Etilenglicol

El etilenglicol es un compuesto orgánico de fórmula (CH2OH) 2. Se utiliza principalmente para dos propósitos, como materia prima en la fabricación de fibras de poliéster y para formulaciones anticongelantes. Es un líquido viscoso, inodoro, incoloro y de sabor dulce.

El etilenglicol se utiliza principalmente en formulaciones anticongelantes (50%) y como materia prima en la fabricación de poliésteres como el tereftalato de polietileno (PET) (40%).

Medio de transferencia de calor y refrigerante

El etilenglicol se utiliza principalmente como medio para la transferencia de calor por convección en automóviles y computadoras refrigeradas por líquido, por ejemplo. El etilenglicol también se usa a menudo en sistemas de aire acondicionado de agua fría que colocan el enfriador o las unidades de tratamiento de aire en el exterior, o en sistemas que necesitan enfriarse por debajo de la temperatura de congelación del agua. En los sistemas de calefacción / refrigeración geotérmicos, el etilenglicol es el fluido que transporta el calor por medio de una bomba de calor geotérmica. El etilenglicol extrae energía de la fuente (lago, océano, pozo) o disipa el calor hacia el disipador, dependiendo de si el sistema se usa para calentar o enfriar.

El etilenglicol puro tiene una capacidad calorífica específica de aproximadamente la mitad de la del agua. Entonces, mientras que el etilenglicol protege contra la congelación y aumenta el punto de ebullición, reduce la capacidad calorífica específica de las mezclas de agua en relación con el agua pura. Una mezcla de masa 1: 1 tiene una capacidad calorífica específica de aproximadamente 3140 J / (kg ° C) (0,75 BTU / (lb ° F)), tres cuartas partes de la del agua pura, lo que significa que se requiere un caudal más alto en el mismo sistema son comparaciones con el agua. La formación de grandes burbujas en los conductos de enfriamiento del motor de combustión impedirá seriamente el flujo de calor (flujo) de esa área, desalentando así la transferencia de nucleación (pequeñas burbujas) a la transferencia de calor. Las burbujas grandes en los conductos de enfriamiento se mantendrán por sí solas o se expandirán, con prácticamente la pérdida total de enfriamiento en esa ubicación. Con MEG (monoetilenglicol) puro, ese punto caliente debe alcanzar los 200 ° C (392 ° F). El enfriamiento por otros efectos, como el flujo de aire del ventilador, etc. (no considerado en el análisis de nucleación pura) ayudará a prevenir la formación de grandes burbujas.

La mezcla de etilenglicol con agua proporciona beneficios adicionales para las soluciones refrigerantes y anticongelantes, como prevenir la corrosión y la degradación del ácido, así como inhibir el crecimiento de la mayoría de los microbios y hongos.

Anticongelante

El etilenglicol puro se congela a aproximadamente -12 ° C (10,4 ° F), pero cuando se mezcla con agua, la mezcla se congela a una temperatura más baja. Por ejemplo, una mezcla de 60% de etilenglicol y 40% de agua se congela a -45 ° C (-49 ° F). El dietilenglicol se comporta de la misma manera. La depresión del punto de congelación de algunas mezclas puede explicarse como una propiedad coligativa de las soluciones, pero en mezclas altamente concentradas como el ejemplo, se esperan desviaciones del comportamiento ideal de la solución debido a la influencia de fuerzas intermoleculares.

Existe una diferencia en la proporción de mezcla dependiendo de si es etilenglicol o propilenglicol. Para etilenglicol, las proporciones de mezcla son típicamente 30/70 y 35/65, mientras que las proporciones de mezcla de propilenglicol son típicamente 35/65 y 40/60. Es importante que la mezcla sea resistente a las heladas a la temperatura de funcionamiento más baja.

Debido a las bajas temperaturas de congelación, el etilenglicol se utiliza como líquido descongelante para parabrisas y aviones, como anticongelante en motores de automóviles y como parte de mezclas de vidriado (anticristalización) para la conservación de tejidos y órganos biológicos a bajas temperaturas. La mezcla de etilenglicol y agua también puede denominarse químicamente concentrado / compuesto / mezcla / solución de glicol.

