Екатеринбург 2016
Понятие об Спиртах
Многоатомные спирты
Этиленгликоль
Глицерин
Химические свойства
Применение спиртов в промышленности
Список литературы
Введение
СПИРТЫ (алкоголи) – класс органических соединений, содержащих одну или несколько группировок С–ОН, при этом гидроксильная группа ОН связана с алифатическим атомом углерода (соединения, у которых атом углерода в группировке С–ОН входит в состав ароматического ядра, называются фенолами)
Классификация спиртов разнообразна и зависит от того, какой признак строения взят за основу.
1. В зависимости от количества гидроксильных групп в молекуле спирты делят на:
а) одноатомные (содержат одну гидроксильную ОН-группу), например, метанол СН3ОН, этанол С2Н5ОН, пропанол С3Н7ОН
б) многоатомные (две и более гидроксильных групп), например, этиленгликоль
HO–СH2–CH2–OH, глицерин HO–СH2–СН(ОН)–CH2–OH, пентаэритрит С(СН2ОН)4.
Многоатомные спирты
Многоатомными являются спирты, содержащие две и более гидроксильные группы в составе молекулы органического вещества. Все двухатомные спирты называются гликолями.
Этиленгликоль
Этиленгликоль (тривиальное название) или этандиол (систематическое название). Химическая формула HO−CH2CH2−OHHO−CH2CH2−OH.
Двухатомный спирт, простейший представитель многоатомных спиртов. В очищенном виде представляет собой прозрачную бесцветную жидкость слегка маслянистой консистенции. Не имеет запаха и обладает сладковатым вкусом. Этиленгликоль токсичен. По степени воздействия на организм относится к веществам 3-го класса опасности. Попадание этиленгликоля или его растворов в организм человека может привести к необратимым изменениям в организме и к летальному исходу. Этиленгликоль - горючее вещество. Температура вспышки паров 120 градусов C.
Этиленгликоль находит широкое применение в технике в качестве охлаждающего реагента систем охлаждения двигателей и компьютеров, антифризов и тормозных жидкостей. Используется в органическом синтезе.
ПОЛУЧЕНИЕ ЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ
В промышленности этиленгликоль получают путём:
· (I) гидратацией 1,2-дихлорэтана;
· (II) гидратацией хлоргидринов;
· (III) гидратации окиси этилена при повышенном давлении и температуре в присутствии 0,1-0,5 % серной или ортофосфорной кислоты, достигая 90 % выхода;
· (IV) окислением этилена перманганатом калия:
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ
Этиленгликоль обладает всеми свойствами гликолей.
1. Взаимодействие с щелочными металлами : образует соли гликоляты
В отличие от одноатомных спиртов, многоатомные взаимодействуют также и соснованиями. Качественным реактивом
на многоатомные спирты является щелочной раствор гидроксида меди(II), при взаимодействии с которым многоатомные спирты образуют комплексное соединение с медью ярко-синего цвета. 
2. Взаимодействие с органическими кислотами: образует -одно- и двухзамещенные сложные эфиры (аналогично глицерину)
3. Взаимодействие с галогеноводородами HHal: образует этиленгалогенгидрины
HOCH2CH2OH+HHal⟶HOCH2CH2Hаl+H2O
4. Дегидратация при нагревании в присутствии концентрированной серной кислоты: образуется ацетальдегид 5. Окисление в зависимости от условий и окислителя: могут образовываться
· гликолевый альдегид,
· гликолевая кислота,
· глиоксаль,
· глиоксалевая и щавелевая кислоты;
Окисление молекулярным кислородом приводит к образованию формальдегида HCOH и муравьиной кислоты HCOOH.
Глицерин
Глицерин (тривиальное название) или пропантриол-1,2,3 (название по систематической номенклатуре).
Этиленглико́ль (гликоль ; 1,2-диоксиэтан ; этандиол-1,2 ), HO-CH 2 -CH 2 -OH - двухатомный спирт, простейший представитель полиолов (многоатомных спиртов). В очищенном виде представляет собой прозрачную бесцветную жидкость слегка маслянистой консистенции. Не имеет запаха и обладает сладковатым вкусом. Токсичен. Попадание этиленгликоля или его растворов в организм человека может привести к необратимым изменениям в организме и к летальному исходу.
