Ethylenglykol und seine Verwendung

Ethylenglykol (IUPAC-Name: Ethan-1,2-diol) ist eine organische Verbindung (Vicinal Diol) mit der Formel (CH2OH) 2. Es wird hauptsächlich für zwei Zwecke als Rohstoff für die Herstellung von Polyesterfasern und in Frosträumungsformulierungen verwendet Es ist eine geruchlose, farblose, brennbare viskose Flüssigkeit. Ethylenglykol hat einen süßen Geschmack, ist aber in hohen Konzentrationen giftig.

Produktion

Industrieroute

Ethylenglykol wird aus Ethylen (Ethylen) durch das mittlere Ethylenoxid produziert. Nach der chemischen Gleichung reagiert Ethylenoxid mit Wasser, um Ethylenglykol zu bilden:

C2H4O + H2O → HO -CH2CH2 -OH

Die Reaktion kann durch Säuren oder Basen katalysiert werden oder bei erhöhten Temperaturen bei neutralem Promotion auftreten. Die höchste Ausbeute von Ethylenglykol tritt bei saurem oder neutralem pH und einem großen Überschuss an Wasser auf. Unter diesen Bedingungen kann der Ertrag von Ethylenglykol 90%erreichen. Die Haupt-Nebenprodukte sind die Oligomere Diethylenglykol, Triethylenglykol und Tetraethylenglykol. Die Trennung dieser Oligomere und Wasser ist energieintensiv. Produziert ca. 6,7 Millionen Tonnen pro Jahr.Eine höhere Selektivität wird mit dem Omega -Prozess von Shell erreicht. Im Omega -Prozess wird Ethylenoxid zuerst zusammen mit Kohlendioxid (CO2) in Ethylencarbonat umgewandelt. Dieser Ring wird dann in einem zweiten Schritt mit einem Basiskatalysator zur Herstellung von Monoethylenglykol mit 98% Selektivität hydrolysiert. Carbon -Dioxid wird in diesem Schritt erneut freigesetzt und kann an die Prozessschleife zurückgegeben werden. Teil des Kohlendioxid Ein Teil davon ist vollständig oxidiert Ethylen.In Ländern mit großen Kohlenreserven und weniger strengen Umweltvorschriften wird Ethylenglykol aus Kohlenmonoxid hergestellt.Dimethylethylenglykol -Oxalat kann in hoher Ausbeute (94,7%) [10] durch Hydrierung mit einem Kupferkatalysator in Ethylenglykol umgewandelt werden:Da Methanol recycelt wird, werden nur Kohlenmonoxid, Wasserstoff und Sauerstoff verbraucht. Eine Anlage mit einer jährlichen Kapazität von 200.000 Tonnen Ethylenglykol befindet sich in der inneren Mongolei, und eine zweite Anlage mit einer jährlichen Kapazität von 250.000 Tonnen in der Provinz Henan, China. Als 2015 gibt es 4 Fabriken mit einer Kapazität von 200.000 Kapazitäten von 200.000, die eine Kapazität von 200.000 Kapazitäten haben. Tonnen/Jahr in China und mindestens 17 weitere werden in Betrieb genommen.

Verwendet

Kühlmittel- und Wärmeübertragungsmittel:

Die primäre Verwendung von Ethylenglykol ist als Frostschutzmittel in Kühlstoffen wie Automobilen und Klimaanlagen, die entweder den Kühler oder den Lufthändler nach außen platzieren oder unter dem Gefrierpunkt des Wassers abgekühlt werden müssen. Das überträgt die Wärme durch die Verwendung von geothermischen Wärmepumpen. Das Glykol mithylen entzieht entweder Energie aus der Quelle (See, Ozean, Brunnen) oder löst die Wärme bis zur Spüle ab, je nachdem, ob das System zum Erhitzen oder Abkühlen verwendet wird.Die spezifische Wärmekapazität von reinem Ethylenglykol beträgt etwa die Hälfte des Wassers. Daher senkt Glykol die spezifische Wärmekapazität von Wassermischungen in Bezug auf reines Wasser. : 1 Mischung durch die Masse beträgt ungefähr 3140 J/(kg ° C) (0,75 BTU/(lb ° F)), drei Viertel der von reinem Wasser, sodass die Notwendigkeit, das Durchflussrate-System im Vergleich zu Wasser zu erhöhen.Ethylenglykol, gemischt mit Wasser, bietet Kühlmitteln und Frostschutzmittel zusätzliche Vorteile, wie zum Beispiel Schutz vor Korrosion und Säuregradierung sowie die Hemmung des Wachstums der meisten Mikroorganismen und Pilze. Glykolkonzentrate, Verbindungen, Gemische oder Lösungen.

