Пропиленгликоль хладоноситель – Хладоносители на основе пропиленгликоля марки ХНТ

Хладоносители на основе пропиленгликоля марки ХНТ

Хладоносители ХНТ для промышленных систем охлаждения

Пропиленгликоль растворяется в воде, спирте, представляет собой гигроскопическую густую бесцветную жидкость, обладающую слабым характерным запахом. Его основные физические характеристики:

  • температурная точка самовоспламенения 421°С, кипения 187.4°С, замерзания -60°С;
  • плотность при комнатной температуре - 1, 037 г/см3;
  • показатель токсичности ЛД50 - 34,6 мг/кг;
  • растворы пропиленгликоля концентрацией менее 65% не горючи.

Пропиленгликоль в виде водного раствора используется как хладоноситель для различных отраслей промышленности, например, пищевой, где он применяется при охлаждении продуктов питания во вторичном контуре в диапазоне температур -60°С - +10°С или при экстренном замораживании. Вопреки высокой стоимости хладоносители на основе пропиленгликоля для температур эксплуатации от +2°С до -18°С остаются конкурентоспособными на промышленном рынке.

Пропиленгликоль допущен к использованию в качестве пищевой добавки (Е 1520) всеми странами, что подтверждает его низкую токсичность. Благодаря этому, применение хладоносителей на основе пропиленгликоля не ухудшает качество пищевых продуктов, даже при случайном прямом попадании небольшого, менее 0,25%, количества хладагента из-за утечки.

Более низкий параметр коррозионной активности пропиленгликоля, по сравнению с другими водными растворами солей, спиртов, дает возможность использовать более дешевые марки стали для оборудования. Это снижает уровень затрат на теплообменные системы и трубную арматуру к ним. Теплофизические свойства хладоносителей на основе пропиленгликоля сравнительно средние, однако это компенсируется их стабильностью, а также способностью вещества растворять отложения накипи и продукты коррозии на внутренних поверхностях оборудования и контуров.

Пропиленгликоль нейтрален к неполярным резинам и полимерам, поэтому не наносит повреждений уплотнителям. Вторичный контур холодильного оборудования, использующего хладоноситель на основе пропиленгликоля, характеризуется низкими расходами по эксплуатации. Его срок службы – до 30 лет, сопоставим со временем морального устаревания оборудования.

Основные характеристики водных растворов пропиленгликоля различных концентраций.

Характеристика

Значение при содержании пропиленгликоля, мас. %

15

33

39

Температура начала кристаллобразования, °С

-5

-15

-20

Теплоемкость, Дж/(кг·К)

4090

3860

3730

Теплопроводность, Вт (м·К)

0,492

0,408

0,379

Вязкость динамическая, мПа·с

3,42

14,9

46

Плотность, кг/м3

1015

1038

1048


          Компания "Спектропласт" реализует пропиленгликолевые хладоносители марки ХНТ с различным диапазоном температур эксплуатации. Компания обладает накопленным производственным опытом использования хладоносителей на основе пропиленгликоля марки ХНТ в новых холодильных системах, а также в оборудовании, работавшем на CaCl2 хладагенте. Срок эксплуатации продуктов марки ХНТ - до 15 лет. 

Гигиенический сертификат на хладоносители ХНТ.

Прайс-лист на хладоносители и очищающие составы для заправки систем охлаждения.

Источник более подробной информацию о различных видах хладоносителей находится на сайте http://www.hladonositeli.ru/

www.splast.ru

Пропиленгликоль как основной компонент хладоносителя

Галкин М. Л., канд. тех. наук, зам. ген. директора ООО «Спектропласт»

Хладоноситель на основе водного раствора пропиленгликоля нашел широкое применение в различных производствах, в которых предъявляются повышенные требования к токсичности, долговечности, пожаровзрывобезопасности, микробиологической безопасности, экологии, толерантности к потребителям холода и др.

Однако для реализации положительных свойств хладоносителя на основе пропиленгликоля в процессе длительной эксплуатации его следует правильно: 1) приготовить и заправить во вторичный контур, 2) контролировать и корректировать, при необходимости, состав.

1. Особенности приготовления и заправки хладоносителя.

Наиболее важным теплотехническим параметром хладоносителей является температура начала кристаллообразования (tн.кр.), т.е. температура при которой визуально наблюдается помутнение жидкости из-за образования хлопьев. Зависит этот параметр в первую очередь от соотношения компонентов в составе хладоносителя.

Температуру tн.кр. вновь приготовленного или эксплуатирующегося хладоносителя необходимо контролировать. Ее можно определить по индексу рефракции (данные приведены в таблице 1).


Индекс рефракции водных растворов пропиленгликоля при концентрации пропиленгликоля в водном растворе, отн. ед.


10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

nd20

1,344

1,356

1,369

1,380

1,390

1,402

1,411

1,420

1,428

1,431

Температуру tн.кр. хладоносителя на практике чаще определяют исходя из плотности. Данные зависимости tн.кр. от плотности водного раствора пропиленгликоля приведены в таблице 2. Обращаем внимание читателя, что зависимость плотности от температуры водного раствора пропиленгликоля имеет экстремальный характер. Например, растворы с температурой tн.кр. = - 60оС и с tн.кр. = - 40°С будут иметь при измерении плотности при +20°С одинаковое значение 1,041 г/см3.