История открытий и производства
Этиленгликоль впервые был получен в 1859 году французским химиком Вюрцем из диацетата этиленгликоля омылением гидроксидом калия и в 1860-м гидратацией этиленоксида . Он не находил широкого применения до Первой мировой войны , когда в Германии его стали получать из дихлорэтана для использования в качестве замены глицерина при производстве взрывчатых веществ. В США полупромышленное производство начато в 1917 году через этиленхлоргидрин . Первое крупномасштабное производство начато с возведением завода в 1925 году около Саут Чарлстона (Западная Вирджиния , США) компанией «Carbide and Carbon Chemicals Co.» (англ.). К 1929 году этиленгликоль использовался практически всеми производителями динамита .
В 1937 компания Carbide начала первое крупномасштабное производство, основанное на газофазном окислении этилена до этиленоксида . Монополия компании Carbide на данный процесс продолжалась до 1953 года.
Получение
В промышленности этиленгликоль получают путём гидратации оксида этилена при 10 атм и 190-200°С или при 1 атм и 50-100°С в присутствии 0,1-0,5 % серной или ортофосфорной кислоты, достигая 90 % выхода. Побочными продуктами при этом являются диэтиленгликоль , триэтиленгликоль и незначительное количество высших полимергомологов этиленгликоля.
Применение
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 , BF 3 Et 2 O 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 жидкости «И», используемой для предотвращения обводнения авиационных топлив.
- 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 вещества нитрогликоля .
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 криоконсрвировании биологических объектов (в крионике) в качестве криопротектора.
Очистка и осушение
Осушается молекулярным ситом 4А, полуводным сульфатом кальция , сульфатом натрия , +I 2 , фракционной перегонкой под пониженным давлением, азеотропной отгонкой с бензолом . Чистота полученного продукта легко определяется по плотности.
Таблица плотности водных растворов этиленгликоля, 20°С
Меры безопасности
Этиленгликоль - горючее вещество. Температура вспышки паров 120 °C. Температура самовоспламенения 380 °C. Температурные пределы воспламенения паров в воздухе, °С: нижний - 112, верхний - 124. Пределы воспламенения паров в воздухе от нижнего до верхнего, 3,8- 6,4 % (по объему).
Этиленгликоль токсичен. По степени воздействия на организм относится к веществам 3-го класса опасности.
Летальная доза при однократном пероральном употреблении составляет 100-300 мл этиленгликоля (1,5-5мл на 1 кг массы тела) . Имеет относительно низкую летучесть при нормальной температуре, пары обладают не столь высокой токсичностью и представляют опасность лишь при хроническом вдыхании. Определённую опасность представляют туманы, однако при их вдыхании об опасности сигнализируют раздражение и кашель. Противоядием при отравлении этиленгликолем являются этанол и 4-метилпиразол .
В организме метаболизируется путём окисления до альдегида гликолевой кислоты и далее до гликолевой кислоты, которая затем распадается до муравьиной кислоты и диоксида углерода. Также он частично окисляется до щавелевой кислоты, которая вызывает повреждения почечной ткани. Этиленгликоль и его метаболиты выводятся из организма с мочой .
См. также
Напишите отзыв о статье "Этиленгликоль"
Примечания
Ссылки
- (рус.)
- - Chemical Society Reviews. Issue 11, 2012, 41, 4218-4244. DOI: 10.1039/C2CS15359A
Отрывок, характеризующий Этиленгликоль
– Я, я, я не думал; впрочем я никогда не обещался, потому что…Пьер перебил его. – Есть у вас письма ее? Есть у вас письма? – повторял Пьер, подвигаясь к Анатолю.
Анатоль взглянул на него и тотчас же, засунув руку в карман, достал бумажник.
Пьер взял подаваемое ему письмо и оттолкнув стоявший на дороге стол повалился на диван.
– Je ne serai pas violent, ne craignez rien, [Не бойтесь, я насилия не употреблю,] – сказал Пьер, отвечая на испуганный жест Анатоля. – Письма – раз, – сказал Пьер, как будто повторяя урок для самого себя. – Второе, – после минутного молчания продолжал он, опять вставая и начиная ходить, – вы завтра должны уехать из Москвы.
