Ethylenglykol

Zum Ansehen seitlich wischen

Ethylenglykol ist ein hochsiedender, vollständig wassermischbarer zweiwertiger Alkohol und ein wichtiges Zwischenprodukt der chemischen Industrie. Seine Eigenschaften unterscheiden sich deutlich von leichtflüchtigen, unpolaren Lösemitteln wie Toluol — das hat direkte Folgen für die passende Abluftreinigung, denn Ethylenglykol tritt in der Praxis oft anders auf, als man es von einem organischen Lösemittel erwarten würde.

Definition & Eigenschaften

Eigenschaft	Wert
Chemische Formel	C₂H₆O₂ (HOCH₂CH₂OH)
Molare Masse	62,07 g/mol
Siedepunkt	197 °C
Flammpunkt	111 °C
Wasserlöslichkeit	vollständig mischbar
Dampfdruck bei Raumtemperatur	gering

Eigenschaften, die die Verfahrenswahl bestimmen

Ethylenglykol ist zugleich sehr gut wasserlöslich und sehr hoch siedend — eine Kombination, die den zentralen Punkt für die Verfahrenswahl ausmacht: Wegen des niedrigen Dampfdrucks bei Raumtemperatur verdampft Ethylenglykol kaum von selbst. In industrieller Abluft liegt es deshalb oft nicht als Dampf oder Gas vor, sondern als Aerosol bzw. feiner Nebel — entstanden aus Sprüh-, Kühl- oder Verdunstungsprozessen, bei denen mechanische Zerstäubung oder Temperatur die Tröpfchenbildung antreiben, nicht die Verdampfung selbst. Diese Unterscheidung ist entscheidend: Ein Aerosol verhält sich in der Abluftreinigung grundlegend anders als ein echtes Gas und verlangt zuerst eine mechanische Abscheidung, bevor überhaupt über gasförmige Behandlungsverfahren nachgedacht wird.

Grenzwerte nach TA Luft

Ethylenglykol ist als organischer Stoff von TA Luft Nr. 5.2.5 erfasst. Die konkrete Klassenzuordnung (Klasse I bis III) ist stoffspezifisch und im Einzelfall zu prüfen, ebenso der Arbeitsplatzgrenzwert nach TRGS 900. Da der Dampfdruck bei Raumtemperatur gering ist, entstehen relevante Emissionen vor allem in erhitzten Prozessschritten — dort ist die Konzentration im Rohgas genau zu erfassen. Die rechtssichere Einordnung übernimmt unsere unabhängige Abluftberatung.

Gesundheitsgefahren

• Akute Toxizität: bei Verschlucken gesundheitsschädlich, metabolische Abbauprodukte wirken toxisch
• Reizwirkung: milde Reizung von Augen und Atemwegen bei Aerosol- oder Dampfexposition
• Aerosolbildung: bei Sprüh- und Kühlprozessen relevanter als reine Dampfexposition

Wo Ethylenglykol im Betrieb entsteht

• Frostschutzmittel- und Kühlmittelherstellung/-anwendung: Sowohl bei der Herstellung als auch beim Einsatz von Kühlschmierstoffen in der Metallbearbeitung entstehen sprüh- und verdunstungsbedingte Emissionen.
• PET-/Polyester-Faserherstellung: Ethylenglykol ist einer der beiden Grundbausteine von PET neben Terephthalsäure — bei der Polykondensation und Faserspinnerei entstehen entsprechende Abgase.
• Wärmeträgerflüssigkeiten in industriellen Kühlkreisläufen: Beim Nachfüllen, bei Leckagen oder an offenen Ausgleichsbehältern kann Ethylenglykol als Aerosol oder Dampf in die Abluft gelangen.

Ein verwandter, ebenfalls gut wasserlöslicher Stoff ist Butylglykol — anders als Ethylenglykol ist es als Glykolether jedoch deutlich flüchtiger und tritt entsprechend eher als Dampf denn als Aerosol auf.

