Пропиленгликоль

Пропиленгликоль для применения в промышленных целях.

Определение, свойства и характеристики

Пропиленгликоль — вещество, представляющее собой собой двухатомный спирт. Может применяться как пищевая добавка группы растворителей

Пропиленгликоль – это одно из сокращенных названий Монопропилнгликоля (MPG), Дипропиленгликоля (DPG) и Триполипропиленгликоля (TPG). Формула НО-CН2-СНОН-СН3

Основные сведения

Пропиленгликоль относится к органическим соединениям жирного ряда, имеющим две гидроксильные ОН-группы при разных атомах углерода. Наименование образуется от названия углеводородного радикала — пропилена путем прибавления слова «гликоль», означающего — двухатомный спирт. Пропиленгликоль представляет собой бесцветную густую жидкость без запаха со сладким вкусом. Плотность пропиленгликоля немного выше плотности воды и составляет 1,03 г/л при 20˚С, температура застывания: -60˚С. Водные растворы с концентрацией пропиленгликоля 60% замерзают при температуре около -70˚С. Точное определение температуры замерзания затруднено из-за высокой вязкости и склонности растворов к переохлаждению. 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.

Отличие от других гликолей

Пропиленгликолевые водные растворы по сравнению с этиленгликолевыми при одной и той же концентрации имеют несколько более высокую температуру замерзания. В отличии от этиленгликоля, диэтиленгликоля и некоторых других гликолей пропиленгликоль в малых и средних дозах безопасен для организма и может применяться в пищевой промышленности.

Меры безопасности

Пропиленгликоль в отличии от многих других гликолей нетоксичен, не опасен даже при длительном вдыхании паров и не вызывает отравления при случайном приеме внутрь. Практически во всех странах пропиленгликоль признан безопасным для использования в составе в продуктах питания (ему присвоен код Е-1520), лекарственных, парфюмерных и косметических средствах.

Однако чистый пропиленгликоль относится к горючим пожароопасным и взрывоопасным веществам, хотя и не относится к легковоспламеняемым жидкостям. Температура вспышки неразбавленного пропиленгликоля составляет 101-107˚С, воспламенения 104˚С , самовоспламенения 421˚С. Область концентраций при которых возможно воспламенение составляет 2,5-12,5% по объему. При возгорании пропиленгликоль рекомендуется тушить тонкораспыленной водой, пенными, порошковыми и газовыми огнетушащими средствами.

Пожароопасность снижается при разбавлении водой. Антифризы на основе пропиленгликоля не горят.

Применение пропиленгликоля

Пропиленгликоль — по химической структуре представляет собой двухатомный спирт. Как и все спирты, обладает свойством хорошо удерживать влагу, поэтому широко используется производителями косметической продукции качестве гигроскопичного увлажняющего ингредиента. Показано, что в больших количествах пропиленгликоль может вызывать привыкание и оказывать побочные воздействия, поэтому честные производители (по их заявкам) стараются не использовать этот увлажняющий компонент.

По своему составу и свойствам отличается от этиленгликоля, который используют в качестве антифриза и тормозной жидкости в автомобилях. Некоторые фирмы ошибочно уравнивают свойства этиленгликоля и пропиленгликоля, что в корне неверно. В органической химии отличие веществ даже на один атом влечет за собой изменение свойств соединений.

Пропиленгликоль в виде водного раствора используется в различных отраслях промышленности в качестве хладоносителя (теплоносителя) холодильного (теплообменного) оборудования при охлаждении различных пищевых продуктов до температур в интервале от +12°С до -50°С, а также при погружном (экстренном) замораживании ягод, птицы, и др. продуктов.

Пропиленгликоль может применяться в качестве пищевой добавки (E-1520). Благодаря низкой токсичности пропиленгликоля попадание небольшого (до 0,25%) количества хладоносителя на его основе в результате случайных протечек в пищевой продукт не вызывает порчи последнего.

Получение пропиленгликоля

Пропиленгликоль получают из нефтепродуктов методами возгонки, очистки с последующей апробацией на чистоту и совместимость с клетками животного происхождения. По своему составу — это многоатомный спирт и обладает всеми свойствами спиртов. По некоторым данным (Л. Д. Бергельсон «Мембраны, молекулы, клетки»), входит в состав липидной мембраны клетки в виде эфиров жирных кислот, которые участвуют и в процессах «транспорта» крупных молекул внутрь клетки Пропиленгликоль — бесцветная густая жидкость со слабым характерным запахом, смешивается с водой и спиртом, обладает гигроскопическими свойствами. Его температура кипения при атмосферном давлении 187,4 °C, температура замерзания –60 °C, плотность при 20°C — 1, 037 г/см3. ЛД50 – 34,6 мг/кг. Температура самовоспламенения 421°C. Водные растворы пропиленгликоля до 60°C не горючи. На основе пропиленгликоля производятся наиболее безопасные по экологическим и токсикологическим свойствам бытовые теплоносители.