– Но как же я могу…
– Третье, – не слушая его, продолжал Пьер, – вы никогда ни слова не должны говорить о том, что было между вами и графиней. Этого, я знаю, я не могу запретить вам, но ежели в вас есть искра совести… – Пьер несколько раз молча прошел по комнате. Анатоль сидел у стола и нахмурившись кусал себе губы.
– Вы не можете не понять наконец, что кроме вашего удовольствия есть счастье, спокойствие других людей, что вы губите целую жизнь из того, что вам хочется веселиться. Забавляйтесь с женщинами подобными моей супруге – с этими вы в своем праве, они знают, чего вы хотите от них. Они вооружены против вас тем же опытом разврата; но обещать девушке жениться на ней… обмануть, украсть… Как вы не понимаете, что это так же подло, как прибить старика или ребенка!…
Пьер замолчал и взглянул на Анатоля уже не гневным, но вопросительным взглядом.
– Этого я не знаю. А? – сказал Анатоль, ободряясь по мере того, как Пьер преодолевал свой гнев. – Этого я не знаю и знать не хочу, – сказал он, не глядя на Пьера и с легким дрожанием нижней челюсти, – но вы сказали мне такие слова: подло и тому подобное, которые я comme un homme d"honneur [как честный человек] никому не позволю.
Пьер с удивлением посмотрел на него, не в силах понять, чего ему было нужно.
– Хотя это и было с глазу на глаз, – продолжал Анатоль, – но я не могу…
– Что ж, вам нужно удовлетворение? – насмешливо сказал Пьер.
– По крайней мере вы можете взять назад свои слова. А? Ежели вы хотите, чтоб я исполнил ваши желанья. А?
– Беру, беру назад, – проговорил Пьер и прошу вас извинить меня. Пьер взглянул невольно на оторванную пуговицу. – И денег, ежели вам нужно на дорогу. – Анатоль улыбнулся.
Это выражение робкой и подлой улыбки, знакомой ему по жене, взорвало Пьера.
– О, подлая, бессердечная порода! – проговорил он и вышел из комнаты.
На другой день Анатоль уехал в Петербург.
Пьер поехал к Марье Дмитриевне, чтобы сообщить об исполнении ее желанья – об изгнании Курагина из Москвы. Весь дом был в страхе и волнении. Наташа была очень больна, и, как Марья Дмитриевна под секретом сказала ему, она в ту же ночь, как ей было объявлено, что Анатоль женат, отравилась мышьяком, который она тихонько достала. Проглотив его немного, она так испугалась, что разбудила Соню и объявила ей то, что она сделала. Во время были приняты нужные меры против яда, и теперь она была вне опасности; но всё таки слаба так, что нельзя было думать везти ее в деревню и послано было за графиней. Пьер видел растерянного графа и заплаканную Соню, но не мог видеть Наташи.
Пьер в этот день обедал в клубе и со всех сторон слышал разговоры о попытке похищения Ростовой и с упорством опровергал эти разговоры, уверяя всех, что больше ничего не было, как только то, что его шурин сделал предложение Ростовой и получил отказ. Пьеру казалось, что на его обязанности лежит скрыть всё дело и восстановить репутацию Ростовой.
Он со страхом ожидал возвращения князя Андрея и каждый день заезжал наведываться о нем к старому князю.
Князь Николай Андреич знал через m lle Bourienne все слухи, ходившие по городу, и прочел ту записку к княжне Марье, в которой Наташа отказывала своему жениху. Он казался веселее обыкновенного и с большим нетерпением ожидал сына.
Чрез несколько дней после отъезда Анатоля, Пьер получил записку от князя Андрея, извещавшего его о своем приезде и просившего Пьера заехать к нему.
Князь Андрей, приехав в Москву, в первую же минуту своего приезда получил от отца записку Наташи к княжне Марье, в которой она отказывала жениху (записку эту похитила у княжны Марьи и передала князю m lle Вourienne) и услышал от отца с прибавлениями рассказы о похищении Наташи.
