Пропиленгликоль что это такое применение
Пропиленгликоль — вещество, которые было получено в результате переработки нефтепродуктов. Жидкость обладает вязкой консистенцией, не имеет цвета и ярко выраженного запаха. Имеет слегка сладкий вкус.
Применяется в роли растворителя для альдегидов, сложных соединений эфиров и кислот, также для растворения одноатомных спиртов.
Перечислим основные отличия материала, благодаря которым было получено широкое распространение пропиленгликоля.
- Высокая способность впитывать и удерживать влагу.
- Имеет бактерицидное и фунгицидное свойства.
- Применяется для стерилизации и консервации.
Основные области применения
Пропиленгликоль используется практически во всех современных сферах производства.
- Фармацевтической промышленности.
- Лакокрасочной.
- Химической.
- Нефтедобывающей
Пропиленгликоль может входить в состав отдельных смазочных веществ, полимерных пластмасс, антиобледенителей, применяемых в теплоносителях, а также в отдельных веществах, служащих как для производственных целей, так и для решения бытовых задач.
- В роли антифриза в системах отопления, вентилирования и кондиционирования. Данные агрегаты могут быть установлены как на производстве, так и дома.
- Используется для изготовления алкидных и полиэфирных смол для автомобильной и строительной отраслей.
- Часто пропиленгликоль может быть в веществах, созданных в фармацевтике и косметологии.
Гликоли относятся к категории пожароопасных и взрывоопасных материалов. Поэтому во время работы с пропиленгликолем необходимо соблюдать основные правила безопасности, чтобы избежать неприятностей и создания аварийных ситуаций.
- Все емкости, в которых хранится вещество должны быть герметичны и плотно закрыты, чтобы избежать пролива и выплескивания во время транспортирования.
- Во время работы с веществом необходимо применять все средства индивидуальной защиты.
- Крайне рекомендуется закрыть органы дыхания, чтобы предотвратить проникновение паров в легкие.
- Закрыть открытые участки тела, чтобы избежать химических ожогов и травм.
Пропиленгликоль как антифриз для отопления
Пропиленгликоль часто используется в современных системах отопления. Данное вещество выступает в роли антифриза благодаря присутствию дополнительных веществ — присадок-ингибиторов. В такой композиции пропиленгликоль менее опасен и вреден для человека. Все компоненты можно заливать в систему отопления, не опасаясь повредить отдельные элементы. Это касается как чугунных, стальных, медных, так и биметаллических рабочих конструкций. Наличие в антифризе карбоксилатных присадок при работе с пропиленгликолем способно повысить срок службы рабочего контура, таким образом продлив время эксплуатации до ближайшего ремонта.
Нежелательно применение такого антифриза в тех системах, где присутствуют цинковые элементы (в том числе и контуры с трубами, которые внутри покрыты оцинковкой). Все потому, что даже при невысоких рабочих температурах (в среднем около +70 по Цельсию) оцинкованный слой или часть, содержащая цинк внутри, может отсоединяться и отслаиваться. Часть вещества выпадает в виде нерастворимых солей и осадка. Часто это можно наблюдать в тех частях системы отопления, которая отвечает за нагрев антифриза. Со временем в этих местах усиливается коррозийный очаг, который приводит к быстрому выходу системы из рабочего состояния. Требуется внеплановый ремонт или даже замена части контура.
При заправке системы отопления пропиленгликолем важно соблюдать основные правила, чтобы не создать аварийной ситуации, а также повысить эффективность работы антифриза. Перед заливкой раствора, отвечающего за теплообмен, необходимо провести гидравлические испытания и исследования. Это необходимо, чтобы преждевременно выявить участки разгерметизации и места протечек. Если в контуре была применена какая-то другая жидкость, его необходимо тщательно почистить и помыть перед тем как применять антифриз на основе пропиленгликоля. После заправки контура, его нельзя тут же запускать и вводить в эксплуатацию. Должно пройти некоторое время, чтобы из системы ушли все пузырьки воздуха, которые изначально присутствуют в любом теплоносителе.
