توضیحات

مونو اتیلن گلیکول_Monoethylene glycol

مونو اتیلن گلایکول,ضدیخ,مونواتیلن گلایکول,MEG,Meg,meg

Monoethylene glycol or MEG is an important solvent with a chemical formula of C2H6O2, a molecular mass of 62 grams and a melting point of -12.9ºC. A polar compound in the form of a colorless, odorless liquid with a sweet taste and soluble in water. Monoethylene glycol is one of the most important commercial glycols, which is used in the manufacture of polyester fibers, fabrics, bottles, and as a coolant, and is one of the main components of antifreeze.

Arshiya Chemi Tejarat with more than a century of experience in supplying chemical raw materials
Ways of communication
WhatsApp: +989017302128

WhatsApp: +989212015164
Instagram:
arshiashimitejarat

twitter: arshiashimitejarat

مونو اتیلن گلیول (MEG)

مونو اتیلن گلیکول (Monoethylene glycol) یا MEG یک حلال مهم با فرمول شیمیایی C₂H₆O₂، جرم مولکولی 62 گرم و نقطه ذوب 12.9ºC- است. یک ترکیب قطبی به صورت مایع بی رنگ، بدون بو با مزه شیرین و محلول در آب است. مونو اتیلن گلیکول از مهم ترین گلیکول های تجاری است که در ساخت الیاف پلی استر، پارچه، بطری و به عنوان خنک کننده کاربرد دارد و از اجزای اصلی ضد یخ ها است.

خواص و یژگی های مونواتیلن گلایکول

این ترکیب از مهمترین گلیکول های تجاری محسوب می شود و به عنوان ماده خام برای مصارف صنعتی همچون ساخت الیاف پلی استر، پارچه و پلی اتیلن ترفتالات (که مورد استفاده در بطری) قرار میگیرد. از کاربردهای دیگر آن نیز می توان به استفاده به عنوان خنک کننده، سیال انتقال دهنده حرارت، ضد یخ و همچنین بازدارنده هیدرات در خطوط گاز اشاره کرد.

این ماده عموما به نام  (MEG) شناخته شده و مایعی بدون رنگ با مزه شیرین و بدون بو است.

خواص فیزیکی و شیمیایی

از مهم ترین خواص این ترکیب می توان به خاصیت انتقال حرارت آن اشاره نمود. برخی سیستم ها که نیاز به دمای پایین ، بالا و یا ثابت دارند معمولا از این مواد استفاده می کنند.

مواد دارای خاصیت انتقال حرارت مایعات و یا گاز هایی می باشند که به طور کلی به 3 دسته تقسیم می شوند.

1-مایعات درجه حرارت پایین :

این مواد به طور معمول در بازه ی دمایی زیر 32 درجه فارنهایت (0 درجه سانتیگراد) و تا حدود -148 درجه فارنهایت (-100 درجه سانتیگراد) استفاده می شوند. مواد شیمیایی که به عنوان مایعات انتقال حرارت در دمای پایین مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از آب نمک ، هیدروکربن ها و روغن های سیلیکون است.

2-درجه حرارت متوسط: 

از گلیکول هایی مانند پروپیلن گلیکول (PG) ، اتیلن گلیکول (EG) و 1،3 پروپانیدول (بیوگلیکول) برای محافظت در برابر یخ زدگی سیستم در دمای زیر 32 درجه فارنهایت استفاده می شود و با افزودن افزودنی های مناسب تا 350 درجه فارنهایت نیز قابل استفاده است.

3- مایعات با درجه حرارت بالا:

این مواد معمولاً از دمای 350 درجه فارنهایت تا 662 درجه فارنهایت (350 درجه سانتیگراد) مورد استفاده قرار می گیرند.

تاریخچه ضد یخ

برای اولین بار شیمیدان فرانسوی چارلز ورتز در سال 1859 توسط فرآیند صابونی کردن اتیلن گلایکول موفق به تولید مونو اتیلن گلیکول شد. پس از آن آمریکا در سال 1917 با استفاده از کلروهیدراسیون اتیلن، این ماده را به صورت نیمه تجاری تولید کرد و اولین واحد بزرگ تجاری برای تولید EG در سال 1925 در چارلستون آمریکا برپا شد. تا سال 1929 این ترکیب به صورت گسترده توسط تقریبا تمام تولید کنندگان دینامیت استفاده می شد که منجر به صدور مجوز برای محصول آن در سال 1953 شد.

