乙二醇的性质和用途

乙二醇属于乙二醇类化合物，由于其优异的传热性能，是一种流行的制冷剂成分。乙二醇广泛用于各种加热和冷却应用，例如暖通空调系统、塑料模具制造、食品和制药工艺。

乙二醇的理化性质
乙二醇， 分子式为CH 2 OH 2，也称为1,2-乙二醇，是一种流行的有机化合物。乙二醇以及其他物质的安全数据表是有关其物理和化学性质的信息的主要来源。乙二醇是暖通空调和汽车系统防冻剂的主要成分。乙二醇的分子式清楚地表明它属于二羟基醇的化学基团，也称为二醇。因此，作为酒精的乙二醇是一种无色液体，具有高粘度和甜味。除了与水具有优异的混溶性外，它还极易溶于醛、酮和乙酸，但完全不溶于四氯化碳。它的生产成本相对较低。其缺点是在低温下结晶且吸热能力较低（与丙二醇相比）（约为水热容的50%）。

乙二醇具有高沸点（197ᵒC）而分子量低。这是由于液相中分子的强缔合，由氢键的形成引起的。纯净形式的乙二醇在约 -13°C 时冻结，而乙二醇与水的混合物可以在更低的温度下保持液态。例如，40% 水和 60% 乙二醇的混合物可以承受低至约 -37°C 的温度。应该注意的是，乙二醇可以与水以任何比例混溶。这是由于其结构中存在两个羟基。

在浏览文献或制造商的报价时，人们可能会遇到单乙二醇 (MEG) 这一术语。然而，请记住，单乙二醇和乙二醇实际上是相同的物质。

乙二醇 – 生产
工业规模生产的乙二醇是通过乙烯氧化中获得的环氧乙烷的水解来生产的。

环氧乙烷的生产
在乙二醇生产的第一阶段，乙烯和氧气被引入多通道反应器中。该反应在银作为基于氧化铝的催化剂的存在下在气相中进行。该反应是高度放热的并释放大量的热。

乙二醇的生产和纯化
环氧乙烷与CO 2反应形成碳酸亚乙酯，然后水解成乙二醇。两个反应均使用均相酸催化剂在液相中进行。将来自早期反应步骤的CO 2流再循环至碳酸亚乙酯反应器。然后乙二醇在两个蒸馏塔中进行纯化，其中水从产物中除去。催化剂被分离并返回到闭环反应器。

乙二醇和丙二醇基本区别
乙二醇和丙二醇之间的主要区别之一是毒性水平。乙二醇有毒，丙二醇无毒。在毒性不重要的应用中，乙二醇通常是传热流体的最佳选择。如果乙二醇可能被摄入或可能意外接触食物或饮用水，则不应使用乙二醇。它也不应用于食品加工厂或其他生产消费产品的场所的加热或冷却系统。当需要低毒性时，通常使用丙二醇，因为其口服急性毒性较低。

两种类型的二醇的物理性质有所不同。它们的化学性质也不同。乙二醇广泛用于性能重要且不与人类或动物直接接触的场合。乙二醇具有优异的传热和防冻保护作用。乙二醇的低粘度有助于出色的传热效率，并且在较低温度下的传输性能超过丙二醇。然而，由于丙二醇的比热较高，因此需要循环更多的乙二醇才能传递与丙二醇相同的能量。在相同条件下，丙二醇溶液比乙二醇具有更高的粘度和倾点。首先，在较低温度下，丙二醇的热效率低于乙二醇。

乙二醇 – 应用
由于乙二醇在汽车工业中的广泛使用，值得问自己：什么是乙二醇以及它的用途和特性是什么。乙二醇广泛用于许多工业和商业应用。该产品还出现在许多流行的家用产品中，例如洗涤剂、化妆品、油漆和塑料溶剂。

乙二醇的其他应用包括：

1、生产用于水上摩托车、浴缸和保龄球等产品的玻璃纤维。

2、生产钢笔墨水和其他类型的墨水。乙二醇会增加墨水的粘度并降低其蒸发的可能性。

3、液体热载体，例如用于气体压缩机、供暖、通风和空调系统以及溜冰场的工业冷却剂。乙二醇赋予工业冷却剂特性，帮助其流经冷却系统并承受极端温度。

冷却剂中的乙二醇
由于其特性，乙二醇（除丙二醇外）是内燃机冷却剂的常用成分。冷却液的主要任务是有效收集发动机的热能，并通过散热器散发到环境中。因此，冷却液可以防止发动机在冬季结冰，同时在夏季高温下充当冷却液。除了从发动机中散热之外，冷却液还必须履行许多同样重要的功能，例如：

防冻保护——乙二醇作为防冻剂的成分，可改善传热性能，包括降低动态粘度和提高导热率

防止气蚀——冷却剂形成有效的保护层，防止冻结、沸腾和气蚀，防止形成气蚀坑

防止发动机和整个冷却系统的各种元件腐蚀——这可以通过此类系统中常用的保护金属的协同腐蚀抑制剂的含量来实现。这有助于确保较长的使用寿命和较高的热效率

防止系统中杂质的形成和沉积

乙二醇作为防冻剂的成分具有改善的传热性能，包括更低的动态粘度和更高的导热率。乙二醇基流体可成功用于由金属及其合金（例如铜、黄铜、钢、铸铁或铝）制成的装置。所有常见的密封件都可以在此类冷却系统中使用，不会出现任何问题。

冷却剂的未来
对高性能汽车的需求不断增加以及高质量高科技添加剂的使用增加等因素补充了全球汽车防冻液市场的发展。然而，原材料（原油）价格的波动以及电池驱动的电动汽车需求的增长在一定程度上抑制了该行业的发展。新型环保生物技术制冷剂和防冻剂的出现必将在不久的将来补充汽车防冻剂市场的发展，并提高目前使用的产品的质量。

乙二醇的危害
乙二醇对人体有毒，会导致许多生理问题，包括死亡（疾病控制中心估计致死剂量在 1,400 至 1,600 毫克/公斤之间）。在人体内通过皮肤（真皮途径）、呼吸道和胃肠道吸收。因此，乙二醇不应用于可能污染饮用水的应用中。它也不应用于食品加工厂或其他生产消费产品的设施等场所的加热或冷却系统。

乙二醇蒸气会导致昏迷，低浓度时会刺激鼻子和喉咙。摄入乙二醇的影响要严重得多。其毒性主要是由于有毒代谢物的积累。乙二醇对中枢神经系统（CNS）有很强的影响。它具有与乙醇相似的急性作用。这种对中枢神经系统的影响在接触后的最初几个小时内普遍存在。未经诊断或未经治疗的摄入乙二醇可能会导致严重的身体伤害甚至死亡。