Глиоксаль

Рейтинг:   / 1
ПлохоОтлично 
Просмотров: 6808

Глиоксаль

Химическая формула продукта: HCOCHO

Торговые обозначения продукта:

         Ethane-1,2-dione

         Ethanedial

         Oxalaldehyde

         1,2-Ethanedione

         Glyoxylaldehyde

         Biformal

         Biformyl

         Diformyl

         Glyoxal aldehyde

Описание продукта:

Глиоксаль является одним из наиболее широко используемых сшивающих агентов в целлюлозных продуктах, благодаря тому, что его химическая реакция может повысить растворимость и дисперсию полимера без химической модификации. Целлюлозные эфиры представляют собой водорастворимые полимерные вещества, полученные путем этерификации целлюлозы, которая является одним из наиболее распространенных природных органических соединений. Они известны как экологически чистые полимеры в результате их свойств (например, растворимость в воде, стабильность рН и биодеградация). Химическая модификация эфиров целлюлозы была проведена для улучшения их физических и химических свойств (например, растворимости в органическом растворителе, стабильности вязкости, Удерживание воды и неионные заряды), и эфиры целлюлозы в смеси с органическими или неорганическими химическими веществами также были получены для повышения качества целлюлозной продукции путем физического смешивания функционализированных добавок. Эти производные могут использоваться в широком спектре промышленных применений, включая строительные изделия, керамику, краски, средства личной гигиены и фармацевтические препараты. Глиоксаль, высвобождаемый в окружающую среду, быстро конвертируется через абиотические процессы, такие как превращение фотохимически образованными гидроксильными радикалами. Из-за низкого коэффициента поглощения почвы, зарегистрированного для этого соединения, он может выщелачиваться из почвы в грунтовые воды. Тем не менее, он легко биодеградируется и быстро трансформируется ферментативно бактериями и грибами. Его низкий коэффициент распределения массы октанол/вода указывает на то, что глиоксаль маловероятен для биоаккумуляции. Глиоксаль эндогенно продуцируется во время нормального клеточного метаболизма с помощью множества независимых от фермента путей. Глиоксаль также является продуктом метаболизма и микросомального окисления других соединений, таких как гликольальдегид, этиленгликоль и β-гидроксизамещенные N-нитрозамины. Сообщается, что концентрация глиоксаль в плазме крови человека составляет 0,1-1 мкмоль/л, при этом более высокие уровни отмечаются у пациентов с диабетом или почечной недостаточностью. В биологических материалах менее 10% присутствующего глиоксаль находится в несвязанных формах в водном растворе (свободный глиоксаль и гидраты), так как большинство реакционноспособных карбонильных групп обратимо связаны с остатками цистеинил, лизил и аргинил белков. Глиоксаль, который атакует аминогруппы белков, нуклеотидов и липидов, считается важным промежуточным звеном в образовании передовых конечных продуктов гликирования (AGEs). AGE модификация меняет функцию белка и инактивирует ферменты, приводя к нарушению клеточного метаболизма, нарушенному протеолизу и ингибированию клеточной пролиферации и синтеза белка. Повреждающее действие высокоактивного глиоксаль противодействует вездесущая глутатион-зависимая система глиоксалазы, которая превращает глиоксаль в менее реактивный гликолят.

Существует несколько природных источников глиоксаль. Таким образом, глиоксаль может быть получен биологически в качестве полезного побочного продукта (то есть для генерирования пероксида водорода, необходимого для ферментов, зависящих от марганца пероксидазы) или неферментативно путем аутоокисления липидов. Кроме того, он может быть получен из ряда абиотических реакций с ароматическими соединениями в присутствии озона и / или гидроксильных радикалов. Соответственно обнаружено образование глиоксаль из гуминовых кислот фотохимическими реакциями в морской воде. Двумя хорошо известными процессами, используемыми для получения глиоксаль, являются газофазное окисление этиленгликоля воздухом в присутствии медных или серебряных катализаторов при повышенной температуре (около 300 ° С) и жидкофазное окисление ацетальдегида азотной кислотой. Глиоксаль используется в качестве химического промежуточного продукта при производстве фармацевтических препаратов и красителей. Он также используется в промышленном производстве α-гидроксиалкилмочевины (Добавление глиоксаль к мочевине) и промышленно используется в качестве сшивающего агента при получении ряда различных полимеров, таких как текстильные материалы (например, ткани с постоянным прессованием), бумага и белки. Он используется как биоцид и дезинфицирующий агент и присутствует во многих продуктах, таких как моющие средства, используемые для дезинфекции поверхностей.