Князь Андрей приехал вечером накануне. Пьер приехал к нему на другое утро. Пьер ожидал найти князя Андрея почти в том же положении, в котором была и Наташа, и потому он был удивлен, когда, войдя в гостиную, услыхал из кабинета громкий голос князя Андрея, оживленно говорившего что то о какой то петербургской интриге. Старый князь и другой чей то голос изредка перебивали его. Княжна Марья вышла навстречу к Пьеру. Она вздохнула, указывая глазами на дверь, где был князь Андрей, видимо желая выразить свое сочувствие к его горю; но Пьер видел по лицу княжны Марьи, что она была рада и тому, что случилось, и тому, как ее брат принял известие об измене невесты.
– Он сказал, что ожидал этого, – сказала она. – Я знаю, что гордость его не позволит ему выразить своего чувства, но всё таки лучше, гораздо лучше он перенес это, чем я ожидала. Видно, так должно было быть…
– Но неужели совершенно всё кончено? – сказал Пьер.
Княжна Марья с удивлением посмотрела на него. Она не понимала даже, как можно было об этом спрашивать. Пьер вошел в кабинет. Князь Андрей, весьма изменившийся, очевидно поздоровевший, но с новой, поперечной морщиной между бровей, в штатском платье, стоял против отца и князя Мещерского и горячо спорил, делая энергические жесты. Речь шла о Сперанском, известие о внезапной ссылке и мнимой измене которого только что дошло до Москвы.
– Теперь судят и обвиняют его (Сперанского) все те, которые месяц тому назад восхищались им, – говорил князь Андрей, – и те, которые не в состоянии были понимать его целей. Судить человека в немилости очень легко и взваливать на него все ошибки другого; а я скажу, что ежели что нибудь сделано хорошего в нынешнее царствованье, то всё хорошее сделано им – им одним. – Он остановился, увидав Пьера. Лицо его дрогнуло и тотчас же приняло злое выражение. – И потомство отдаст ему справедливость, – договорил он, и тотчас же обратился к Пьеру.
– Ну ты как? Все толстеешь, – говорил он оживленно, но вновь появившаяся морщина еще глубже вырезалась на его лбу. – Да, я здоров, – отвечал он на вопрос Пьера и усмехнулся. Пьеру ясно было, что усмешка его говорила: «здоров, но здоровье мое никому не нужно». Сказав несколько слов с Пьером об ужасной дороге от границ Польши, о том, как он встретил в Швейцарии людей, знавших Пьера, и о господине Десале, которого он воспитателем для сына привез из за границы, князь Андрей опять с горячностью вмешался в разговор о Сперанском, продолжавшийся между двумя стариками.
– Ежели бы была измена и были бы доказательства его тайных сношений с Наполеоном, то их всенародно объявили бы – с горячностью и поспешностью говорил он. – Я лично не люблю и не любил Сперанского, но я люблю справедливость. – Пьер узнавал теперь в своем друге слишком знакомую ему потребность волноваться и спорить о деле для себя чуждом только для того, чтобы заглушить слишком тяжелые задушевные мысли.
Когда князь Мещерский уехал, князь Андрей взял под руку Пьера и пригласил его в комнату, которая была отведена для него. В комнате была разбита кровать, лежали раскрытые чемоданы и сундуки. Князь Андрей подошел к одному из них и достал шкатулку. Из шкатулки он достал связку в бумаге. Он всё делал молча и очень быстро. Он приподнялся, прокашлялся. Лицо его было нахмурено и губы поджаты.
– Прости меня, ежели я тебя утруждаю… – Пьер понял, что князь Андрей хотел говорить о Наташе, и широкое лицо его выразило сожаление и сочувствие. Это выражение лица Пьера рассердило князя Андрея; он решительно, звонко и неприятно продолжал: – Я получил отказ от графини Ростовой, и до меня дошли слухи об искании ее руки твоим шурином, или тому подобное. Правда ли это?
– И правда и не правда, – начал Пьер; но князь Андрей перебил его.
– Вот ее письма и портрет, – сказал он. Он взял связку со стола и передал Пьеру.
– Отдай это графине… ежели ты увидишь ее.
– Она очень больна, – сказал Пьер.
– Так она здесь еще? – сказал князь Андрей. – А князь Курагин? – спросил он быстро.
– Он давно уехал. Она была при смерти…
– Очень сожалею об ее болезни, – сказал князь Андрей. – Он холодно, зло, неприятно, как его отец, усмехнулся.