Особенности применения теплоносителей на основе пропиленгликоля
Часто применение хладоносителей и теплоносителей, созданных на базе пропиленгликоля, в производстве может вызывать ряд проблем, связанных с контактом вещества с металлическими поверхностями. В таком случае появляются три основные проблемы:
- стенки применяемого оборудования со временем при контакте с пропиленгликолем могут подвергаться коррозии и постепенно разрушаться;
- при длительной эксплуатации, внутри контура появляются соли и нерастворимые в воде осадки;
- из-за контакта теплоносителя с контуром, состав первого меняется, что пагубно сказывается на рабочих способностях вещества.
Если эти неприятности своевременно не устранить, появляются более серьезные последствия. Сокращается срок работы оборудования и его эффективность, очень быстро выходят из строя отдельные элементы. Требуется чаще проводить внеплановые ремонтные работы, а это существенно повышает конечную стоимость эксплуатации такого оборудования. Как следствие — снижается рентабельность и эффективность.
Для эффективной работы пропиленгликоля в качестве антифриза необходимо тщательно проверить герметичность всего контура. Только после этого можно использовать вещество. Чтобы достичь нужного результата, можно менять концентрацию воды и пропиленгликоля. Получится жидкость с температурой замерзания от -10С до -650С, все зависит от соотношения.
Если не были применены присадки, срок работы гликоля составляет 5 лет, после чего его необходимо удалить из полости отопительной, или охлаждающей системы. Проводится промывка при помощи щелочного раствора и заливается новая жидкость. Если контур работает в условиях с частым и достаточно длительным воздействием низких температур — раствор рекомендуется менять не реже 1 раза в 3 года.
Консультации и рекомендации можно получить у менеджера нашей компании, связавшись через форму обратной связи на сайте. Специалист обязательно перезвонит и ответит на все интересующие вас вопросы, при необходимости подберет самый оптимальный вариант решения задачи.
Пропиленгликоль | |
---|---|
Общие | |
Систематическое наименование |
пропан-1,2-диол |
Сокращения | ПГ, PG, PGI |
Традиционные названия | пропиленгликоль, 1,2-пропандиол, 1,2-диоксипропан, Dowfrost, Methylethylene glycol, Monopropylene glycol, PG 12, Propane-1,2-diol |
Хим. формула | СH2(OH)-СH(OH)-СH3 |
Рац. формула | С3H8O2 |
Физические свойства | |
Состояние | жидкость |
Молярная масса | 76,09 г/моль |
Плотность | 1,0363 г/см³ |
Динамическая вязкость | 0,056 Па·с |
Кинематическая вязкость | 0,054 см²/с (при 20 °C) |
Термические свойства | |
Т. плав. | −60 °C |
Т. кип. | 187,4 °C |
Т. разл. | число |
Т. всп. | 107 °C |
Тройная точка | ? K (? °C), ? Па |
Кр. точка | 351 °C, 0,0061 Па |
Уд. теплоёмк. | 2483 Дж/(кг·К) |
Теплопроводность | 0,218 Вт/(м·K) |
Энтальпия образования | −486,1 ± 2,5 кДж/моль |
Удельная теплота испарения | 914 кДж/кг |
Удельная теплота плавления | чис |
Давление пара | 10,7 Па |
Химические свойства | |
pKa | 14,8 |
Растворимость в воде | полная |
Растворимость в этаноле | полная |
Оптические свойства | |
Показатель преломления | 1,4326 |
Структура | |
Дипольный момент | 3,63 Д |
Классификация | |
Рег. номер CAS | 57-55-6 |
PubChem | 1030 |
Рег. номер EINECS | 200-338-0 |
SMILES | |
Рег. номер EC | 200-338-0 |
Кодекс Алиментариус | E1520 |
RTECS | TY2000000 |
ChEBI | 16997 |
ChemSpider | 13835224 |
Безопасность | |
ЛД50 | 20000 мг/кг (крысы, перорально) |
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного. |
Пропиле́нглико́ль — бесцветная вязкая жидкость со слабым характерным запахом, сладковатым вкусом, обладающая гигроскопическими свойствами.
