乙二醇

乙二醇是一种无色无臭有甜味的液体,对动物来说有毒性,所以乙二醇对人体是否有害,与使用剂量有关,比如小剂量的乙二醇对皮肤一般没有太大的影响,如果使用剂量比较大,可能导致皮肤中毒。

使用乙二醇过多,患者中毒的初期主要表现为中枢神经系统的抑制,常见的有头晕、头昏、步态不稳,甚至会出现意识障碍

随着症状进一步加重,患者会出现呼吸道刺激症状,比如气急、咳嗽、呼吸困难,甚至会引起脑水肿、肺水肿、肾衰竭、循环衰竭等

乙二醇中毒与乙醇中毒比较相似,所以,日常生活中不要大剂量接触乙二醇。

乙二醇

乙二醇也叫做甘醇、1,2-亚乙基二醇,其化学式为C₂H₆O₂,是最简单的脂肪族二元醇。

乙二醇的应用领域

聚酯工业

乙二醇可以作为生产聚酯纤维和聚酯塑料的原料,如聚琥珀酸乙烯酯,聚氨酯等;

其中最主要的是用于合成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),PET可作为涤纶纤维、涂料和聚酯塑料的原料。

其次,马来酸、富马酸等多元酸与乙二醇反应可制备醇酸树脂。

乙二醇的另一项重要应用是用于下游纺织行业生产聚酯纤维(涤纶),此外还可用于生产聚酯薄膜等。

防冻剂、除冰剂

乙二醇的冰点为-13 ℃,且可与水以任意比例互溶,其水溶液的冰点随乙二醇浓度的降低而降低,沸点随之升高,在乙二醇浓度为66%时达最低冰点为-68 ℃,进一步降低乙二醇浓度,混合物冰点反而上升。

由于乙二醇由于拥有较低的比热容和传热效率,因此可用作飞机、汽车、仪器仪表的防冻剂和除冰剂等。

市场上大多使用的是乙二醇的水基型防冻液。

水合物抑制剂

天然气开采及储运过程中,天然气水合物常常造成管道、阀门和设备等的堵塞,从而影响天然气的开采、集输和加工的正常运转。乙二醇可用于天然气的水合物抑制剂,因为它可以去除水分,并通过降低天然气水合物的形成温度,改变天然气分子和水分子的热力学平衡,来抑制天然气水合物的形成。

乙二醇无毒,沸点较高,蒸发损失小,其水溶液的冰点低,不易冻结,因此适用于天然气处理量大的场合,并能在净化处理后重复使用。

燃料电池

乙二醇可作为燃料电池开发中的新型液体燃料。

在标准状况下,乙二醇的Gibbs自由能为-1181 kJ·mol⁻¹,比能量为5.27 kW/h·kg⁻¹,电池的理论效率为98.9%,其具有高理论容量(4.8 Ah/m·L⁻¹)、高沸点(198 ℃)以及低挥发性,这使乙二醇作为燃料电池更安全;

此外乙二醇还具有较低的燃料渗透率、较高的能量密度和高电能转换率等特点。理论上,1 mol乙二醇分子完全氧化成CO₂会产生10 mol电子。

乙二醇燃料电池工作原理为:乙二醇通过电池的阳极进入,在催化剂表面发生氧化反应,产生质子或电子,质子经过离子交换膜传导到阴极,而电子通过外电路到达阴极;在阴极对氧气进行还原生成水,完成氧化还原反应。可用于乙二醇的电化学氧化催化的有Pt基,Pd基,Pt-Ru合金,Pt-Pd合金,Pt-Sn合金电极和薄膜等材料。

制取氢气

乙二醇可以用于制取氢气,是一种可再生的、易获得的能源载体。

由于乙二醇是结构最简单的多元醇,且具有所有多元醇类的特征基团,因此是水相重整制氢(APR)的最佳研究模型。

在乙二醇水相重整过程的第一步反应中,乙二醇的C-C键和C-H键被打破,形成少量CO和H₂,然后进行水煤气变换(WGS)反应,CO与H₂O反应生成大量H₂和CO₂。

