導熱油,是GB/T 4016-1983《石油產(chǎn)品名詞術(shù)語(yǔ)》中“熱載體油”的曾用名,英文名稱(chēng)為Heat transfer oil,用于間接傳遞熱量的一類(lèi)熱穩定性較好的專(zhuān)用油品。 由于其具有加熱均勻,調溫控制準確,能在低蒸汽壓下產(chǎn)生高溫,傳熱效果好,節能,輸送和操作方便等特點(diǎn),近年來(lái)被廣泛用于各種場(chǎng)合,而且三角鐵芯繞線(xiàn)機用途和用量越來(lái)越多。
·導熱油主要有以下幾種類(lèi)型:
根據成分及制造工業(yè)過(guò)程,導熱油可以分為合成型導熱油和礦物型導熱油。
1 合成型導熱油
1)烷基苯型(苯環(huán)型)導熱油
這一類(lèi)導熱油為苯環(huán)附有鏈烷烴支鏈類(lèi)型的化合物,屬于短支鏈烷烴基(包括甲基、乙基、異丙基)與苯環(huán)結合的產(chǎn)物。其沸點(diǎn)在170~180℃,凝點(diǎn)在-80℃以下,故可做防凍液使用,此類(lèi)產(chǎn)品的特點(diǎn)是在適用范圍內不易出現沉淀,異丙基附鏈的化合物尤佳。
2)烷基萘型導熱油這一類(lèi)型導熱油的結構為苯環(huán)上連接烷烴支鏈的化合物。它所附加的側鏈一般有甲基、二甲基、異丙基等,其附加側鏈的種類(lèi)及數量決定化合物的性質(zhì)。側鏈單于甲基相連的烷基萘,應用于240~280℃范圍的氣相加熱系統。
3)烷基聯(lián)苯型導熱油這一類(lèi)型的導熱油為聯(lián)苯基環(huán)上連接烷基支鏈一類(lèi)的化合物。它是由短鏈的烷基(乙基、異丙基)與聯(lián)苯環(huán)相結合構成,烷基的種類(lèi)和數量決定其性質(zhì)。烷烴基數量越多,其熱穩定性越差。在此類(lèi)產(chǎn)品中,由異丙基的間位體、對位體(同分異構體)與聯(lián)苯合成的導熱油品質(zhì),其沸點(diǎn)>330℃,熱穩定性亦好,是在300~340℃范圍內使用的理想產(chǎn)品。
4)聯(lián)苯和聯(lián)苯醚低熔混合物型導熱油這一類(lèi)型的導熱油為聯(lián)苯和聯(lián)苯醚低熔混合物由26.5%的聯(lián)苯和73.5%的聯(lián)苯醚組成。熔點(diǎn)為12℃,世界上早使用的合成芳烴導熱油是Dowtherm,其特點(diǎn)是熱穩定性好,使用溫度高(400℃)。此類(lèi)產(chǎn)品因為苯環(huán)上沒(méi)有與烷烴基側鏈連接,而在有機熱載體中耐熱性。這種凝點(diǎn)(12.3℃)低熔混合物,在常溫下,沸騰溫度在256~258℃范圍內使用比較經(jīng)濟。這是因為兩種物質(zhì)的熔點(diǎn)均較高(聯(lián)苯為<71℃,聯(lián)苯醚<28℃)所致。這種低熔混合物蒸發(fā)形成的蒸汽過(guò)程中無(wú)任何一種組分提濃的發(fā)生,且液體性質(zhì)亦不變。由于二苯醚中結合醚物質(zhì),在高溫下(350℃)長(cháng)時(shí)間使用會(huì )產(chǎn)生酚類(lèi)物質(zhì),此物質(zhì)有低腐蝕性,與水分對碳鋼等有一定的腐蝕作用。
5)烷基聯(lián)苯醚型導熱油 為兩個(gè)苯環(huán)中間一個(gè)醚基鏈接,兩個(gè)苯環(huán)上分別有兩個(gè)甲基的同分異構體混合物,此類(lèi)混合導熱油低溫下運動(dòng)粘度低,流動(dòng)性好,適合北方寒冷地區使用,推薦使用溫度不超過(guò)330℃,凝點(diǎn)-54℃,使用壽命優(yōu)于礦物油和烷基苯型導熱油,國內外常見(jiàn)的是二甲苯基醚型導熱油,目前國內也有生產(chǎn)廠(chǎng)家生產(chǎn)此類(lèi)高溫導熱油。