Содержание
Физико-химические свойства пропиленгликоля [ править | править код ]
Основные свойства [ править | править код ]
1,2-пропиленгликоль — прозрачная вязкая жидкость. Её плотность ниже, чем у этиленгликоля и глицерина, но выше чем у этанола. Вязкость пропиленгликоля выше, чем у этиленгликоля и одноатомных спиртов, особенно при низких температурах [1] [2] [3] [4] [5] [6] . ИК-спектр и масс-спектр 1,2-пропиленгликоля представлены на сайте NIST.
Растворимость [ править | править код ]
Пропиленгликоль является хорошим растворителем [1] [7] [8] [9] [10] [11] для различного класса соединений. С ним полностью смешивается большинство низкомолекулярных органических соединений, содержащих кислород и азот:
- одноатомные спирты (метиловый, этиловый, пропиловый, изопропиловый, н-бутиловый, н-амиловый, фенилэтиловый и пр.)
- этилен- и пропиленгликоли и их эфиры
- кислоты (уксусная, диэтилуксусная, валериановая, олеиновая и пр.)
- альдегиды (анисовый, бензойный, горчичный, салициловый, фурфурол, цитраль) и кетоны (ацетон, α-ионон, метилизопропил- и метилизобутилкетоны)
- сложные эфиры (этил-, этилхлор-, н-бутил-, амил- и изоамилацетаты, три-н-бутилфосфат, н-бутил-лактон и пр.)
- амины и другие азотсодержащие соединения (этанол- и диэтаноламины, диизопропиламин, ди-н-бутиламин, ди-н-амиламин, α-метилбензиламин, α-метилбензилдиметиламин, 2-фенилэтиламин, диэтилентриамин, триэтилентетрамин, пиридин, диметилформамид, н-амилцианид и пр.).
Физико-химические свойства водных растворов пропиленгликоля [ править | править код ]
Пропиленгликоль смешивается с водой.
Химические свойства пропиленгликоля [ править | править код ]
Пропиленгликоль известен в виде двух изомеров: 1,2-пропиленгликоль C H 3 − C H O H − C H 2 − O H <displaystyle <mathsf <3>!!-!!CHOH!-!CH_<2>!-!OH>>> и 1,3-пропиленгликоль H O − C H 2 − C H 2 − C H 2 − O H <displaystyle <mathsf <2>!!-!!CH_<2>!-!CH_<2>!-!OH>>> . 1,3-Пропиленгликоль более реакционноспособен, чем 1,2-пропиленгликоль, и склонен к полимеризации.2>3>
Вследствие наличия асимметрического атома углерода имеются два оптических изомера: один, вращающий плоскость поляризации света влево, (-)-форма и другой — вправо, (+)-форма. Пропиленгликоль, получаемый в промышленности гидратацией окиси пропилена, представляет собой рацемическую смесь обоих оптических изомеров (рацемат).
Оптические изомеры пропиленгликоля могут быть получены из лево- и правовращающей окиси пропилена. Кроме того, левовращающий изомер получают при восстановлении левовращающего эфира молочной кислоты, а правовращающий — при гидрировании над никелем левовращающего 3-иод-1,2-пропиленгликоля [12] .
Оптические изомеры пропиленгликоля можно также получить из рацемата при фракционировании циклических кеталей пропиленгликоля и 1-ментона и последующем кислотном гидролизе индивидуальных кеталей [13] . Предложен способ выделения (-)- и (+)-пропиленгликолей из раствора рацемата в органическом растворителе (н-пропаноле, втор-бутаноле, ацетоне и его смеси с этиловыми эфиром или этил-ацетатом и др.) путём «затравки» кристаллическим пропиленгликолем раствора, охлажденного до температуры ниже −29 °C [14] .
