导热油使用注意问题

1第1页导热油使用注意的几个问题导热油（Thermalconductiveoil）曾名为“热载体油”（GB/T4016-1983《石油产品名词术语》），是用于间接传递热量的一类热稳定性较好的专用油品。导热油属于石油化工产品的润滑剂系列，化学性质较稳定，不像轻质油那么容易着火燃烧；具有抗热裂化和化学氧化的性能，传热效率好，散热快，热稳定性很好，主要用于工业、精细化工、化纤工业、木材加工、电器加工等领域。1物质介绍导热油英文名称：Thermalconductiveoil。导热油具有抗热裂化和化学氧化的性能，传热效率好，散热快，热稳定性很好。导热油作为工业油传热介质具有以下特点：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汽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。第2页2物质特性导热油属于石油化工产品的润滑剂系列，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。第3页3导热油导热油导导热油使用说明热稳定性热稳定性是热传导液最重要的使用性能。热稳定性不同,其使用中热裂解和聚合的程度也不同。热裂解产生小分子低沸物,易使系统产生气阻,使泵产生气蚀,同时还造成油品较高的蒸发损耗和环境污染;热聚合则产生大分子高沸物,其逐渐沉积于加热器和管路表面,形成的积炭将影响系统的传热效能及控温精度。L-Q系列热传导液精选具有优良热稳定性的基础油和添加剂,因此产品具有优良的热稳定性。氧化安定性氧化安定性是热传导液另一项重要的使用性能。敞开系统或膨胀槽不采用氮气封闭的系统,油品与空气接触的界面会发生氧化反应。一般来说,在高于60℃的条件下,油品与空气接触即发生氧化,氧化产物逐渐形成胶质和沉渣,附着于加热器和管路表面而产生积炭。同时,氧化反应产生的酸性物质还会腐蚀设备,造成泄漏。L-Q系列热传导液精选具有优良抗氧化性的基础油和高温抗氧及抗垢添加剂,可抑制氧化油泥产生的速度和沉积、结垢的倾向,使系统保持良好的传热效果。低挥发性热传导液采用初馏点表示其挥发性。在开式加热系统使用的热传导液，如初馏点低于使用温度，易使泵产生气蚀，操作系统产生气阻，同时造成蒸发损耗过大。L-Q系列热传导液较高的初馏点使其具有很低的蒸汽压和挥发损耗,可以保证系统操作的平稳性。较好的安全性热传导液采用闪点和自燃点表示其安全性。闪点用以表示密闭循环系统中热载体的安全性能，而自燃点则可预示热传导液在高温条件下泄漏时，在空气中的自燃倾向。L-Q系列热传导液具有较高的闪点和自燃点,可以保证系统操作的安全性。传热性能L-Q系列热传导液不但具有较高的热稳定性,而且具有优良的传热性能。适宜的粘度可提供较高的循环效率;较高的比热和导热系数可有效地传递或吸收热量，提高燃料的经济性和运行效率。应用：第4页开式加热系统L-Q系列热传导液在膨胀槽不采用氮气封闭的传热系统中应用时,应保持膨胀槽中油温低于60℃,最高油温不要超过180℃。闭式加热系统L-Q系列热传导液在采用氮气封闭的传热系统中应用时,因隔绝空气,使该其具有更长的使用寿命。最高使用温度最高使用温度是指某产品经热稳定性试验测得变质率不大于10%所对应的温度，即加热器出口处测得的主流体最高平均温度。在实际使用中，加热器出口处测得的主流体平均温度应较其最高使用温度至少低20℃。经评定，L-QB热传导液最高使用温度为300℃，L-QC热传导液最高使用温度为320℃，L-QD热传导液最高使用温度为350℃。物质分类根据成分及制造工业过程，导热油可以分为合成型导热油和矿物型导热油。1、合成导热油1）苯环型导热油这一类导热油为苯环附有链烷烃支链类型的化合物，属于短支链烷烃基（包括甲基、乙基、异丙基）与苯环结合的产物。其沸点在170~180℃，凝点在-40℃以下，故可做防冻液使用，此类产品的特点是在适用范围内不易出现沉淀，异丙基附链的化合物尤佳。2）烷基萘型导热油这一类型导热油的结构为苯环上连接烷烃支链的化合物。它所附加的侧链一般有甲基、二甲基、异丙基等，其附加侧链的种类及数量决定化合物的性质。侧链单于甲基相连的烷基萘，应用于240~280℃范围的气相加热系统。3）烷基联苯型导热油这一类型的导热油为联苯基环上连接烷基支链一类的化合物。