Одной из особенностей использования глиоксаль является его мультиформенность, т.е. способность к применению в наиболее дифференцированных участках промышленных производств. Относительно недавно была изобретена группа глиоксаль-содержащих скраб-агентов для нефтедобывающей промышленности. Изобретение относится к способу удаления сероводорода из газов с использованием глиоксаль. Присутствие сероводорода в сыром природном газе, в сыром нефтяном газе или синтез-газе нежелательно по различным причинам. Сероводород является высокотоксичным, поэтому широко распространенным требованием чистоты природного газа для потребительских сетей является содержание не более 6 мг / м3 сероводорода. Во время сгорания масла сероводорода или природные газы дополнительно вызывают сильное загрязнение окружающей среды из-за образовавшегося двуокиси серы. В крекинг-заводах сероводород действует как контактный яд для катализаторов. В конечном итоге это приводит к хрупкости, вызванной водородом, в углеродистых сталях и к коррозионному растрескиванию под напряжением в более высоколегированных материалах. По указанным причинам предпринимались попытки, насколько это возможно, промыть или химически конвертировать сероводород из природного газа или масла. Таким образом, существуют различные физические и химические процессы для очистки сырых газов, которые в зависимости от содержания сероводорода и примесей в неочищенных газах и требования к чистоте конечного продукта являются экономичными в различной степени. Содержание сероводорода в масле находится в диапазоне ppm, тогда как в природном газе может присутствовать 20% сероводорода и более. Важную роль, особенно в Европе, играет извлечение элементарной серы из богатых сероводородом источников природного газа путем каталитического окисления, частичного окисления до SO2 и последующего диспропорционирования (процесс Клауса) или окисления нитритом (процесс сульфирования). На практике ранее применялись формальдегидные растворы, нерастворимые в воде тритианы и в качестве побочных продуктов образуются очень неприятно пахнущие алкилмеркаптаны. Триатин нестабилен, но легко разлагается в исходных материалах. Использование акцептора на основе формальдегида требует особых мер предосторожности из-за запаха и токсичности как сероводорода, так и формальдегида. Вследствие недостатков описанного формальдегида в настоящее время все больше используются другие альдегиды или смеси альдегидов. Глиоксаль, в частности, нашел свой путь в нефтяной и газовой промышленности в качестве поглотителя сероводорода. В промышленных мероприятиях описан способ уменьшения содержания сероводорода в водных или влажных газовых средах путем добавления очень небольших количеств глиоксаль или глиоксаль в сочетании с другими альдегидами. Однако существенным недостатком этого способа является то, что продукты присоединения глиоксаль и сероводорода, образующиеся в этом случае, являются водорастворимыми и только стабильными в щелочном диапазоне (рН = 9). В условиях кислого рН, преобладающих на практике (рН 4,5-5,5), эти продукты присоединения более не стабильны и разлагаются с выделением сероводорода. Тем не менее, акваланговая система, особенно для токсичных веществ, таких как сероводород, помимо промышленной целесообразности также должна давать конечные продукты, нерастворимые в воде в кислотном и щелочном диапазоне, которые можно обрабатывать без риска, и по причинам Охраны окружающей среды, должны быть одноразовыми или повторно используемыми. Неожиданно было обнаружено, что при введении газов, содержащих сероводород, в водный раствор глиоксаль, имеющий рН 5-11, образуется стабильный продукт, который нерастворим в воде и даже в кислотах (рН 1), если раствор глиоксаль имеет Концентрацию по меньшей мере 15 мас.%. Таким образом, изобретение относится к способу удаления сероводорода из газов, в частности из сырого природного газа, сырого нефтяного газа или синтез-газа, в котором содержащий сероводород газ пропускают в водный раствор глиоксаль, по меньшей мере, 15 мас.% . Введение целесообразно проводить до тех пор, пока молярное отношение глиоксаль к сероводороду равно 3 к 2. Твердый продукт реакции, полученный таким образом, который содержит сероводород в связанной форме, можно отделить без проблем и утилизировать. Продукт реакции не содержит запаха, кислотно- и щелочеустойчив (до рН 9) и термостабилен, и его можно без проблем отфильтровать и высушить, например, в вакууме при 60 ° С. Разложение не происходит в 2Н  хлористоводородной кислоте. Кроме того, продукт является нерастворимым в большинстве традиционных органических растворителей, за исключением диметилсульфоксида, диметилформамида и диметилацетамида. Продукт также стабилен и нерастворим в щелочном диапазоне до рН 9, и продукт разлагается только при обработке 2Н раствором гидроксида натрия с выделением сероводорода. Таким образом, осажденный продукт имеет совершенно другую структуру для продуктов присоединения глиоксаль и сероводорода, до сих пор полученных с разбавленными глиоксальными растворами, и может быть удален без проблем. Коммерческий раствор глиоксаль с концентрацией 40%, который был доведен до указанного диапазона рН, обычно используется в качестве раствора акцептора. В общем, содержание глиоксаль 50 мас. Не должно быть превышено в растворе, а предпочтительный диапазон концентраций составляет от 25 до 45 мас.%. Диапазон pH раствора глиоксаль целесообразно 5-11, предпочтительно 5,5-8, в частности 6-7. Введение газа обычно начинается с щелочного раствора глиоксаль (рН 8-10). В ходе этого процесса рН перемещается в кислотный диапазон (pH 5,5-7,0). Реакцию проводят при обычных рабочих температурах, то есть обычно от 10 до 70 ° С. Обычные добавки, в частности антикоррозийные агенты, такие как, например, соли четвертичного аммония, могут дополнительно добавляться к раствору улавливателя во время добычи природного газа.

