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文檔簡介
導(dǎo)熱油使用手冊導(dǎo)熱油使用手冊一、
重要術(shù)語1.導(dǎo)熱油●以液相或氣相進行熱量傳遞的物質(zhì)。●導(dǎo)熱油即有機熱載體,又名熱傳導(dǎo)液,分礦物油型和合成型●礦物油型熱傳導(dǎo)油:石油加工過程中某段餾分經(jīng)精制后調(diào)配功能添加劑制得?!窈铣尚蛯?dǎo)熱油:以化工或石油化工產(chǎn)品為原料,經(jīng)有機合成工藝制得。2.開式和閉式傳熱系統(tǒng)●膨脹油槽直接與大氣相通的傳熱系統(tǒng)稱為開式傳熱系統(tǒng)?!衽蛎浻筒鄄捎枚栊詺怏w(一般為氮氣)封閉的傳熱系統(tǒng)稱為閉式系統(tǒng)。3.最高使用溫度●根據(jù)導(dǎo)熱油分類原則(GB/T7631.12-94),產(chǎn)品類別按最高使用溫度劃分。最高使用溫度采用熱穩(wěn)定性試驗法確定。最高使用溫度系指某產(chǎn)品經(jīng)熱穩(wěn)定性試驗測得變質(zhì)率不不小于10%所對應(yīng)的溫度,最高實際使用溫度系指加熱器出口處測得的主流體最高平均溫度?!褚话銧顩r下,任何一種導(dǎo)熱油產(chǎn)品,尤其是礦物油型產(chǎn)品,其最高實際使用溫度應(yīng)較其最高使用溫度至少低20℃,以保證一定的使用壽命及很好的安全性和經(jīng)濟性。4.熱穩(wěn)定性●從試驗角度講,熱穩(wěn)定性是在規(guī)定的試驗溫度及時間條件下,導(dǎo)熱油在隔絕空氣狀態(tài)下,因受熱作用(熱裂解和熱聚合)而體現(xiàn)出的穩(wěn)定性?!駥δ骋惶囟óa(chǎn)品來說,其熱穩(wěn)定性由構(gòu)成、純度、精制深度、餾程范圍等原因決定?!駸崃呀夥磻?yīng),生成氣體和低沸物?!駸峋酆戏磻?yīng),生成高沸物和高分子粘稠狀聚合物,最終形成沉渣。●導(dǎo)熱油在實際運行中,熱裂解和熱聚合反應(yīng)會伴隨一直,其構(gòu)成無時無刻不在發(fā)生變化,是不可防止的,但其程度可以控制。●熱氧化反應(yīng),生成低分子或高分子的醇、醛、酮、酸等酸性組分,并深入生成膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等粘稠物質(zhì),最終形成沉渣?!駸嵫趸欠钦顩r引起的,一旦發(fā)生,會產(chǎn)生很壞的影響(加速熱裂解和熱聚合反應(yīng),酸性物質(zhì)導(dǎo)致設(shè)備腐蝕和泄漏,粘度迅速增大,傳熱效率減少,導(dǎo)致過熱和爐管結(jié)焦),但可以通過加入高溫導(dǎo)熱油復(fù)劑防止或延緩。二、重要技術(shù)指標(biāo)1.熱穩(wěn)定性
熱穩(wěn)定性是導(dǎo)熱油區(qū)別于其他油品的重要使用性能,原則號為SH/T0680-1999。該措施是在一定試驗溫度(產(chǎn)品原則中規(guī)定的最高使用溫度)下,將試樣隔絕空氣加熱至規(guī)定期間,然后觀測并記錄其外觀;計算出氣相分解產(chǎn)物質(zhì)量;對加熱前后的試樣進行氣相色譜分析,通過模擬蒸餾曲線確定試樣生成的低沸物和高沸物含量;稱取一定量加熱后的試樣,在球管蒸餾器中測定不能蒸發(fā)的產(chǎn)物含量;最終計算出試樣的變質(zhì)率。L-QB和L-QC的熱穩(wěn)定性指標(biāo)為在其最高使用溫度下加熱720h,總變質(zhì)率不不小于10%;L-QD的熱穩(wěn)定性指標(biāo)為,在其最高使用溫度下加熱1000h,總變質(zhì)率不不小于10%。