Гликоль - это органическое соединение, содержащее в своей структуре две гидроксильные группы. По сути, это простейший представитель класса двухатомных спиртов. Благодаря своим уникальным свойствам, гликоль и его производные широко используются в различных областях промышленности, медицине и даже косметологии.
Что представляет собой гликоль
Как уже было сказано, гликоль относится к двухатомным спиртам и имеет в своем составе две гидроксильные группы ОН. Его молекулярная формула выглядит следующим образом:
НО−СН2−СН2−ОН
Это вещество впервые было получено и описано французским химиком Шарлем Вюрцем, который внес огромный вклад в развитие органической химии. А уже позже, в результате многолетних опытов и экспериментов ученых Уильямса и Бертло, был синтезирован гликоль, обладающий уникальными физико-химическими свойствами.
Основные виды гликолей
Существует несколько разновидностей гликолей, отличающихся структурой молекулы. Наиболее широко используемые в промышленности:
- Этиленгликоль
- Пропиленгликоль
- Полиэтиленгликоль
- Полипропиленгликоль
Первые два относятся к низшим представителям класса гликолей. Этилен- и пропиленгликоль - это бесцветные прозрачные жидкости со сладковатым вкусом, хорошо растворимые в воде и органических растворителях.
Как получают гликоль
Существует несколько основных промышленных способов производства гликоля:
- Окисление этилена кислородом воздуха в водной среде;
- Гидролиз дихлоралканов;
- Гидратация оксида этилена (эпоксида).
Первый метод до сих пор остается наиболее распространенным, так как позволяет получать гликоль с минимальными затратами. Процесс окисления этилена можно представить следующей схемой:
Полученный таким образом гликоль проходит ряд стадий очистки и стандартизации, прежде чем поступить на склад готовой продукции.
Достоинства и недостатки методов
| Метод получения гликоля | Преимущества | Недостатки |
| Окисление этилена |
|
|
| Гидролиз дихлоралканов |
|
|
Где используется гликоль
Благодаря комплексу уникальных свойств, таких как высокие температуры кипения и замерзания, хорошая растворимость, низкая летучесть и другие, области применения гликолей достаточно многочисленны и разнообразны.
Гликоль и его производные используются фактически во всех ключевых отраслях промышленности, начиная от машиностроения и заканчивая фармацевтикой.
Применение гликолей в различных отраслях промышленности
Рассмотрим подробнее, где используется гликоль в промышленных масштабах.
Гликоль как компонент антифризов и теплоносителей
Одно из самых распространенных применений гликолей - это производство антифризов и теплоносителей для систем охлаждения и отопления. Этиленгликоль и пропиленгликоль, смешанные с водой в определенной пропорции, позволяют получать жидкости с температурой замерзания ниже -50°С. Такие растворы активно используются в автомобильной промышленности, энергетике, HVAC-системах (отопление, вентиляция и кондиционирование).
Применение гликоля в нефтегазовой и горнодобывающей отраслях
В нефтегазовой сфере гликоль активно применяют для осушки природного газа, предотвращая образование гидратов. Кроме того, гликолевые растворы используются при бурении скважин в качестве промывочной жидкости. А в горнодобывающей промышленности они помогают предотвратить смерзание и обледенение горной породы.
Гликоль в пищевой промышленности
В пищевой сфере чаще всего применяют пропиленгликоль, который отличается нетоксичностью и разрешен к использованию в производстве продуктов питания. Его добавляют в качестве подсластителя, увлажнителя, эмульгатора, стабилизатора.
Обобщение сведений о гликоле
Итак, теперь мы знаем, что такое гликоль, какие у него есть разновидности и где этот продукт используется. Но давайте еще раз вернемся к определению и вспомним строение молекулы гликоля.
По своей природе гликоль - органическое соединение, относящееся к классу двухатомных спиртов. В его состав входят две гидроксильные группы ОН, соединенные углеводородным радикалом.
Плотность гликоля
Одной из ключевых характеристик гликоля является его плотность. Так, например, плотность этиленгликоля составляет 1,11 г/см3, а у пропиленгликоля этот показатель равен 1,04 г/см3.
Высокая плотность гликоля обуславливает его хорошую теплоемкость и теплопроводность, что и определяет эффективность использования в качестве теплоносителя.
Требования к чистоте гликоля
Для использования в промышленных целях гликоль должен соответствовать определенным стандартам чистоты. В его составе не должно быть примесей и посторонних веществ.
Так, согласно техническим условиям, массовая доля основного вещества (этиленгликоля или пропиленгликоля) в теплоносителе должна составлять не менее 95-98%. Остальные 2-5% приходятся на добавки и присадки, улучшающие эксплуатационные свойства.
Утилизация отработанных растворов гликоля
Гликоль после выработки своего ресурса подлежит специальной утилизации. Самостоятельно сливать отработанный теплоноситель в канализацию категорически запрещено.
Процедура утилизации должна выполняться сертифицированными организациями с соблюдением всех экологических норм. Собранный отработанный гликоль либо сжигают в специальных печах, либо подвергают химической переработке.
Хранение и транспортировка гликоля
При хранении и транспортировке гликоля и гликолевых растворов важно соблюдать определенные правила и меры предосторожности.
В частности, емкости с гликолем необходимо размещать в сухом отапливаемом помещении, не допуская резких перепадов температур. Оптимальная температура хранения от +10 до +25°С.
При транспортировке бочки и канистры с гликолем укладываются в специальные контейнеры во избежание разливов и проливов жидкости.
