مونو اتیلن گلایکول

مونواتیلن گلیکول یا MEG:

اتیلن گلیکول یک ترکیب آلی با فرمول (CH₂OH)₂ می باشد. این ماده به طور عمده برای دو منظور به عنوان ماده اولیه در ساخت الیاف پلی استر و فرمولاسیون ضد یخ استفاده می شود. این مایعی بی بو و بی رنگ است و مزه شیرینی دارد. از نظر شکل ظاهری به صورت مایع چسبناک می باشد.

مونو اتیلن گلایکول چیست؟

این ترکیب را با نام اتان-1،2-دیول، یا MEG و ضدیخ نیز می شناسند که ساده ترین ترکیب آلی می باشد. گلیکول نوعی الکل است که دارای دو گروه هیدروکسیل متصل به اتم های کربن می باشد. نام رایج اتیلن گلیکول در لغت به معنای “گلیکول مشتق شده از اتیلن” است.

این ماده جزو ترکیبات خیلی سمی است و خوردن و آشامیدن آن بسیار خطرناک است و ممکن است منجر به بیماری شدید یا مرگ شود.

جدول مشخصات فنی مونو اتیلن گلایکول:

تاریخچه مونواتیلن گلایکول:

طبق اکثر منابع، شیمیدان فرانسوی چارلز-آدولف وورتس (1884-1817) برای اولین بار مونو اتیلن گلایکول را در سال 1856 تهیه کرد. وی ابتدا “اتیلن یدید” (C₂H₄I₂) را با استات نقره ترکیب کرد و سپس “اتیلن دی استات” حاصل را با هیدروکسید پتاسیم هیدرولیز کرد. وورتز ترکیب جدید خود را “گلیکول” نامید، زیرا این ترکیبات هم با الکل اتیل (با یک گروه هیدروکسیل) و هم با گلیسیرین (با سه گروه هیدروکسیل) دارای کیفیت است.

در سال 1859، وورتز اتیلن گلیکول را از طریق هیدراتاسیون اکسید اتیلن تهیه کرد. به نظر می رسد هیچ تولید تجاری یا استفاده از اتیلن گلیکول قبل از جنگ جهانی اول وجود نداشته است، زمانی که از اتیلن دی کلراید در آلمان سنتز شده و به عنوان جایگزین گلیسرول در صنایع منفجره استفاده می شود.

در ایالات متحده، تولید نیمه تجاری اتیلن گلیکول از طریق اتیلن کلرهیدرین در سال 1917 آغاز شد. اولین کارخانه بزرگ تولید گلایکول در سال 1925 ساخته شد. تا سال 1929 تقریباً همه تولیدکنندگان دینامیت از اتیلن گلیکول استفاده می کردند. در سال 1937، کاربید اولین کارخانه را بر اساس فرآیند Lefort برای اکسیداسیون فاز بخار اتیلن به اکسید اتیلن راه اندازی کرد. کاربید تا سال 1953 که فرآیند طراحی علمی تجاری شد و برای صدور مجوز ارائه شد، انحصار در فرآیند اکسیداسیون مستقیم را حفظ کرد.

تولید مونواتیلن گلیکول:

اتیلن گلیکول از طریق اتیلن اکسید میانی از اتیلن (اتن) تولید می شود. اکسید اتیلن با توجه به معادله شیمیایی برای تولید اتیلن گلیکول واکنش نشان می دهد:

C₂H₄O+H₂O →HO−CH₂CH₂−OH

این واکنش می تواند توسط اسیدها یا بازها کاتالیز شود، یا در pH خنثی تحت دمای بالا رخ دهد. بیشترین بازده اتیلن گلیکول در pH اسیدی یا خنثی با مقدار زیادی آب رخ می دهد. در این شرایط می توان بازدهی از اتیلن گلیکول 90٪ را به دست آورد. محصولات فرعی عمده شامل الیگومرهای دی اتیلن گلیکول، تری اتیلن گلیکول و تترا اتیلن گلیکول هستند. جداسازی این اولیگومرها و آب انرژی بر است. سالانه حدود 6.7 میلیون تن تولید می شود.

