دی اتیلن گلیکول چیست؟
دی اتیلن گلیکول (DEG) یک ترکیب آلی است که به صورت گسترده به عنوان یک حلال واکنشی و در ساخت پلاستیک و سایر محصولات استفاده می شود. تهیه دی اتیلن گلیکول مستلزم هیدرولیز جزئی اکسید اتیلن است که مقادیر متفاوتی از DEG و سایر گلیکول ها را تولید می کند.
دی اتیلن گلیکول یک ماده بسیار سمی است به همین دلیل ایالات متحد اجازه استفاده از مقدار کمی از آن را به عنوان یک افزودنی غذایی در مواد غذایی آماده می دهد.
این ترکیب همچنین با نامهای DEG، ۲،۲-اکسی دی اتانول و گلیکول اتر دی گلیکول شناخته می شود. دی اتیل گلیکول مایعی شفاف، بی رنگ و بی بو با فرمول C4H10O3 است که در آب و بسیاری از ترکیبات آلی محلول است و خاصیت جاذب رطوبت دارد که آن را به یک ماده شیمیایی صنعتی مفید تبدیل می کند.
روش تولید دی اتیلن گلیکول
دی اتیلن گلیکول قبلا به وسیله هیدرولیز اکسید اتیلن (EO) و توسط اتیلن کلروهیدرین تولید می شد اما در حال حاضر این روش با یک مسیر اکسیداسیون مستقیم جایگزین شده است.
در این واکنش شیمیایی اکسید اتیلن ابتدا با اکسیداسیون اتیلن با حضور اکسیژن یا هوا و یک کاتالیزور مانند اکسید نقره تولید می شود. در مرحله بعد با هیدرولیز اکسید اتیلن تحت فشار آب یک مخلوط اتیلن گلایکول خام ایجاد می شود که شامل دی اتیلن گلیکول، مونواتیلن گلیکول و تری اتیلن گلیکول به عنوان محصولات مشترک است.
مخلوط آب و گلیکول به اواپراتورها فرستاده می شود که در آنجا آب بازیافت می شود. برای جداسازی مونواتیلن گلیکول از دی اتیلن و تری اتیلن گلیکول از تقطیر جزء به جزء تحت خلاء استفاده می شود.
در یک فرآیند کاتالیزوری دیگر از یک کاتالیزور مبتنی بر فسفر برای تبدیل اکسید اتیلن به مونواتیلن گلیکول (MEG) استفاده می شود که محصول جانبی آن بسیار کم است.
مزایای دی اتیلن گلیکول
بهترین میزان انتقال حرارت را در بین همه گلیکول ها دارد و اغلب به همین دلیل بیشتر از پروپیلن گلیکول مورد استفاده قرار می گیرد.
ویسکوزیته آن بطور قابل توجهی کمتر از پروپیلن گلیکول، به ویژه در دماهای زیر صفر دارد. سیالات با ویسکوزیته بالاتر به انرژی پمپاژ بیشتری نیاز دارند و بنابراین هزینه بیشتری برای کار کردن نیاز دارند.
در مقایسه با پروپیلن گلیکول، درصد کمتری از اتیلن گلیکول در هنگام مخلوط شدن با آب برای دستیابی به همان حفاظت در نقطه انجماد مورد نیاز است.
در حجم های بسیار بزرگ تر از پروپیلن و سایر گلیکول ها تولید میشود و همچنین هزینه تولید معمولا پایین تر و در دسترس بودن آن نیز قابل اطمینان است.
معایب دی اتیلن گلیکول
معایب اصلی مرتبط با اتیلن گلیکول سمی بودن آن برای انسان و حیوانات است. در حالی که اکثریت قریب به اتفاق برگه های اطلاعات ایمنی اتیلن گلیکول را (فقط) «مضر» اعلام میکنند، شواهد زیادی وجود دارد که تایید می کند مقادیر نسبتا کم آن نیز میتواند، کشنده باشد. در ایالات متحده موضوع مسمومیت با اتیلن گلیکول اخیرا در سنای ایالات متحده مورد بحث قرار گرفته است.
