Полезные сведения об этиленгликоле и пропиленгликоле

Этиленгликоль сам по себе не применяют в качестве теплоносителя или охлаждающей жидкости из-за его высокой вязкости (особенно при низких температурах). Чтобы получить из этиленгликоля незамерзающую жидкость, пригодную для эксплуатации, его необходимо разбавить водой, т.е. получить раствор. Самая низкая температура замерзания раствора (-70˚C) достигается при содержании воды в количестве 30% по массе. При уменьшении концентрации воды температура замерзания раствора повышается. Природа этого явления заключается в том, что этиленгликоль образует с водой не простой раствор, а химическое соединение - гидрат состава С₂Н₄(ОН)₂·Н₂0. Соотношение  воды и гликоля 3:7 соответствует составу чистого гидрата и обуславливает самую низкую температуру замерзания.

Плотность этиленгликоля зависит от температуры. К примеру при температуре -15˚C плотность равна 1,137 г/см³, а при 20˚С -1,113 г/см³. Казалось бы разница в цифрах не очень большая. Но посмотрим  сколько этиленгликоля умещается в бензовоз объемом 20 м³ при этих температурах. При температуре -15˚C  в такой бензовоз умещается 22 тонны 740 кг, а при температуре 20˚С  - 22 тонны 260 кг. Разница составляет 480 кг (около 2%), что в денежном выражении при средней стоимости продукта 50 рублей кг составит 22 тысячи рублей!

Вязкость гликолей сильно зависит от температуры. При температуре 25°С этиленгликоль представляет собой довольно легкоподвижную жидкость немного более вязкую чем вода. При температуре 0°C вязкость уже заметно выше, процесс течения напоминает течение меда. При -10°С текучесть еще больше падает, жидкость становится очень густой (застывает).  При температуре -20°С вязкость очень высока, течения практически нет, вещество находится в студнеобразном застывшем состоянии. При еще более низких температурах этиленгликоль становится всё тверже. Температура стеклования -118°С. Почти так же ведет себя и пропиленгликоль, который обладает еще меньшей текучестью при низких температурах.

Если этиленгликоль смешать с водой, то объем смеси будет меньше чем объем исходных компонентов. Максимально уменьшение наблюдается при смешении равных объемов гликоля и воды и составляет 1,3%.  Вследствие этого явления плотность водноэтиленгликолевых растворов не является простой функцией соотношения компонентов. Плотность водноэтиленгликолевых растворов при различных соотношениях компонентов приведена здесь.

Все гликоли гигроскопичны, т.е. легко поглощают воду, в т.ч. из воздуха. Именно этим свойством обусловлена способность пропиленгликоля предохранять от высыхания продукты и косметические средства. При этом механизм влагоудержания состоит не в том, что гликоль удерживает воду, а в том, что он непрерывно отбирает ее из воздуха, в котором водяные пары всегда присутствуют. Гигроскопичность большинства гликолей настолько высока, что они, находясь на открытом воздухе, всего за считанные сутки могут поглотить до 50% воды, то есть сами себя "разбавить".

Этиленгликоль ядовит, а пропиленгликоль - нет.  Вообще-то этиленгликоль не является настолько сильно токсичным веществом, как например такие химикаты как толуол, бензол, ксилол, стирол и другие органические растворители. Пары этиленгликоля характеризуются низкой упругостью, малой летучестью и почти полным отсутствием запаха. При очень длительном вдыхании больших концентраций паров возможно раздражение дыхательных путей и наркотическое опьянение, но при удалении из зоны высоких концентраций паров эти симптомы проходят. А вот оральная токсичность этиленгликоля весьма высока. При случайном его проглатывании возможен летальный исход. При этом отравление происходит продуктами метаболизма. Диэтиленгликоль менее токсичен, однако прием его внутрь также смертельно опасен. Триэтиленгликоль и тетраэтиленгликоль не вызывают летального исхода при случайном проглатывании,  в некоторых странах допущены в ограниченном количестве к применению в косметических средствах, однако относительно полной безопасности этих веществ среди токсикологов продолжаются споры. С большой степенью уверенности можно заявить о полной безопасности для здоровья (в малых и средних дозах) пропиленгликоля. Во многих странах пропиленгликоль утвержден в качестве пищевой добавки и имеет код Е-1520.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) этиленгликоля в воздухе рабочей зоны составляет - 5мг/м³, диэтиленгликоля - 5мг/м³. Для пропиленгликоля, три- и тетраэтиленгликоля ПДК в воздухе не определены в связи с малой летучестью и низкой токсичностью. Максимальная концентрация гликолей в сточных водах с которой могут справляться очистные сооружения  для этиленгликоля составляет 1000 мг/л, диэтиленгликоля - 200 мг/л, пропиленгликоля не определяется в связи с его низкой токсичностью.

Этиленгликоль, пропиленгликоль и другие гликоли являются пожароопасными и взрывоопасными веществами, хотя и не относятся к легковоспламеняющимся жидкостям. Транспортировка гликолей требует принятия мер предосторожности. Автотранспортом гликоли лучше всего перевозить с помощью бензовозов. При этом во избежание болтания, опрокидывания и возникновения взрывоопасных паров емкости бензовозов заполняются полностью. У многосекционных бензовозов возможно заполнение отдельных секций. При транспортировке гликолей, разлитых в металлические или пластмассовые бочки, грузовыми автомобилями транспортное средство должно иметь лицензию на перевозку опасных грузов. Бочки должны устанавливаться вертикально и также быть полностью заполненными. Температуры вспышки, воспламенения и самовоспламенения гликолей приведены в таблице технических характеристик гликолей. При разбавлении водой пожарная опасность гликолей уменьшается. Растворы, содержащие 40% воды и более, не вспыхивают и не загораются в пламени дров или бензина.

Итак, этиленгликоль нужно разбавлять водой. Как это делать и какая вода должна быть? Все зависит от системы, которую нужно заполнить. К каждой системе прилагается техническая спецификация (паспорт, проект) в котором должны быть указаны гликоли, подходящие для этой системы и степень чистоты воды. В одних случаях требуется дистиллированная вода, в других подойдет всего лишь обессоленная вода, в третьих - обычная водопроводная. В случае отсутствия подобной технической спецификации необходимо принимать решение о степени чистоты используемой воды исходя из того, будет ли она оказывать сильное корродирующее действие на трубы, змеевики и другие элементы системы и будут ли накапливающиеся солевые отложения влиять на свободную циркуляцию гликоля в системе или нет. При этом следует отметить, что на температуру замерзания антифриза степень чистоты воды не оказывает существенного влияния.

Этиленгликоль, помимо применения в производстве незамерзающих жидкостей, используется в химической промышленности в качестве сырья для синтеза полимеров, полиэфирных и алкидных смол.

Хранение и срок годности гликолей

Срок хранения этиленгликоля и пропиленгликоля составляет 1 год, диэтиленгликоля и триэтиленгликоля - 6 месяцев,  тетраэтиленгликоля - 3 месяца со дня изготовления. Со временем гликоли окисляются кислородом воздуха. Поэтому хранить их следует при низких температурах. Этилцеллозольв является весьма устойчивым соединением и срок его хранения составляет не менее двух лет с даты выпуска. Срок хранения гликолей можно значительно повысить с помощью введения в небольших количествах антиокислителей, например гидрохинона.

ООО ТПК "ЭИ-Ресурс" также предлагает  этилцеллозольв высшего сорта производства ОАО "Нижнекамснефтехим".