تری اتیلن گلایکول (TEG) پتروشیمی شازند

ويژگی­‌های شيميايی تری‌اتیلن گلایکول

تری‌اتیلن گلایکول که به ‌اختصار TEG نامیده می‌شود، یک دی‌ال پلی‌اتری آلیفاتیک با فرمول مولکولی C₆H₁₄O₄ و جرم مولکولی حدود 150.17 گرم بر مول است. به دلیل نقطه جوش بالا، فشار بخار پایین، امتزاج‌پذیری عالی با آب، خاصیت رطوبت‌گیری و پایداری مناسب جایگاه ویژه‌ای در کاربردهای صنعتی دارد.

حضور دو گروه هیدروکسیل انتهایی و دو پیوند اتری در ساختار مولکولی، منجر به قطبیت بالای تری اتیلن گلایکول و درنتیجه توانایی آن در ایجاد پیوند هیدروژنی، سازگاری با آب و عملکرد رطوبت‌گیر شده است. درعین حال، پیوندهای اتری انعطاف‌پذیری مولکولی و قطبیت را افزایش می‌دهند. این ترکیب ساختاری باعث می‌شود تری‌اتیلن گلایکول هم به‌عنوان ماده عملکردی و هم به‌عنوان ماده میانی در تولید مشتقات شیمیایی، رزین‌ها و افزودنی‌های خاص قابل استفاده باشد.

تری‌اتیلن گلایکول به‌صورت مایع شفاف، بی‌رنگ با ویسکوزیته متوسط است که نقطه جوش آن حدود 285 و نقطه اشتعال اش حدودا 165 درجه سانتی‌گراد است.

تری‌اتیلن گلایکول با آب بسیار امتزاج‌پذیر است و با بسیاری از حلال‌های قطبی مانند الکل‌ها، کتون‌ها و برخی سیستم‌های حلالی آلی سازگاری دارد. در مقابل، سازگاری آن با محیط‌های کاملاً غیرقطبی و هیدروکربنی محدودتر است. به همین دلیل،  TEG در حوزه‌هایی مانند حلال‌های صنعتی، جوهرهای چاپ، رنگ و رزین، سیستم‌های پاک‌کننده صنعتی، افزودنی‌های رطوبت‌گیر و فرمولاسیون‌های پلیمری قطبی کاربرد داشته باشد.

روش­ توليد تری‌اتیلن گلایکول

تولید صنعتی تری‌اتیلن گلایکول معمولاً بخشی از فرآیند گسترده‌ تولید گلایکول‌ها از اتیلن اکساید (EO) است. در این فرآیند، اتیلن ابتدا به اتیلن اکساید تبدیل می‌شود و سپس اتیلن اکساید در حضور آب هیدرولیز می‌شود. محصول اصلی این فرآیند معمولاً مونو اتیلن گلایکول است، اما به دلیل واکنش‌پذیری اتیلن اکساید با گلایکول‌های تشکیل‌شده، محصولات سنگین‌تر مانند دی‌اتیلن گلایکول، تری‌اتیلن گلایکول، تترااتیلن گلایکول و پلی‌اتیلن گلایکول‌های بالاتر (PEG 200,400 ,600) نیز تشکیل می‌شوند. بنابراین مقدار تولید TEG به عواملی مانند نسبت آب به اتیلن اکساید، دما، زمان ماند، طراحی راکتور و شرایط جداسازی بستگی دارد.

ويژگی­‌های فنی تری‌اتیلن گلایکول

از آن‌جایی که تری اتیلن گلایکول دارای خاصیت جذب رطوبت زیاد، نقطه جوش بالا، فشار بخار پایین، پایداری حرارتی مناسب و قابلیت احیا و استفاده مجدد است، یکی از مؤثرترین گلایکول‌ها در کاربردهای صنعتی به‌ویژه خشک‌کردن گاز طبیعی محسوب می‌شود. مهم‌ترین پارامتر عملکردی این ماده، توانایی آن در جذب آب و کنترل رطوبت است. به‌طوری‌که در جریان‌های گازی، رطوبت را جذب کرده و از تشکیل هیدرات، خوردگی، یخ‌زدگی و افت کیفیت گاز جلوگیری می‌کند.