Таблица 2. Плотность водных растворов пропиленгликоля при различных температурах

Температура, ?С

Плотность водных растворов пропиленгликоля при разных концентрациях пропиленгликоля в водном растворе, г/см3

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

10

1,008

1,018

1,030

1,038

1,044

1,049

1,051

1,051

1,049

1,044

15

1,008

1,017

1,026

1,034

1,042

1,046

1,048

1,048

1,045

1,040

20

1,006

1,015

1,023

1,032

1,039

1,042

1,044

1,044

1,041

1,037

25

1,004

1,012

1,020

1,027

1,032

1,037

1,040

1,040

1,037

1,033

Температуру tн.кр. можно также определить в морозильной камере холодильника, заморозив в ней хладоноситель. Это наиболее достоверный способ получения информации. Необходимо помнить, что если вы вначале заморозили хладоноситель, а потом определили температуру, при которой он разморозился, то это температура размораживания хладоносителя. Температура размораживания в среднем на 1 ? 5 градусов выше tн.кр. и зависит от скорости размораживания.

В температурном интервале между температурой tн.кр. и температурой замерзания, которая на несколько градусов ниже tн.кр., хладоноситель на основе пропиленгликоля представляет собой двухфазную смесь. Зависимость tн.кр. и температуры замерзанияприведена на рис 1. При содержании в водном растворе пропиленгликоля более 40% масс. хладоноситель не замерзает в течении нескольких часов до температуры -72°С в привычном понимании твердого тела, а представляет собой двухфазную смесь, вязкость которой плавно увеличивается с понижением температуры и увеличением времени выдержки при низкой температуре.

Рис. 1. Зависимость температуры начала кристаллообразования (tн.кр.) и температуры замерзания (t зам.) от концентрации пропиленгликоля (ПГ) в воде.

При заправке хладоносителя во вторичный контур возможно изменение его состава, влекущее за собой изменение свойств хладоносителя – в частности tн.кр. и коррозионной активности, и на что следует обратить внимание практикам – изменяется зависимость tн.кр. от измеренных значений плотности и индекса рефракции. Происходит это в ситуации, когда из вторичного контура непосредственно перед заправкой не удалены опрессовочная вода, ранее эксплуатировавшийся хладоноситель, оставшиеся на стенках вторичного контура накипно-коррозионные слои (особенно их много обнаруживается в застойных зонах и в уплотнениях). Поэтому необходима очистка и просушка контура перед заправкой хладоносителя, а в процессе эксплуатации необходим контроль состава и свойств хладоносителя.

2. Контроль и корректировка свойств хладоносителя в процессе эксплуатации.

В процессе эксплуатации состав хладоносителя может изменяться. В нем, как правило, накапливаются продукты коррозии (ионы железа (Fe), меди (Cu) и др.) и охлаждаемая продукция. При этом каждый из компонентов, накапливающийся в хладоносителе, влияет на его теплофизические свойства. Например, из рис. 2 видно, что с увеличением содержания продуктов коррозии плотность хладоносителя возрастает при постоянной температуре начала кристаллизации. Не линейный характер кривой на рис.2 обусловлен доокислением в хладоносителе ионов железа и выпадением их в осадок.

Рисунок 2. Зависимость плотности хладоносителя на основе 30% масс. раствора пропиленгликоля от содержания в нем продуктов коррозии (ионов железа).

Важно отметить, что при длительной эксплуатации продукты коррозии, накапливаясь в хладоносителе, дополнительно ускоряют его коррозионную активность [1], что иллюстрируется данными, приведенными на рис.3.

Рисунок 3. Изменение коррозионной активности неингибированного 30% водного раствора пропиленгликоля (ПГ) по отношению к стали Ст20 при 20С в зависимости от содержания в растворе ионов хлора, железа, меди и сульфата (испытания проводились в сопоставимых условиях, на образцах в виде отрезков труб)

Коррозионное взаимодействие стенок вторичного контура с хладоносителем (химическое, электрохимическое, биохимическое) разрушает часто через 6 ? 18 месяцев в первую очередь дорогостоящие медные элементы системы (теплообменники). После первичной замены медного теплообменника фирма, эксплуатирующая «самодельный» хладоноситель, ищет способы «борьбы» с коррозией. В этих целях фирма применяет защиту электрическим потенциалом, магнитную обработку, а также популярные химические методы борьбы с коррозией, добавляя в хладоноситель нитриты, бораты, фосфаты и др.

Однако для успешной борьбы с коррозией, т.е. для приведения эксплуатационных параметров хладоносителя в пределы требований ГОСТ 28084-89 «Жидкости охлаждающие низкозамерзающие» необходим комплексный подход. На практике для снижения коррозионной активности водных растворов пропиленгликоля широко применяют комплекс ингибиторов коррозии, например, марки КПГ-ПК, выпускаемый по ТУ 2422-014-11490846-07, хорошо зарекомендовавший себя на сотнях предприятий при длительной эксплуатации.

Ингибиторы коррозии снижают, как правило, только коррозионную активность хладоносителя. Без дополнительного комплекса присадок остаются нерешенными вопросы осадкообразования, химического сопротивления прокладочных материалов, регулирования вязкости, гидрофильно-гидрофобного взаимодействия хладоносителя со стенками оборудования, времени устойчивости пены, определения протечек и т.д.