經(jīng)對國內(nèi)多種類型產(chǎn)品進行評估,礦物油型產(chǎn)品的最高使用溫度不超過320℃,這符合國內(nèi)目前的應(yīng)用實際。2初餾點對于在開式系統(tǒng)中使用的導(dǎo)熱油來說,初餾點是一項重要指標(biāo)。實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn),有些初餾點很低的產(chǎn)品在開式系統(tǒng)中使用,導(dǎo)致操作不平穩(wěn),揮發(fā)損耗相稱大,年補充量可達50%以上。這不僅使顧客承擔(dān)了不必要的經(jīng)濟損失,并且由于輕組分揮發(fā),導(dǎo)致粘度增高,傳熱效率下降,加熱設(shè)備超溫和爐管結(jié)焦等一連串的問題,減少了傳熱系統(tǒng)的整體安全性和導(dǎo)熱油的經(jīng)濟性。在大量試驗基礎(chǔ)上,規(guī)定在開式設(shè)備中使用的導(dǎo)熱油的初餾點不低于其最高使用溫度,試驗措施采用模擬蒸餾氣相色譜法。3閃點和自燃點閃點和自燃點是導(dǎo)熱油的安全性能指標(biāo),預(yù)示運行中的導(dǎo)熱油遇明火發(fā)生燃燒或在空氣中自燃的傾向。規(guī)定閉口閃點不低于100℃,自燃點為匯報。根據(jù)對市場采樣和生產(chǎn)廠送樣的分析測試,閉口閃點不低于100℃的規(guī)定所有可以到達,這是一項基本的安全規(guī)定。而開式系統(tǒng)使用的產(chǎn)品,如閃點過低,也許是安全的隱患。實際應(yīng)用中,設(shè)備的膨脹罐因?qū)嵊烷W點和初餾點過低而著火的事故時有發(fā)生,因此還應(yīng)對開口閃點合理控制。L-QB240、L-QB280、L-QB300和L-QC320的開口閃點分別為160℃、180℃、190℃和200℃。4水分導(dǎo)熱油中的水分在加熱過程中會氣化,引起急劇膨脹,導(dǎo)致操作不平穩(wěn),因此導(dǎo)熱油中的水分應(yīng)嚴(yán)格控制。規(guī)定水分為不不小于500mg/kg,試驗措施為微量水測定法。因L-QB240重要用于小型電熱取暖裝置,對水分規(guī)定更為嚴(yán)格,本原則規(guī)定其水分含量為不不小于200mg/kg,其他各牌號為不不小于500mg/kg,試驗措施為微量水測定法。
5傾點傾點和低溫粘度決定了導(dǎo)熱油的低溫流動性??紤]到我國低粘度潤滑油基礎(chǔ)油的傾點指標(biāo)為不高于-9℃。如有特殊低溫規(guī)定,可與生產(chǎn)者約定協(xié)議指標(biāo)。6.硫含量硫含量與產(chǎn)品的精制深度有關(guān)。導(dǎo)熱油如硫含量較高,使用中也許導(dǎo)致設(shè)備的腐蝕。指標(biāo)為不不小于0.2%。7.氯含量氯含量與產(chǎn)品毒性有關(guān)。在國外,曾使用熱穩(wěn)定性非常好的氯代烴類化合物作為熱載體或變壓器油,這些氯化物有很強的致畸性。指標(biāo)為不不小于0.01%。8.中和值和銅片腐蝕中和值和銅片腐蝕反應(yīng)產(chǎn)品的精制深度,與設(shè)備腐蝕狀況有關(guān)。中和值指標(biāo)為不不小于0.2%。銅片腐蝕指標(biāo)為在100℃,3h條件下,評級為1級。9.密度密度是反應(yīng)產(chǎn)品構(gòu)成的指標(biāo),與其傳熱性能有關(guān)。10.殘?zhí)?、灰分殘?zhí)亢突曳质欠磻?yīng)原料精制深度的指標(biāo)。殘?zhí)亢突曳州^高的產(chǎn)品,稠環(huán)芳烴等重質(zhì)成分含量較高,產(chǎn)品顏色較深,熱穩(wěn)定性較差。