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导热油

导热油简史导热油的应用始于20世纪30年代,美国于1932年制成联苯-联苯醚共沸混合物,商品名称为道生A(Dowtherm A)。

由于此油有毒、凝固点高,在某些工业应用中受到限制。

因此,近几十年来,各工业国家围绕降低凝固点、降低毒性、提高热稳定性方面进行科学研究。

到目前为止,已相继推出一百多个新型导热油产品。

我国导热油生产始于20世纪60年代,以防道生油为主;70年代、80年代初,导热油工业从生产品种到生产数量以及应用领域都有很大的发展。

我国导热油年产量已达几万吨。

1.导热油的种类:导热油分为矿物型和合成型。

矿物型导热油:是以石油为原料加工制得,石油进行高温裂解或催化裂化过程中,形成的馏分油作为原料经添加抗氧化剂后精制而成。

合成型导热油:这一类产品以化工或石油化工产品为原料,有机合成制得。

其特点是热稳定性好,使用高温范围窄,但价格昂贵。

合成型导热油的主要特点是:热稳定好,使用温度高。

合成型导热油通常是几种同分异构体或化学性质相似的混合物,是以化工或石油作为原料经有机合成而成,如联苯等。

导热油的成分有联苯、萘、二苯醚及其低熔点的混合物,常见的种类有烷基苯型、烷基萘型、联苯加二苯醚混合型、氢化三联苯型、有机硅类矿物油型等。

2.导热油的组成导热油是由基础油和各种添加剂组合而成,基础油约占导热油总量的90%以上,导热油基础油的理想组分是以环烷烃、异构烷烃、精制后中质芳香烃组分。

基础油要具有良好的热稳定性和事宜的馏程范围,对导热油起决定性作用。

导热油中的添加剂主要有高温抗氧剂、复合阻焦剂、降凝剂、降粘剂等,根据需要适量加入,可较好的改善和提高导热油的热稳定性和抗氧化安定性等性能。

添加剂所占比例很小,但可以改善导热油的氧化安定性、热安定性、抑制导热油结焦倾向。

3.导热油的基本要求:3.1 常压下有较高的沸点;3.2较低的凝固点;3.3在工作状态下,运动粘度低;3.4热传导性好;3.5无腐蚀性、无毒、无味3.6化学性能稳定;3.7不易燃烧;3.8对环境无污染;3.9价格低廉。

导热油的功能导热油具有化学氧化的功能,它的传热效率很好,它的散热效果很快,同时它的稳定性也很好。

导热油它作为间接传递热量的一类热稳定性较好的专用油品具有以下几种特点:在几乎常压的条件下,可以获得很高的操作温度。

即可以大大降低高温加热系统的操作压力和安全要求,提高了系统和设备的可靠性;可以在更宽的温度范围内满足不同温度加热、冷却的工艺需求,或在同一个系统中用同一种导热油同时实现高温加热和低温冷却的工艺要求。

即可以降低系统和操作的复杂性;省略了水处理系统和设备,提高了系统热效率,减少了设备和管线的维护工作量。

即可以减少加热系统的初投资和操作费用;在事故原因引起系统泄漏的情况下,导热油与明火相遇时有可能发生燃烧,这是导热油系统与水蒸气系统相比所存在的问题。

但在不发生泄漏的条件下,由于导热油系统在低压条件下工作,故其操作安全性要高于水和蒸汽系统。

导热油与另一类高温传热介质熔盐相比,在操作温度为400℃以上时,熔盐较导热油在传热介质的价格及使用寿命方面具有绝对的优势,但在其它方面均处于明显劣势,尤其是在系统操作的复杂性方面。