Пропиленгликоль разрешен к применению во всех странах для использования в качестве пищевой добавки (Е 1520). Благодаря низкой токсичности пропиленгликоля попадание небольшого (до 0,25%) количества теплоносителя на его основе в результате случайных протечек в пищевой продукт не вызывает порчи последнего.

Коррозионная активность пропиленгликоля ниже, чем у большинства известных водных растворов солей и спиртов, что позволяет предъявлять невысокие требования к сортности стали для оборудования и снизить стоимость используемого оборудования.

Зависимость температуры замерзания теплоносителей от концентрации в них пропиленгликоля(Табл.1):

 

t замерзания °С -40 -30 -20 -10 -5 0
Содержание,
% масс.
54 48 39 25 15 1

В домашних условиях можно определить температуру замерзания tзамерзания °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°С -40 -30 -20 -10 -5 0
Плотность, кг/м.куб. 1040 1037 1031 1019 1010 999,3

Теплоносители на основе пропиленгликоляНизкозамерзающие 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 минус 40°С до плюс 108°С. В частности, на основе пропиленгликоля производится низкозамерзающий теплоноситель ХНТ-40, применяемый для систем отопления и кондиционирования коттеджей и зданий. При аварийном разливе теплоносителя ХНТ его достаточно собрать мокрой тряпкой. В то же время, при проливе этиленгликольсодержащих теплоносителей рекомендуется менять или плитку, или деревянный пол и утеплитель, впитавшие ядовитый этиленгликоль.

Однако, из-за высокой стоимости (более 70 руб./кг) не все могут позволить залить в систему теплоноситель ХНТ. Поэтому, как альтернативный вариант теплоносителям на основе пропиленгликоля, на рынке появились экономичные, экологически и токсикологически безопасные теплоносители (антифризы) марки «ТЭЖ». Отличаются они основой и температурой замерзания:

ХНТ — не замерзает до -60°C (не разрушает трубы до -80°C);
ТЭЖ — не замерзает только до -5°C (не разрушает трубы до -25°C).

Виды теплоносителей (антифризов)

ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ — движущая жидкая или газообразная среда, используемая для осуществления теплообмена. Наиболее распространенными видами теплоносителей в системах отопления являются: вода и водные растворы этиленгликоля и пропиленгликоля с модифицирующими присадками.

Вода — занимает примерно 68 % от всего объема используемых теплоносителей. Антифризы (низкозамерзающие жидкости) занимают оставшиеся примерно 30 % объема теплоносителей. В свою очередь антифризы производятся на основе: этиленгликоля — около 25 % от всего объема теплоносителей;

пропиленгликоля — около 5 % от всего объема используемых теплоносителей.

Как правило, оставшиеся 2% антифризов приходится на специальные безводные охлаждающие жидкости. Антифриз представляет собой смесь воды, основного компонента (как правило, этиленгликоля или пропиленгликоля) и целевых добавок.

Для снижения коррозионной активности антифризов используются ингибиторы коррозии. Также в состав теплоносителя вводят ингибиторы накипеобразования, набухания и растворения резиновых уплотнителей систем отопления, пенооборазования и мн. др.

Ингибиторы — (от лат. Inhibeo – задерживаю) в химии – вещества, тормозящие химические процессы, например коррозию, полимеризацию, окисление. Относительная масса ингибиторов, добавляемых в реакционную среду, может меняться от долей процента (ингибиторы полимеризации) до нескольких процентов (присадки к смазочным маслам).

Необходимо также отметить, что в настоящее время на рынке антифризов появились новые экономичные теплоносители на основе органических солей марки ТЭЖ (ацетата и формиата калия) с температурным диапазоном эксплуатации от +102°C до -5°C.

Для удобства сравнения основные достоинства и недостатки вышеупомянутых теплоносителей приведены в таблице 1.

Тепло-
носители
Основа теплоносителя Достоинства Недостатки
СП-В Вода экологически и токсикологически безопасна; дешева замерзает при температуре ниже 0 °С
ОЖ Этиленгликоль(ЭГ) удовлетворительные теплофизич. свойства; темп. замерзания до -60°С Яд! Смертельная доза для человека 50-150 мл., средняя стоимость
ХНТ Пропиленгликоль(ПГ) экологически и токсикологически безопасен; темп. замерзания до -60°С по теплофизич. свойствам уступает ЭГ на 10÷20 % ; относительно высокая стоимость
ТЭЖ Ацетат калия экологически и токсикологически безопасен; хорошие теплофизич. свойства; относительно дешев замерзает при температуре ниже -5 °С

 

Свяжитесь с нами

Отправляя эту форму, вы соглашаетесь с политикой обработки персональных данных.