نقطه جوش بالا و فراریت پایین باعث کاهش تبخیر و اتلاف TEG در فرآیند می‌شود، در حالی‌که پایداری حرارتی آن امکان بازیافت و احیای چندباره ماده را فراهم می‌کند. هم‌چنین ویسکوزیته، خلوص، میزان آب اولیه، رنگ و مقدار ناخالصی‌ها از دیگر پارامترهای مهمی هستند که روی راندمان جذب، سهولت پمپاژ، عمر کاری سیستم و کیفیت نهایی کاربرد اثر می‌گذارند. بنابراین، کارایی TEG مستقیماً به ترکیب مناسبی از قدرت رطوبت‌گیری، پایداری فرایندی، خلوص بالا و قابلیت بازیافت وابسته است.

از نظر واکنش‌پذیری، تری‌اتیلن گلایکول در شرایط نگهداری عادی ماده‌ای نسبتاً پایدار است، اما گروه‌های هیدروکسیل آن می‌توانند در واکنش‌هایی مانند استریفیکاسیون، اتریفیکاسیون، اکسیداسیون و واکنش‌های مرتبط با تولید رزین‌ها یا مشتقات پلیمری شرکت کنند. بنابراین، باید از تماس این ماده با اکسیدکننده‌های قوی، اسیدها و بازهای قوی، حرارت شدید و آلودگی‌هایی که می‌توانند روی رنگ، رطوبت، اسیدیته یا کیفیت نهایی اثر بگذارند، جلوگیری شود.

كاربردهای تری‌اتیلن گلایکول

مهم‌ترین کاربرد صنعتی تری‌اتیلن گلایکول در رطوبت‌زدایی از گاز طبیعی است، اما این ماده در حوزه‌هایی مانند حلال‌ها، رزین‌های پلی‌استری، پلاستی‌سایزرها، جوهرهای چاپ، چسب‌ها و درزگیرهای صنعتی، سیالات انتقال حرارت، صنعت پلاستیک و لاستیک، خودرو، بسته‌بندی، رنگ و رزین، صنایع آرایشی و بهداشتی، دارویی و سامانه‌های ضدعفونی یا بهسازی هوا نیز مورد توجه قرار می‌گیرد.

صنعت نفت و گاز و سامانه‌های رطوبت‌زدایی

گاز طبیعی مرطوب دارای بخار آب است و این رطوبت می‌تواند باعث تشکیل هیدرات، یخ‌زدگی، خوردگی خطوط لوله، کاهش ظرفیت انتقال و اختلال در تجهیزات فرآیندی شود. در واحدهای رطوبت‌زدایی، گاز مرطوب وارد برج جذب می‌شود و TEG خشک یا Lean TEG به‌صورت جریان مخالف با گاز تماس پیدا می‌کند. تری‌اتیلن گلایکول، آب موجود در گاز را جذب کرده و سپس جریان غنی‌شده از آب وارد بخش احیا می‌شود تا با حرارت‌دهی، آب از آن جدا و TEG دوباره استفاده شود. علت استفاده از تری‌اتیلن گلایکول در این کاربردها، نقطه جوش بالا و فشار بخار پایین‌ این ماده است که در نتیجه اتلاف کاهش می‌یابد. 

حلال‌ها، چسب‌های صنعتی، رنگ و جوهر چاپ

به دلیل فراریت پایین، سازگاری با آب و قدرت حلالیت نسبتا خوب تری‌اتیلن گلایکول، می‌تواند در پاک‌کننده‌های صنعتی، جوهر چاپ، رنگ‌ها و رزین‌ها استفاده شود. این ماده در محیط‌های فرآیندی که نیاز به تبخیر آهسته و کنترل ویسکوزیته دارند، نقش حلال دیرجوش، کنترل‌کننده رطوبت و پایداری فرمولاسیون را ایفا می‌کند.

صنعت شوینده

از تری‌اتیلن گلایکول به عنوان ماده کمکی در فرمولاسیون شوینده و پاک‌کننده‌ها استفاده می‌شود. نقش اصلی آن، حلالیت، حفظ رطوبت، پایداری فرمول و کمک به یکنواختی ترکیبات است. این ماده می‌تواند در برخی پاک‌کننده‌های خانگی، صنعتی، ضدعفونی‌کننده‌ها و شوینده‌های سطوح به کار رود. کاربرد آن بیش‌تر در بهبود پایداری، کنترل رطوبت، کاهش تبخیر و کمک به عملکرد کلی فرمولاسیون شوینده است.