Например, при протечке охлаждаемой продукции в хладоноситель происходит, как правило, увеличение времени устойчивости пены, что при значениях более 40 сек. может привести к завоздушиванию и срыву работы циркуляционных насосов.

Для обеспечения эффективной эксплуатации хладоносителя необходимо контролировать не только температуру tн.кр.. Определить отклонения от нормы хладоносителя позволяет мониторинг, включающий контроль теплофизических свойств и состава хладоносителя в процессе эксплуатации, в т.ч. изменение ионного состава, коррозионную активность, остаточное содержание расходуемых ингибиторов коррозии, наличие в хладоносителе компонентов охлаждаемой продукции и др.[2]. Особенности мониторинга хладоносителя в процессе эксплуатации описаны в [1].

Для хладоносителей, имеющих бурый цвет, т.е. уже содержащих в своем составе значительное количество осадка, разработана и применяется в производственных условиях технология восстановления (регенерации) их свойств [3]. Для этого применяются комплексообразующие вещества и корректирующие концентраты. Регенерация свойств и состава хладоносителя позволяет восстановить эффективность работы системы холодообеспечения до 90% от первоначальной и может проводиться без остановки оборудования, что в ряде случаев является критически важным для действующих производств. Кроме того стоит регенерация существенно дешевле полной замены хладоносителя.

Список литературы.

  1. Генель Л.С., Галкин М.Л. Мониторинг хладоносителя как фактор стабильности и долговечности холодильного оборудования // Холодильная техника, 2006, №6, с.51-53.
  2. Генель Л.С., Галкин М.Л. Микробиологическая безопасность систем охлаждения и кондиционирования воздуха // Холодильная техника, 2009, №2, с. 48-52.
  3. Шаповаленко А.Я., Свешников А.В., Зенкин И.Ф. Новый хладоноситель в старом оборудовании – способ повышения эксплуатационной безопасности предприятий. // Холодильная техника. 2006. №8. с.40-43.

 

www.hladonositeli.ru

теплоноситель пропиленгликоль и алюминиевые радиаторы

Как алюминиевые радиаторы ведут себя в системе отопления, где в качестве теплоносителя залит пропиленгликоль?

Для детального, исчерпывающего ответа на вынесенный в заголовок вопрос потребуется вспомнить некоторые важные данные из школьного курса химии.

 

Что показывает pH?

 

Водородный показатель pH (произносится "пэ-аш") численно определяется как значение десятичного логарифма концентрации ионов водорода ("гидратированных протонов"), взятый с обратным знаком. Для чистой воды pH = 7, что сообщает о нейтральной реакции среды. Если pH опускается ниже 7, то это значит, что по сравнению с нейтральной среда закисляется (что обычно случается из-за добавления кислоты). Напротив, если значение pH становится более 7, то это говорит о защелачивании среды (добавлении щёлочи). Важно отметить, что для чистой воды pH = 7 только около +25°C, а вариации температуры меняют его значение: pH равен ~7.3 при +10°C и уже ~6.6 при +50°C.

 

Особенности химического поведения алюминия

 

Сам по себе и в составе сплавов алюминий - химически весьма активный металл. Его относительная стабильность при контакте с воздухом и водой возможна только потому, что он полностью покрыт стойкой оксидной плёнкой. Однако если эту плёнку разрушить (например, за счёт создания амальгамы со ртутью или галлием, либо поместив в раствор с медным купоросом и поваренной солью), процесс разрушения алюминиевого предмета пойдёт очень быстро. Особенно важно отметить, что эта защитная плёнка нестойка к слабым (прежде всего органическим) кислотам - именно поэтому, например, из алюминия никогда не делают посуды для варки либо хранения варенья, а в случае продуктов с органическими кислотами (например, пива) алюминиевую банку предварительно покрывают изнутри тончайшим слоем специального защитного лака.

 

Что важно знать про пропиленгликоль

 

Пропиленгликоль (его структурную формулу можно изобразить как Ch3(OH)-CH(OH)-Ch4, где (OH) - это гидроксильные группировки) относится к классу т.н. многоатомных спиртов, к которому принадлежат также глицерин и этиленгликоль. Пропиленгликоль применяется в качестве компонента незамерзающих теплоносителей вместо двух вышеупомянутых многоатомных спиртов по двум основным причинам: его водные растворы обладают существенно меньшей вязкостью чем у глицерина (т.е. их легче прокачивать через систему и потенциальная теплоотдача с единицы поверхности теплообменника выше) - и пропиленгликоль существенно менее ядовит, чем этиленгликоль.

 

Теплоносители на основе пропиленгликоля и алюминий

 

Экспериментально установлено, что алюминий достаточно стабилен в растворах многоатомных спиртов в сравнительно узком диапазоне pH: примерно от 6 до 9. Таким образом, антифризы на базе многоатомных спиртов должны в обязательном порядке содержать специальные ингибирующие коррозию присадки, а также тщательным образом очищаться от следов сопутствующих органических кислот, образующихся в качестве побочных продуктов при производстве пропиленгликоля. Ещё более важно следить за тем, чтобы такой антифриз не поступал в перегретые теплообменники отопительного котла, поскольку в этих условиях из-за частичной термической деструкции пропиленгликоля в антифризе происходит накопление широкого спектра органических кислот, снижающих pH среды.

www.liteks.ru

Пропиленгликоль

Пропиленгликоль - (1,2-пропандиол, лат. варианты названий: 1,2-Propandiol, Propylenglykol) — органическое соединение класса предельных двухатомных спиртов. Химическая формула пропиленгликоля – C3H6(OH)2, производное предельного углеводорода пропана.