تا سال ۲۰۱۰ پروپیلن گلیکول نیز به عنوان یک ماده غیر سمی طبقه بندی می شد که دیگر این طور نیست. این ترکیب تمایل طبیعی به تجزیه در حضور اکسیژن دارد. در طی تجزیه چندین اسید توسط محصولات تشکیل می شود که شامل اسیدهای گلیکولیک، فرمیک، استیک و اگزالیک است. این اسیدها به سرعت فولاد کربنی و سایر فلزات را دچار خوردگی می کنند مگر اینکه اقدامات مناسب برای جلوگیری از آن انجام شود.
به طور مشخص تنها راه حل به حداقل رساندن دسترسی به اکسیژن، بافر pH توسط محصولات و پیشگیری از خوردگی فعال از طریق بازدارنده ها است.
به دلیل سمی بودن دی اتیلن گلیکول، مصرف آن در غذا یا دارو ممنوع است. اما به دلیل حلالیت آن، برخی سازندگان دارو به طور نامناسبی آن را جایگزین مواد غیر سمی مانند گلیسیرین در داروهایی مانند شربت های سرفه و استامینوفن کرده اند. در طول سالها، بیش از ده ها مورد از مسمومیت های گسترده انسان با نرخ بالای مرگ و میر ناشی از مصرف داروهای آلوده وجود داشته است.
نارسایی حاد کلیه علت شماره یک مرگ در موارد مسمومیت است و بین ۸ تا ۲۴ ساعت پس از قرار گرفتن در معرض دوزهای کشنده DEG شروع می شود. بر اساس مقاله ای که توسط ویلیام ام اسنلینگز و همکارانش نوشته شد اگر افراد تحت درمان قرار نگیرند، علائم طی دو تا هفت روز به نارسایی چند عضوی تبدیل می شود.
كاربرد دی اتیلن گلایکول :
دی اتیلن گلایکول بهعنوان حـلال در صنعت نفت و گاز.
دی اتیلن گلایکول برای آبزدایی از گازهای طبیعی و دیگر گازها.
دی اتیلن گلایکول حد واسط در فرآیند تولید رزینهای پلیاستر غیراشباع و پلیاورتان.
دی اتیلن گلایکول به دلیل ویژگیهای جذب آب، پایداری عالی در برابر حرارت و در برابر تجزیه شیمیایی، فشار.
نکات ایمنی استفاده از دی اتیلن گلایکول:
حریق: دی اتیلن گلیکول در گرمای بسیار زیاد ممکن است آتش بگیرد. در صورت احتراق باید اسپری آب، کف آتشنشانی و پودر خشک استفاده شود.
انفجار: زمانی که بخار دی اتیلن گلیکول با هوا مخلوط میشود وامکن انفجار دارد.
در صورتی این اتفاق اگر لنز در چشم باشد باید لنز درآورده شود و چشم را با آب ولرم به مدت ۵ دقیقه شستشو داد، اگر تحریکات چشمی ادامه داشت باید به پزشک مراجعه شود.
تماس با چشم: تماس دی اتیلن گلیکول با چشم باعث التهاب، تحریک چشم، ورم پلک میشود ولی پایدار نمیباشد.
برای جلوگیری از تماس این ماده با چشم باید از عینکهای ایمنی مقاوم و نقاب صورت استفاده گردد.
تماس با پوست: دی اتیلن گلیکول از طریق پوست جذب میشود و باعث تحریک آن میشود.
در صورت وقوع این اتفاق قسمت آلوده شده را باید به مدت ۵ دقیقه با آب ولرم شستشو داد اگر تحریکات شدید بود حتماً به پزشک مراجعه شود.
برای جلوگیری از تماس پوستی باید از دستکش، لباس کار و کفش مناسب استفاده گردد.
تنفس بخارت دی اتیلن گلیکول: باعث تحریک بینی و گلو میشود.
در این صورت فرد مسموم باید به هوای آزاد منتقل شود و از دستگاه اکسیژن استفاده شود و به پزشک مراجعه شود.
برای جلوگیری از وقوع این اتفاق باید از ماسکهای ایمنی و تهویه مناسب در محیط استفاده شود.
انبارداری دی اتیلن گلیکول: در محیطی با تهویه مناسب و خنک و دور از گرما، رطوبت نگهداری شود.