با استفاده از فرآیند OMEGA شل، انتخاب پذیری بالاتری حاصل می شود. در فرآیند OMEGA، ابتدا اکسید اتیلن با دی اکسید کربن (CO) به کربنات اتیلن، تبدیل می شود. سپس با یک کاتالیزور پایه در مرحله دوم هیدرولیز می شود تا در انتخاب 98٪ مونو اتیلن گلیکول تولید کند. دی اکسید کربن در این مرحله دوباره آزاد می شود و می تواند دوباره به مدار فرآیند وارد شود. دی اکسید کربن بخشی از تولید اکسید اتیلن حاصل می شود، جایی که بخشی از اتیلن کاملاً اکسید می شود.

اتیلن گلیکول از مونوکسیدکربن در کشورهایی تولید می شود که دارای ذخایر سنگین زیاد و مقررات محیطی سختگیرانه تری هستند. کربونیلاسیون اکسیداتیو متانول به دی متیل اگزالات رویکرد امیدوار کننده ای برای تولید اتیلن گلیکول مبتنی بر C₁ فراهم می کند. دی متیل اگزالات با هیدروژناسیون با کاتالیزور مس می تواند در بازده بالا (7/94 درصد) به اتیلن گلیکول تبدیل شود:

از آنجا که متانول بازیافت می شود، فقط مونوکسیدکربن، هیدروژن و اکسیژن مصرف می شود.

واکنش های شیمیایی مونو اتیلن گلیکول:

اتیلن گلیکول به عنوان یک گروه محافظ برای گروه های کربونیل در سنتز آلی استفاده می شود. واکنش یک کتون یا آلدئید با اتیلن گلیکول در حضور کاتالیزور اسید در برابر بازها و دیگر هسته های دیگر مقاوم است. پس از آن می توان گروه محافظ 1،3-dioxolane را با هیدرولیز اسید بیشتر حذف کرد. در این مثال: ایزوفرون با استفاده از اتیلن گلیکول با اسید p-تولوئن سولفونیک در عملکرد متوسط محافظت شد. آب با تقطیر آزوتروپیک برداشته شد تا تعادل به سمت راست تغییر کند.

پروپیلن گلیکول خالص طعم تلخی ندارد و پروپیلن گلیکول خالص غالباً بعنوان یک افزودنی غذایی استفاده می شود، به عنوان مثال: در مایه کیک و خامه زده شده قفسه دار. پروپیلن گلیکول در درجه صنعتی معمولاً به دلیل ناخالصی ها طعم کمی تلخ یا خشک دارد. میزان شیرینی نسبی اتیلن گلیکول  و پروپیلن گلیکول  در فهرست مرک مورد بحث قرار گرفته است و هیچ یک از این ترکیبات به عنوان تلخ توصیف نشده اند.

کاربرد مونواتیلن گلیکول:

• به عنوان یکی از مواد اولیه تولید ضدیخ برای استفاده در رادیاتور خودروها به کار می رود.
• به عنوان ماده ای در مایعات هیدرولیکی، جوهرهای چاپ و حلال های رنگ نیز استفاده می شود.
• همچنین به عنوان معرف در ساخت پلی استرها، مواد منفجره، رزین های آلکیدی و موم های مصنوعی استفاده می شود.
• اتیلن گلیکول در صنعت گاز طبیعی برای از بین بردن بخار آب از گاز طبیعی قبل از پردازش بیشتر، دقیقاً به همان روشی که تری اتیلن گلیکول (TEG) استفاده می شود، مصرف می شود.
• از مونو اتیلن گلیکول (MEG) می تواند برای کاربردهایی که برای آن ها نیاز به واسطه های شیمیایی است، استفاده شود.
• در تولید رزین ها، اتصال دهنده های حلال، فرورفتگی نقطه انجماد، حلال ها، مواد مرطوب کننده و واسطه های شیمیایی نیز از مونو اتیلن گلایکول استفاده می شود.
• این کاربردها برای تولید طیف وسیعی از محصولات، از جمله رزین ها بسیار حیاتی است.
• در تولید چسب های پایه آب، انواع رنگ لاتکسنیز به کار می رود.
• برای امولسیون آسفالت نیز استفاده می شود.
• برای ساخت خازن های الکترولیتی نیز مصرف می شود.
• در الیاف نساجی و در صنعت کاغذ سازی به کار می رود.
• برای تولید انواع رزین های پلی استر (الیاف، ظروف و فیلم ها) کاربرد دارد.
• در تولید استرهای رزینی به عنوان نرم کننده (چسب، لاک و مینا) نیز مصرف می شود.
• در رزین های نوع آلکید (لاستیک های مصنوعی، چسب ها، پوشش های سطح) به کار می رود.
• به عنوان تثبیت کننده در برابر تشکیل ژل مصرف می شود.
• در کاهش مایعات (هواپیما، باند فرودگاه) و همچنین مایعات انتقال گرما (کمپرسورهای گاز، گرمایش، تهویه، تهویه هوا، چیلرهای فرآیند) به کار می رود.
• متوسط برای تعلیق نمک رسانا در خازن های الکترولیتی کاربرد دارد.

کاربرد اتیلن گلایکول به عنوان عامل خنک کننده و انتقال گرما:

اتیلن گلیکول یک ماده شیمیایی است که معمولاً در بسیاری از برنامه های تجاری و صنعتی از جمله ضد یخ و خنک کننده استفاده می شود. اتیلن گلیکول به شما کمک می کند تا موتور ماشین شما در زمستان یخ نزند و به عنوان یک ماده خنک کننده برای کاهش گرمازدگی در تابستان عمل می کند. از دیگر کاربردهای مهم اتیلن گلیکول می توان به مایعات انتقال گرما که به عنوان خنک کننده های صنعتی کمپرسورهای گاز، سیستم های گرمایشی، تهویه مطبوع و پیست اسکیت روی یخ، اشاره کرد.

بیشترین کاربرد اتیلن گلیکول به عنوان ماده ضد یخ در خنک کننده در اتومبیل ها و سیستم های تهویه مطبوع است. در این شرایط، چیلر یا دستگیره های هوا را در خارج قرار می دهند، یا باید زیر دمای انجماد آب سرد شوند. در سیستم های گرمایش/سرمایش زمین گرمایی، اتیلن گلیکول مایعی است که گرما را با استفاده از پمپ حرارتی زمین گرمایی منتقل می کند. اتیلن گلیکول یا از منبع (دریاچه، اقیانوس، چاه آب) انرژی به دست می آورد، یا بسته به اینکه آیا سیستم برای گرم کردن یا خنک سازی استفاده می شود، گرما را به سینک ظرفشویی می رساند.

اتیلن گلیکول خالص ظرفیت گرمایی خاصی در حدود نیمی از آب دارد. بنابراین، اتیلن گلیکول ضمن ایجاد محافظت در برابر یخ و افزایش نقطه جوش، ظرفیت گرمایی ویژه مخلوط های آب را نسبت به آب خالص کاهش می دهد.

یک مخلوط جرمی 1: 1 دارای ظرفیت حرارتی ویژه حدود سه چهارم آب خالص است، بنابراین نیاز به افزایش دبی در همان مقایسه سیستم با آب دارد. تشکیل حباب های بزرگ در معابر خنک کننده موتورهای احتراق داخلی به شدت جریان گرما (شار) را از منطقه مهار می کند، بنابراین اجازه ایجاد هسته (حباب های ریز) توصیه نمی شود.

حباب های بزرگ در معابر خنک کننده با از بین رفتن کامل خنک سازی در منطقه، خود دوام خواهند داشت یا بزرگ تر می شوند. با MEG خالص (مونو اتیلن گلیکول) نقطه داغ به 200 درجه سانتیگراد می رسد. خنک سازی توسط اثرات دیگر مانند کشش هوا از فن ها (که در تجزیه و تحلیل هسته خالص در نظر گرفته نشده است) به جلوگیری از تشکیل حباب بزرگ کمک می کند.