– Но господин Курагин, стало быть, не удостоил своей руки графиню Ростову? – сказал князь Андрей. Он фыркнул носом несколько раз.
– Он не мог жениться, потому что он был женат, – сказал Пьер.
Князь Андрей неприятно засмеялся, опять напоминая своего отца.
– А где же он теперь находится, ваш шурин, могу ли я узнать? – сказал он.
– Он уехал в Петер…. впрочем я не знаю, – сказал Пьер.
– Ну да это всё равно, – сказал князь Андрей. – Передай графине Ростовой, что она была и есть совершенно свободна, и что я желаю ей всего лучшего.
Пьер взял в руки связку бумаг. Князь Андрей, как будто вспоминая, не нужно ли ему сказать еще что нибудь или ожидая, не скажет ли чего нибудь Пьер, остановившимся взглядом смотрел на него.
– Послушайте, помните вы наш спор в Петербурге, – сказал Пьер, помните о…
– Помню, – поспешно отвечал князь Андрей, – я говорил, что падшую женщину надо простить, но я не говорил, что я могу простить. Я не могу.
– Разве можно это сравнивать?… – сказал Пьер. Князь Андрей перебил его. Он резко закричал:
– Да, опять просить ее руки, быть великодушным, и тому подобное?… Да, это очень благородно, но я не способен итти sur les brisees de monsieur [итти по стопам этого господина]. – Ежели ты хочешь быть моим другом, не говори со мною никогда про эту… про всё это. Ну, прощай. Так ты передашь…
Пьер вышел и пошел к старому князю и княжне Марье.
Старик казался оживленнее обыкновенного. Княжна Марья была такая же, как и всегда, но из за сочувствия к брату, Пьер видел в ней радость к тому, что свадьба ее брата расстроилась. Глядя на них, Пьер понял, какое презрение и злобу они имели все против Ростовых, понял, что нельзя было при них даже и упоминать имя той, которая могла на кого бы то ни было променять князя Андрея.
За обедом речь зашла о войне, приближение которой уже становилось очевидно. Князь Андрей не умолкая говорил и спорил то с отцом, то с Десалем, швейцарцем воспитателем, и казался оживленнее обыкновенного, тем оживлением, которого нравственную причину так хорошо знал Пьер.
В этот же вечер, Пьер поехал к Ростовым, чтобы исполнить свое поручение. Наташа была в постели, граф был в клубе, и Пьер, передав письма Соне, пошел к Марье Дмитриевне, интересовавшейся узнать о том, как князь Андрей принял известие. Через десять минут Соня вошла к Марье Дмитриевне.
– Наташа непременно хочет видеть графа Петра Кирилловича, – сказала она.
– Да как же, к ней что ль его свести? Там у вас не прибрано, – сказала Марья Дмитриевна.
Этиленгликоль относится к классу многоатомных спиртов, причем это один из самых простых представителей полиолов. Химическая формула у него элементарная, поскольку в состав входит мало компонентов. Если вас интересуют более точные данные по вопросу “этиленгликоль, какой класс веществ”, мы ответим, что это двухатомный спирт и приведем формулу.
Как видите, в составе вещества всего три химических элемента и они находятся в предельно ясных “взаимоотношениях”.
Ну конечно, ответ на вопрос будет неполным, если мы не расскажем об основных физических и химических свойствах этиленгликоля. Это мы и спешим сделать.
Характеристики этиленгликоля
Это бесцветная жидкость без запаха, имеющая консистенцию сиропа, сладковатая на вкус, хотя пробовать ее настоятельно не рекомендуем, иначе не избежать серьезного отравления. Некоторые по незнанию хотят с ее помощью достичь состояния, подобного алкогольному опьянению, но такие эксперименты чреваты тяжелейшими состояниями.
Этиленгликоль ядовит. Принимать внутрь его нельзя. Смертельная доза, в зависимости от индивидуальной непереносимости, составляет от 50 миллилитров до 500 миллилитров, в среднем 100 миллилитров.
Этиленгликоль прекрасно растворяется в воде, спирте или ацетоне, плохо - в хлороформе или бензине. Принимает участие во всех химических реакциях, что и одноатомные спирты.