صنعت پلاستیک و لاستیک

در صنعت پلاستیک و لاستیک، تری‌اتیلن گلایکول می‌تواند به‌عنوان پلاستی‌سایزر، کمک‌فرآیند، حلال یا ماده واسط شیمیایی برای تولید برخی پلی‌استرها، پلی‌یورتان‌ها و ترکیبات انعطاف‌پذیر استفاده شود. این ترکیب‌ها در صنایع مختلفی از جمله خودرو، بسته‌بندی و ساختمان نیز به کار می‌رود. عملکرد آن در این حوزه، بیش‌تر به دلیل کاهش فراریت، بهبود انعطاف‌پذیری و سازگاری با پلیمرهای قطبی است.

صنعت خودرو، سیالات انتقال حرارت و خنک‌کننده‌ها

از آنجایی که تری‌اتیلن گلایکول پایداری حرارتی مناسبی دارد و در دماهای بالا به‌راحتی تبخیر نمی‌شود، می‌تواند در برخی فرمولاسیون‌های انتقال حرارت، خنک‌کننده‌ها، ضدیخ‌ها یا سیالات تخصصی در صنعت خودرو و سیستم‌های مرتبط با سیالات عملکردی، به‌کار رود. در مقایسه با مونو اتیلن گلایکول، TEG نقطه جوش بالاتر و فراریت کمتری دارد، بنابراین در سیستم‌هایی که کنترل تبخیر و پایداری حرارتی اهمیت بیشتری دارد، می‌تواند گزینه‌ی بهتری باشد.

نساجی، کاغذ، چرم و سلولوفان

در صنایع نساجی، کاغذ، چرم و سلولوفان، TEG به عنوان ماده رطوبت‌گیر یا نرم‌کننده کمکی برای حفظ رطوبت، کاهش خشکی و بهبود انعطاف‌پذیری کاربرد دارد.

صنایع آرایشی بهداشتی، پزشکی و دارویی

در صنایع آرایشی و بهداشتی، تری‌اتیلن گلایکول در برخی موارد به‌عنوان حلال، کنترل‌کننده ویسکوزیته یا عامل کمکی در فرمولاسیون استفاده می شود. با این حال، استفاده از آن در محصولات آرایشی و دارویی باید با احتیاط انجام شود و نیازمند بررسی گرید، خلوص و مستندات ایمنی است. در صنایع پزشکی و دارویی،  TEG به‌عنوان حلال، پایدارکننده، ماده رطوبت‌گیر، پلاستی‌سایزر یا عامل کنترل ویسکوزیته عمل می‌کند.

 صنعت تهویه و ضدعفونی هوا و کنترل رطوبت

برای رطوبت‌گیری از هوا و کنترل رطوبت در سیستم‌های صنعتی و هوایی نیز از تری اتیلن گلایکول استفاده می‌شود. هم‌چنین یکی از ارزشمندترین کاربردهای TEG، استفاده از آن در ضدعفونی‌کننده‌ها و گندزداهای هوا است.  به گونه‌ای که TEG هنگام تبخیر، به عنوان یک گندزدای هوا عمل می‌کند که قادر به کاهش ذرات باکتریایی، ویروسی و قارچی است. این توانایی در غیرفعال کردن میکروارگانیسم‌ها، TEG را به یک جزء حیاتی در سیستم‌های مدیریت کیفیت هوا در مراکز درمانی، مدارس و مناطق عمومی پر رفت و آمد تبدیل می‌کند.

صنعت ساختمان

در صنعت ساختمان، تری‌اتیلن گلایکول می‌تواند به‌عنوان کمک‌سایش سیمان و افزودنی‌های فرآیندی به‌کار رود. در این نقش، TEG می‌تواند به بهبود راندمان آسیاب، کاهش چسبندگی ذرات و کنترل رفتار سطحی کمک کند، اما مقدار مصرف، ترکیب سیمان و سازگاری با سایر افزودنی‌ها باید توسط تولیدکننده سیمان بررسی شود.

صنعت کشاورزی

در حوزه کشاورزی، TEG به عنوان حامل، مرطوب کننده و حلال برای آفت کش ها، علف کش‌ها و کودها عمل می‌کند.