کاربردهای مونو اتیلن گلیکول چیست ؟

مونو اتیلن گلیکول (Ethylene glycol) یک ترکیب آلی با فرمول CH2OH) 2) است. اتیلن گلیکول عمدتاً به عنوان ماده اولیه در ساخت الیاف پلی استر و فرمولاسیون ضد یخ استفاده می شود. استفاده گسترده از این ماده به عنوان ضد یخ بر اساس توانایی آن در کاهش نقطه انجماد در ترکیب با آب است.

مونو اتیلن گلیکول یک ترکیب صنعتی مفید است که در بسیاری از کالاهای مصرفی از جمله ضد یخ خودرو ، مایعات ترمز هیدرولیک ، برخی از جوهرهای استامپ  و خودکارها ، حلال ها ، رنگ ها ، پلاستیک ، فیلم ها و مواد آرایشی یافت می شود. این ماده به عنوان یک ناقل دارویی نیز استفاده می شود.

مصرف مقادیر زیادی مونو اتیلن گلیکول ممکن است باعث تخریب کلیه و کبد و حتی مرگ شود. مایع تحریک کننده پوست و چشم است. با اطمینان از رعایت اقدامات مناسب برای جلوگیری از مواجهه غیرضروری ، از تماس با پوست ، چشم و لباس خودداری کنید. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می گردد لطفا همراه ما باشید.

تاریخچه تولید مونو اتیلن گلیکول

مونواتیلن گلیکول برای اولین بار توسط شیمیدان فرانسوی چارلز-آدولف وورتز از اتیلن گلیکول از طریق صابون سازی در سال ۱۸۵۹ تهیه شد. بعداً ، ایالات متحده تولید نیمه تجاری اتیلن گلیکول را از طریق کلرید هیدریناسیون اتیلن در سال ۱۹۱۷ آغاز کرد.

اولین کارخانه بزرگ تجاری تولید اتیلن گلیکول در سال ۱۹۲۵ تأسیس شد. تا سال ۱۹۲۹ این ماده تقریباً توسط تمام تولید کنندگان دینامیت به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گرفت که منجر به صدور مجوز برای استفاده از این محصول در سال ۱۹۵۳ شد.

مونو اتیلن گلیکول (MEG) چگونه تولید می شود؟

MEG از طریق اتیلن اکسید از اتیلن تولید می شود. در این فرآیند ، اتیلن اکسید با مواد اولیه واکنش داده و طبق معادله شیمیایی مورد نظر ، اتیلن گلیکول تولید می شود. دراین فرآیند از اسیدها و بازها به عنوان  کاتالیزور استفاده  می شود و حتی می تواند در سطح اسیدی یا pH خنثی در دمای بالا این مواد را تولید کند.

بیشترین میزان اتیلن گلیکول را می توان با pH اسیدی یا خنثی با مقدار بیش از حد آب بدست آورد. تقریباً ۹۰٪ اتیلن گلیکول را می توان تحت این شرایط بدست آورد. محصولات جانبی برجسته این فرآیند عبارتند از: تری اتیلن گلیکول ، تتراماتیلن گلیکول و الیگومرها دی اتیلن گلیکول.

فرآیند تولید اتیلن گلیکول در مراحل اولیه شامل مراحل زیر است:

تولید اتیلن اکسید

در این مرحله اولیه ، اتیلن و اکسیدها با هم به یک راکتور چند لوله ای تزریق می شوند  که اکسیدهای اتیلن (EO )تشکیل می شود. این واکنش گرمازا است ، که در بسترهای ثابت در لوله های راکتور انجام می شود که معمولاً در فاز گازی (با استفاده از کاتالیزور نقره پشتیبانی شده روی آلومینا) رخ می دهد.

بازیابی اکسید اتیلن

محصولی که از راکتور بدست می آید برای حذف مواد اضافی توسط آب به جاذب EO منتقل می شود. بخشی از بخار گازی در راکتور بازیافت می شود و باقیمانده به یک واحد حذف دی اکسید کربن متشکل از یک جاذب و یک نگه دارنده ارسال می شود. در این فاز دی اکسید کربن جدا می شود تا بیشتر در تولید کربنات اتیلن استفاده شود.