Frostschutzmittel

Reines Ethylenglykol friert bei etwa -12 ° C (10,4 ° F) gefroren, aber beim Mischung mit Wasser friert die Mischung bei niedrigeren Temperaturen ein (–49 ° F) .Diethylenglykol verhält sich ähnlich. Die Gefrierpunkt -Depression einiger Gemische kann durch die kolligativen Eigenschaften der Lösung erklärt werden Der Einfluss intermolekularer Kräfte. Es ist wichtig zu beachten Motorblock, Zylinderkopfkanal (s), Wasserpumpe und Kühler.Das Mischverhältnis ist unterschiedlich, je nachdem, ob es sich bei Ethylenglykol oder Propylenglykol befinden 60. Es ist wichtig, dass das Gemisch bei der minimalen Betriebstemperatur frostbeständig ist.Aufgrund seiner niedrigen Gefriertemperatur wird Ethylenglykol als Deis-Flüssigkeit für Windschutzscheiben und Flugzeuge, als Frostschutzmittel für Automotoren sowie als Bestandteil von veratelten (Anti-Kristallisation) Gemischen zur Kryopreserve biologische Gewebe und Organe verwendet.Die Verwendung von Ethylenglykol senkt nicht nur den Gefrierpunkt von wässrigen Gemischen, sondern erhöht auch ihren Siedepunkt. Dies führt zu einer Erweiterung des Betriebstemperaturbereichs der Wärmeübertragungsflüssigkeit an beiden Enden der Temperaturskala. Der erhöhte Siedepunkt ist fällig Zu der Tatsache, dass reines Ethylenglykol einen viel höheren Siedepunkt und einen viel niedrigeren Dampfdruck als reines Wasser aufweist.

Polymervorläufer

In der Plastikindustrie ist Ethylenglykol ein wichtiger Vorläufer für Polyesterfasern und Harze. Polyethylen -Terephthalat, die zur Herstellung von Plastikflaschen mit Erfrischungsgetränken verwendet wird, wird aus Ethylenglykol hergestellt.

Andere Verwendungen

Dehydriermittel:

Ethylenglykol wird in der Erdgasindustrie verwendet, um Wasserdampf aus Erdgas vor der weiteren Verarbeitung auf die gleiche Weise wie Triethylenglykol (TEG) zu entfernen.

Hydrathemmung:

Ethylenglykol ist aufgrund seines hohen Siedepunkts und der Hydrophilie eine nützliche Trockenmittelkante. Das Glykol von Ethers von Erdgas (Hydraten) in langen Multiphasen -Pipelines, die Erdgas von abgelegenen Gasfeldern transportieren, wird weit verbreitet. kann aus Erdgas gewonnen und nach der Reinigung als Inhibitor wiederverwendet werden, um Wasser und anorganische Salze zu entfernen.Erdgas wird durch Ethylenglykol dehydriert. In dieser Anwendung fließt Glykol über die Spitze der Säule hinunter und stößt auf ein aufsteigendes Gemisch aus Wasserdampf und Kohlenwasserstoffgasen. Das trennende Gas verlässt die Oberseite des Turms. Ethylenglykol und Wasser werden getrennt, und Ethylenglykol wird zurückgewonnen. Wasser, Ethylenglykol kann auch verwendet werden, um die Temperatur zu senken, bei der Hydrate gebildet werden. Das zur Hydratationshemmung (Monoethylenglykol) verwendete Ethylenglykol (Monoethylenglykol) ist typischerweise etwa 80% reine Auf über 99% reine Zugabe ist die Injektionsrate des unterdrückten Hydrats viel niedriger als die Zirkulationsrate in der Glykol -Dehydrationsäule.