Вещество не горючее и слабо разлагается под воздействием света. Воспламеняется при температуре 124 градуса. Самовоспламеняется по достижении 380 градусов. Температура кипения - 197,3 градуса.
История и применение этиленгликоля
Это вещество впервые было получено в 1859 году французским химиком Шарлем Адольфом Вюрцем путем омыления диацетата этиленгликоля гидроксидом калия. Чуть позже применялись другие способы изготовления: добавление гидроксида к этиленгликольдиацетату и гидрирование этиленоксида.
Применение этиленгликоль нашёл не сразу. Впервые его начали производить на промышленном уровне только в 1917 году в США.
В 1929 году многие производители динамита стали активно использовать это вещество, а во время Первой мировой войны в Германии его применяли для изготовления взрывчатых веществ.
Сегодня этиленгликоль активно используют в автомобильной отрасли (антифризы, гидравлические жидкости), авиации, газодобывающей промышленности, в качестве энергоносителей. Современное производство нашло широкое применение простейшему многоатомному спирту, который легко получить в химической лаборатории. Качественный продукт всегда сбывают быстро.
Структурная формула
Истинная, эмпирическая, или брутто-формула: C 2 H 6 O 2
Химический состав Этиленгликоля
Молекулярная масса: 62,068
Этиленглико́ль (гликоль; 1,2-диоксиэтан; этандиол-1,2), HO-CH 2 -CH 2 -OH - двухатомный спирт, простейший представитель полиолов (многоатомных спиртов). В очищенном виде представляет собой прозрачную бесцветную жидкость слегка маслянистой консистенции. Не имеет запаха и обладает сладковатым вкусом. Токсичен. Попадание этиленгликоля или его растворов в организм человека может привести к необратимым изменениям в организме и к летальному исходу.
История открытий и производства
Этиленгликоль впервые был получен в 1859 году французским химиком Вюрцем из диацетата этиленгликоля омылением гидроксидом калия и в 1860-м гидратацией этиленоксида. Он не находил широкого применения до Первой мировой войны, когда в Германии его стали получать из дихлорэтана для использования в качестве замены глицерина при производстве взрывчатых веществ. В США полупромышленное производство начато в 1917 году через этиленхлоргидрин. Первое крупномасштабное производство начато с возведением завода в 1925 году около Саут Чарлстона (Западная Вирджиния, США) компанией «Carbide and Carbon Chemicals Co.» (англ.). К 1929 году этиленгликоль использовался практически всеми производителями динамита. В 1937 компания Carbide начала первое крупномасштабное производство, основанное на газофазном окислении этилена до этиленоксида. Монополия компании Carbide на данный процесс продолжалась до 1953 года.
Получение
В промышленности этиленгликоль получают путём гидратации оксида этилена при 10 атм и 190-200°С или при 1 атм и 50-100°С в присутствии 0,1-0,5 % серной или ортофосфорной кислоты , достигая 90 % выхода. Побочными продуктами при этом являются диэтиленгликоль, триэтиленгликоль и незначительное количество высших полимергомологов этиленгликоля.
Применение
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, BF 3 Et 2 O и др.) и азеотропной отгонкой на насадке Дина-Старка образующейся воды. Например, защита карбонильной группы изофорона
- Как компонент жидкости «И», используемой для предотвращения обводнения авиационных топлив.
- 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 вещества нитрогликоля.
- 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.
Очистка и осушение
Осушается молекулярным ситом 4А, полуводным сульфатом кальция, сульфатом натрия, Mg+I 2 , фракционной перегонкой под пониженным давлением, азеотропной отгонкой с бензолом . Чистота полученного продукта легко определяется по плотности. Таблица плотности водных растворов этиленгликоля, 20°С
Меры безопасности
Этиленгликоль - горючее вещество. Температура вспышки паров 120 °C. Температура самовоспламенения 380 °C. Температурные пределы воспламенения паров в воздухе, °С: нижний - 112, верхний - 124. Пределы воспламенения паров в воздухе от нижнего до верхнего, 3,8- 6,4 % (по объему). Этиленгликоль токсичен. По степени воздействия на организм относится к веществам 3-го класса опасности. Летальная доза при однократном пероральном употреблении составляет 100-300 мл этиленгликоля (1,5-5мл на 1 кг массы тела). Имеет относительно низкую летучесть при нормальной температуре, пары обладают не столь высокой токсичностью и представляют опасность лишь при хроническом вдыхании. Определённую опасность представляют туманы, однако при их вдыхании об опасности сигнализируют раздражение и кашель. Противоядием при отравлении этиленгликолем являются этанол и 4-метилпиразол. В организме метаболизируется путём окисления до альдегида гликолевой кислоты и далее до гликолевой кислоты, которая затем распадается до муравьиной кислоты и диоксида углерода . Также он частично окисляется до щавелевой кислоты , которая вызывает повреждения почечной ткани. Этиленгликоль и его метаболиты выводятся из организма с мочой.