Пропиленгликоль относится к жирным органическим соединениям, с двумя гидроксильными ОН-группы при разных атомах углерода. Название произошло от углеводородного радикала — пропилена и слова «гликоль», то есть двухатомный спирт.

Пропиленгликоль - бесцветная вязкая жидкость сладкая на вкус и со слабым запахом, не токсичн и применяется даже в пищевых продуктах как пищевая добавка.

Пропиленгликоль обладает целым рядом превосходных свойств, благодаря которым применяется при производстве целого ряда незамерзающих жидкостей - теплоносителей и антифризов для систем отопления и промышленного холодоснабжения:

1. Хорошо растворяется в воде в любых соотношениях, с концентрацией от 0% и до 100%.

2. Придает водным растворам незамерзающие (низкозамерзающие) свойства. Температура начала замерзания зависит от концентрации самого пропиленгликоля в воде.

3. Обладает хорошими гигроскопическими свойствами - свойствами впитывать, поглощать влагу из поверхностей и воздуха.

4. Хорошо растворяет не растворимые или слабо растворимые друг в друге вещества - гидрофобные и гидрофильные соединения.

Пропиленгликоль является активным коррозионным веществом, относится к жирным органическим соединениям, в связи с чем при производстве водных растворов - незамерзающих жидкостей применяются антикоррозионные и противопенные присадки.

В отличие от теплоносителя на основе этиленгликоля теплоноситель, изготовленный на основе пропиленгликоля, является безопасным и экологически чистым антифризом.

Водный раствор пропиленгликоля с антикоррозионными присадками является безопасной и экологически чистой незамерзающей жидкостью. Эти растворы применяются в системах холодоснабжения и отопления в основном в пищевых и парфюмерных производствах и хладокомбинатах, в фармпроизводствах, в жилых и общественных зданиях, на объектах, на которых незамерзающей жидкости предъявляют высокие требования по экологичности, и где не исключена опасность попадания токсичных веществ в почву и грунтовую воду.

Изготавливают водные растворы на основе пропиленгликоля с температурой начала кристаллизации от 0°С и до -40°С и максимальной концентрацией пропиленгликоля 55% ( ограничение связано с высокой вязкостью самого пропиленгликоля).

Для идентификации , ЭКО жидкости на основе пропиленгликоля подкрашиваются в зеленый цвет, но некоторые производители не вводят в раствор красители, объясняя это тем. что в процессе эксплуатации именно краситель порой быстрее всего подвергается термическому распаду.

Водные растворы на основе пропиленгликоля сертифицированы, имеется сертификат соответствия и СанПин, по требованию покупателя предоставляется паспорт качества. Гарантийный срок эксплуатации как правило - 5 лет. Через 5 лет эксплуатации теплоноситель останется низкозамерзающей жидкостью, однако может снизить, либо и вовсе исчерпать ресурс присадок по противодействию коррозии. По истечении гарантийного срока необходимо провести анализ состояния незамерзающей жидкости, и продлить срок эксплуатации при соответствующих параметрах или произвести его замену.

Срок службы жидкости во многом зависит от состояния самой системы и условий её эксплуатации. К факторам, которые влияют на срок службы теплоносителя и существенно его сокращают, относятся перегрев при эксплуатации, попадание в систему посторонних загрязнений, разбавление водой готового к применению теплоносителя, применение для долива не дистиллированной воды.

При замене - раствор подлежит утилизации, а перед новой заливкой система промывается обычной водопроводной водой.

Состав водного раствора пропиленгликоля - тип 40 (температура начала кристаллизации - -40 С . Рабочий диапазон температур теплоносителя от -40°С до +95°С. ):

пропиленгликоль- 54%; вода - 45%, антикоррозионные, стабилизирующие и антипенные присадки. – 1%.

Когда , в холодное время года, температура теплоносителя (тип 40) опускается ниже минус 40°С, жидкость образует кашеобразную рыхлую массу кристаллов в растворе пропиленгликоля. Эта масса не приводит к размораживанию системы. В отличие от воды, теплоносители-антифризы при замерзании расширяются незначительно: 0,1%, против 9-11% у воды. После запуска системы теплоноситель быстро переходит в жидкое состояние. Данное свойство продукта позволяет отключать (завершать) отопление и легко вновь запускать систему.

Преимущества использования водного раствора пропиленгликоля, в качестве теплоносителя:

1. Безусловно страхует систему от разрыва. Объем при замерзании увеличивается всего на 0,1 % (теплоноситель на этиленгликоле – примерно 1,5%, а вода на 9%). Сливать систему в зимнее время не требуется.

2. Пожаровзрывобезопасен.

3. Пропиленгликолевый теплоноситель практически единственный продукт такого назначения, когда при полном испарении воды из состава теплоносителя при последующем охлаждении пропиленгликоль не замерзает до минус 60°С ( этиленгликоль , напомним, замерзает при -13°С).

4. Экологически и токсикологически безопасен. Обеспечивает наивысший после воды уровень безопасности. Не опасен даже при длительном вдыхании паров и не вызывает отравления при случайном приеме внутрь. Не повреждает глаза и кожу. При разливе не требуется замена пола, плитки, утеплителя, достаточно собрать теплоноситель ветошью, опилками, песком, мокрой тряпкой, а поверхность промыть водой.