11.餾程餾程是反應(yīng)產(chǎn)品的沸點范圍的指標(biāo)。蒸餾切割越窄,重組分越少,熱穩(wěn)定性也越好。12.運動粘度運動粘度反應(yīng)液體的運動阻力,決定了在一定溫度下液體的流動性和泵送性。導(dǎo)熱油對運動粘度的規(guī)定,是在滿足熱穩(wěn)定性、初餾點、閃點等重要指標(biāo)的同步,具有較低的粘度,很好的高溫和低溫流動性。四、選購導(dǎo)熱油注意事項●考察產(chǎn)品最高使用溫度的真實性——經(jīng)專門部門采用熱穩(wěn)定性試驗措施確定,即在最高使用溫度下進行試驗后外觀透明,無懸浮物和沉淀,總變質(zhì)率不不小于10%所對應(yīng)的溫度。通過與新原則作對照,分析產(chǎn)品闡明書的真實性。尤其要理解其規(guī)定的最高使用溫度是怎樣確定的,有無權(quán)威機構(gòu)的檢測匯報?!窨疾飚a(chǎn)品的蒸發(fā)性和安全性——開口閃點符合原則指標(biāo)規(guī)定,初餾點不低于其最高使用溫度,餾程比較窄,自燃點比較高?!窨疾飚a(chǎn)品的精制深度——外觀為淺黃色透明液體,儲存穩(wěn)定性好,光照后不變色或出現(xiàn)沉淀。殘?zhí)坎徊恍∮?.1%,硫含量不不小于0.2%?!窨疾飚a(chǎn)品的低溫流動性——根據(jù)顧客所處地區(qū)和設(shè)備的環(huán)境溫度狀況,選擇合適的低溫性能。QB和QC傾點不高于-9℃,低溫運動粘度(0℃或更低溫度)相對比較低。●考察產(chǎn)品的傳熱性能——具有較低的粘度、較大的密度、較高比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)?!襁x用正規(guī)生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品。有條件可實地考察其生產(chǎn)設(shè)備和檢測手段的完善狀況。五、導(dǎo)熱油的使用1、導(dǎo)熱油作廢技術(shù)指標(biāo)答:礦物型導(dǎo)熱油報廢有如下四方面指標(biāo),可供參照:①粘度變化不小于15%,應(yīng)引起注意;②閃點變化不小于20%,應(yīng)引起注意;③酸值不小于0.5mgKOH/g,應(yīng)引起注意;④殘?zhí)康竭_1.5%,應(yīng)引起注意。在對運行中的導(dǎo)熱油進行測試時發(fā)現(xiàn),粘度因受分解和聚合的共同影響,變化并不規(guī)律;酸值在氧化初期逐漸增大而后反而下降;閃點是闡明油品運行安全性的重要指標(biāo);殘?zhí)縿t一直呈上升趨勢,開始緩慢,而后數(shù)值增長明顯加緊。
總之,對上述指標(biāo)不能孤立地去看其中某一項,必須綜合分析,做出判斷。2、不一樣牌號的導(dǎo)熱油的混用答:從導(dǎo)熱油的使用性能看,純度越高、餾程范圍越窄,其熱穩(wěn)定性越好。一種混合物的熱穩(wěn)定性是由其中熱穩(wěn)定性較差的組分決定。因此,導(dǎo)熱油可否混用必須遵照科學(xué)的措施,即采用SH/T0680-1999“導(dǎo)熱油熱穩(wěn)定性測定法”試驗措施進行評價,根據(jù)試驗分析數(shù)據(jù)做出判斷。3、使用過的導(dǎo)熱油可以再生后重新使用,何謂再生答:所謂再生,是將使用到一定程度但尚未報廢的導(dǎo)熱油經(jīng)合適處理,使之到達原產(chǎn)品的指標(biāo)。處理措施一般是經(jīng)減壓蒸餾除掉高沸物和低沸物,然后精制、脫色。合成型導(dǎo)熱油的價格較高,使用周期較長,延長其使用壽命的有效措施是定期取出部分進行再生。