乙二醇

一、基本信息

• 化学名称：乙二醇（系统命名）、1,2 - 乙二醇（全称）
• 分子式：C₂H₆O₂
• 结构简式：HOCH₂CH₂OH（分子含两个羟基，属于二元醇，羟基位于相邻碳原子上）
• CAS 号：107-21-1
• 常见形态：纯品为无色、无臭、透明的粘稠液体（粘度略高于水），工业级产品可能含微量杂质（如二乙二醇、水），通常为无色透明状，味微甜（但剧毒，不可品尝）。

二、物理性质

三、化学性质

1. 稳定性：常温常压下化学性质稳定，不易分解，耐稀酸、稀碱，但在高温（200℃以上）或催化剂（如硫酸、氧化锌）作用下可能发生反应。
2. 易燃性：属于丙类易燃液体，虽闪点高（111℃），但遇明火、高热（如持续加热至沸点以上）仍会燃烧，燃烧产物为二氧化碳和水，无特殊有毒气体（但燃烧过程中可能产生少量一氧化碳）。
3. 二元醇典型反应：
   • 酯化反应：与有机酸（如邻苯二甲酸、对苯二甲酸）反应生成酯类，是生产聚酯树脂、涤纶纤维的核心反应（如对苯二甲酸与乙二醇缩聚生成聚对苯二甲酸乙二酯，即 PET）；
   • 脱水反应：高温下可脱水生成乙二醇醚（如二乙二醇、三乙二醇）或环氧乙烷（副产物）；
   • 氧化反应：可被氧化剂（如高锰酸钾）氧化生成乙二醛、乙二酸（草酸），严重时可分解为二氧化碳和水。
4. 抗冻特性：与水混合时，能显著降低溶液的凝固点（如 40% 乙二醇水溶液凝固点约 - 25℃，60% 水溶液凝固点约 - 49℃），且沸点高于水，是优良的抗冻剂。

四、生产方法

1. 环氧乙烷合成：
   • 以乙烯（来自石油裂解）和氧气为原料，在银催化剂（活性组分）、高温（200-280℃）、中压（1-3MPa）条件下，在固定床反应器中反应生成环氧乙烷（EO）；
   • 反应需严格控制条件（如避免乙烯过度氧化生成二氧化碳），同时回收未反应的乙烯（循环利用），提高原料利用率。
2. 环氧乙烷水解：
   • 将环氧乙烷与水按一定比例（通常水：EO=10:1 至 20:1）混合，在中温（150-200℃）、中压（1-2MPa）下进行水解反应（环氧乙烷的三元环结构打开，与水结合生成乙二醇）；
   • 水解产物经精馏分离（利用乙二醇与二乙二醇、三乙二醇的沸点差异），得到高纯度乙二醇（纯度可达 99.8% 以上），副产物二乙二醇、三乙二醇可作为副产品出售（用于生产润滑剂、保湿剂）。

五、主要用途

1. 抗冻剂领域（最大用途）：
   • 汽车防冻液：约 40%-60% 的乙二醇水溶液是汽车发动机冷却液的核心成分，可防止冬季水箱结冰（凝固点低）、夏季水箱沸腾（沸点高），同时添加缓蚀剂（如磷酸盐、硼酸盐）防止金属部件腐蚀；
   • 工业冷却剂：用于中央空调、冷库、工业循环水系统，作为载冷剂（传递冷量），避免管道和设备在低温下冻裂。
2. 聚酯原料领域（第二大用途）：
   • 生产涤纶纤维：乙二醇与对苯二甲酸（PTA）缩聚生成聚对苯二甲酸乙二酯（PET），PET 熔融纺丝后得到涤纶（占全球合成纤维产量的 70% 以上，用于服装、家纺）；
   • 生产 PET 塑料：PET 可加工为塑料瓶（如饮料瓶、食用油瓶）、塑料薄膜（如食品包装膜、电容膜）、工程塑料（如汽车零部件、电子外壳）；
   • 生产不饱和聚酯树脂：乙二醇与邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐反应生成不饱和聚酯树脂，用于制作玻璃钢（船舶、管道、游乐设施）、涂料、胶粘剂。
3. 溶剂与保湿剂领域：
   • 日化行业：作为化妆品（如面霜、牙膏）、烟草（烟草保湿剂）的保湿剂，防止产品干裂、保持水分；作为油墨、涂料的溶剂，溶解树脂、调节粘度；
   • 医药行业：作为药物辅料（如软膏基质、注射剂溶剂），帮助药物溶解并提高稳定性（但需控制用量，避免毒性风险）；
   • 其他：用于生产乙二醇醚（溶剂、表面活性剂）、炸药（如乙二醇二硝酸酯，作为炸药增塑剂）、润滑剂（与脂肪酸反应生成酯类润滑剂）。