(моноэтиленгликоль) представляет собой горючую прозрачную бесцветную жидкость маслянистой консистенции, без запаха, сладковатая на вкус. Хорошо растворяется в воде, спиртах, кетонах, умеренно - в бензоле, толуоле, диэтиловом эфире. В этиленгликоле плохо растворяются раститительные и животные масла и не растворяются минеральные масла, парафины, каучук, ацетил- и этилцеллюлоза, поливинилхлорид. При растворении этиленгликоля в воде выделяется теплота и происходит уменьшение объема.
Он является продуктом гидратации окиси этилена, простейший представитель многоатомных спиртов (полиолов), обладает всеми свойствами гликолей. Токсичен. Корозионно активен, обладает очень высокой гигроскопичностью и сильно поглащает воду из воздуха и других газов.
Плотность: 1,112 г/см³. Температура плавления -12,9° С, температура кипения 197,3° С.
Химическая формула: C 2 H 4 (OH) 2 .
В промышленности этиленгликоль получают гидратацией этиленоксида в присутствии серной или ортофосфорной кислоты. В качестве побочных продуктов образуются ди-, три- и полигликоли.
Выпускают этиленгликоль двух марок: волоконный и антифризный.
Этиленгликоль применяют в химической, текстильной, автомобильной, авиационной, электротехнической промышленностях. Он обладает уникальной возможностью не замерзать при пониженных температурах. Исключительно важным свойством этиленгликоля является его способность понижать температуру замерзания водных растворов. Благодаря этому, вещество нашло широкое применение в производстве низкозамерзающих и охлаждающих жидкостей (автомобильных антифризов, тосолов, тормозных жидкостей).
Кроме того, 41-45% мирового производства этиленгликоля используется для получения синтетических полиэфирных волокон и пленок: целлофана, полиуретанов и ряда других полимеров.
Также моноэтиленгликоль применяют при производстве гидравлических и закалочных жидкостей, алкидных смол, растворителей, конденсаторов, крема для обуви, взрывчатого вещества нитрогликоля и для других целей.
Физико-химические характеристики моноэтиленгликоля ГОСТ 19710-83.:
|
Наименование показателя |
Норма для сорта |
|
|
Высший |
Первый |
|
|
Внешний вид |
Прозрачная жидкость |
|
|
Массовая доля этиленгликоля, %, не менее |
||
|
Массовая доля диэтиленгликоля, %, не более |
||
|
Цветность в единицах Хасена, не более:в обычном состояниипосле кипячения с соляной кислотой |
||
|
Массовая доля остатка после прокаливания, %, не более |
||
|
Массовая доля железа, %, не более |
||
|
Массовая доля воды, %, не более |
||
|
Массовая доля кислот в пересчете на уксусную, %, не более |
||
|
Показатель преломления при 20°С |
||
|
Пропускание в ультрафиолетовой области спектра, %, не менее, при длинах волн 220/275/350 нм |
||
Требования безопасности моноэтиленгликоля ГОСТ 19710-83.:
|
Степень токсичности |
|
|
Основные свойства и виды опасности |
|
|
Основные свойства |
Прозрачная жидкость. Маслянистая, вязкая, остаток кубовый при охлаждении затвердевает. Без запаха. Растворима в воде. Гигроскопична. Высококипящая. Малолетуча. Загрязняет водоемы. |
|
Взрыво- и пожароопасность |
Горюч. Температура вспышки паров 120° С. Температура самовоспламенения 380° С. Воспламеняется при нагревании от открытого пламени. Емкости могут взрываться при нагревании. |
|
Опасность для человека |
Обладает наркотическим действием. Опасен при вдыхании (слабость, головная боль, головокружение, одышка, сердцебиение, боли в груди), проглатывании (тошнота, понос, слабость), попадании на кожу (краснота, отек), попадании в глаза (резь, слезотечение). |
|
Средства индивидуальной защиты |