如某化纖企業(yè)的聚酯裝置,開車3年后每年取出總量的1/3進行再生,這樣循環(huán)使用可大大減緩其變質(zhì)速率。礦物型導(dǎo)熱油的價格廉價且加有一定數(shù)量的添加劑,一般再生后不再用作導(dǎo)熱油。顧客可根據(jù)使用狀況進行部分更換,同樣可減緩其變質(zhì)速率。應(yīng)當(dāng)注意的是,部分再生或部分更換應(yīng)根據(jù)平常檢查,掌握好時機。假如導(dǎo)熱油已嚴(yán)重老化,也許導(dǎo)致設(shè)備結(jié)焦,必須徹底更換。4、液相爐中膨脹槽的作用是什么答:在液相加熱系統(tǒng)中,膨脹槽的設(shè)置必不可少。膨脹槽一般設(shè)置在系統(tǒng)的最高點,因此除容納導(dǎo)熱油受熱膨脹量外,還兼有其他重要功能,如新填裝產(chǎn)品中輕組分和運行中產(chǎn)生的低沸物的排空、補充蒸發(fā)及操作損耗、氮氣密封等。在實際使用中常有某些裝置的膨脹槽必須氮封。膨脹槽氮封的作用之一是防止導(dǎo)熱油因接觸空氣而氧化,此外可施加一定壓力,保持液相運行。一般來說,導(dǎo)熱油的氧化可通過系統(tǒng)的設(shè)置、操作及加入高溫抗氧劑加以控制,如升高膨脹槽的位置、采用小口徑膨脹管以防冷熱油產(chǎn)生對流、控制膨脹槽溫度低于60℃。如導(dǎo)熱油的初餾點高于系統(tǒng)的最高使用溫度,則可以不采用氮封;如導(dǎo)熱油的初餾點低于系統(tǒng)的最高使用溫度,就也許有部分組分汽化導(dǎo)致泵的氣蝕和較大的蒸發(fā)損耗,這種狀況必須采用氮封。5、平常操作中,怎樣來延長導(dǎo)熱油使用壽命答:假如系統(tǒng)設(shè)計合理、配置合適、導(dǎo)熱油產(chǎn)品質(zhì)量符合SH/T0677-1999“導(dǎo)熱油”原則,延長使用壽命的關(guān)鍵在于平常的操作管理,如下幾點可供參照:(1)開車之前,對操作和管理人員進行培訓(xùn),使之掌握科學(xué)措施,有能力對異常狀況進行處理。(2)嚴(yán)格遵守操作規(guī)程,保證工藝規(guī)定的主流體溫度不超過所選導(dǎo)熱油的最高使用溫度,同步還要對導(dǎo)熱油的流速、流量和進出溫差進行嚴(yán)格控制,防止因局部過熱而導(dǎo)致裂解和結(jié)焦。(3)防止空氣、水和其他污染物進入系統(tǒng)。(4)常常檢查旁路過濾器壓力降,及時清洗或更換濾芯,保證過濾效果。(5)不采用氮封的加熱系統(tǒng),膨脹槽溫度應(yīng)控制在60℃左右,不要超過80℃。(6)根據(jù)使用狀況,定期取樣化驗,掌握油品的變質(zhì)狀況,以便及時采用措施。6、導(dǎo)熱油爐輕易發(fā)生的安全事故答:導(dǎo)熱油為可燃性有機物,具有著火和爆炸的潛在危險,分析事故原因,重要有如下幾種也許:(1)法蘭連接或泵密封處發(fā)生泄露,如不及時維修,遇明火會著火。(2)加熱器管線因局部過熱,管內(nèi)結(jié)焦或超壓使?fàn)t管破裂,泄露物進入明火區(qū)隨時也許發(fā)生事故。(3)導(dǎo)熱油泄露進入生產(chǎn)設(shè)備,遇氧化劑或催化劑會劇烈燃燒,甚至產(chǎn)生爆炸。(4)膨脹槽與空氣接觸,高溫氧化導(dǎo)致自燃。(5)泄露的導(dǎo)熱油進入管線保溫層,逐漸氧化產(chǎn)生低自燃點組分,也許導(dǎo)致自燃。(6)氣相系統(tǒng)中,泄露的導(dǎo)熱油形成氣霧,在空氣中到達一定濃度時會燃燒或爆炸。(7)氣相系統(tǒng)中如有水混入,因體積劇烈膨脹而爆炸。