El uso de etilenglicol no solo reduce el punto de congelación de las mezclas acuosas, sino que también aumenta su punto de ebullición. Esto tiene el efecto de ampliar el rango de temperatura de funcionamiento para los fluidos de transferencia de calor en ambos extremos de la escala de temperatura. El aumento de la temperatura de ebullición se debe al etilenglicol puro con un punto de ebullición mucho más alto y una presión de vapor más baja que el agua pura, como es típico para la mayoría de las mezclas binarias de líquidos volátiles.

Precursor de polímeros

En la industria del plástico, el etilenglicol es un precursor importante de las fibras y resinas de poliéster. El tereftalato de polietileno, que se utiliza para fabricar botellas de plástico para refrescos, se prepara a partir de etilenglicol.

Otros usos

El etilenglicol se utiliza en la industria del gas natural para eliminar el vapor de agua del gas natural para su procesamiento posterior, de la misma manera que el trietilenglicol (TEG).

Debido a su alto punto de ebullición y afinidad por el agua, el etilenglicol es un agente de secado útil. El etilenglicol se usa ampliamente para inhibir la formación de clatratos (hidratos) de gas natural en tuberías multifase largas que transportan gas natural desde campos de gas remotos hasta una planta de procesamiento de gas. El etilenglicol puede extraerse del gas natural y reutilizarse como inhibidor después de un tratamiento de purificación que elimina el agua y las sales inorgánicas.

El gas natural se deshidrata con etilenglicol. En esta aplicación, el etilenglicol fluye hacia abajo desde la parte superior de una torre y encuentra una mezcla ascendente de vapor de agua y gases de hidrocarburos. El gas seco sale de la parte superior de la torre. El glicol y el agua se separan y el glicol se recicla. En lugar de eliminar el agua, también se puede utilizar etilenglicol para reducir la temperatura a la que se forman los hidratos. La pureza del glicol usado para la supresión de hidratos (monoetilenglicol) es típicamente de aproximadamente el 80%, mientras que la pureza del glicol usado para la deshidratación (trietilenglicol) es típicamente del 95 a más del 99%. Además, la velocidad de inyección de supresión de hidratos es mucho más lenta que la velocidad de circulación en una torre de deshidratación de glicol.

Aplicaciones

Los usos menores del etilenglicol incluyen la fabricación de condensadores, como intermedio químico en la fabricación de 1,4-dioxano, como aditivo para prevenir la corrosión en los sistemas de enfriamiento líquido de las computadoras personales y en los dispositivos de lentes de los televisores de tubo de rayos catódicos traseros. El etilenglicol también se usa en la fabricación de algunas vacunas, pero no está presente en estas inyecciones en sí. Se utiliza como ingrediente menor (1-2%) en betún para zapatos y también en algunas tintas y tintes. El etilenglicol se ha utilizado como tratamiento para la podredumbre y los hongos en la madera, tanto como preventivo como postratamiento. En algunos casos se utiliza para tratar objetos de madera parcialmente podridos que se exhibirán en museos. Es uno de los pocos tratamientos que tiene éxito en el tratamiento de la pudrición en botes de madera y es relativamente económico. El etilenglicol también puede ser uno de los ingredientes menores del líquido limpiaparabrisas, junto con el ingrediente principal, el alcohol isopropílico. El etilenglicol se usa a menudo como conservante para muestras biológicas, especialmente en las escuelas secundarias durante la disección, como una alternativa más segura al formaldehído. También se utiliza como parte del fluido hidráulico a base de agua que se utiliza para controlar los equipos de producción de gas y petróleo submarinos.

El etilenglicol se utiliza como grupo protector en síntesis orgánica para proteger compuestos carbonílicos como cetonas y aldehídos.

El dióxido de silicio reacciona bajo reflujo calentado bajo dinitrógeno con etilenglicol y una base de metal alcalino para producir silicatos pentacoordinados altamente reactivos que proporcionan acceso a una amplia variedad de nuevos compuestos de silicio. Los silicatos son esencialmente insolubles en todos los disolventes polares excepto en metanol.