化学性质较稳定,不像轻质油那么容易着火燃烧。

从使用及安全角度看,其主要特性是:1.在许用温度范围内,热稳定性较好,结焦少,使用寿命较长。

2.在许用温度范围内,导热性能、流动性能及可泵性能良好。

3.低毒无味,不腐蚀设备,对环境影响很小。

4.凝固点较低,沸点较高,低沸点组分含量较少。

在许用温度范围内,蒸汽压不高,蒸发损失少。

5.温度高于70℃时,与空气接触会被强烈氧化,其受热工作系统需密封,而只允许其在70℃以下的温度与空气接触。

6.受热后体积膨胀显著,膨胀率远大于水。

温升100℃,体积膨胀率可达8%~10%。

7.过热时会发生裂解或缩合,在容器、管道中结焦或积碳。

8.混入水或低沸点组分时,受热后蒸气压会显著提高。

9.闪点、燃点及自燃点均较高,在许用温度及密闭状态下不会着火燃烧。

10.根据用户多居住的地区和设备作业环境,建议选择适宜的低温性能的导热油。

导热油的用途范围:工业领域:应用工业及装置橡塑工业:热压、压延、挤压、硫化、人造皮革加工、薄膜加工。

精细化工:医药、农药中间体、防老剂、表面活性剂、香料等合成。

油脂化工:脂肪酸蒸馏、油脂分解、蒸馏、浓缩、硝化。

化纤工业:聚合反应、熔融纺纱、热固、纤维整理。

造纸工业:热熔融机、波纹板加工机、干燥机。

木材加工:复合板压制、干燥机。

电器加工:电线及电缆制造。

能源工业:废热回收、太阳能利用、反应堆取热。

食品工业:粮食干燥、食品烘烤。

空调工业:家庭暖房化工及。

石油化工:聚合、分解、蒸馏、浓缩、蒸发、熔融装置等。

建材工业:沥青融化、保温、石膏板烘干纺织印染工业:热熔染色、热定型、烘干装置。

除上述行业外,还应用于温水发生器、热水发生器、蒸汽发生器、散热器以及肥皂洗涤剂工业、焦油加工业、洗衣业的用热等等。

导热油各项质量标准1、运动黏度(以下简称黏度)黏度是指在规定条件下,导热油的稀稠程度以及流动性能。

黏度越大,油的流动性越差,管道传输所需的循环泵功率也就越大。

但并非黏度越小品质就越好,有些黏度较小的矿物型油中很可能含有较多的低分子直链烷烃,其热稳定性较差,易受热分解,且使用后黏度容易发生变化。

油的黏度大小除了跟其碳链长短、分子结构、基因组分等有关外,还与温度有很大关系。

标准规定运动黏度应在40℃恒温条件下测定。

(有的厂家以50℃测定不符合标准规定)在正常情况下油的黏度随着温度升高而下降,因此使用温度较高的,运动黏度可允许大些。

但若是使用过程中油的黏度发生变化,则很可能意味着有机载体发生了裂解或聚合。

当黏度增大较多时,流速变慢,炉管中油的流体逐渐由湍流变为层流,边界层厚度不断增大,导致边界层温度比油心主流温度高很多,进而加速导热油分解成黏度更大的胶质物,结果形成残炭沉积于管壁,从而影响传热,严重时易造成管壁过热,引发事故。

因此当有机热载体的黏度超过标准规定的最高允许值时就不应再继续使用。

2、闪点闪点:指在加热条件下,当火焰接近油蒸气与空气组成的混合性气体时,发生短促闪燃的最低温度。

闪点分为开口闪点和闭口闪点,前者是敞开条件下与空气完全接触下测定:后者是在基本封闭,空气极少条件下测定。

在用有机热载体只测定闭口闪点,主要判定其是否成为易燃危险品。

开口闪点较低的有机热载体,最后采用闭式运行。

若采用开始运行,则蒸发率较大,使用过程中损耗也大,且运行时安全性也相对差些。

(例如当系统有泄漏时容易发生火灾。

)使用过程中,有机热载体会不同程度地发生裂解或聚合,发生裂解或被其他易燃物污染,会使闪点降低;发生聚合会使闪点升高。

少量低闪点小分子(也称为低沸物)可以通过高位槽排出(这也是高位槽排汽管不可随意加装阀门的原因).开式系统运行时,由于裂解产生的低沸物被及时排除,一般闪点不会降低,有的还会有所升高。

