L’éthylène glycol est principalement utilisé dans les formulations antigel (50%) et comme matière première dans la fabrication de polyesters tels que le polyéthylène téréphtalate (PET) (40%).
Réfrigérant et agent de transfert de chaleurEdit
La principale utilisation de l’éthylène glycol est comme agent antigel dans le liquide de refroidissement dans, par exemple, les automobiles et les systèmes de climatisation qui soit placent le refroidisseur ou les appareils de traitement de l’air à l’extérieur, soit doivent refroidir en dessous de la température de congélation de l’eau. Dans les systèmes de chauffage/refroidissement géothermiques, l’éthylène glycol est le fluide qui transporte la chaleur par le biais d’une pompe à chaleur géothermique. L’éthylène glycol gagne de l’énergie à partir de la source (lac, océan, puits d’eau) ou dissipe la chaleur vers le puits, selon que le système est utilisé pour le chauffage ou le refroidissement.
L’éthylène glycol pur a une capacité thermique spécifique d’environ la moitié de celle de l’eau. Ainsi, tout en offrant une protection contre le gel et un point d’ébullition accru, l’éthylène glycol abaisse la capacité thermique spécifique des mélanges d’eau par rapport à l’eau pure. Un mélange 1:1 en masse a une capacité thermique spécifique d’environ 3140 J/(kg-°C) (0,75 BTU/(lb-°F)), soit les trois quarts de celle de l’eau pure, ce qui nécessite des débits plus élevés dans les comparaisons avec l’eau dans le même système. La formation de grosses bulles dans les passages de refroidissement des moteurs à combustion interne inhibe gravement le flux de chaleur de la zone, de sorte qu’il est déconseillé de laisser la nucléation (petites bulles) se produire. Les grandes bulles dans les passages de refroidissement s’auto-entretiennent ou grossissent, ce qui entraîne une perte quasi totale du refroidissement dans la zone. Avec le MEG (mono-éthylène glycol) pur, le point chaud atteint 200 °C (392 °F). Le refroidissement par d’autres effets tels que le tirage d’air des ventilateurs (non pris en compte dans l’analyse de la nucléation pure) aidera à prévenir la formation de grosses bulles.
Le mélange d’éthylène glycol avec de l’eau apporte des avantages supplémentaires aux solutions de refroidissement et d’antigel, tels que la prévention de la corrosion et de la dégradation par les acides, ainsi que l’inhibition de la croissance de la plupart des microbes et des champignons.
Edit antigel
L’éthylène glycol pur gèle à environ -12 °C (10,4 °F) mais, lorsqu’il est mélangé à de l’eau, le mélange gèle à une température inférieure. Par exemple, un mélange de 60 % d’éthylène glycol et de 40 % d’eau gèle à -45 °C (-49 °F). Le diéthylène glycol se comporte de manière similaire. L’abaissement du point de congélation de certains mélanges peut s’expliquer comme une propriété colligative des solutions mais, dans les mélanges très concentrés comme dans l’exemple, des écarts par rapport au comportement idéal de la solution sont à prévoir en raison de l’influence des forces intermoléculaires.
Il existe une différence dans le rapport de mélange, selon qu’il s’agit d’éthylène glycol ou de propylène glycol. Pour l’éthylène glycol, les rapports de mélange sont généralement de 30/70 et 35/65, tandis que les rapports de mélange du propylène glycol sont généralement de 35/65 et 40/60. Il est important que le mélange soit à l’épreuve du gel à la température de fonctionnement la plus basse.
En raison de la dépression des températures de congélation, l’éthylène glycol est utilisé comme fluide de dégivrage pour les pare-brise et les avions, comme antigel dans les moteurs automobiles et comme composant des mélanges de vitrification (anticristallisation) pour la conservation à basse température des tissus et organes biologiques. Le mélange d’éthylène glycol et d’eau peut également être qualifié chimiquement de concentré/composé/mélange/solution de glycol.
L’utilisation de l’éthylène glycol déprime non seulement le point de congélation des mélanges aqueux, mais élève également leur point d’ébullition. Il en résulte que la plage de température de fonctionnement des fluides caloporteurs est élargie aux deux extrémités de l’échelle de température. L’augmentation de la température d’ébullition est due au fait que l’éthylène glycol pur a un point d’ébullition beaucoup plus élevé et une pression de vapeur plus faible que l’eau pure, comme c’est le cas pour la plupart des mélanges binaires de liquides volatils.