5. Некоррозионноактивен. Совмещается со всеми конструкционными материалами систем. Не образует накипи и способствует удалению с внутренних поверхностей теплообменного оборудования отложений.

6. Теплоноситель на основе пропиленгликоля обладает меньшей плотностью по сравнению с этиленгликолевыми теплоносителями и благодаря этому уменьшается расход электроэнергии на прокачку теплоносителя.

Недостатки использования водного раствора пропиленгликоля, в качестве теплоносителя:

1. Более высокая стоимость, чем на другие виды теплоносителей.

2. По уровню безопасности уступает воде.

3. Теплоноситель на основе пропиленгликоля обладает большей плотностью по сравнению с водой и тем самым увеличивается расход электроэнергии на прокачку теплоносителя.

Вниманию потребителя!

При понижении температуры теплоносителя (тип 40) до минус 40 С, только начинается процесс кристаллизации, а его загустение происходит только при понижении температуры еще на 5-7 °С. Разрушение системы исключено, так как при дальнейшем понижении температуры раствор пропиленгликоля превращается в гелеобразную массу.

Фасуют теплоноситель в любую полимерную тару. На время транспортирования допускается налив в металлические неоцинкованные бочки. Транспортируют как железнодорожным, так и автомобильным транспортом.

Хранят в крытых складских помещениях, допускается хранение на открытых площадках при температуре окружающей среды, исключая воздействие прямых солнечных лучей.

В учреждениях, на пищевых производствах и т.п. теплоноситель хранят в герметично закрытой таре, отдельно от пищевых продуктов.

В жилых домах, детских оздоровительных и спортивных учреждениях и т.п. хранение осуществляется в недоступном для детей месте.

Храните теплоноситель с этикеткой для контроля сроков хранения и во избежание использования не по назначению.

Вывод: Теплоноситель на основе пропиленгликоля рекомендуется применять в открытых системах с открытыми расширительными баками и двухконтурных отопительных котлах, на объектах с повышенными требованиями к экологической безопасности. Его можно использовать в системах, имеющих элементы отопления снаружи здания или на чердаке.

www.xn--e1aggc6aap.xn--p1ai

Этиленгликоль и пропиленгликоль – эффективные теплоносители XXI века

6 июня 2018

Этиленгликоль и пропиленгликоль – эффективные теплоносители XXI века

Выбор качественного и безопасного теплоносителя для инженерной системы – важная задача для любого объекта: начиная от загородного дома или складского помещения и заканчивая крупными спортивными комплексами, гостиницами, бизнес-центрами или учреждениями здравоохранения. Традиционно самым универсальным и доступным вариантом считается вода, но она не способна обеспечить всесезонное использование климатической системы. Текучесть и теплопроводность деминерализованной воды достаточно высоки, но кристаллизация при нулевой температуре и высокий коэффициент объемного расширения делают ее непригодной в инженерных системах с риском замерзания. Современная химическая промышленность предлагает нам альтернативные варианты, среди которых можно отметить теплоносители на основе глицерина или высокотемпературные органические масла, но самым безопасной и практичной заменой являются антифризы на основе гликолей.

Свойства и преимущества этиленгликоля

Водный раствор этиленгликоля кристаллизуется при довольно низкой температуре, что делает двухатомный органический спирт идеальным вариантом использования в охлаждающих системах, отопительном оборудовании с высоким риском замерзания. Сегодня теплоносители на основе раствора этиленгликоля активно применяются в инженерных системах общественных зданий, производственных цехов, спортивных объектов. Особенно востребован этиленгликоль на объектах, требующих постоянного поддержания низких температур. При кристаллизации раствор гликоля принимает вид желеобразной массы, что позволяет защитить отопительную систему от разрушения.

В зависимости от требуемого климатического режима используются водные растворы этиленгликоля с концентрацией от 30 до 65 %. Рабочий диапазон температур замерзания при этом варьируется от 65 до 15 градусов ниже нуля. Важно помнить, что чистый этиленгликоль является коррозионно активным веществом, а его применение в качестве охлаждающей жидкости запрещено действующими стандартами. Для защиты климатического оборудования производители применяют органические присадки. К примеру, компания «ТЕХНОФОРМ» пользуется пакетом карбоксилатных присадок бельгийского производства, обладающих высоким антикоррозионным, противопенным и противонакипным эффектом.

Использование теплоносителей на основе растворов этиленгликоля имеет две важные особенности:

- При аналогичной концентрации раствор этиленгликоля имеет более низкую температуру замерзания и более низкую вязкость в сравнении с пропиленгликолевыми производными. Это позволяет существенно снизить потери при постоянной циркуляции в климатической системе. Более высокая теплопроводность и теплоемкость делает этиленгликоль предпочтительным вариантом для закрытых инженерных систем.

- Температура замерзания раствора зависит от концентрации, причем эта зависимость имеет нелинейный характер. Минимальная температура кристаллизации (65 градусов ниже нуля) наблюдается при концентрации в 65 %. Ее повышение ведет к повышению температуры замерзания до – 13 градусов. Именно по этой причине на производстве нецелесообразно использовать этиленгликоль высокой концентрации.