闭式运行时,如果产生有低闪点小分子,可能很少的量也会使闪点降低,当闪点过低时需进行排气处理。

闪点变化较大时,说明油品发生了较严重的变质。

3、酸值(也称“中和值”)酸值是指油品中有机酸的总含量。

当油温低于100℃且无水分时,一般不会对金属产生腐蚀。

但温度超过100℃后,随着温度及酸值增加,有机酸对金属的腐蚀性也会随之增强。

一般新油的酸值小于0.03mgKOH/g(掺有劣质回收油的新油,酸值往往会超标。

)抗氧化性差的导热油在高温时易被空气氧化成有机酸而使酸值增大。

为了避免变质劣化的有机热载体影响锅炉安全运行,防止有机酸对金属的腐蚀,当酸值超过1.5mgKOH/g时,应停止使用。

4、残炭残炭是指在超温条件下油品受热分解或聚合而形成沉积物的炭含量。

残炭的主要成分是胶质、沥青及多环芳香烃。

通过测定一定量的油在一定温度下燃烧后残留物的量得到残炭值。

纯合成油在未使用情况下,残炭量通常极微。

大多数合成油出厂质量标准中没有残炭指标。

国外对合成油一般不测残炭,而是测定丙酮不溶物。

对于新油,测定残炭值大小可初步判断是否掺有回收或劣质油。

导热油的结焦高温导热油在系统中循环传送热能,同时产生胶质。

胶质是黏糊状的,质量好的导热油能将胶质悬浮于油中,在循环过程中,可将部分胶质通过过滤器滤掉。

但若有一小部分胶质附着在炉管内壁,就容易形成结焦。

另外,在导热油循环过程中,若有空气窜入易发生降解和聚合作用,形成低沸点物和高沸点物。

低沸点物可以通过高位槽排到大气中,而高沸点物可以溶解在导热油中,如果导热油的溶解达到过饱和状态,高沸点物就会粘附在管内壁,这是结焦的又一原因。

再有,操作温度超过其设计温度往往引起自催化热分解,也能导致管内结焦。

工艺物料泄漏进入导热油系统,形成腐蚀产物,以及大修中带入的杂质污染也会促使管内壁发生结焦。

导热油的检测导热油检测要素有七点,因导热油(又名热传导液)有一系列的物理性质.如粘度、蒸汽压、沸程、初馏点、闪点、燃点、流点等。

运行中定期检验的目的是了解油品内在质量的变化,并由此发现系统设计、操作管理及导热油自身的质量问题,及时纠正以延长使用寿命。

从以下检验项目可说明运行中热导热油的变质情况:1、馏程馏程的变化表明热传导液分子质量的变化,国外采用气相色谱法,经与新油的馏程进行比较,以高沸物和低沸物含量表明热传导液发生裂解和聚合的程度。

2、粘度粘度的变化表明热传导液分子质量和结构的变化。

裂解使粘度下降,而聚合和氧化使粘度上升。

这些变化对高温范围的粘度影响很小,但对低温粘度影响较大,因此对寒冷地区和伴有冷却的操作工艺来说,低温粘度增长应引起重视。

3、酸值酸值的变化表明热传导液的老化程度。

酸值上升通常是油品发生氧化所致,主要发生在膨胀槽不采用氮封的系统中。

但当老化到一定程度时,可溶性有机酸可能进一步聚合生成高分子氧化产物,这时酸值又可能下降。

因此,要注意从酸值的变化趋势判断油品的老化程度。

4、残炭残炭是运行中的热传导液经蒸发和裂解后留下的残炭量。

在运行中残炭量往往随时间呈不断上升的趋势,可说明高分子炭状沉积物形成的倾向和老化的程度。

国外常测定丙酮或戊烷不溶物,包括油不溶物和因裂解、聚合而产生的树脂状物。

因该方法未经蒸发和热解,可准确说明油品中不溶物的含量。

5、闪点闪点是主要的安全性指标,说明高挥发性产物和可燃性气体形成的可能性。

闪点下降过多可能成为事故的隐患。

一般通过以上检验项目对热传导液的变质情况进行综合判断。

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