2 礦物型導熱油
礦物型導熱油是石油精制過(guò)程某一餾程產(chǎn)物,其主要成分隨基礎油的成分不同。一般為長(cháng)鏈烷烴和環(huán)烷烴的混合物。
·隱患及防護
一、導熱油使用過(guò)程中諸性能潛在的危險性
熱穩定性導熱油在使用過(guò)程中由于加熱系統的局部過(guò)熱,易發(fā)生熱裂解反應,生成易揮發(fā)及較低閃點(diǎn)的低聚物,低聚物間發(fā)生聚合反應生成不熔不溶的高聚物,不僅阻礙油品的流動(dòng),降低形同的熱傳導效率,同時(shí)會(huì )造成管道局部過(guò)熱變形炸裂的可能。
氧化穩定性導熱油與溶解其中的空氣及熱載體系統填裝是殘留的空氣在受熱情況下發(fā)生氧化反應,生成有機酸及膠質(zhì)物粘附輸油管,不僅影響傳熱介質(zhì)的使用壽命,堵塞管路,同時(shí)易造成管路的酸性腐蝕,增加系統運行泄漏的風(fēng)險。
二、導熱油在使用過(guò)程的防護
1、避免導熱油的氧化由于導熱油在熱載體中高溫運行的情況下易于發(fā)生氧化反應,造成導熱油的劣化變質(zhì),所以通常對設置的高溫膨脹槽進(jìn)行充氮保護,確保熱載體系統的封閉,避免導熱油與空氣接觸,延長(cháng)導熱油的使用壽命。
2、避免導熱油的結焦導熱油在運行溫度超過(guò)使用溫度時(shí),在導油管壁會(huì )出現結焦現象,隨著(zhù)結焦層的增厚,導油管壁溫偏高又促使粘附結焦,不斷增厚的管壁溫度進(jìn)一步提高,隨著(zhù)管壁的不斷增厚傳熱性能惡化,隨時(shí)可能發(fā)生爆管事故。因此,嚴格控制熱載體出口處導熱油的溫度不得超過(guò)使用溫度,熱載體的膜溫應小于允許油膜溫度。
3、定期排查泄漏點(diǎn)加強現場(chǎng)監控,要確保熱載體系統完好不漏,定期排查設備的腐蝕滲漏情況,發(fā)現滲漏及時(shí)檢修。因此,熱載體系統要合理設計,使用中要定期檢測設備壁厚和耐壓強度,并在設備和管道上加裝壓力計、安全閥和放空管。
4、防止熱載體內混入水及其他雜質(zhì)隨著(zhù)熱載體的加熱,溶解在其中的水分迅速汽化,導熱管內的壓力急劇上升而導致無(wú)法控制的程度,引發(fā)事故。所以,導熱油在投入使用前應先緩慢升溫,脫除導熱油中的水和其他輕主份雜質(zhì)。
5、定期化驗導熱油指標定期測定和分析熱載體的殘碳、酸值、粘度、閃點(diǎn)、熔點(diǎn)等理化指標,及時(shí)掌握其品質(zhì)變化情況,分析變化原因。當酸值超過(guò)0.5mgKOH/g,粘度變化達到15%,閃點(diǎn)變化達到20%,殘碳(質(zhì)量分數)達到1.5%時(shí),證明導熱油性能已發(fā)生了變化。定期適當補充新的熱載體,使系統中的殘碳量基本保持穩定。
三、礦物性導熱油的報廢指標
礦物型熱傳導液報廢有以下四方面指標:
1、粘度變化大于±20%,應引起注意;
2、閃點(diǎn)變化大于±15%,應引起注意;
3、酸值大于0.5mgKOH/g,應引起注意;
4、殘炭達到1.5%,應引起注意。
在對運行中的熱傳導液進(jìn)行測試時(shí)發(fā)現,粘度因受分解和聚合的共同影響,變化并不規律;酸值在氧化初期逐漸增大而后反而下降;閃點(diǎn)是說(shuō)明油品運行安全性的重要指標;殘炭則一直呈上升趨勢,開(kāi)始緩慢,而后數值增長(cháng)明顯加快。
總之,對上述指標不能孤立地去看其中某一項,必須綜合分析,做出判斷。