其他

乙二醇可以作为合成乙二醇醚、乙二醛、乙二酸、羟基乙酸等化工产品的原料,也可用于生产润滑剂、色谱填充剂和染料等。

此外,用乙二醇和聚乙二醇能衍生出多种类型表面活性剂,用于增塑剂、干燥剂、柔软剂的生产,乙二醇的二硝基化合物可作为为炸药,乙二醇的甲基、乙基和丁基醚可用作溶剂。

此外,乙二醇还广泛应用于制造合成纤维、橡胶、化妆品、聚酯漆、胶粘剂、气相色谱固定液、合成树脂等。

安全事宜

消防相关

乙二醇为可燃物,属于 IIIB 类可燃液体,闪点为110 ℃,空气中爆炸极限浓度为3.2%~15.3%。

若发生乙二醇火灾事故,可使用“酒精”泡沫、干粉或二氧化碳灭火剂处理。

乙二醇蒸气密度大于空气,会聚集在通风不良、低洼或密闭区域(例如下水道、地下室和储罐)中,使区域内危险性上升。

乙二醇化学性质活泼,储运时应存放在密闭容器中,置于阴凉、通风良好的区域,远离氧化剂、强酸和强碱,以免发生事故。

健康相关

摄入暴露

乙二醇进入人体后2-4小时会在肝脏和肾脏中代谢,大多数乙二醇及其代谢产物会在24至48小时内排出。

在人体中,乙醇脱氢酶促进了新陈代谢,乙二醇被氧化为草酸,并导致各种器官中钙晶体的形成,因此尿液中会含有草酸钙结晶等。此外,乙二醇具有轻微的麻醉作用。

乙二醇急性中毒后,随着时间的增加会产生三个或者四个(较少)临床阶段。

第一阶段,在摄入乙二醇后30 min-12 h内,患者可能表现出类似醉酒的症状。

第二阶段为在摄入乙二醇后12-72 h发生的心肺毒性阶段,出现的症状包括心动过速、呼吸急促、肺水肿和/或心力衰竭。

第三阶段为摄入后24-72 h内,主要由乙二醇的代谢产物乙醇酸和乙醛酸的积累引起严重酸中毒。乙醛酸进一步代谢为草酸,之后形成草酸钙沉淀在肾脏中,造成肾功能衰竭。乙醇酸和乙醛酸与碳酸氢盐反应,导致体液,特别是血液中的pH值降低。其他神经症状-对颅神经的影响。

在摄入后6天或更长时间后可能构成第四个临床阶段。神经系统的延迟会导致面瘫、听力丧失、脑脊液中蛋白质水平升高和双侧颅神经功能障碍。其他神经后遗症包括不等视、视力模糊、吞咽困难、呕吐、反射亢进和共济失调。

其他暴露

眼睛接触乙二醇蒸气可能会引起刺激,接触液态乙二醇可能导致眼睑和角膜肿胀、结膜和虹膜肿胀以及结膜或角膜损伤。

人体吸入高浓度乙二醇蒸气时会导致粘膜和上呼吸道的刺激。当暴露在高于80 ppm的乙二醇浓度中会导致严重的呼吸不适和咳嗽。此外,乙二醇还对皮肤具有刺激性。

急救措施

眼睛接触:立即远离暴露源,同时用大量温水清洗眼睛至少15分钟(如有隐形眼镜应先取下),并立即就医。

皮肤接触:使用冷水或温水彻底冲洗受影响的皮肤,同时去除并隔离所有受污染的衣物,还可用肥皂水清洗受影响的皮肤区域。如果出现发红或刺激等症状,立即就医。

吸入:立即离开污染区域,并深呼吸新鲜空气。如果出现喘息、咳嗽、呼吸急促或口腔、喉咙或胸部灼热等不适症状,立即就医。

摄入:立即漱口,不要催吐,确保呼吸通畅,立即就医,在医生的指导下治疗,并监测心脏功能,评估低血压、低血糖、心律异常、呼吸功能下降,电解质紊乱等情况。

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