تولید ضد یخ

مونو اتیلن گلایکول از اتیلن به وسیله واسطه ای به نام اتیلن اکساید تولید می شود. در این فرآیند EO و آب با هم واکنش داده و اتیلن گلیکولها شامل MEG، DEG و TEG ( تری اتیلن گلیکول) تولید خواهند شد. یکی از نکات جالب در مورد این واکنش این است که واکنش را در محیط هایی با pH متفاوت می توان انجام داد اما برای دست یابی به بازده های بالاتر انجام واکنش در محیط اسیدی و یا خنثی همراه با مقادیر اضافه آب توصیه شده است.

مراحل تولید:

در مرحله اول ابتدا اتیلن و اکسایدها به داخل یک راکتور چند لوله ای جهت تولید اتیلن اکساید وارد می شوند. این واکنش گرما زا در بسترهای ثابت داخل لوله های راکتور و عموما در فاز گاز اتفاق می افتد ( کاتالیست مورد استفاده نقره بر روی پایه ای از آلومیناست).

در طول فرآیند بخار آب بر اثر گرمای واکنش تولید می شود.

بازیابی اتیلن اکساید

محصول به دست آمده از راکتور به واحد جذب اتیلن اکساید (EO) فرستاده می شود. بخشی از بخارات گازی در راکتور بازگردانی شده و مابقی آن به واحد حذف کربن دی اکسید فرستاده می شود که شامل یک جذب کننده و یک استریپر است. در این واحد کربن دی اکسید جهت استفاده در تولید اتیلن کربنات جداسازی می شود.

سپس، بخار رقیق اتیلن اکساید از جاذب خارج شده و وارد EO استریپر می شود. در استریپر EO غلیظ شده و سپس کندانس می شود.

در نهایت اتیلن اکساید خالص هیدرولیز شده ( با آب واکنش می دهد) و محصول آن مونو اتیلن گلیکول و کربن دی اکسید خواهد بود. واکنش با کمک یک کاتالیست همگن در فاز مایع انجام میگیرد.

C₂H₄O + H₂O → HOCH₂CH₂OH

 کاربرد های مونواتیلن گلیکول

مونواتیلن گلایکول برای ساخت مواد زیر مورد استفاده قرار می گیرد:

• مایعات انتقال حرارت
• چسب های پایه ی آب
• رنگ های لاتکس و امولسیون های آسفالت
• خازن های الکترولیتی
• چرم
• افزودنی ضد انجماد و ضد یخ
•  ماده واسطه در واکنش شیمیایی و تولید پلیمر
•  حلال برای تولید پلاستیک، لاک، رنگ
• افزودنی به سوخت، مایعات تبادل حرارتی، ترمز و هیدرولیک
•  آب زدا
•  جوهر های چاپ کوپلینگ
•  نرم کننده منسوجات
•  حلال برای رنگدانه ها در اتمام رنگرزی نساجی و چرم
•  ماده اولیه در فرمولاسیون مواد کشاورزی
•  پاک کننده های عمومی
•  تولید مواد منفجره
•  جزء الکترولیتی
•  حفظ کننده رطوبت
•  پوشش آبی
•  نگهدارنده، برطرف کننده زنگ زدگی و ضد عفونی کننده

خواصی همانند ماندگاری، استحکام و آبگریزی باعث شده است که از این ماده در صنایع بسیاری استفاده شود که می توان به تولید رزین های پلی استر، الیاف و فیلم اشاره کرد. خواص فیزیکی این ترکیب این اجازه را می دهد تا کاربردهای متفاوتی به عنوان خنک کننده، عامل ضد خوردگی، ماده آب زدا و واسطه شیمیایی ، پیدا کند.

لازم به ذکر است که این ماده سمی می باشد و در صنایع غذایی مورد استفاده قرار نمی گیرد.و به جای آن از پروپیلن گلایکول استفاده میشود.

خنک کننده و انتقال دهنده حرارت

عمدتا از ترکیب فوق برای انتقال حرارت جا به جایی در اتومبیل ها و کامپیوتر ها استفاده می شود. به عنوان ماده خنک کننده در سیستم های تهویه هوا و در سیستم های زمین گرمایی نیز برای انتقال گرمای زمین مورد استفاده قرار می گیرد.

