными соединениями в присутствии триметилхлорсилана или комплекса диметилсульфат-ДМФА 1,3-диоксалана устойчивы к действию нуклеофилов и оснований. Легко регенерируют исходное карбонильное соединение в присутствии кислоты и воды.

• Как компонент противоводокристаллизационной жидкости «И».
• В качестве криопротектора.
• Для поглощения воды, для предотвращения образования гидрата метана (ингибитор гидратообразования), который забивает трубопроводы при добыче газа в открытом море. На наземных станциях его регенерируют путём осушения и удаления солей.
• Этиленгликоль является исходным сырьём для производства взрывчатого веществанитрогликоля.

Этиленгликоль также применяется:

• при производстве конденсаторов
• при производстве 1,4-диоксана
• как теплоноситель в системах чиллер-фанкойл
• в качестве компонента крема для обуви (1‒2 %)
• в составе для мытья стёкол вместе с изопропиловым спиртом
• при криоконсервировании биологических объектов (в крионике) в качестве криопротектора.
• при производстве полиэтилентерефталата, пластика популярных ПЭТ-бутылок.

Важнейшие требования ГОСТ 19710 к готовому гликолю

С 1984 года действует ГОСТ 19710, который устанавливает требования к тому, какие свойства (температура замерзания, плотность и так далее) должен иметь этиленгликоль, используемый на предприятиях автомобилестроения и в других отраслях народного хозяйства, где на его основе выпускают разнообразные составы.

По ГОСТ 19710 гликоль (как жидкость) может быть двух типов: первого сорта и высшего сорта. Доля (массовая) воды в гликоле первого сорта должна быть до 0,5 %, высшего – до 0,1 %, железа – до 0,00005 и 0,00001 %, кислот (в пересчете на уксусную кислоту) – до 0,005 и 0,0006 %. Остаток после прокаливания готового продукта не может быть более 0,002 и 0,001 %.

Цвет 1,2-диоксиэтана по ГОСТ 19710 (по шкале Хазена):

• после кипячения в растворе кислоты (соляной) – 20 единиц для продукции высшего сорта (первый сорт не нормируется по цвету);
• в стандартном состоянии – 5 (высший сорт) и 20 единиц (первый сорт).

В Государственном стандарте 19710 выдвигаются специальные требования к процессу производства описываемого простейшего спирта:

• используется исключительно герметичная аппаратура и оборудование;
• производственное помещение обязательно оснащается вентиляцией, рекомендованной для работы с соединениями, которым присвоен третий класс опасности;
• при попадании гликоля на оборудование или землю его следует сразу же обильно смывать водной струей;
• персонал, работающий в цеху по производству 1,2-этандиола, обеспечивается противогазом модели «БКФ» либо иным приспособлением для защиты органов дыхания, соответствующим ГОСТ 12.4.034;
• возгорания гликоля тушат при помощи инертных газов, специальных пенных составов, а также тонкораспыленной воды.

Готовая продукция по ГОСТ 19710 проверяется различными методами. Например, массовая часть двухатомного спирта и диэтиленгликоля устанавливается способом изотермической газовой хроматографии по технологии так называемого «внутреннего эталона». При этом используются весы для лабораторных исследований (ГОСТ 24104), стеклянная или стальная газохроматографическая колонка и хроматограф с детектором ионизационного типа, измерительная линейка, микрошприц, лупа оптическая (ГОСТ 25706), выпарительная чашка и другой инструмент.

Цвет гликоля устанавливают по стандарту 29131 при помощи секундомера, специального цилиндра, конической колбы, соляной кислоты, холодильного агрегата. Массовая часть железа устанавливается по Госстандарту 10555 по методике сульфациловой фотометрии, остатка после прокаливания – по Госстандарту 27184 (посредством выпаривания полученного соединения в платиновой либо кварцевой емкости). А вот массовая часть воды определяется электрометрическим или визуальным титрованием с использованием реактива Фишера в бюретках емкостью 10 либо 3 кубических сантиметра.