六、毒性与安全危害

（一）对人体的危害

1. 误食危害（最主要风险）：
   • 乙二醇本身毒性较低，但进入人体后，在肝脏中会被代谢为乙二醛、乙二酸（草酸），草酸会与血液中的钙离子结合生成草酸钙，导致低钙血症（引发肌肉痉挛、心律失常），同时草酸钙结晶会沉积在肾脏，导致急性肾衰竭（致死的主要原因）；
   • 中毒症状分三阶段：① 初期（0.5-12 小时）：类似酒精中毒，头晕、恶心、呕吐、腹痛；② 中期（12-24 小时）：症状缓解，但肝脏开始代谢产生毒素；③ 后期（24-72 小时）：肾衰竭、肺水肿、昏迷，若不及时治疗，死亡率较高（成人致死剂量约 100-150 毫升）。
2. 皮肤与黏膜刺激：
   • 纯乙二醇或高浓度溶液直接接触皮肤，会因强吸湿性导致皮肤干燥、脱脂，长期接触可能引发接触性皮炎（红肿、瘙痒）；
   • 溅入眼睛会刺激结膜，引起刺痛、流泪，需立即用大量清水冲洗（至少 15 分钟），但通常不会造成严重损伤（无角膜腐蚀性）。
3. 吸入危害：
   • 常温下乙二醇难挥发，蒸汽浓度低，短期吸入一般无明显危害；但高温下（如加热至沸腾）产生的蒸汽，长期吸入可能刺激呼吸道黏膜，引发咳嗽、胸闷，但无明确证据表明会导致全身中毒。

（二）环境危害

• 乙二醇易溶于水，泄漏至水体后可被微生物快速降解（土壤或水体中半衰期约 1-3 天），最终分解为二氧化碳和水，对水生生物毒性较低（鱼类致死浓度较高，如鲤鱼 96 小时 LC₅₀约 1000mg/L）；
• 不易在环境中蓄积，对土壤、大气污染较小，属于 “低环境风险” 化学品，但仍需避免大量泄漏（防止局部水体缺氧，影响水生生态）。

七、安全防护与储存要求

1. 操作防护：
   • 个人防护：佩戴耐油手套（如丁腈手套，避免皮肤直接接触）、化学防护眼镜（防飞溅），若处理高温乙二醇或高浓度蒸汽，需佩戴防尘口罩（或防毒面具），穿普通工作服即可（无需防静电服，因闪点高）；
   • 现场要求：通风良好（避免高温下蒸汽积聚），禁止在操作区域饮食、吸烟，操作后及时洗手（防止误食残留），配备应急冲洗设备（洗眼器、喷淋装置）。
2. 储存要求：
   • 储存于阴凉、干燥、通风的仓库，温度不超过 35℃（避免高温加速氧化或脱水），远离火种、热源（如加热器、明火），但因闪点高，无需防爆仓库（普通化学品仓库即可）；
   • 采用塑料桶（HDPE 材质）或铁桶密封包装，避免与强氧化剂（如高锰酸钾、硝酸）、强酸（如硫酸）混储（防止发生氧化或酯化反应）；
   • 存放区域需设置 “有毒化学品” 警示标志，严禁儿童或无关人员接触，定期检查容器密封性（防止泄漏）。
3. 应急处理：
   • 泄漏：少量泄漏用砂土或干燥吸附剂吸附（吸附后作为一般工业废物处理），大量泄漏需筑堤拦截（防止流入水体），用泵转移至专用容器回收；
   • 火灾：虽闪点高，但燃烧时需用干粉、二氧化碳、泡沫灭火器灭火（禁止用水直射，以免液体飞溅扩散）；
   • 人员中毒：误食者需立即催吐并送医（告知医生 “乙二醇中毒”，尽早使用解毒剂如乙醇或甲吡唑，抑制肝脏代谢）；皮肤接触者用清水冲洗；眼睛接触者用大量清水冲洗后就医。