Ethylene Glycol Là Gì? Ứng Dụng, Tính Chất, An Toàn

Ethylene Glycol (EG), còn được biết đến với tên hệ thống là ethane-1,2-diol, là một hợp chất hữu cơ quan trọng với công thức hóa học là C₂H₆O₂. Đây là một chất lỏng không màu, gần như không mùi và có vị ngọt nhẹ, một đặc tính nguy hiểm vì độc tính cao của nó. Trong công nghiệp, nó thường được gọi là Monoethylene Glycol (MEG) để phân biệt với các hợp chất liên quan như Diethylene Glycol (DEG).

Nhờ khả năng hòa tan hoàn toàn trong nước và nhiều dung môi hữu cơ, Ethylene Glycol đã trở thành một hóa chất nền tảng không thể thiếu, đặc biệt trong vai trò là chất chống đông và là tiền chất để sản xuất polymer polyester.

Tính Chất Vật Lý Và Hóa Học Của Ethylene Glycol

Ethylene Glycol là chất lỏng không màu, nặng hơn nước, có nhiệt độ sôi 197°C, điểm đông đặc -13°C, tan tốt trong nước và cồn. Về mặt hóa học, nó là một ancol đa chức, có khả năng tham gia phản ứng este hóa và phản ứng với kim loại kiềm.

Tính Chất Vật Lý

• Nhiệt độ sôi: 197°C (387°F)
• Nhiệt độ đông đặc: -13°C (8.6°F)
• Tỷ trọng: 1.11 g/cm³ ở 20°C, nặng hơn nước. Bạn có thể tìm hiểu thêm về khái niệm tỷ trọng là gì để so sánh với các chất lỏng khác.
• Tính háo nước: Rất dễ hút ẩm từ không khí.
• Độ tan: Tan tốt trong ethanol và acetone nhưng tan kém trong các hợp chất hydrocarbon.

Tính Chất Hóa Học

Là một ancol đa chức, Ethylene Glycol thể hiện các phản ứng đặc trưng như tạo este khi tác dụng với axit cacboxylic và phản ứng với kim loại kiềm (như Natri) để giải phóng khí hydro.

Ethylene Glycol thể hiện các tính chất hóa học đặc trưng của một ancol đa chức, bao gồm:

• Phản ứng Este hóa: Tác dụng với axit cacboxylic để tạo thành este.
• Phản ứng với kim loại kiềm: Tác dụng với các kim loại kiềm như Natri (Na) để tạo ra alkoxide và giải phóng khí hydro.

Quy Trình Sản Xuất Ethylene Glycol Hiện Đại

Ethylene Glycol được sản xuất chủ yếu qua hai bước: đầu tiên là oxi hóa Ethylene thành ethylene oxide với xúc tác bạc, sau đó thủy phân ethylene oxide trong môi trường nước và áp suất cao để tạo ra sản phẩm cuối cùng là Ethylene Glycol.

Phương pháp sản xuất Ethylene Glycol phổ biến nhất hiện nay bắt đầu từ Ethylene, một hydrocacbon không no.

1. Oxi hóa Ethylene: Ethylene được oxi hóa bằng Oxygen với sự hiện diện của chất xúc tác bạc (Ag₂O) để tạo ra ethylene oxide.
2. Thủy phân Ethylene Oxide: Ethylene oxide sau đó được thủy phân trong môi trường nước và áp suất cao, thường có xúc tác axit như Axit Sunfuric (H₂SO₄).
   C₂H₄O + H₂O ⟶ HO−CH₂CH₂−OH
3. Tinh chế: Hỗn hợp sau phản ứng được tinh chế bằng phương pháp chưng cất chân không để thu được Ethylene Glycol có độ tinh khiết cao.

Cập nhật 2025: Các công nghệ mới đang được nghiên cứu nhằm sản xuất EG từ CO₂ và điện năng, hứa hẹn giảm thiểu tác động môi trường một cách đáng kể.

Ứng Dụng Thực Tế Của Ethylene Glycol

Hai ứng dụng lớn nhất của Ethylene Glycol là làm chất chống đông trong động cơ và hệ thống làm mát (chiếm 50% sản lượng) và làm nguyên liệu thô để sản xuất sợi polyester và nhựa PET (chiếm 40%).

Khoảng 90% sản lượng Ethylene Glycol trên toàn cầu được sử dụng cho hai mục đích chính.

1. Chất chống đông (50%): Đây là ứng dụng nổi bật nhất. Dung dịch EG 50:50 với nước có thể hạ điểm đông đặc xuống -37°C (-34°F), bảo vệ động cơ ô tô, hệ thống HVAC và các đường ống công nghiệp khỏi bị đóng băng và hư hại.
2. Nguyên liệu sản xuất Polyester (40%): Ethylene Glycol là một trong hai monomer chính, phản ứng với Axit Terephthalic để sản xuất Polyethylene terephthalate (PET) – loại nhựa được dùng để làm chai nước giải khát, bao bì thực phẩm và sợi dệt may.

Ngoài ra, EG còn được dùng làm dung môi trong ngành sơn, mực in và là chất làm ẩm trong xử lý khí tự nhiên.

Độc Tính Và Hướng Dẫn An Toàn Tuyệt Đối

CẢNH BÁO: Ethylene Glycol là một chất độc hại, tuyệt đối không được nuốt. Nuốt phải trên 100ml có thể gây suy thận cấp, tổn thương não và tử vong. Luôn sử dụng đồ bảo hộ cá nhân và gọi cấp cứu ngay lập tức nếu xảy ra sự cố.

Việc nuốt phải lượng lớn (trên 100ml) có thể gây ngộ độc nghiêm trọng, dẫn đến suy thận cấp, tổn thương não và tử vong. Các triệu chứng ban đầu bao gồm buồn nôn, chóng mặt, và co giật.

Biện pháp an toàn bắt buộc:

• Khi tiếp xúc: Luôn đeo găng tay, kính bảo hộ và quần áo bảo hộ lao động.
• Nếu dính vào da/mắt: Rửa ngay lập tức với nhiều nước sạch trong ít nhất 15 phút.
• Nếu nuốt phải: GỌI CẤP CỨU NGAY LẬP TỨC. Không tự ý gây nôn. Fomepizole hoặc Ethanol có thể được sử dụng như thuốc giải độc dưới sự giám sát y tế.
• Lưu trữ: Bảo quản hóa chất ở nơi khô ráo, thoáng mát, xa tầm tay trẻ em và vật nuôi.

So Sánh Ethylene Glycol, Propylene Glycol và Glycerin

Điểm khác biệt cốt lõi: Ethylene Glycol rất độc và dùng trong công nghiệp. Propylene Glycol ít độc hơn, được dùng trong thực phẩm. Glycerin gần như không độc, dùng phổ biến trong mỹ phẩm và thực phẩm. Ethylene Glycol có hiệu quả chống đông tốt nhất và giá rẻ nhất.

Việc phân biệt ba hợp chất này là rất quan trọng do sự khác biệt lớn về độc tính và ứng dụng.

Câu Hỏi Thường Gặp (FAQs)

*Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Thông tin trong bài viết này chỉ mang tính chất tham khảo và tổng hợp từ các nguồn đáng tin cậy. Nó không thay thế cho lời khuyên từ các chuyên gia kỹ thuật hoặc y tế. Luôn tham khảo tài liệu an toàn hóa chất (MSDS) trước khi sử dụng.*