(8)導(dǎo)熱油變質(zhì)過快,不溶性炭粒導(dǎo)致密封損壞而導(dǎo)致泄露。從系統(tǒng)配置上應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)油泵、閥門和密封墊。操作管理上要及時維修,防止機械故障和錯誤操作。7、選用導(dǎo)熱油時應(yīng)當(dāng)注意的問題答:在選擇導(dǎo)熱油前,首先應(yīng)確定合適的加熱工藝流程,最佳委托專業(yè)部門做系統(tǒng)設(shè)計。假如系統(tǒng)已經(jīng)結(jié)焦,需要再次選油,則應(yīng)認(rèn)真找出結(jié)焦原因,對系統(tǒng)設(shè)計、部件設(shè)置和操作管理中的問題進行糾正,同步還要對系統(tǒng)進行認(rèn)真清洗。目前,我國導(dǎo)熱油產(chǎn)品執(zhí)行SH/T0677-1999“導(dǎo)熱油”原則,顧客在購置前應(yīng)注意如下問題:(1)考察產(chǎn)品最高使用溫度的真實性-經(jīng)石科院采用熱穩(wěn)定性試驗措施確定,即在最高使用溫度下進行試驗后外觀透明,無懸浮物和沉淀,總變質(zhì)率不不小于10%所對應(yīng)的溫度。通過與新原則作對照,分析產(chǎn)品闡明書的真實性。尤其要理解其規(guī)定的最高使用溫度是怎樣確定的,有無權(quán)威機構(gòu)的檢測匯報。根據(jù)國際原則化分類,礦物型導(dǎo)熱油的最高使用溫度不超過320℃,目前多數(shù)該類油品的最高使用溫度為300℃。(2)考察產(chǎn)品的蒸發(fā)性和安全性-閃點(開口)符合原則指標(biāo)規(guī)定,初餾點不低于其最高使用溫度,餾程比較窄,自燃點比較高。(3)考察產(chǎn)品的精制深度-外觀為淺黃色透明液體,儲存穩(wěn)定性好,光照后不變色或出現(xiàn)沉淀。殘?zhí)坎徊恍∮?.1%,硫含量不不小于0.2%。(4)考察產(chǎn)品的低溫流動性-根據(jù)顧客所處地區(qū)和設(shè)備的環(huán)境溫度狀況,選擇合適的低溫性能。QB和QC傾點不高于-9℃,低溫運動粘度(0℃或更低溫度)相對比較低。(5)考察產(chǎn)品的傳熱性能-具有較低的粘度、較大的密度、較高比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)。(6)選用正規(guī)生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品。有條件可實地考察其生產(chǎn)設(shè)備和檢測手段的完善狀況。8、在導(dǎo)熱油取樣化驗時,怎樣才能獲得有代表性的樣品答:為獲得有代表性的導(dǎo)熱油樣品,應(yīng)在裝置的同一部位相似條件下取樣。提議取樣點在靠近加熱器的流動線上,并盡量不使低沸物跑掉,以免影響閃點和初餾點的測定。9、液相爐系統(tǒng)中安裝旁路過濾器的必要性答:導(dǎo)熱油在運行中由于熱裂解和熱聚合會產(chǎn)生膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和細(xì)小炭粒,這些物質(zhì)數(shù)量逐漸增長會導(dǎo)致設(shè)備結(jié)焦和一系列操作問題。一般在泵前設(shè)置的金屬絲網(wǎng)過濾器只能除掉機械雜質(zhì)和污物。如在系統(tǒng)中安裝一旁路過濾器,則可在不停車的狀況下隨時將膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和炭粒濾除。