Объем глобального рынка глиоксаль в 2017 году превысил 1,30 млрд. Долл. США. Ожидается, что растущие отрасли конечного потребления, такие как нефтегазовая, текстильная и бумажная упаковка, особенно в странах с развивающейся экономикой Ближнего Востока и Африки и Азиатско-Тихоокеанского региона, по-прежнему будут оставаться ключевым фактором Фактор для глобального рынка глиоксаль в течение прогнозируемого периода. Ожидается, что динамика роста отрасли будет в большой степени зависеть от тенденций в нефтегазовой отрасли. Огромные инвестиции нефтегазовых компаний в деятельность по разведке и добыче, особенно в странах Ближнего Востока и Африки, таких как Нигерия и Южная Африка, рекламируются для стимулирования спроса. Ключевой функцией глиоксаль является извлечение нефти и подслащение газами, которые играют существенную роль в том, чтобы как модифицируемые, так и пригодные для использования нефти и газа в соответствии с требованиями конечного использования. На глобальном уровне Азиатско-Тихоокеанский регион, как считается, предлагает огромные возможности для роста для отрасли. Ожидается, что такие факторы, как быстрая индустриализация и урбанизация, будут стимулировать спрос в регионе. Индустриализация привела к увеличению числа производственной деятельности в регионе, в то время как урбанизация создала потребность в улучшении общественных услуг, таких как санитария. Химикат используется в больших количествах для различных промышленных применений, таких как наполнители, промежуточные продукты, вещества для запаха, технологические добавки и разделители твердых веществ. С точки зрения потребительского использования, он интенсивно используется в продуктах обработки воды. Рынок глиоксаль в Азиатско-Тихоокеанском регионе возглавлял мировую промышленность и составлял более 65% от общей доли в объеме в 2017 году. Ожидаемый рост спроса на основные отрасли конечного потребления, такие как бумага, текстиль и нефть и газ, будет основным фактором роста в регионе . Ожидается, что регион сохранит свое господство в 2024 году в связи с огромным спросом в косметической промышленности, использующим косметические средства, которые включают увлажняющие кремы, солнцезащитные кремы и лосьоны.