По химическим свойствам 1,2-пропиленгликоль — типичный гликоль. С щелочными металлами и щелочами образуют гликоляты, с карбоновыми кислотами и ангидридами — одно- и двузамещенные сложные эфиры; этерификация 1,2-пропиленгликоля и моноэфиров приводит к диэфирам. При дегидратации в присутствии кислот или щелочей 1,2-пропиленгликоль образует смесь диметил-1,4-диоксанов, в присутствии Н3РО4 при 250 °C-пропионовый альдегид, в присутствии АlРО4 — аллиловый спирт (2-пропен-1-ол)CH2=CH-CH2-OH и ацетон. При каталитическом дегидрировании 1,2-пропиленгликоля дает ацетол СН3-СО-СН2-ОН или пропионовый альдегид, пропионовую кислоту, метилглиоксаль и др. В процессе окисления 1,2-пропиленгликоля продуктами реакции являются ацетон, пропионовый альдегид, молочная кислота, формальдегид, ацетальдегид и др.
Токсикология [ править | править код ]
Добавка E1520 (пропиленгликоль) разрешена для использования в большинстве стран мира [15] .
Производство пропиленгликоля [ править | править код ]
Схема производства [ править | править код ]
Получение пропиленгликоля осуществляется путём гидратации окиси пропилена при температуре от 160 до 200 градусов и при давлении около 1,6 МПа. При этом выделяется 85,5 % пропиленгликоля, 13 % дипропиленгликоля и 1,5 % трипропиленгликоля. Выделяют гликоли в вакууме на ректификационной колонне. Гарантийный срок хранения продукта — один год со дня изготовления. Пищевой пропиленгликоль хранится около двух лет. В процессе эксплуатации не следует забывать, что при перегреве растворов, содержащих пропиленгликоль, начинается разложение основы и присадок, поэтому возможно ухудшение теплофизических свойств раствора.
Применение пропиленгликоля [ править | править код ]
Антифризы (теплоносители, хладоносители) [ править | править код ]
Низкозамерзающие теплоносители на основе водного раствора пропиленгликоля широко используются в различных отраслях промышленности в качестве теплоносителей (антифризов), в том числе в системах отопления, вентиляции, кондиционирования жилых домов и общественных зданий, в системах охлаждения пищевых производств, а также в другом теплообменном оборудовании в интервале температур от −40 °C до +108 °C.
Зависимость температуры замерзания теплоносителей от концентрации в них пропиленгликоля:
t замерзания, °C | −40 | −30 | −20 | −10 | −5 | 0 |
---|---|---|---|---|---|---|
Содержание, % масс. | 54 | 48 | 39 | 25 | 15 | 1 |
В домашних условиях можно определить температуру замерзания t замерзания °С эксплуатируемого теплоносителя по плотности. Зависимость плотности от температуры замерзания для водных растворов пропиленгликоля приведены в таблице 2.
Зависимость плотности от температуры начала кристаллообразования пропиленгликоля:
t замерзания, °C | −40 | −30 | −20 | −10 | −5 | 0 |
---|---|---|---|---|---|---|
Плотность, кг/м.куб. | 1040 | 1037 | 1031 | 1019 | 1010 | 999,3 |
- в производстве ненасыщенных полиэфирных смол (для строительной индустрии и производства автомобилей), эластичных полиуретанов, алкидных смол;
- как растворитель природных и синтетических веществ при приготовлении мазей, паст, кремов, шампуней и т. д. в фармацевтической и косметической промышленности;
- в пищевой промышленности как растворитель пищевых добавок и увлажнитель табака. 1,2-Пропиленгликоль обладает умеренными консервирующими и бактерицидными свойствами;
- Для дезинфекции помещений на предприятиях пищевой промышленности (распыляют в воздухе в виде аэрозоля);
- при изготовлении тормозных жидкостей, антифризов, антиобледенительных жидкостей и теплоносителей;
- в качестве пластификатора при производстве целлофановых и поливинилхлоридных плёнок;
- в дымовых машинах для создания визуальных эффектов на концертах, эстрадных шоу, в киноиндустрии;
- В связи с заменой эфиров этиленгликоля менее токсичными соединениями возрастает применение эфиров 1,2-пропиленгликоля;
- в жидкости для электронных парогенераторов и ЭСДН;
В пищевой промышленности пропиленгликоль зарегистрирован в качестве пищевой добавки E1520, как влагоудерживающий, смягчающий и диспергирующий агент.