從延長導(dǎo)熱油使用壽命的角度考慮,最佳在開車前就設(shè)置合適的旁路過濾器,并持續(xù)使用。假如油品已經(jīng)變質(zhì),可及時加設(shè)旁路過濾器,采用不一樣孔徑的濾芯,從粗濾到細(xì)濾逐漸更換。10、導(dǎo)熱油使用過程中定期取樣化驗的必要性,化驗項目有哪些答:運行中定期檢查的目的是理解油品內(nèi)在質(zhì)量的變化,并由此發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計、操作管理及導(dǎo)熱油自身的質(zhì)量問題,及時糾正以延長其使用壽命。從如下檢查項目可闡明運行中導(dǎo)熱油的變質(zhì)狀況:(1)餾程:餾程的變化表明導(dǎo)熱油分子質(zhì)量的變化,國外近年來采用氣相色譜法,經(jīng)與新油的餾程進行比較,以高沸物和低沸物含量表明導(dǎo)熱油發(fā)生裂解和聚合的程度。(2)粘度:粘度的變化表明導(dǎo)熱油分子質(zhì)量和構(gòu)造的變化。裂解使粘度下降,而聚合和氧化使粘度上升。這些變化對高溫范圍的粘度影響很小,但對低溫粘度影響較大,因此對寒冷地區(qū)和伴有冷卻的操作工藝來說,低溫粘度增長應(yīng)引起重視。(3)酸值:酸值的變化表明導(dǎo)熱油的老化程度。酸值上升一般是油品發(fā)生氧化所致,重要發(fā)生在膨脹槽不采用氮封的系統(tǒng)中。但當(dāng)老化到一定程度時,可溶性有機酸也許深入聚合生成高分子氧化產(chǎn)物,這時酸值又也許下降。因此,要注意從酸值的變化趨勢判斷油品的老化程度。(4)殘?zhí)浚簹執(zhí)渴沁\行中的導(dǎo)熱油經(jīng)蒸發(fā)和裂解后留下的殘?zhí)苛?。在運行中殘?zhí)苛客S時間呈不停上升的趨勢,可闡明高分子炭狀沉積物形成的傾向和老化的程度。近年來,國外常測定丙酮或戊烷不溶物,包括油不溶物和因裂解、聚合而產(chǎn)生的樹脂狀物。因該措施未經(jīng)蒸發(fā)和熱解,可精確闡明油品中不溶物的含量。(5)閃點:閃點是重要的安全性指標(biāo),闡明高揮發(fā)性產(chǎn)物和可燃性氣體形成的也許性。閃點下降過多也許成為事故的隱患。一般通過以上檢查項目對導(dǎo)熱油的變質(zhì)狀況進行綜合判斷。11、導(dǎo)熱油爐什么時候應(yīng)當(dāng)進行化學(xué)清洗答:所謂化學(xué)清洗,是采用化學(xué)藥劑對系統(tǒng)進行清洗,包括試運轉(zhuǎn)前和運轉(zhuǎn)過程中的清洗。試運轉(zhuǎn)前應(yīng)進行系統(tǒng)的除銹操作,雖然會增長投資,但從長遠(yuǎn)考慮是值得的。有的系統(tǒng)不經(jīng)除銹就灌入導(dǎo)熱油,導(dǎo)致油品在試運轉(zhuǎn)階段已變成鐵銹色,對其壽命影響很大。運轉(zhuǎn)中的清洗是指清除由于導(dǎo)熱油在加熱器和循環(huán)管線中產(chǎn)生的積垢。積垢過程分為3步:(1)熱裂解和熱聚合產(chǎn)物首先形成聚合的高碳粘稠物,附著于管壁,此類物質(zhì)可通過化學(xué)清洗清除。(2)高碳粘稠物深入形成不完全石墨化沉積物,化學(xué)清洗只對尚未碳化的部分有效。(3)完全形成石墨化焦炭。對此類物質(zhì)化學(xué)清洗已不處理問題,國外多采用機械清洗。由于國內(nèi)機械清洗的專用器具尚未開發(fā),這種狀況下只能更換爐管。因此國內(nèi)有關(guān)專家提議,使用中應(yīng)常常檢查,在形成的高碳粘稠物尚未碳化時,顧客可購置化學(xué)清洗劑進行清洗。