Wie Ethylenglykol gemessen wird

Ethylenglykol wird per Gaschromatographie oder — bei Aerosolanteilen — gravimetrisch in Kombination mit chemischer Analytik erfasst. Eine typische Fehlerquelle bei der Probenahme ist, den Aerosolanteil zu übersehen: Wird nur auf die Gasphase gemessen, kann ein erheblicher Teil der tatsächlichen Fracht als Tröpfchen im Filter oder in der Leitung verbleiben und das Messergebnis systematisch zu niedrig ausfallen. Da die Emission zudem stark von der Prozesstemperatur abhängt, ist die Probenahme direkt an der jeweiligen Quelle sinnvoll: Emissionsmessungen.

Abluftreinigung — So wird Ethylenglykol entfernt

Die Verfahrenslogik leitet sich direkt aus dem Aerosol-Charakter ab:

• Tropfenabscheider/Demister: Als Vorstufe bei Ethylenglykol wichtiger als bei „echten” Gasen — er scheidet den flüssigen Nebelanteil mechanisch ab, bevor überhaupt eine gasförmige Behandlungsstufe folgt.
• Nasswäscher: Die gute Wasserlöslichkeit macht einen nachgeschalteten Wäscher wirksam für den nicht mechanisch abgeschiedenen Anteil.
• Aktivkohle für den Restgasanteil: Als Polizeifilter für die verbleibende, tatsächlich gasförmige Restfracht nach der mechanischen und nasschemischen Vorabscheidung geeignet — nicht als Hauptverfahren für die Gesamtfracht.

Einen Überblick über alle Verfahren gibt unsere Seite zur Abluftreinigung.

Welche Verfahren ausscheiden — und warum

Aktivkohle als alleiniges Hauptverfahren: Als hochsiedender, polarer Stoff lässt sich Ethylenglykol auf Aktivkohle nur schwer desorbieren, was das Bett irreversibel belädt und zu kurzen Standzeiten mit hohen Entsorgungskosten führt. Als Polizeifilter für den Restgasanteil nach einer mechanischen und nasschemischen Vorabscheidung bleibt Aktivkohle dennoch sinnvoll einsetzbar.

Zeolithrotor: Hochsiedende, polare Verbindungen neigen im Rotor eher zur Kondensation als zur gewünschten Desorption — die Aufkonzentrierung, die den Zeolithrotor sonst wirtschaftlich macht, funktioniert für Ethylenglykol nicht zuverlässig.

Klassische thermische Oxidation ohne vorgeschaltete Abscheidung: Liegt die Fracht überwiegend als Aerosol vor, ist eine thermische Nachverbrennung für die reine Abscheidung oft überdimensioniert und unwirtschaftlich, wenn eine einfache Tropfenabscheidung oder ein Wäscher bereits ausreicht. Anders als bei leichtflüchtigen VOC, wo die thermische Oxidation meist die robusteste Wahl ist, ist sie bei reinem Ethylenglykol-Nebel selten das wirtschaftlichste erste Mittel — sinnvoll bleibt sie vor allem bei Mischabluft mit weiteren organischen Stoffen.

Praxisfall: Wenn die Messung den Aerosolanteil übersieht

Ein wiederkehrendes Muster in Betrieben mit Kühlschmierstoff- oder Kühlkreislaufprozessen: Eine Emissionsmessung wird nach Standardverfahren für gasförmige VOC durchgeführt, liefert einen unauffälligen Wert — und trotzdem melden Anwohner oder das eigene Personal wahrnehmbaren Nebel oder Ablagerungen in Anlagennähe. Der Grund liegt häufig darin, dass Ethylenglykol wegen seines niedrigen Dampfdrucks überwiegend als Aerosol vorliegt, die Messung aber primär auf die Gasphase ausgelegt war und der Tröpfchenanteil nicht vollständig erfasst wurde. Die Lehre: Bei Stoffen mit hohem Siedepunkt und geringem Dampfdruck wie Ethylenglykol muss die Messstrategie von vornherein auf den Aerosolanteil ausgelegt sein, nicht nachträglich um ihn ergänzt werden.