Пропиленгликоль также известен как 1,2 – пропиленгликоль, монопропиленгликоль, пропандиол–1,2, Propylen Glycol, Monopropylene glycol, MPG, Propane-1,2-diol, МПГ, Пропан-1,2-диол, Glikol monopropylenowy, 1,2-dihydroksy propan, 1,2-пропандиол.
Пропиленгликоль (пропандиол) С3Н6(ОH)2 молекулярная масса 76,09.
Известны 2 изомера: 1,2-пропиленгликоль СН3СНОНСН2ОН (1,2-пропандиол) и 1,3-пропиленгликоль СН2ОНСН2СН2ОН.
Пропиленгликоль – бесцветная вязкая гигроскопичная жидкость, сладковатая на вкус и без запаха.
Пропиленгликоль (пропандиол) – двухатомный спирт алифатического ряда.
Температура кипения 189 o С, молекулярная масса 76,094; вязкость при 20 o С 45,66 сантипуаз (сПз); температура воспламенения 111,1 o С, двухатомный спирт СН3СН(ОН)СН2ОН.
Пропиленгликоль полностью смешивается с водой (растворение происходит с выделением теплоты).
Пропиленгликоль хорошо растворяет большинство низкомолекулярных кислород- и азотсодержащих органических соединений таких как одноатомные спирты, этиленгликоли и их эфиры и другие гликоли, органические кислоты, альдегиды и кетоны, сложные эфиры, амины и прочие азотсодержащие вещества. Пропиленгликоль также хорошо смешивается с диэтиловым эфиром, этиленхлоргидрином, хлороформом, скипидаром, ацетоном и многими другими органическими растворителями.
Ограниченно растворим в бензоле. Одним из интересных свойств пропиленгликоля является его способность к растворению как гидрофильных, так и гидрофобных веществ, что позволяет смешивать с помощью него вещества, которые сами по себе не смешиваются.
С рядом соединений пропиленгликоль образует азеотропные смеси, т.е. такие смеси, которые не разделяются на фракции при перегонке. Образует азеотропные смеси с анилином, (Тпл=179 o C; 43% пропиленгликоля по массе), о-ксилолом (Тпл=135.8 o C; 10.0%), толуолом (Тпл=110.5 o C; 1.5%).
Пропиленгликоль в производстве пластмасс и полимеров
- Пластификатор
- Увлажнитель для паркета, мебели
- Основа полиэфирных ненасыщенных смол, полиуретанов
При взаимодействии с трифенилфосфатом образуются фосфорсодержащие соединения, которые являются стабилизаторами полимеров и входят в состав негорючих полиуретанов. Промышленное значение имеют линейные полиэфиры, полученные из пропиленгликоля и дикарбоновых кислот, содержащих ароматическую или несколько метиленовых групп. В зависимости от состава исходного сырья полученный полиэфир имеет по концам гидроксильные или карбоксильные группы. Особое значение имеют полиэфиры ненасыщенных кислот или смесей насыщенных и ненасыщенных кислот, которые затем сшиваются различными винильными соединениями. Ненасыщенные полиэфиры широко применяются для различных покрытий и получения армированных пластических масс, в частности – стеклопластиков. Полиэфирные смолы с хорошими механическими свойствами при повышенной и пониженной температурах, а также высокой химической активностью получаются при взаимодействии пропиленгликоля с полигалогенидными полифенилами и образовавшегося соединения – с органическими кислотами.
Пропиленгликоль. Производство теплоносителей и хладагентов.