بررسی خواص این ماده به عنوان ضد یخ

شناخته شده ترین کاربرد مونو اتیلن گلیکول استفاده از آن در ساخت ضدیخ های اتومبیل است . هنگامی که MEG در آب حل می شود باعث شکسته شدن پیوند هیدروژنی می شود، این ماده حدودا در منفی 12 درجه سانتیگراد یخ می زند، اما هنگامی که با آب مخلوط می شود کریستالیزه نشده و نقطه انجماد مخلوط را کاهش می دهد.

برای این منظور مقداری از MEG را با آب و مهار کننده  ی خوردگی مناسب مخلوط می نمایند . معمولا مخلوطی با بیش از 70 درصد از این ماده توصیه نمی شود. مخلوط های 50/50 معمولا در اروپا مورد استفاده قرار می گیرند و مقاومت دمایی را تا حدود -40 درجه ی سانتی گراد بهبود می بخشند لازم به ذکر است که این ماده خورنده می باشد در نتیجه برای جلوگیری از خوردگی حتما باید از بازدارنده های خوردگی استفاده نمود.

رقیق کردن مونو اتیلن گلایکول

برای رقیق سازی این ماده همیشه از آب DM و یا RO استفاده کنید. با این حال در صورتی که از آب سخت استفاده می کنید حتما به منظور کنترل سختی و جلوگیری از تشکیل رسوب در سیستم به آن مقداری ارگانوفسفات اضافه نمایید

مقدارمقاومت دمایی ضد یخ

• دلیل استفاده مونواتیلن گلایکول در ضدیخ نسبت به مواد دیگر

یکی از مزایا استفاده از این ترکیب در ضد یخ ها خاصیت انتقال حرارت بهتر آن نسبت به سایر ترکیبات شیمیایی مورد استفاده مانند پروپیلن گلیکول است. علاوه بر این ماده فوق نسبت به PG در دمای صفر از ویسکوزیته ی کمتری برخوردار است. ویسکوزیته ی بالای سایر مواد می تواند سبب صرف انرژی بالاتری شود و هزینه ها را افزایش دهد.

این ماده از نظر اقتصادی نیز بسیار به صرفه تر می باشد زیرا در صورت مخلوط شدن با آب ، درصد كمتری از MEG در مقایسه با PG برای دستیابی به همان نقطه ی انجماد لازم است.

• ترکیب مونو اتیلن با متریال های دیگر در ضد یخ

خیر اگر به ترکیب ضد یخ ها توجه نموده باشید حتما دیده اید که مهارکننده ها و مواد ضدخوردگی مختلفی در فرمولاسیون آن مورد استفاده قرار می گیرد. اما چرا؟
EG  در حضور اکسیژن می تواند تخریب شود. در طی این تخریب اسیدهای گلیکولیک ، فرمیک ، استیک و اگزالیک تولید می شود.این اسیدها با کاهش pH و رساندن آن به زیر 7 به سرعت سبب خوردگی فولاد و سایر فلزات می شوند. در نتیجه با به حداقل رساندن مقدار اکسیژن و کنترل pH با کمک مهار کننده ها و عوامل ضد خوردگی می توان از میزان آسیب این ماده کم نمود

• زمان تعویض ضد یخ

بیشتر گلیکول های مهار شده دارای pHای در محدوده ی 9.0 تا 9.5 هستند.  pH زیر 8.0 نشان می دهد که بخش قابل توجهی از مهار کننده کاهش یافته و  نیاز به مهار کننده بیشتری وجود دارد. هنگامی که pH به زیر 7.0 می رسد، بیشتر تولید کنندگان توصیه می کنند مایع ضد یخ تعویض شود.مقدار pH کمتر از 7.0 نشان نشان دهنده ی اکسیداسیون گلیکول و تشکیل اسید می باشد. در نتیجه قبل از اینکه به سیستم آسیب جدی ای وارد شود، پیشنهاد می شود ضد یخ تعویض گردد و محفظه ی نگهداری از آن به خوبی شسته شود.