Для химразведки и руководителя работ - ПДУ-3 (в течение 20 минут). Для аварийных бригад - изолирующий защитный костюм КИХ-5 в комплекте с изолирующим противогазом ИП-4М или дыхательным аппаратом АСВ-2. При возгорании - огнезащитный костюм в комплекте с самоспасателем СПИ-20. При отсутствии указанных образцов: защитный общевойсковой костюм Л-1 или Л-2 в комплекте с промышленным противогазом РПГ-67 с патроном А. |
|
Необходимые действия в аварийных ситуациях |
|
|
Общего характера |
Отвести вагон в безопасное место. Изолировать опасную зону в радиусе не менее 200 м. Откорректировать указанное расстояние по результатам химразведки. Удалить посторонних. В опасную зону входить в защитных средствах. Соблюдать меры пожарной безопасности. Не курить. Устранить источники огня и искр. Пострадавшим оказать первую помощь. |
|
При утечке, разливе и россыпи |
Сообщить в ЦСЭН. Не прикасаться к пролитому веществу. Устранить течь с соблюдением мер предосторожности. Перекачать содержимое в исправную емкость или в емкость для слива с соблюдением условий смешения жидкостей. Проливы оградить земляным валом, засыпать инертным материалом, собрать в емкости. Не допускать попадания вещества в водоемы, подвалы, канализацию. |
|
При пожаре |
Не приближаться к горящим емкостям. Охлаждать емкости водой с максимального расстояния. Тушить тонкораспыленной водой, пенами и порошками с максимального расстояния. |
|
Нейтрализация |
Вещество откачать из понижений местности с соблюдением мер пожарной безопасности. Место разлива обваловать и не допускать попадания вещества в поверхностные воды, изолировать песком, воздушно-механической пеной. Срезать поверхностный слой почвы с загрязнениями, собрать и вывезти для утилизации с соблюдением мер безопасности. Места срезов засыпать свежим слоем грунта. Промытые водой поверхности подвижного состава, территории промыть моющими композициями, слабым щелочным раствором (известковым молоком, раствором кальцинированной соды). Поверхность территории (отдельные очаги) выжечь при угрозе попадания вещества в грунтовые воды; почву перепахать. |
|
Меры первой помощи |
Вызвать скорую помощь. Свежий воздух, покой, тепло, чистая одежда. |
Упаковка, транспортировка и хранение.
Этиленгликоль заливают в алюминиевые бочки вместимостью 110 и 275 дм³, бочки из коррозионно-стойкой стали вместимостью 110-250 дм³, в стальные неоцинкованные бочки вместимостью 100, 200 дм³, а также в железнодорожные цистерны с котлами из алюминия или коррозионно-стойкой стали.
Этиленгликоль, упакованный в бочки, транспортируют всеми видами транспорта в крытых транспортных средствах, а также наливом в железнодорожных цистернах в соответствии с правилами перевозок грузов, действующими на данном виде транспорта. Этиленгликоль, упакованный в бочки, перевозят железнодорожным транспортом повагонно и мелкими отправками. При транспортировании наливом - в железнодорожных цистернах с котлами из алюминия или коррозионно-стойкой стали, по согласованию с потребителем - в железнодорожных цистернах с верхним сливом и цистернах из углеродистой стали.
Этиленгликоль хранят в герметичных емкостях из алюминия, коррозионно-стойкой стали или алюминированной стали. Этиленгликоль в бочках хранят в крытых неотапливаемых складских помещениях. Не допускается хранение продукта высшего сорта в бочках из углеродистой стали. Бочки с этиленгликолем должны храниться вертикально. Высота штабеля бочек не должна превышать три яруса.
Гарантийный срок хранения: высшего сорта - 1 год со дня изготовления, первого сорта - 3 года со дня изготовления.
Loading...