Особенности использования пропиленгликоля

Пропиленгликоль не токсичен и не способен вызвать отравление при длительном вдыхании паров или попадании внутрь организма. Он широко применяется во многих странах мира в качестве важного компонента на пищевом производстве и в фармакологической промышленности. Гликоль высокой чистоты используется для достижения нужного вкуса, качества и цвета продуктов питания, а также при изготовлении экстрактов ароматических природных компонентов.

Антифризы и хладагенты на основе пропиленгликоля хорошо зарекомендовали себя в отопительных и охладительных системах на объектах пищевой промышленности, в медицинских и образовательных учреждениях.

Ключевой показатель использования пропиленгликоля в качестве теплоносителя является нелинейность зависимости между температурой кристаллизации и концентрацией раствора. Опытным путем определено, что своего минимума температура замерзания достигает при концентрации 70 %. Дальнейшее ее повышение не меняет свойства готового теплоносителя, поэтому экономически нецелесообразно использовать чистый пропиленгликоль или раствор с концентрацией свыше 70 %.

Сегодня для обеспечения работы отопительных и климатических систем можно приобрести как чистый гликоль для дальнейшего доведения до необходимой концентрации, так и готовые теплоносители с пакетом карбоксилатных присадок. Высокое качество рабочих составов позволяет сохранять необходимые свойства до 10 лет. Главное условие – своевременный мониторинг качества теплоносителя в системе. Оптимальное решение – доверить обслуживание, замену и утилизацию антифриза производителю!

Статья предоставлена компанией «ТЕХНОФОРМ».
Официальный сайт - http://hstream.ru/.

Алексей Новиков

www.donnews.ru

Хладоноситель

Изобретение относится к хладоносителю, включающему раствор пропиленгликоля, который дополнительно содержит галогенид щелочных металлов с концентрацией 1,0-2,8 мол/кг. Соотношение компонентов хладоносителя составляет пропиленгликоль 8,0-35,4 мас.%, галогенид щелочных металлов 14,2-31,7 мас.%, вода - остальное. В качестве галогенида щелочного металла используют бромид или йодид. Технический результат - снижение вязкости хладоносителя. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к промежуточным хладоносителям, которые используются в пищевой промышленности.

Известны следующие группы хладоносителей, представляющие собой водные растворы:

- неорганических солей;

- органических солей;

- одно- и многоатомных спиртов и их эфиров [1, 2].

Хладоносители каждой из этих групп имеют свои достоинства и свои недостатки. В частности, хладоносители на основе неорганических солей обладают хорошими теплофизическими свойствами, нетоксичны, но оказывают сильное коррозионное действие на конструкционные материалы.

Хладоносители на основе органических солей - ацетатов и формиатов характеризуются низкой вязкостью, хорошими теплофизическими свойствами, нетоксичностью. Применение этих хладоносителей целесообразно в интервале температур от минус 20 до минус 50°С.

К недостаткам этих хладоносителей следует отнести увеличение их коррозионной активности в присутствии продуктов коррозии - ионов железа. Кроме того, эти хладоносители можно использовать только в закрытых системах [3].

Использование хладоносителей на основе одноатомных спиртов ограничено низкими температурами кипения, высокой летучестью, а также токсичностью (например, метанол).

Пропиленгликоль является пищевой добавкой, его растворы оказывают невысокое коррозионное действие. Теплофизические свойства пропиленгликолевых теплоносителей практически не изменяются в процессе эксплуатации. По комплексу показателей они являются конкурентноспособными в диапазоне температур от минус 1 до минус 20°С. При более низких температурах ухудшаются теплопередающие свойства, главным образом за счет значительной вязкости водных растворов пропиленгликоля [2].

Недостатком этих хладоносителей является - высокая вязкость при низких температурах эксплуатации.

Технический результат, который может быть получен при использовании предлагаемого изобретения, - снижение вязкости хладоносителей на основе водных растворов пропиленгликоля. Снижение вязкости хладоносителя, в свою очередь, дает возможность снизить энергозатраты при его движении по трубопроводам.

Технический результат достигается за счет того, что хладоноситель, содержащий водный раствор пропиленгликоля, дополнительно содержит галогениды щелочного металла с концентрацией 1,0-2,8 моль/кг при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пропиленгликоль8,0-35,4
Галогенид щелочных металлов14,2-31,7
Водаостальное.

В качестве галогенидов щелочного металла используют бромид и йодид.

Выбор электролитов связан с их природой и свойствами. Далеко не все электролиты, будучи внесенными в водно-пропиленгликолевый раствор, способствуют снижению вязкости. Напротив, присутствие многих электролитов приводит к увеличению вязкости. Природа электролита, его концентрация определяют то или иное изменение вязкости в водно-органическом (смешанном) растворителе определенного состава. Таким образом, электролит и смешанный растворитель избирательны по отношению друг к другу, причем эффект воздействия одного и того же электролита с одной и той же концентрацией (в моль/кг) на систему полипропиленгликоль - вода с различной массовой долей пропиленгликоля может быть разной. Теоретические предпосылки и экспериментальные данные привели к тому, что в качестве галогенидов щелочного металла предлагается использовать бромид и йодид. В результате образуются трехкомпонентные растворы, в которых галогениды являются растворенными веществами, а водно-пропиленгликолевые растворы, как отмечалось выше, становятся растворителями. Такие системы можно назвать растворами электролитов в смешанном водно-пропиленгликолевом растворителе.