Охладитель пива, молока, вина
Пропиленгликоль применяется для охлаждения пива, вина, молока и других жидкостей. Охлаждение осуществляется методом принудительной циркуляции, как правило, 30% водного раствора пропиленгликоля по змеевикам. Преимуществом пропиленгликоля перед водой, этиленгликолем и раствором солей в воде заключается в том, что из-за не токсичности пропиленгликоля продукт можно применять даже после небольших утечек пропиленгликоля через неплотности системы. Присутствие 0,25% пропиленгликоля не влияет на вкус. Концентрация пропиленгликоля 30% позволяет довести температуру охладителя до -12,8 o С; вода же позволяет понизить температуру лишь до 1,1 o С.
Пропиленгликоль автоматически смазывает элементы охлаждающей системы.
Охладитель в производстве
Охлаждение пропиленгликолем обеспечивает повышенную вторичную безопасность при нарушении циркуляции теплоносителя, техногенных катастрофах, промышленных авариях и ошибках персонала. Перевод охладителей на раствор пропиленгликоля не требует доработок самой системы циркуляции. При переходе от воды или рассола к пропиленгликолю необходимо только очистить систему от кальциевых осадков и хлоридов. Правильная чистка системы и контроль гликольного раствора обеспечивает безопасную работу.
Было также зарегистрировано уменьшение расхода энергии для подачи охладителя.
Антифриз для автомобилей
Использование водного раствора пропиленгликоля в автомобилях в качестве теплопередатчика от двигателя к радиатору обеспечивает не только устойчивость к замерзанию до –59 o С и защиту окружающей среды при постоянных утечках в результате неисправностей или регламента, но и защиту пассажиров, ремонтного персонала и водителей от отравлений этиленгликолем (более распространенным в тосолах ядовитым веществом), не говоря о снижении износа подвижных узлов за счет высоких смазывающих свойств пропиленгликоля и увеличения срока службы неподвижных деталей за счет низкой коррозионной агрессивности пропиленгликоля.
Теплоноситель для строений с автономной системой отопления и тепловых станций
Использование пропиленгликоля в качестве теплоносителя позволяет обезопасить жилище, людей и животных по вторичным признакам техногенных катастроф и факторов (пожар, землетрясение, авария и нарушение правил эксплуатации теплоснабжения), продлевает срок службы системы индивидуального теплоснабжения из-за низкой коррозионной агрессивности пропиленгликоля и не замерзания при низкой температуре. Стойкость к пониженным температурам особенно важна в условиях крайнего севера и при зимних внеплановых перерывах в работе теплоснабжения, а затраты на качественный теплоноситель предпочтительнее, чем расходы на ремонт дорогостоящего оборудования.
Создание комплексов с замкнутой системой термообеспечения, использующиеся, например в гостиничных загородных комплексах, пансионатах и базах отдыха требуют применения высоконадежных, экологически чистых теплоносителей, выдерживающих большие энергетические перегрузки, обладающих, как высокими показателями теплоемкости и теплопроводности, так и высокими показателями антикоррозионности, долговечности, термостойкости к кристаллизации и хорошими смазочными свойствами. Именно такими свойствами обладают теплоносители на водной основе пропиленгликоля.
Применение в системах кондиционирования и вентиляции
Применение пропиленгликоля в данной сфере дает неоспоримые преимущества, т.к. температура застывания чистого продукта: от -60 до -77 o С . При испарении воды из теплоносителя/хладоносителя система в безопасности в то время как этиленгликоль замерзает при 13 o С. Водные растворы с концентрацией пропиленгликоля 60% замерзают при температуре около -70 o С.
При аварийном разливе теплоносителя на основе пропиленгликоля его достаточно собрать мокрой тряпкой, в то же время, при проливе этиленгликоль содержащих теплоносителей рекомендуется менять или плитку, или деревянный пол и утеплитель, впитавший ядовитый этиленгликоль.
P.S. Я тоже из города ))
P.S. Я тоже из города ))