Précurseur de polymèresModifié
Dans l’industrie plastique, l’éthylène glycol est un précurseur important des fibres et des résines de polyester. Le polyéthylène téréphtalate, utilisé pour fabriquer des bouteilles en plastique de boissons gazeuses, est préparé à partir de l’éthylène glycol.
Autres utilisationsEdit
Agent déshydratantEdit
L’éthylène glycol est utilisé dans l’industrie du gaz naturel pour éliminer la vapeur d’eau du gaz naturel avant un traitement ultérieur, de la même manière que le triéthylène glycol (TEG).
Inhibition des hydratesModification
En raison de son point d’ébullition élevé et de son affinité pour l’eau, l’éthylène glycol est un dessiccant utile. L’éthylène glycol est largement utilisé pour inhiber la formation de clathrates (hydrates) de gaz naturel dans les longs gazoducs multiphases qui transportent le gaz naturel de champs de gaz éloignés vers une installation de traitement du gaz. L’éthylène glycol peut être récupéré du gaz naturel et réutilisé comme inhibiteur après un traitement de purification qui élimine l’eau et les sels inorganiques.
Le gaz naturel est déshydraté par l’éthylène glycol. Dans cette application, l’éthylène glycol descend du haut d’une tour et rencontre un mélange ascendant de vapeur d’eau et de gaz hydrocarbonés. Le gaz sec sort par le haut de la tour. Le glycol et l’eau sont séparés, et le glycol est recyclé. Au lieu d’éliminer l’eau, l’éthylène glycol peut également être utilisé pour abaisser la température à laquelle les hydrates se forment. La pureté du glycol utilisé pour la suppression des hydrates (monoéthylène glycol) est généralement d’environ 80 %, alors que la pureté du glycol utilisé pour la déshydratation (triéthylène glycol) est généralement de 95 à plus de 99 %. De plus, le taux d’injection pour la suppression des hydrates est beaucoup plus faible que le taux de circulation dans une tour de déshydratation du glycol.
ApplicationsEdit
Les utilisations mineures de l’éthylène glycol comprennent la fabrication de condensateurs, comme intermédiaire chimique dans la fabrication du 1,4-dioxane, comme additif pour prévenir la corrosion dans les systèmes de refroidissement liquide des ordinateurs personnels, et à l’intérieur des dispositifs de lentilles des télévisions à rétroprojection de type tube cathodique. L’éthylène glycol est également utilisé dans la fabrication de certains vaccins, mais il n’est pas lui-même présent dans ces injections. Il est utilisé comme ingrédient mineur (1 à 2 %) dans le cirage de chaussures et également dans certaines encres et teintures. L’éthylène glycol a été utilisé dans une certaine mesure comme traitement contre la pourriture et les champignons du bois, à la fois à titre préventif et comme traitement après coup. Il a été utilisé dans quelques cas pour traiter des objets en bois partiellement pourris destinés à être exposés dans des musées. C’est l’un des rares traitements efficaces contre la pourriture des bateaux en bois, et il est relativement bon marché. L’éthylène glycol peut également être l’un des ingrédients mineurs des solutions de nettoyage d’écran, avec l’ingrédient principal qu’est l’alcool isopropylique. L’éthylène glycol est couramment utilisé comme conservateur pour les spécimens biologiques, notamment dans les écoles secondaires lors des dissections, comme alternative plus sûre au formaldéhyde. Il est également utilisé comme partie du fluide hydraulique à base d’eau utilisé pour contrôler les équipements sous-marins de production de pétrole et de gaz.
L’éthylène glycol est utilisé comme groupe protecteur dans la synthèse organique pour protéger les composés carbonylés tels que les cétones et les aldéhydes.
Le dioxyde de silicium réagit à reflux chauffé sous diazote avec l’éthylène glycol et une base de métal alcalin pour produire des silicates pentacoordonnés hautement réactifs qui donnent accès à une grande variété de nouveaux composés de silicium. Les silicates sont essentiellement insolubles dans tous les solvants polaires, à l’exception du méthanol.
Il peut également être utilisé dans la fabrication de vaccins ou comme substitut du formaldéhyde lors de la conservation de spécimens biologiques.
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