Для получения хладоносителя с вязкостью меньшей, чем вязкость исходного водно-пропиленгликолевого раствора, необходимо, чтобы массовая доля пропиленгликоля в трехкомпонентном растворе составляла 8,0-35,4 мас.%. При меньшем (менее 8,0, мас%) содержаний пропиленгликоля снижается эффективное действие вносимого электролита, поскольку такие водно-пропиленгликолевые растворы не обладают значительной вязкостью, они менее "чувствительны" к присутствию электролита. В растворах с массовой долей более 35,4 мас.% понижается растворимость галогенидов щелочного металла, что ограничивает возможности снижения вязкости хладоносителя. Массовая доля галогенидов в растворе должна составлять 14,2-31,7 мас.%. Содержание меньше нижнего предела не приводит к значительному снижению вязкости. Использование растворов, в которых содержание электролитов выше 31,7 мас.%, лимитируется их растворимостью в водно-пропиленгликолевом растворителе. В целом, предел используемых концентраций пропиленгликоля, галогенида щелочного металла в трехкомпонентном растворе обусловлен взаимной избирательностью компонентов по отношению друг к другу. Поэтому максимальный эффект (снижение вязкости) может быть достигнут только в определенном концентрационном диапазоне по массовой доли каждого компонента. Галогениды щелочного металла позволяют уменьшить вязкость водно-пропиленгликолевого растворителя за счет разрыва связей между компонентами смешанного растворителя и образования сольватированных ионов.

Введение предложенного электролита в раствор полипропиленгликоля приводит к тому, что температура замерзания становится более низкой по сравнению с температурой замерзания водно-органического раствора. Понижение температуры кристаллизации дает возможность сместить температурный диапазон применения хладоносителя в более отрицательную область.

Примеры осуществления.

1. Пример 1. Брали 5 кг пропиленгликоля и разбавляли водой в соотношении 1:3,78. Получили 20,9%-ный раствор полипропиленгликоля в воде. Кинематическая вязкость раствора, измеренная при температуре 20°С с помощью капиллярного вискозиметра, составляла 1,691 мм2/с. В полученный раствор вносили 7,97 кг бромида калия. Получили раствор электролита в смешанном водно-пропиленгликолевом растворителе. Концентрация бромида калия в таком растворе составляла 2,8 моль/кг. Кинематическая вязкость полученного раствора при температуре 20°С составляла 1,168 мм2/с. Относительное уменьшение вязкости ε составило 30,9% (см. табл.1).

Пример 2. 5 кг пропиленгликоля разбавляли водой в массовом соотношении 1:1,9. Получили 34,5%-ный раствор пропиленгликоля в воде. Кинематическая вязкость этого раствора, измеренная при температуре 20°С с помощью капиллярного вискозиметра, составила 3,032 мм2/с. В полученный раствор добавляли 5,78 кг йодида калия, при этом образовался раствор электролита в смешанном водно-пропиленгликолевом растворителе. Концентрация электролита в таком растворе составляла 2,4 мм2/с. Относительное уменьшение вязкости ε составило 43,6% (см. табл.2).

Остальные примеры, подтверждающие применение электролита, представлены в таблицах 1 и 2.

Из таблицы 1 видно, что наиболее эффективно действие бромида калия при использовании водных растворов пропиленгликоля с массовой долей пропиленгликоля от 20,9 до 35,4%, при этом концентрация бромида калия, вносимого в водно-пропиленгликолевый раствор, должна составлять 1,6-2,8 моль/кг. В полученном растворе массовая доля бромида калия в этом трехкомпонентном растворе составляет от 16,0 до 25%.

Из таблицы 2 следует, что в большей степени действие йодида калия проявляется в растворах с массовой долей пропиленгликоля от 11,7 до 41,3%, при этом концентрация йодида калия, вносимого в водно-пропиленгликолевый раствор, должна изменяться от 1,0 до 2,8 моль/кг. В полученном растворе массовая доля пропиленгликоля составляет от 8,0 до 35,4%, массовая доля йодида калия в этом трехкомпонентном растворе составляет от 14,2 до 31,7%.

Таблица 1
Относительное уменьшение вязкости (ε, %) водно-пропиленгликолевого раствора хладоносителя в присутствии элекролита KBr
Концентрация электролита, моль/кгМассовая доля пропиленгликоля в водно-пропиленгликолевом растворе, %
11,715,017,420,926,034,541,3
0,31,05,91,19,04,98,04,6
0,51,28,32,211,89,812,67,4
0,72,511,93,416,312,217,210,1
1,06,411,94,519,017,217,811,1
1,25,114,29,019,017,220,6*16,6
1,610,216,613,622,7*19,6*25,2*21,2*
2,012,821,413,627,2*22,1*26,4*-
2,412,820,218,127,2*27,8*28,1*-
2,817,921,418,130,9*27,8*--
Таблица 2
Относительное уменьшение вязкости (ε, %) водно-пропиленгликолевого раствора хладоносителя в присутствии электролита KJ
0,34,74,17,68,34,57,09,8
0,59,59,313,413,210,612,713,7
0,711,911,817,317,413,618,017,6
1,016,618,621,1*21,1*16,720,2*24,5*
1,221,4*22,2*26,9*22,4*19,727,6*29,4*
1,626,1*24,3*28,8*26,1*25,8*30,8*33,8*
2,026,1*30,2*32,6*28,1*27,3*32,4*38,2*
2,428,5*31,1*36,5*38,7*29,5*40,4*39,7*
2,833,3*34,5*36,5*36,0*34,8*43,6*42,1*
*) зоны таблицы, в которых действие электролитов проявляют наибольший эффект.