قبل از اینکه ضد یخ جدید را اضافه کنید محفظه را به خوبی شست و شو دهید برای این منظور و از بین بردن ضد یخ قدیمی و یا آسیب دیده می توانید از محلول 1 الی 2 درصد از تری سدیم فسفات به مدت دو تا چهار ساعت و سپس آبکشی و شست و شو نمودن آن استفاده نمایید.

• حداقل غلظت در آب!

حداقل غلظت مورد استفاده برای این ترکیب 22 درصد می باشد.  در این غلظت از یخ زدگی در دمای -10 درجه ی سانتی گراد جلوگیری به عمل می آید. با این حال معمولا اغلب مصرف کنندگان به ضد یخ هایی در دمای -2 درجه ی سانتی گراد نیاز پیدا می کنند، که در نتیجه مقدار کمتری EG مورد استفاده قرار می گیرد.

• غلظت 22درصد مونواتیلن گلایکول!

1- کاهش غلظت مونو اتیلن گلیکول زیر 22٪ غلظت بازدارنده را تا حدی کاهش می دهد در نتیجه خواص ضد خوردگی و حفاظت بیولوژیکی کافی برای یک سیستم را فراهم نمی کند.در ساخت ضد یخ ها لازم است تا مقدار بازدارنده، عوامل ضد خوردگی و… با یکدیگر در تعادل باشند تا ضد یخ بیشترین بازدهی را از خود نشان دهد. طبق گزارشات مقدار بهینه ی مورد استفاده از EG حدود 22 الی 60 درصد گزارش شده است.

2- علاوه بر این استفاده از این ماده در غلظت های بالا تر از 20 درصد می تواند سبب جلوگیری از رشد باکتری ها و قارچ ها در سیستم های مورد استفاده شود. در غلظت های پایین (به طور مثال 1 درصد)  این مواد نه تنها سبب جلوگیری از رشد باکتری ها نمی شوند بلکه می توانند به عنوان یک ماده ی مغذی عمل نمایند و سبب رشد این میکروارگانیسم ها شوند.

در سطوح بالاتر از 1 و زیر 20٪ ، برخی از باکتریها می توانند با رشد محدود بخصوص در دماهای معمول زنده بمانند. البته باید توجه نمود که وجود باکتری ها همیشه دلالت بر رشد باکتری ها ندارد. محلول های 22درصد و یا بیشتر EG ها بیواستاتیک می باشند اما بیوکسید نیستند .در نتیجه حتما پیش از استفاده از ضد یخ جدید حتما سیستم را شست و شو دهید تا از عدم وجود باکتری ها در سیستم اطمینان خاطر حاصل نمایید

3- تنظیم pH و جلوگیری از تشکیل اسید های مذکور و حفاظت سیستم در برابر خوردگی از دیگر دلایل انتخاب غلظت  22 درصد به عنوان حداقل مقدار مورد استفاده از EG ها در ضد یخ ها می باشد

رابطه پلیمر ها با مونو اتیلن گلایکول

55 درصد از مصارف مونو اتیلن گلایکول صرف تولید الیاف پلی استر می شود و 25٪ MEG در بسته بندی ها و بطری های پلی اتیلن ترفتالات یا PETاستفاده می شود.

در صنعت پلاستیک MEG یکی از پیش برنده های اساسی برای رزین های ترموپلاستیک است. از این ماده به صورت گسترده به عنوان پیش برنده الیاف های پلی استر و رزین ها استفاده می کنند.

پلی اتیلن ترفتالات (PET) که برای تولید بطری های پلاستیک استفاده می شود نیز توسط این ماده ( به عنوان پیشرو) تولید می شود.

به دلیل قابلیت بالایی که این ماده در جذب آب دارد،

از آن در سیستم های گازی برای جذب آب (دی هیدراته کردن) استفاده می شود.