Физико-химические свойства продукта:

показатели

значение

1

Форма глиоксаль

жидкая

2

Цвет глиоксаль

от бесцветного до бледно-желтого (индекс цвета: не более 20 APHA)

3

Запах глиоксаль

почти без запаха

4

Растворимость глиоксаль

смешивается с водой и со всеми смешивающимися с водой органическими растворителями

5

Точка замерзания глиоксаль

-14 ° C

6

Точка кипения глиоксаль

104 ° C

7

Плотность при 20 ° C глиоксаль

1,27 г / см3

8

РН глиоксаль

от 2 до 3,5

9

Температура воспламенения глиоксаль

285 ° C

10

Кислотное число глиоксаль

1,5 мг КОН / г макс.

11

Формальдегид глиоксаль

100 частей на миллион макс.

12

Давление паров глиоксаль 40% при 20 ° C

24 мбар

13

Выпаривание 40%-ного раствора глиоксаль

дает белую твердую массу полиглиоксаля

 

Транспортировка и хранение глиоксаль:

Глиоксаль можно хранить в армированных стекловолокном полиэфирных или нержавеющих емкостях. Линии передачи, насосы, клапаны и другие компоненты, контактирующие с глиоксальными растворами, должны быть изготовлены из нержавеющей стали (304 или 316) или пластика (ПВХ, полипропилен, тефлон®). Глиоксаль реагирует с цементом в бетоне, вызывая эрозию в течение определенного периода времени. Основания или напольные покрытия, подверженные утечкам или утечкам глиоксаль, должны быть покрыты устойчивым к глиоксалям покрытием, таким как асфальт, пластмасса или серобетон. Избегайте всех личных контактов, включая ингаляцию. При появлении риска контакта с кожей надевайте защитную одежду. Пустые контейнеры могут содержать остаточную пыль, которая может накапливаться после оседания. Такая пыль может взорваться при наличии соответствующего источника воспламенения. НЕ разрезайте, не сверлите, не измельчайте и не сваривайте такие контейнеры. Кроме того, убедитесь, что такая деятельность не проводится вблизи полных, частично пустых или пустых контейнеров без соответствующего разрешения безопасности на рабочем месте или разрешения.

Области применения продукта:

  1. Глиоксаль применяется как химическое промежуточное соединение для фармацевтических препаратов и красителей и т.д.
  2. Глиоксаль используется в качестве сшивающего агента в текстильной промышленности.
  3. Глиоксаль применяется в качестве агента в производстве реагентных смол в текстильной промышленности.
  4. Глиоксаль используется в  ванне для покрытия офсетной и специальной бумаги (как таковой или в форме реагентных смол) в промышленных производственных мероприятиях.
  5. Глиоксаль применяется в качестве агента в процессе обработки простых эфиров целлюлозы с целью предотвращения возникновения дефектов.
  6. Глиоксаль является компонентом клеев и покрытий, используемых в широком спектре промышленных производств.
  7. Глиоксаль применяется как сепаратор H2S в сырой нефти и газовой промышленности (дезодорирующий агент).
  8. Глиоксаль используется в качестве чистящего средства и биоцида для дезинфекции бытовых и больничных помещений.
  9. Глиоксаль применяется как агент-восстановитель в фотоиндустрии.
  10. Глиоксаль применяется в медицине в качестве сырья для производства нового поколения нестероидных анальгетиков.