در مرحله بعدی این فرآیند ، بخار اکسید اتیلن رقیق شده از جاذب خارج می شود تا در استریپر EO تغذیه شود. با تجمع در این محل از هزینه های اضافی کاسته  می شود. فرم خام EO در نهایت متراکم می شود که به بخش بعدی فرآیند هدایت می شود.

تولید و خالص سازی اتیلن گلیکول

در آخر ، اتیلن اکسید با دی اکسید کربن واکنش داده و کربنات اتیلن تشکیل می دهد. سپس تحت هیدرولیز بیشتر قرار می گیرد تا MEG و دی اکسید کربن تشکیل شود. هر دو فرآیند با استفاده از یک کاتالیزور همگن در فاز مایع انجام می شود.

قیمت مونو اتیلن گلیکول و بازار خرید و فروش آن

این ترکیب به عنوان یک واسطه همه کاره عمل می کند که کاملاً با آب و همچنین با حلال های آلی مخلوط می شود. این ویژگی ها باعث افزایش کاربردهای آن در صنایع مختلف می شود و این ثابت می کند که محرک های رشد برای بازار مونو اتیلن گلیکول هستند. MEG همچنین به عنوان یک ماده اصلی در تولید رنگ ، کاغذ ، منسوجات و چسب ها عمل می کند. در نتیجه ، افزایش تقاضا برای این برنامه ها رشد بازار MEG را به صورت جهانی افزایش می دهد.

ظرفیت تولید MEG جهان برای سال ۲۰۱۶ ۳۴.۸ میلیون تن بوده است. تولید جهانی این ماده تحت سلطه کشورهای آسیایی است. از کل تولید ۱۵.۱ میلیون تن فقط در کشورهای آسیایی تولید شده است. آمریکای شمالی با ۵.۷ میلیون تن در تولید جهانی سهیم است که پس از آن اروپا با سهم ۲.۱ میلیون تن قرار دارد.

آسیا سهم برجسته ای در تولید جهانی MEG دارد زیرا تعداد زیادی فیبرو تولید کننده پارچه در آن وجود دارد که به پلی استر و پلی اتیلن ترفتالات نیاز دارند. چین ، هند و تایوان پیشروترین تولید کنندگان اتیلن گلیکول در میان سایر کشورهای آسیا و اقیانوسیه هستند.

آفریقا با ظرفیت ۱۱.۹ میلیون تن دومین سهم بزرگ در تولید MEG در سطح جهان را در اختیار دارد. برای پاسخگویی به تقاضای روزافزون MEG در صنایع مختلف از جمله فیبر ، ضد یخ و بسته بندی ، تولید در آفریقا نیز روز به روز زیادتر می شود.

عوارض و خطرات مونو اتیلن گلیکول

مونو اتیلن گلیکول برای انسان نسبتاً سمی است ( LDLo = 786 mg/kg) و بوی شیرین آن باعث جذب کودکان و حیوانات می شود. پس از مصرف ، اتیلن گلیکول به اسید گلیکولیک اکسیده می شود ، که به نوبه خود ، به اسید اگزالیک اکسیده می شود ، که سمی است.

این ترکیب به دلیل داشتن طعم شیرین اغلب به صورت تصادفی یا عمدی مصرف شده و در بدن به ترکیبات سمی تجزیه می شود . محصولات جانبی سمی آن ابتدا سیستم عصبی مرکزی (CNS) و سپس قلب و در آخر کلیه ها را تحت تأثیر قرار می دهد، مصرف مقادیر بالای این ماده می تواند کشنده باشد.

مونو اتیلن گلیکول بی بو است بنابراین هیچگونه هشداری از قرار گرفتن در معرض استنشاق آن در غلظت های خطرناک ارائه نشده است.

به همین دلیل اخیرا محصولات ضد یخ برای مصارف خودروها به جای این ترکیب حاوی پروپیلن گلیکول هستند که ایمن تر محسوب می شوند زیرا در بدن به اسید لاکتیک تبدیل می شود که یک محصول طبیعی متابولیسم و ورزش است.

در حالی که دوزهای پایین این ماده شیمیایی در انسان هیچ اثر سمی نشان نمی دهد ، دوزهای کشنده آن ( حدود ۱۰۰۰  میلی گرم در کیلوگرم بطور روزانه ) به عنوان تراتوژن عمل می کند.