فواید و محدودیت های استفاده از MEG(مونو اتیلن گلایکول)

این ماده به دلیل خواص منحصر به فردی که دارد در بسیاری از صنایع مورد استفاده فراوان قرار می گیرد برخی از این خواص عبارتند از:

• خواصی شبیه به آب دارد که باعث می شود با ترکیبات زیادی قابل امتزاج باشد
• ماده ای در دسترس است و قیمت پایینی دارد
• نقطه انجماد پایین و نقطه جوش بالایی دارد که در بسیاری از مصارف صنعتی کاربردی است
• قابلیت حمل گرمای مناسبی دارد
• ماندگاری بالایی دارد

علی رغم تمام فواید و مزایایی که مونو اتیلن گلایکول دارد، برخی محدودیت ها نیز دارد که عبارتند از:

• بسیار قابل اشتعال است و سریعا آب را جذب می کند
• در صورت نشتی از اتومبیل می تواند خطر احتراق در پی داشته باشد
• دفع نامناسب این ماده خصوصا در فرودگاه ها می تواند به محیط زیست آسیب برساند
• طعم شیرین آن به راحتی کودکان و حیوانات را جذب خود می کند که می تواند به سلامتی آسیب های جدی وارد کند.

نفت و گاز ونقش مونو اتیلن گلایکول(MEG)

در این صنعت استفاده از MEG به عنوان یک مهار کننده ی ترمودینامیکی می باشد. MEG به گاز طبیعی اضافه می شود تا از تشکیل و انجماد هیدرات ها در خطوط لوله جلوگیری و مانع از خوردگی سیستم شود.

هیدرات های گاز طبیعی، جامداتی مانند یخ هستند که وقتی مولکول های آب و گاز طبیعی با هم ترکیب می شوند تشکیل می گردند.این پدیده می تواند در چاه های گازی و لوله های فرعی انتقال گاز رخ دهد و سبب انسداد آن ها گردد. آب موجود در گاز طبیعی برای تجهیزات می تواند چندین مشکل ایجاد کند. در دماهای پایین ، آب می تواند در لوله کشی یخ بزند یا همانطور که معمولاً اتفاق می افتد ، هیدرات هایی با CO2 و هیدروکربن ها (به طور عمده هیدرات متان) تشکیل دهد. با این حال بسته به ترکیب این مواد می توانند در دما های بالا نیز تشکیل شوند.

• تشکیل هیدرات ها در مونواتیلن گلایکول(MEG)

تشکیل هیدرات در دماهای پایین و فشارهای بالا متداول تر می باشد ، این پدیده باعث می شود خطوط لوله انتقالی به ویژه در مقابل تشکیل هیدرات آسیب پذیر باشند (در مواقعی که دما اغلب بین 4 الی 10 درجه سانتیگراد است). این هیدرات ها ترکیبی از آب و سایر مولکول های کوچک مانند هیدروکربن های با وزن مولکولی کم ، متان ، اتان ، پروپان ، CO2 ، N2 ، H2S می باشد.

همانطور که گفته شد این مخلوط ها مواد جامد و ظاهری شبیه به یخ را تشکیل می دهند (به عکس بالا توجه کنید) ، اما از نظر ساختار و خصوصیات نسبت به یخ متفاوت می باشند. توجه نمایید در صورت وجود غلظت های بالای H2S در سیستم های گازی،  در دماهای بالاتر از 90 درجه فارنهایت هیدرات تشکیل می شود.

جریان MEG اغلب با مواد معدنی مانند نمک های Ca ، Ba و کلرید سدیم آلوده می شود و غلظت بالای نمک را کنترل می نمایند.

تزریق مونو اتیلن گلیکول برای جلوگیری از تشکیل هیدارت ها لازم است. به منظور کاهش هزینه ها MEG مورد استفاده مجددا بازیابی می گردد. بعد از تزریق ، ترکیب فوق به خطوط بازیابی منتقل می شود تا آب موجود در آن حذف شود و مجددا به غلظت مناسب بازگردد. هدف این واحدِ دِهیدراسیون ، حذف آب از MEG و همچنین حذف نمک های تولید شده به عنوان یک محصول جانبی جامد در هنگام حذف آب است.

کشور های تولید کننده مونو اتیلن گلایکول

ظرفیت تولید جهانی این ماده در سال 2018حدود 40 میلیون تن بوده است که از این مقدار حدود 40 درصد آن مربط به کشورهای آسیایی بوده است. این نقش مهم آسیا به تعداد زیاد تولید کنندگان نخ و پارچه و صنعت نساجی مربوط می شود که نیاز به پلی استر و پلیمر ترفتالات دارند.

چین، هند و تایوان از بزرگترین تولید کنندگان مونواتیلن گلایکول در میان کشورهای آسیا  هستند.