六、導(dǎo)熱油結(jié)焦的形成與防止1、結(jié)焦的形成導(dǎo)熱油在傳熱過程中重要發(fā)生三種化學(xué)反應(yīng):熱氧化反應(yīng)、熱裂解和熱聚合反應(yīng)。結(jié)焦產(chǎn)生于熱氧化反應(yīng)和熱聚合反應(yīng)。熱聚合反應(yīng)因?qū)嵊驮诩訜嵯到y(tǒng)運行過程受熱而發(fā)生,該反應(yīng)會生成稠環(huán)芳烴、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)等大分子高沸物,其逐漸沉積于加熱器和管路表面,形成結(jié)焦。熱氧化反應(yīng)重要因開式加熱系統(tǒng)膨脹槽內(nèi)的導(dǎo)熱油接觸空氣或參與循環(huán)而發(fā)生,該反應(yīng)會生成低分子或高分子的醇、醛、酮、酸等酸性組分,并深入生成膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等粘稠物質(zhì),最終形成結(jié)焦;熱氧化是非正常狀況引起的,一旦發(fā)生,會加速熱裂解和熱聚合反應(yīng),使粘度迅速增大,傳熱效率減少,導(dǎo)致過熱和爐管結(jié)焦。產(chǎn)生的酸性物質(zhì)還會導(dǎo)致設(shè)備腐蝕和泄漏。2、
結(jié)焦的危害導(dǎo)熱油在使用過程中產(chǎn)生的結(jié)焦會形成隔熱層,致使傳熱系數(shù)下降、排煙溫度升高、燃料消耗增大;另首先由于生產(chǎn)工藝所需溫度保持不變,加熱爐管壁溫度會急劇上升,從而引起爐管鼓包、破裂,最終將爐管燒穿,引起加熱爐著火、爆炸,導(dǎo)致設(shè)備和操作者人身傷害等嚴(yán)重事故。近年來,此類事故屢見不鮮。3、結(jié)焦的影響原因3.1、導(dǎo)熱油質(zhì)量經(jīng)對以上結(jié)焦的形成過程進行分析發(fā)現(xiàn),導(dǎo)熱油氧化安定性和熱穩(wěn)定性的高下與結(jié)焦速度和數(shù)量密不可分。許多著火和爆炸事故是由于導(dǎo)熱油的熱穩(wěn)定性和氧化安定性較差,運行過程中引起嚴(yán)重結(jié)焦導(dǎo)致的。3.2、加熱系統(tǒng)的設(shè)計及安裝加熱系統(tǒng)設(shè)計所提供的多種參數(shù)及設(shè)備安裝與否合理,直接影響導(dǎo)熱油的結(jié)焦傾向。每臺設(shè)備安裝狀況不一樣樣,也會影響導(dǎo)熱油的壽命。設(shè)備安裝必須合理,調(diào)試時需及時整改,才有助于導(dǎo)熱油的壽命延長。3.3加熱系統(tǒng)的平常操作及維護不一樣操作人員因文化程度和技術(shù)水平等客觀條件不一樣,雖然使用相似的加熱設(shè)備和導(dǎo)熱油,其對加熱系統(tǒng)溫度和流速等原因的控制水平也不盡相似。
溫度是導(dǎo)熱油發(fā)生熱氧化反應(yīng)和熱聚合反應(yīng)的重要參數(shù)。伴隨溫度的升高,這兩種反應(yīng)的反應(yīng)速度會急劇增長,結(jié)焦傾向也隨之增大。根據(jù)化工原理的有關(guān)理論:伴隨雷諾數(shù)的增長,結(jié)焦速率減慢。雷諾數(shù)與導(dǎo)熱油的流速成正比。因此,導(dǎo)熱油流速越大,結(jié)焦越慢。4、減緩結(jié)焦的措施為減緩結(jié)焦的形成速度,延長導(dǎo)熱油的使用使命,應(yīng)從如下方面采用措施:4.1、選擇合適牌號的導(dǎo)熱油,定期監(jiān)測其理化指標(biāo)變化趨勢導(dǎo)熱油根據(jù)最高使用溫度劃分牌號,其中礦物型導(dǎo)熱油重要有L-QB280、L-QB300和L-QC320三個牌號,其最高使用溫度分別為280℃、300℃和320℃。