Источники информации

1. Коптелов К.А. Теплофизические и коррозионные свойства хладоносителей контуров промежуточного охлаждения для пищевой промышленности. Холодильный бизнес, 2000, №3.

2. Генель Л.С., Галкин М.Л., Сорокин С.С. Некоторые особенности применения теплоносителя на основе пропиленгликоля в холодильном оборудовании. Холодильная техника, 2000, №5.

3. Генель Л.С., Галкин М.Л. Выбор промежуточных хладоносителей, Холодильный бизнес, 2005, №1.

1. Хладоноситель, включающий водный раствор пропиленгликоля, отличающийся тем, что хладоноситель дополнительно содержит галогениды щелочного металла с концентрацией 1,0-2,8 моль/кг при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пропиленгликоль8,0-35,4
Галогениды щелочного металла14,2-31,7
Водаостальное

2. Хладоноситель, отличающийся тем, что в качестве галогенида щелочного металла используют бромид.

3. Хладоноситель по п.1, отличающийся тем, что в качестве галогенида щелочного металла используют йодид.

findpatent.ru

Новый концентрат ингибиторов для теплоносителей, произведенных из пропиленгликоля

Теплообменное или холодильное оборудование используется во многих отраслях промышленности, среди которых химическая, фармацевтическая, пищевая. Температурный диапазон эксплуатации такого оборудования обычно составляет от минус 50 до плюс 120 градусов по Цельсию. В качестве хладагента используется водный раствор пропиленгликоля: он соответствует всем санитарным нормам, пожаро- и взрывобезопасен, а также практически заменил ранее широко применявшиеся теплоносители, имевшие в своей основе аммиак или хлорид калия.

Пропиленгликоль крайне низкотоксичен, поэтому, если система охлаждения имеет протечки, хладагент протечет и попадет в пищевые продукты, его небольшое количество (до 0,25%) не вызовет порчи продуктов. Пропиленгликоль отнесен к пищевым добавкам (Е1520) и широко используется во многих странах мира.

Пропиленгликоль (в некоторых случаях он обозначается как пропиленгликоль-1,2 или пропандиол) представляет собой достаточно густую прозрачную жидкость с узнаваемым запахом. Он легко смешивается с водой и любым спиртом, имеет гигроскопические свойства. Пропандиол кипит при +187,4 градусах по Цельсию при нормальном давлении, замерзает при минус 60 по Цельсию, его плотность при +20 по Цельсию составляет 1,037 г/см3.

Мировая практика некоторое время назад уже пришла к тому, что увеличение использования пропиленгликоля в качестве хладоносителя во вторичном контуре холодильного оборудования оправданно.

Однако существуют и сложности. Если пропиленгликоль используется в составе водного раствора с концентрацией вещества не более 50%, такой состав обладает высокой коррозийной активностью, и в наибольшей степени страдают черные металлы, применяемые в оборудовании, а также некоторые сплавы. Кроме того, необходимо учитывать и свойство пропиленгликоля растворять солевые и коррозийные отложения, скапливающиеся на стенках оборудования. В том случае, когда пропиленгликоль заливается в систему старого оборудования, то растворенная накипь переходит в состав, и его коррозионная активность заметно увеличивается.

Компания ООО «Спектропласт» уделяет большое внимание вопросу защиты оборудования от коррозионной активности хладагента. Она разработала и внедрила в производство новое средство защиты – комплекс антикоррозийных и окрашивающих добавок; концентраты добавок производятся на основе пропиленгликоля. Они значительно увеличивают срок службы оборудования, при этом они не только предотвращают начало новых коррозионных процессов, но и в несколько раз замедляют прохождение уже начавшихся. Вследствие того, что разное оборудование имеет различные эксплуатационные характеристики, специалисты компании разработали и внедрили несколько типов комплексов добавок, подходящих к разному оборудованию, среди них:

· Добавки к новому оборудованию, оснащенному новым теплоносителем, произведенным на основе пропиленгликоля;

· Добавки к старому оборудованию, имеющего солевые отложения и продукты коррозии, полученные от старого теплоносителя, произведенного на основе пропиленгликоля;

· Добавки к старому оборудованию, имеющему смешанные продукты коррозии и накипь, в том числе растворенной, вызванной использованием теплоносителей, произведенных на основе CaClg или пропиленгликоля.

Все теплоносители на основе пропиленгликоля с комплексом добавок-ингибиторов согласно требованиям ГОСТ относятся к IV классу опасности – это вещества малоопасные. Концентрат добавляется в состав теплоносителя в массовой доле от 2 до 6%, концентрация зависит как от температуры эксплуатации теплоносителя, так и от того, какие материалы используются в конструкции холодильного оборудования. В настоящее время проводятся исследования с целью установить, можно ли использовать в составе холодильного оборудования более дешевые марки сталей с учетом того, что коррозийная активность теплоносителя будет снижаться за счет ингибиторов.

ООО «Спектропласт» может по заявке заказчика провести изучение состояния теплоносителя, проверить уровень коррозии в холодильном оборудовании, разработать комплекс мер для снижения явлений коррозии и восстановления работоспособности холодильного оборудования.


www.teplonositeli.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *