Этиленгликоль и его использование

Этиленгликоль (Имя IUPAC: Ethane-1,2-диол)-это органическое соединение (Vicinal Diol) с формулой (CH2OH) 2. Он используется в основном для двух целей, в качестве сырья для изготовления полиэфирных волокон и в составах антифриза . Это без запаха, бесцветная, легкогрязненная вязкая жидкость. Этиленгликол имеет сладкий вкус, но токсичен в высоких концентрациях.

Производство

Промышленный маршрут

Этиленгликоль продуцируется из этилена (этилен) через промежуточный этиленоксид. Поступив к химическому уравнению, этилен -оксид реагирует с водой с образованием этиленгликоля:

C2H4O + H2O → HO -CH2CH2 - OH

Реакция может быть катализирована кислотами или основаниями или может происходить при повышенных температурах при нейтральном pH. Самый высокий выход этиленгликоля возникает при кислотном или нейтральном pH и большом избытке воды. В этих условиях выход этиленгликоля может достигать 90%. Основными побочными продуктами являются олигомеры диэтиленгликол, триэтиленгликол и тетраэтиленгликол. Разделение этих олигомеров и воды является энергоембренным. Примерно 6,7 млн. Тонн в год.Более высокая селективность достигается с использованием процесса Omega Shell. В процессе омега этиленоксид сначала превращается вместе с диоксидом углерода (CO2) в этилен карбонат. Затем это кольцо гидролизуется базовым катализатором на втором этапе для получения моноэтиленгликоля с 98% селективностью. На этом этапе выпускается диоксид углерода и может быть возвращен в цикл процесса. Часть углекислого газа происходит от выработки оксида этилена. Частью которого является полностью окисленный этилен.В странах с большими запасами угля и менее строгими экологическими правилами этиленгликоль производится из угарного газа. Окисное карбонилирование метанола в диметилсалат предлагает многообещающий подход к производству C.Оксалат диметилэтиленгликоля может быть преобразован в этиленгликоль с высоким выходом (94,7%) [10] гидрированием с медным катализатором:Поскольку метанол перерабатывается, потребляются только моноксид углерода, водород и кислород. Один завод с годовой мощностью в 200 000 тонн этиленгликоля находится во Внутренней Монголии, а второй завод с годовой мощностью 250 000 тонн находится в провинции Хэнань, Китай. Начиная с 2015 года, есть 4 фабрики с мощностью 200 000 000 человек. Тонны/год работы в Китае, и по крайней мере 17 будут введены в эксплуатацию.

Использование

Охлаждающая жидкость и теплопередачу:

Основное использование этиленгликоля является антифризом в охлаждающих жидкости, таких как автомобили и системы кондиционирования воздуха, которые либо помещают на улицу чиллера или воздуха, либо должны охлаждаться ниже точки замораживания воды. В геотермальных системах отопления/охлаждения гликоль является жидкостью. что передает тепло благодаря использованию геотермальных тепловых насосов. Эфиленгликоль либо берет энергию от источника (озеро, океан, хорошо)), либо рассеивает тепло до раковины, в зависимости от того, используется ли система для нагрева или охлаждения.Удельная теплоемкость чистого этиленгликоля примерно вдвое меньше воды. При этом обеспечивая защиту от замораживания и поднимая точку кипения, гликол снижает удельную теплоемкость водных смесей относительно чистой воды. Удельная теплоемкость 1 : 1 Смешивание по массе составляет около 3140 j/(кг ° C) (0,75 БТУ/(фунт ° F)), три четверти, что у чистой воды, поэтому необходимость увеличить систему расхода по сравнению с водой.Этиленгликол, смешанный с водой, обеспечивает дополнительные преимущества для охлаждающих жидкостей и антифриза, таких как защита от коррозии и деградации кислоты, а также ингибирование роста большинства микроорганизмов и грибов. Миксы этиленгликоля и воды упоминаются в отрасли как этилен Гликол концентраты, соединения, смеси или растворы.

Антистрамотр

Чистый этиленгликол замерзает примерно на -12 ° C (10,4 ° F), но при смешивании с водой смесь замерзает при более низких температурах. Например, смесь 60% этиленгликоля и 40% воды замерзает при -45 ° C. (–49 ° F). Диэтиленгликоль ведет себя так же. Депрессия точки замораживания некоторых смесей может быть объяснена кольггативными свойствами раствора, но в высококонцентрированных смесях (например, пример) отклонения от поведения идеального решения ожидаются из -за из -за Влияние межмолекулярных сил. Важно отметить, что, хотя очищенная и дистиллированная вода обладает большей удельной теплоемкостью, чем любая смесь антифриза и воды, коммерческий антифриз обычно также содержит антикоррозионные добавки, чтобы предотвратить чистую воду от коррозии охлаждающей жидкости в Блок двигателя, канал (ы) цилиндра, водяной насос и радиатор.Соотношение смешивания различено, в зависимости от того, является ли он этиленгликолем или пропиленгликолем. Для этиленгликоля, соотношения смеси обычно составляют 30/70 и 35/65, в то время как для пропиленгликоля соотношения смеси обычно 35/65 и 40/40/40/40/40/40/40/40/ 60 Важно, чтобы смесь была устойчивой к морозу при минимальной рабочей температуре.Из-за своей низкой температуры замораживания этиленгликоль используется в качестве проганивающей жидкости для ветровых стеклов и самолетов, в качестве антифриза для автомобильных двигателей, а также в качестве компонента смеси с витрированными (антикристаллизационными), используемыми для криопризерских биологических тканей и органов.Использование этиленгликоля не только снижает точку замерзания водных смесей, но и повышает их точку кипения. Это приводит к расширению диапазона рабочей температуры теплопередачи на обоих концах масштаба температуры. Повышенная температура кипения должна На тот факт, что чистый этиленгликоль имеет гораздо более высокую температуру кипения и гораздо более низкое давление паров, чем чистая вода.

Полимер -предшественник

В индустрии пластмасс этиленгликоль является важным предшественником для полиэфирных волокон и смол. Полиэтилентерефталат, используемый для изготовления пластиковых бутылок безалкогольных напитков, изготовлен из этиленгликоля.

Другое использование

Обезвоживающий агент:

Этиленгликол используется в промышленности природного газа для удаления водяного пара из природного газа до дальнейшей обработки почти так же, как триэтиленгликоль (TEG).

Ингибирование гидрата:

Этиленгликоль является полезным из -за высокой точки кипения и гидрофильности. Эфиленгликоль широко используется для ингибирования образования клатратов природного газа (гидратов) в длинных многофузионных трубопроводах, которые транспортируют природные газы из удаленного газового месторождения в газообразные витрины. Иэтилткол может быть извлечен из природного газа и повторно используется в качестве ингибитора после очистки для удаления воды и неорганических солей.Природный газ обезвоживается этиленгликолем. В этом приложении гликол течет вверх по верхней части колонны и встречается с восходящей смесью водяного пара и углеводородных газов. ГАЗК ОХОТОВ ВЫХ ВЫХОД Вода, этиленгликоль может также использоваться для снижения температуры, при которой образуются гидраты. Этиленгликол, используемый для ингибирования гидратации (моноэтиленгликол), как правило, около 80% чистого, в то время как этиленгликоль используется для дегидратации (триэтиленгликоль), как правило, 95 является 95. до более чем 99% чистого.