بازار جهانی

ظرفیت تولید مونو اتیلن گلایکول (گلیکول) در سال 2016 حدود 34.8 میلیون تن در سال بوده است. این در حالی بود که کشور های آسیایی توانستند 15.1 میلیون تن از کل تولید این محصول را به خود اختصاص دهند. در این بین آسیا سهم برجسته ای در تولید بازار جهانی MEG دارد زیرا کشور های این منطقه تولیدکننده عمده ی فیبر و نساجی می باشند که به پلی استر و پلی اتیلن ترفتالات نیاز دارند. چین ، هند و تایوان تولید کنندگان برجسته این محصول در بین سایر کشورهای آسیایی و اقیانوسیه هستند.

میزان تقاضا و خرید برای این محصول شدیدا تحت تاثیر کاربرد آن است. در سال  2018 تقاضای جهانی برای این ماده در حدود 33 میلیون تن بوده است که از این مقدار کارخانجات نساجی  ، تولید کنندگان بطری ، تولید کنندگان ضدیخ و کارخانجات تولید مواد شیمیایی به ترتیب با 50، 23، 7 و 4.5 درصد بیشترین تقاضا را به ثبت رسانده اند.

MSDS و نکات ایمنی در مورد مونو اتیلن گلایکول:

مونو اتیلن گلیکول در لیست مواد سمی و خطر آفرین برای سلامتی انسان دسته بندی میشود و از بلع، تماس با پوست و چشم و تنفس آن باید خودداری کرد. در صورت تماس با پوست و چشم باید محل برخورد را با آب جاری فراوان شست و شو داد و اگر کسی این ماده را ببلعد باید به او آب خوراند.

به دلیل سمیت بالایی که این ماده دارد استفاده از آن در موارد زیر منع شده است:

• تجهیزات مربط به آب مصرفی
• در ساخت و فرمولاسیون غذا، دارو و مواد آرایشی بهداشتی
• به عنوان ضد یخ در مخازن آب
• ضدیخ در سیستم های اطفا حریق

خطرات محیط زیستی:

با توجه به ویژگی های این ترکیب خطرات محیط زیستی مختلفی برای ماده ی فوق شناخته شده است.این ماده از اتیلن تولید می شود که با استفاده از یک فرآیند تولید حرارتی یا کاتالیزوری هیدراته می شود. علاوه بر این در نتیجه استفاده از این ترکیب، فرآورده های جانبی از جمله فلزات سنگین و سایر مولکول های آلی و معدنی تولید خواهد شد.

منابع

Fowles, J., Banton, M., Klapacz, J., & Shen, H. (2017). A toxicological review of the … series: Commonalities and differences in toxicity and modes of action. Toxicology letters, 278, 66-83.

National Center for Biotechnology Information. PubChem Database. 1,2-Ethanediol, CID=174, https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/174 (accessed on Apr. 22, 2019)

 (2019, April 06). Retrieved April 22, 2019, from https://en.wikipedia.org/wiki/Ethylene_glycol

. (n.d.). Retrieved April 22, 2019, from https://www.dow.com/en-us/product-search…

Arshiya Chemi Tejarat with more than a century of experience in supplying chemical raw materials
Ways of communication
WhatsApp: +989017302128
WhatsApp: +989212015164
Instagram:
arshiashimitejarat
twitter: arshiashimitejarat

ارشیا شیمی تجارت تامین کننده مواد اولیه غذایی با بیش از دو دهه تجربه در واردات و تامین مواد اولیه غذایی

Headquarters number:

Pasdaran Street, Pasdaran St., in front of Sixth Bostan, Sefid Tower Building, 5th Floor, Unit 24.2

02128420805&02128420806

شماره تماس دفترشرق تهران:

Contact number of Asharq office in Tehran:

Tehranpars, Farjam West, not reached the first floor of Tehranpars, between Bagh Darnia and Golshani Street, 91, second floor

02171057473&02171057475

شماره دفتر بازار تهران:

12 Mithaq Passage, Khodabande Lo Alley, Pamnar, Tehran Bazaar

02136483017&02136483021

بازار تهران,پامنار,کوچه خدابنده لو,پاساژ میثاق پ12

02136483017      02136483021

whatsapp:+989017302128

whatsapp:+989212015164

instagram:arshiashimitejarat