اتیلن گلیکول به چه ماده ای گفته می شود و چه خواصی دارد؟
اتیلن گلیکول که با نام ethane-1,2-diol نیز شناخته می شود نوعی ترکیب ارگانیک است و فرمول شیمیایی آن نیز (CH2OH)2 می باشد. این ماده به طور عمده به منظور دستیابی به دو هدف متفاوت استفاده میشود. هدف اول به عنوان ماده خام در تولید فیلم های پلی استری و هدف دوم برای تهیه فرمولاسیون مواد ضد یخ است. پلیمر یاد شده بدون بو، بدون رنگ و چسبنده بوده و هم چنین طعمی شیرین دارد. علاوه بر آن این ماده حالتی سمی دارد و حیوانات خانگی ممکن است در اثر چکه مواد ضد یخ از اتومبیل ها در معرض مسمومیت ناشی از اتیلن گلیکول قرار بگیرند.
اتیلن گلیکول چگونه تولید میشود؟
پلیمر یاد شده از اتیلن و یا اتن و از طریق اتیلن اکسید میانجی تولید می شود. اتیلن اکسید نیز با توجه به واکنش شیمیایی ذیل با آب واکنش می دهد تا اتیلن گلیکول را تولید نماید.
واکنش: C2H4O + H2O → HO−CH2CH2−OH
این واکنش می‌تواند با استفاده از اسیدها و یا بازها حالت کاتالیزی پیدا کند و یا می تواند در PH خنثی و در دمای افزوده شده صورت گیرد. در چنین شرایطی تولید ۹۲ درصدی اتیلن گلیکول ممکن خواهد شد. محصولات جانبی ممکن از این واکنش شامل الیگومر های دی اتیلن گلیکول، اتیلن گلیکول و تترا اتیلن گلیکول می‌باشند. جداسازی این الیگومر ها و آب با انتشار انرژی بسیاری صورت می‌گیرد. سالانه به میزان ۶.۷ دهم میلیون تن از این مواد تولید می شود. در نوعی روش تولیدی دیگر با نام امگا، انتخاب با حساسیت بیشتری صورت می گیرد. در این روش ابتدا اتیلن اکسید توسط کربن دی اکسید به اتیلن کربنات تبدیل می شود. سپس حلقه ان با یک کاتالیز بازی هیدرولیز شده تا مونو اتیلن گلیکول هایی را با میزان گزینش ۹۸ درصدی تولید نماید. در این مرحله کربن دی اکسید مجدداً آزاد می شود و می توان از آن در مدار فرآیند استفاده کرد. در واقع کربن دی اکسید به عنوان بخشی از مرحله تولید اتیل اکسید به وجود می‌آید که در آن قسمتی از اتیلن به طور کامل اکسید میشود. اتیلن در کشورهایی از کربن مونوکسید تولید می شود که در آن ها ذخایر بالایی از ذغال سنگ وجود دارد و همچنین قوانین محیطی آنها با سختگیری کمتری همراه است. متانول بازیافت می شود بنابراین فقط کربن مونوکسید، هیدروژن و اکسیژن مصرف می شوند. کارخانه ای با ظرفیت تولید ۲۰۰ هزار تن از اتیلن گلیکول در سال در مغولستان قرار دارد و کارخانه دوم نیز در چین واقع است که ظرفیت تولیدی برابر با ۲۵۰ هزار تن در سال دارد. این کارخانه در سال ۲۰۱۲ و در استان هنان تاسیس شد.
در سال ۲۰۱۵ نیز چهار کارخانه در چین با ظرفیت تولید ۲۰۰ هزار تن در سال کار خود را آغاز کردند و هم اکنون نیز ۱۷ کارخانه دیگر در حال راه اندازی می باشند.
روشهای بیولوژیکی و یا زیستی
نوعی کرم پیله ساز وجود دارد که دارای یک باکتری مطلوب می باشد و این باکتری نیز قادر به تجزیه پلی اتیلن به اتیلن گلیکول است.
روش های تاریخی
بنابر بیشتر منابع موجود، یک شیمیدان فرانسوی با نام چارلز آدولف وورتز اولین بار توانست اتیلن گلیکول را در سال ۱۸۵۶ تولید نماید. ابتدا اتیل یودید را با استات نقره‌ای واکنش داد و سپس اتیلن دی استات به دست آمده را با پتاسیم هیدروکسید هیدرولیز کرد. وی نام ترکیب جدید خود را گلیکول نامید زیرا دارای ویژگی های مشترکی با اتیلن الکل (که دارای یک گروه هیدروکسیل میباشد) و گلیسیرین (که دارای سه گروه هیدروکسیل میباشد) است. در سال ۱۸۵۹ نیز وی اتیلن گلیکول را با استفاده از هیدراسیون اتیلن اکسید تولید نمود. به نظر می رسد که هیچ گونه تولید تجاری و یا استفاده از اتیلن گلیکول قبل از جنگ جهانی اول وجود نداشته باشد که در آن این ماده از اتیلن دی کلراید در آلمان به دست می آمد و به عنوان جایگزینی برای گلیسرول در تولید مواد محترقه و انفجاری به کار برده می‌شد. در آمریکا نیز تولید نیمه تجاری اتیلن گلیکول از طریق اتیلن کلرو هیدرین در سال ۱۹۱۷ آغاز شد. اولین کارخانه تولید اتیلن گلیکول در حجم بالا در سال ۱۹۲۵ در غرب ویرجینیا توسط شرکت مواد شیمیایی کربن و کاربید فعالیت خود را آغاز کرد. تا سال ۱۹۲۹ اتیلن‌گلیکول تقریباً توسط تمامی تولیدکنندگان دینامیت مورد استفاده قرار گرفت. در سال ۱۹۳۷ نیز کمپانی یاد شده اولین کارخانه خود را تاسیس کرد که در آن از فرآیند Lefort به منظور اکسیداسیون فاز بخار اتیلن به اتیلن اکساید استفاده می شد. امتیاز انحصاری اکسیداسیون مستقیم تا سال ۱۹۵۳ متعلق به کمپانی کاربید بود که در ان زمان فرآیندهای طراحی علمی به صورت تجاری معرفی شده و گواهی های مورد نظر را دریافت کردند.
از اتیلن گلیکول به منظور تولید چه محصولاتی استفاده می شود؟
۵۰ درصد از مصارف اتیلن گلیکول به تولید مواد ضد یخ اختصاص داده میشود و ۴۰ درصد نیز تولید مواد خامی است که در ساخت پلی استر هایی مانند پلی اتیلن ترفتالات به کار برده می شوند.
سایر مصارف اتیلن گلیکول کدامند؟