مخلوط اتیلن گلیکول با آب مزایای اضافی برای محلول های خنک کننده و ضد یخ مانند جلوگیری از خوردگی و تخریب اسید و همچنین جلوگیری از رشد اکثر میکروب ها و قارچ ها فراهم می کند.

کاربرد اتیلن گلایکول در یخ زدگی:

اتیلن گلیکول خالص در حدود 12- درجه سانتیگراد منجمد می شود اما وقتی با آب مخلوط شود، مخلوط در دمای پایین یخ می زند. به عنوان مثال: مخلوطی از 60٪ اتیلن گلیکول و 40٪ آب در دمای 45 درجه فارنهایت منجمد می شود. رفتار دی اتیلن گلیکول به طور مشابه است. فرورفتگی نقطه انجماد برخی از مخلوط ها می تواند به عنوان یک خاصیت همدلی محلول ها توضیح داده شود، اما در مخلوط های بسیار غلیظ، به دلیل تأثیر نیروهای بین مولکولی، انحراف از رفتار محلول ایده آل انتظار می رود.

استفاده از اتیلن گلیکول نه تنها نقطه انجماد مخلوط های آبی را کاهش می دهد، بلکه نقطه جوش آن ها را نیز بالا می برد. این منجر به این می شود که دامنه دمای عملکرد مایعات انتقال گرما در هر دو انتهای مقیاس دما گسترش یابد. افزایش درجه حرارت جوش به دلیل اتیلن گلیکول خالص است که دارای نقطه جوش بسیار بالاتر و فشار بخار کمتر از آب خالص است، همانطور که در بیشتر مخلوط های دوتایی مایعات فرار معمول است.

کاربرد اتیلن گلایکول به عنوان پیش ماده پلیمرها:

در صنعت پلاستیک، اتیلن گلیکول پیش ماده مهمی برای الیاف و رزین های پلی استر است. پلی اتیلن ترفتالات که در ساخت بطری های پلاستیکی برای نوشابه استفاده می شود، از اتیلن گلیکول تهیه می شود.

کاربرد مونو اتیلن گلایکول در مهار هیدرات:

مونو اتیلن گلیکول به دلیل نقطه جوش زیاد و میل آن به آب، یک ماده خشک کننده مفید است. اتیلن گلیکول به طور گسترده ای برای جلوگیری از تشکیل کلرات های گاز طبیعی (هیدرات) در خطوط لوله چند فاز طولانی که گاز طبیعی را از میادین گازی از راه دور به یک مرکز پردازش گاز منتقل می کنند، استفاده می شود.

اتیلن گلیکول را می توان از گاز طبیعی بازیابی کرد و پس از تصفیه که آب و نمک های غیرآلی را از بین می برد، مجدداً به عنوان یک بازدارنده استفاده کرد. گاز طبیعی توسط مونو اتیلن گلیکول کم آب می شود. در این کاربرد، اتیلن گلیکول از بالای برج به پایین جریان می یابد و با مخلوط در حال افزایش بخار آب و گازهای هیدروکربن روبرو می شود. گاز خشک از بالای برج خارج می شود. گلیکول و آب از هم جدا شده و گلیکول بازیافت می شود.

به جای حذف آب، می توان از مونو اتیلن گلیکول برای کاهش دما در تشکیل هیدرات ها نیز استفاده کرد. خلوص گلیکول مورد استفاده برای سرکوب هیدرات (مونو اتیلن گلیکول) به طور معمول در حدود 80٪ است، در حالی که خلوص گلیکول مورد استفاده برای کم آبی (تری اتیلن گلیکول) به طور معمول 95 تا بیش از 99٪ است. علاوه بر این، میزان تزریق برای مهار هیدرات بسیار کمتر از میزان گردش خون در یک برج کم آبی گلیکول است.

لیست قیمت مونو اتیلن گلیکول: