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导热油的鉴定以及分类

发布者:admin发布时间:2017-09-08 15:15

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. 

合成导热油主要有以下几种类型: 
1)烷基苯型(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-80℃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。

温度控制准确,又有明显的节能效果。因此,它用于六十多个工业和部门。但是导热油无论是合成型的还是矿油型,它们都是有机物--即烷烃类、环烷烃类、芳烃类及其衍生物。它们在热油炉中,在高温状态下长期运行,将发生裂解。
     上述各族烃裂解反应规律主要产物是乙烯及丙烯,在较高的温度下,乙烯经乙炔阶段而生成碳: 
     而且,生碳结焦反应有一定规律,它是典型的连串反应,共同特点是随着温度的提高和反应时间的延长,不断释放出氢,残物(焦油)的含氢量逐渐下降,碳氢比(RC/h)、分子量和重度逐渐增大,即原料烃经过逐步脱氢缩合,单环或环数不多的芳烃,转变为环芳烃,进而转变为稠环芳烃,由液体焦油转变为沥青质(它主要结晶性缩合稠环芳径,其化学结构尚不清楚)。进而转变为碳青质(它是分子量更大,氢含量更低的缩合稠环芳径)。再进一步转变为高分子焦碳。 
      总之,原料烃在裂解过程中,实际上发生着分子的分解和分子的结合这两类反应。生成小分子轻组分产物,使导热油的初馏点及闪点下降。生成大分子的缩合物,使导热油的粘度增高,分子中氢含量愈来愈小,直到结焦生碳。
     导热油炉为管式炉,导热油在炉管中裂解,炉管内壁发生结焦,会导致下面严重影响:
    (1)炉管表面温度上升,由于结焦层的导热系数比钢要小得多,有结焦的地方,局部热阻增大,炉管径向温度梯度变大,在结焦层最厚的地方,导致炉管表面出现热点,影响炉管寿命。
    (2)炉管的压力损失增大,结焦现象严重甚至堵塞炉管。
    (3)钢管表面如果比较粗糙(例如离心浇铸管),就易渗碳,使钢管强度变劣,有时会发生炉管开裂事故。
     所以,在应用导热油作为热载体的技术中,要尽量防止裂解导致结焦现象发生。 

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、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。
  2、馏程
  馏程的变化表明热传导液分子质量的变化,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。
  3、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。
  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。
  5、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。
  一般通过上述检验项目对导热油进行判断变质情况。