它是由短链的烷基（乙基、异丙基）与联苯环相结合构成，烷基的种类第5页和数量决定其性质。烷烃基数量越多，其热稳定性越差。在此类产品中，由异丙基的间位体、对位体（同分异构体）与联苯合成的导热油品质最好，其沸点330℃，热稳定性亦好，是在300~340℃范围内使用的理想产品。4）联苯和联苯醚低熔混合物型导热油这一类型的导热油为联苯和联苯醚低熔混合物由26.5%的联苯和73.5%的联苯醚组成。熔点为12℃，世界上最早使用的合成芳烃导热油是Dowtherm,其特点是热稳定性好，使用温度高（400℃）。此类产品因为苯环上没有与烷烃基侧链连接，而在有机热载体中耐热性最佳。这种凝点（12.3℃）低熔混合物，在常温下，沸腾温度在256~258℃范围内使用比较经济。这是因为两种物质的熔点均较高（联苯为71℃，联苯醚28℃）所致。这种低熔混合物蒸发形成的蒸汽过程中无任何一种组分提浓的发生，且液体性质亦不变。由于二苯醚中结合醚物质，在高温下（350℃）长时间使用会产生酚类物质，此物质有低腐蚀性，与水分对碳钢等有一定的腐蚀作用。5）烷基联苯醚型导热油为两个苯环中间一个醚基链接，两个苯环上分别有两个甲基的同分异构体混合物，此类合成导热油低温下运动粘度低，流动性好，适合北方寒冷地区使用，推荐使用温度最高不超过330℃，凝点-54℃，使用寿命优于矿物油和烷基苯型导热油，国内外最常见的是二甲苯基醚型导热油，国内也有生产厂家生产此类高温合成导热油。2、矿物型导热油矿物型导热油是石油精制过程某一馏程产物，其主要成分随基础油的成分不同。一般为长链烷烃和环烷烃的混合物。应用范围工业领域：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。第6页造纸工业：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。6检测要素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，可溶第7页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。7隐患防护一、导热油使用过程中诸性能潜在的危险性热稳定性导热油在使用过程中由于加热系统的局部过热，易发生热裂解反应，生成易挥发及较低闪点的低聚物，低聚物间发生聚合反应生成不熔不溶的高聚物，不仅阻碍油品的流动，降低形同的热传导效率，同时会造成管道局部过热变形炸裂的可能。氧化稳定性导热油与溶解其中的空气及热载体系统填装是残留的空气在受热情况下发生氧化反应，生成有机酸及胶质物粘附输油管，不仅影响传热介质的使用寿命，堵塞管路，同时易造成管路的酸性腐蚀，增加系统运行泄漏的风险。二、导热油在使用过程的防护1、避免导热油的氧化由于导热油在热载体中高温运行的情况下易于发生氧化反应，造成导热油的劣化变质，所以通常对设置的高温膨胀槽进行充氮保护，确保热载体系统的封闭，避免导热油与空气接触，延长导热油的使用寿命。第8页2、避免导热油的结焦导热油在运行温度超过最高使用温度时，在导油管壁会出现结焦现象，随着结焦层的增厚，导油管壁温偏高又促使粘附结焦，不断增厚的管壁温度进一步提高，随着管壁的不断增厚传热性能恶化，随时可能发生爆炸事故。因此，严格控制热载体出口处导热油的温度不得超过最高使用温度，热载体的最高膜温应小于允许油膜温度。3、定期排查泄漏点加强现场监控，要确保热载体系统完好不漏，定期排查设备的腐蚀渗漏情况，发现渗漏及时检修。因此，热载体系统要合理设计，使用中要定期检测设备壁厚和耐压强度，并在设备和管道上加装压力计、安全阀和放空管。4、防止热载体内混入水及其他杂质随着热载体的加热，溶解在其中的水分迅速汽化，导热管内的压力急剧上升而导致无法控制的程度，引起爆炸事故。所以，导热油在投入使用前应先缓慢升温，脱除导热油中的水和其他轻主份杂质。5、定期化验导热油指标定期测定和分析热载体的残碳、酸值、粘度、闪点、熔点等理化指标，及时掌握其品质变化情况，分析变化原因。当酸值超过0.5mgKOH/g，粘度变化达到15%,闪点变化达到20%，残碳（质量分数）达到1.5%时，证明导热油性能已发生了变化。定期适当补充新的热载体，使系统中的残碳量基本保持稳定。三、矿物性导热油的报废指标矿物型热传导液报废有以下四方面指标：1、粘度变化大于±20%，应引起注意；2、闪点变化大于±15%，应引起注意；3、酸值大