Производство

Промышленные маршруты

Этиленгликоль получают из этилена (этена) через промежуточный оксид этилена . Оксид этилена реагирует с водой с образованием этиленгликоля в соответствии с химическим уравнением :

С ₂ Н ₄ О + Н ₂ О → НО-СН ₂ СН ₂ -ОН

Эта реакция может быть катализируемой с помощью либо кислот или оснований , или может иметь место при нейтральном значении рН при повышенных температурах. Самый высокий выход этиленгликоля происходит при кислом или нейтральном pH с большим избытком воды. В этих условиях выход этиленгликоля составляет 90%. Основными побочными продуктами являются олигомеры диэтиленгликоль , триэтиленгликоль и тетраэтиленгликоль . Разделение этих олигомеров и воды требует больших затрат энергии. Ежегодно производится около 6,7 млн ​​тонн.

Более высокая селективность достигается за счет использования Shell «ы процесса OMEGA . В процессе OMEGA оксид этилена сначала превращается в диоксид углерода ( CO2) до этиленкарбоната . Затем это кольцо гидролизуют основным катализатором на второй стадии с получением моноэтиленгликоля с селективностью 98%. На этом этапе снова выделяется углекислый газ, который может быть снова подан в технологический контур. Углекислый газ частично поступает из производства окиси этилена, где часть этилена полностью окисляется .

Этиленгликоль производится из окиси углерода в странах с большими запасами угля и менее строгими экологическими нормативами. Окислительное карбонилирование метанола до диметилоксалата обеспечивает многообещающий подход к производству этиленгликоля на основе C ₁ . Диметилоксалат может быть преобразован в этиленгликоль с высокими выходами (94,7%) путем гидрирования с медным катализатором:

Поскольку метанол перерабатывается, потребляются только окись углерода, водород и кислород. Один завод производственной мощностью 200 000 тонн этиленгликоля в год находится во Внутренней Монголии , а второй завод в китайской провинции Хэнань мощностью 250 000 тонн в год был запланирован на 2012 год. По состоянию на 2015 год, четыре завода в Китае с производительностью 200 000 т / год каждая действовала, и, по крайней мере, еще 17 в будущем.

Биологические маршруты

Гусеница из восковой моли Большой, большой восковой моль , имеет бактерии кишечника со способностью к разложению полиэтилену (PE) в этиленгликоль.

Исторические маршруты

Согласно большинству источников, французский химик Шарль-Адольф Вюрц (1817–1884) впервые получил этиленгликоль в 1856 году. Сначала он обработал «иодид этилена» (C ₂ H ₄ I ₂ ) ацетатом серебра, а затем гидролизовал полученный «диацетат этилена». с гидроксидом калия . Вюрц назвал свое новое соединение «гликоль», потому что он имеет общие свойства как с этиловым спиртом (с одной гидроксильной группой), так и с глицерином (с тремя гидроксильными группами). В 1859 году, Вюрец готовил этиленгликоль через гидратацию из окиси этилена . Похоже, что до Первой мировой войны этиленгликоль не производился и не применялся в коммерческих целях , когда он был синтезирован из этилендихлорида в Германии и использовался в качестве заменителя глицерина во взрывчатых веществах .

В Соединенных Штатах полукоммерческое производство этиленгликоля через этиленхлоргидрин началось в 1917 году. Первый крупномасштабный промышленный завод по производству гликоля был построен в 1925 году в Южном Чарльстоне, Западная Вирджиния , компанией Carbide and Carbon Chemicals Co. (ныне Union Carbide Corp.) . К 1929 году этиленгликоль использовался почти всеми производителями динамита . В 1937 году компания Carbide запустила первую установку, основанную на процессе Лефорта, для парофазного окисления этилена до окиси этилена. Карбид сохранял монополию на процесс прямого окисления до 1953 года, когда процесс научного проектирования был коммерциализирован и предложен для лицензирования.