應(yīng)根據(jù)加熱系統(tǒng)的最高加熱溫度選擇合適牌號、質(zhì)量符合SH/T0677-1999“導(dǎo)熱油”原則的導(dǎo)熱油。目前,某些市售導(dǎo)熱油推薦的最高使用溫度與實際測定成果出入較大,給顧客以誤導(dǎo),安全事故時有發(fā)生,應(yīng)當(dāng)引起廣大顧客的注意!應(yīng)選用由優(yōu)良熱穩(wěn)定性的精制基礎(chǔ)油和高溫抗氧劑和抗垢添加劑調(diào)配的導(dǎo)熱油。其中高溫抗氧劑可有效延緩導(dǎo)熱油運行過程中的氧化變稠;高溫抗垢劑可將爐管和管路中的結(jié)焦溶解,使其分散在導(dǎo)熱油中,最終通過系統(tǒng)的旁路過濾器將其過濾,保持爐管和管路的清潔。導(dǎo)熱油每使用三個月或六個月后,應(yīng)對其粘度、閃點、酸值和殘?zhí)克捻椫笜?biāo)進行跟蹤分析,當(dāng)其中有兩項指標(biāo)超過規(guī)定限值(殘?zhí)坎徊恍∮?.5%、酸值不不小于0.5mgKOH/g、閃點變化率不不小于20%、粘度變化率不不小于15%)時,應(yīng)考慮添加部分新油或所有換油。4.2、加熱系統(tǒng)合理的設(shè)計及安裝導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)的設(shè)計及安裝應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)部門制定的熱油爐設(shè)計規(guī)程,以保證加熱系統(tǒng)的安全運行。4.3、規(guī)范加熱系統(tǒng)的平常操作導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)的平常操作應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)部門制定的有機熱載體爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程,隨時監(jiān)測加熱系統(tǒng)中導(dǎo)熱油的溫度和流速等參數(shù)的變化趨勢。在實際使用中,加熱爐出口處的平均溫度應(yīng)較導(dǎo)熱油的最高使用溫度至少低20℃。開式系統(tǒng)的膨脹槽中導(dǎo)熱油的溫度應(yīng)低于60℃,最高溫度不要超過180℃。導(dǎo)熱油在熱油爐中流速不應(yīng)低于2.5米/秒,以增長導(dǎo)熱油湍動程度,減少傳熱邊界層中滯流底層厚度和對流傳熱熱阻,提高對流傳熱系數(shù),到達強化流體傳熱的目的。4.4、加熱系統(tǒng)的清洗熱氧化和熱聚合產(chǎn)物首先形成聚合的高碳粘稠物,附著于管壁,此類物質(zhì)可通過化學(xué)清洗清除。高碳粘稠物深入形成不完全石墨化沉積物,化學(xué)清洗只對尚未碳化的部分有效。完全形成石墨化焦炭。對此類物質(zhì)化學(xué)清洗已不處理問題,國外多采用機械清洗。在使用中應(yīng)常常檢查,在形成的高碳粘稠物尚未碳化時,顧客可購置化學(xué)清洗劑進行清洗。小總結(jié)1.導(dǎo)熱油在傳熱過程中產(chǎn)生的結(jié)焦來源于熱氧化反應(yīng)和熱聚合反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物。2.導(dǎo)熱油的結(jié)焦會導(dǎo)致加熱系統(tǒng)傳熱系
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