تاثیر بر محیط زیست اتیلن گلیکول

مونو اتیلن گلیکول یک ماده شیمیایی با حجم تولیدی بالا است که  حدود ۱۰ روز در هوا و در عرض چند هفته در آب یا خاک تجزیه می شود. محصولات حاوی این ماده به ویژه از طریق فرودگاه ها وارد محیط زیست می شود زیرا به عنوان ماده ضد یخ برای پاک کردن باند فرودگاه مورد استفاده قرار می گیرد.

کاربردهای مونو اتیلن گلیکول چیست ؟

مونو اتیلن گلیکول در مقادیر پایین برای ساخت خازن ها  و به عنوان یک واسطه شیمیایی در ساخت ۱،۴-دیوکسان و همچنین یک ماده افزودنی برای جلوگیری از خوردگی در سیستم های خنک کننده مایع برای رایانه های شخصی و لوله های کاتدی تلویزیون های پروژکتور مورد استفاده قرار می گیرد.

اتیلن گلیکول همچنین در ساخت برخی از واکسن ها مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده در مقادیر اندک (۱-۲٪) در تولید لاستیک کفش و همچنین برای ممانعت و تیمار پوسیدگی و قارچ زدگی چوب کاربرد دارد.

این ماده بی رنگ ، بی بو ، با فراریت کم، ویسکوزیته پایین و جاذب رطوبت است و به طور کامل با آب و بسیاری از مایعات ارگانیک مخلوط می شود. گروه های هیدروکسیل موجود در گلیکول ها باعث تولید طیف وسیعی از مشتقات شیمیایی می شود. وجود این گروه باعث می شود که اتیلن گلیکول در طیف گسترده ای از واکنش های شیمیایی به عنوان واسطه عمل کند.

مونو اتیلن گلیکول برای ساخت فایبرگلاس مورد استفاده قرار گرفته و در انواع جوهرها برای کاهش ویسکوزیته و گران‌روی و فراریت مورد استفاده قرار می گیرد.

این ترکیب در صنعت گاز طبیعی برای از بین بردن بخار آب از گاز طبیعی قبل از پردازش بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده به دلیل نقطه جوش بالا و میل زیاد به ترکیب با آب ، یک ماده خشک کننده مفید است.

مونو اتیلن گلیکول یک پیش ساز مهم در صنعت پلاستیک برای تولید پلیمرها ،  فیبرها و رزینهای پلی استر است. پلی اتیلن ترفتالات ، که برای ساخت بطری های پلاستیکی برای نوشابه ها استفاده می شود ، از اتیلن گلیکول تهیه شده است.

مزایا و معایب استفاده از مونو اتیلن گلیکول چیست؟

اتیلن گلیکول دارای خواصی است که آن را به یکی از مهمترین اشکال ماده اولیه برای انواع فرآیندهای صنعتی تبدیل می کند. این مزایا برای تولیدکنندگان عبارتند از:

این ساختار مشابه آب است که باعث می شود با ماده  به راحتی مخلوط شود.  به راحتی در دسترس و کم هزینه می باشد. از آنجا که دارای  نقطه انجماد کم و نقطه جوش زیاد است  ثابت می کند که یک جز عالی در صنایع  تولیدی می باشد. این ماده قابلیت انتقال حرارت خوبی دارد .  MEG نوعی ترکیب با پایداری بسیار بالایی است

اگرچه این مزایای زیادی را به همراه دارد اما محدودیت های خاصی نیز در استفاده از محصول وجود دارد. این محدودیت ها عبارتند از:

• بسیار قابل اشتعال است و به سرعت آب را جذب می کند.
• در صورت نشت ضد یخ باعث احتراق احتمالی در اتومبیل می شود
• دفع نامناسب MEG به ویژه در باند فرودگاه ها ممکن است به محیط زیست آسیب برساند.
• طعم شیرین آن به راحتی بچه ها و حیوانات خانگی را به خود جلب می کند که می تواند برای سلامتی مضر باشد.

ذخیره سازی و جابجایی مونو اتیلن گلیکول

این ترکیب باید در دمای ۸-۲ درجه سانتی گراد ، در محلی با تهویه مناسب و دور از منابع احتراق نگهداری شود. این محصول نباید در مجاورت غذا ، دارو یا منابع آب آشامیدنی ذخیره شود. از تماس آن با عوامل اسیدی و بازهای اکسید کننده قوی باید خودداری شود زیرا مونو اتیلن گلیکول با این مواد ناسازگار است.