导热油基础知识重点讲义资料

导热油知识

一、导热油简介：

1、导热油是有机热载体，分矿油型及合成型两大类，目前国内使用的大都是矿油型导热油

矿物油型导热油是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，主要组分为烃类混合物。

合成型导热油是以化学合成工艺生产的，具有一定化学结构和确定的化学名称，主要分子特征是分子结构中含有芳烃或环烷烃结构，而且大都是两环或三环的芳烃化合物。

2、性能特点对比：

（1）、合成型导热油使用温度范围宽，低、高温都可用，如联苯-联苯醚12～400℃，氢化三联苯-7～345℃。矿物油200～300℃范围内

（2）、合成型导热油热稳定性好。联苯-联苯醚最好，其次氢化三联苯，每年补充量1%左右。矿物油每年补充量5～20%。

（3）、合成型导热油使用寿命长，至少用5年以上，氢化三联苯可用十年。矿物油仅用1～2年，

（4）、合成型导热油可再生后重复使用。矿物油不可再生，废油仅能作为燃料油使用。

二、导热油简史及现状

1、合成型

20世纪30年代，美国道氏化学公司（DOW）首次生产出联苯—联苯醚的混合物，商品名为道生（Dowtherm A）,获得专利并应用于加热系统，开创了世界上第一个和成型热载体的生产。其后在欧美市场开发出一些类似的产品。50年代后得到迅速发展，其中美国孟山都（首诺）研制的氢化三联苯成为最畅销的产品。60年代后，日本推出了烷基联苯类系列产品；德国推出了苄基甲苯系列、二甲基联苯醚等；英国推出了聚乙烯醇合成热载体。

我国起步较晚始于60年代，90年代后得到迅速发展。

目前全球范围内合成油制造商主要集中在德国朗盛（拜耳）、美国陶氏、美国首诺、日本综研、南非萨索耳、法国道达尔六家化工公司。产品类型基本上为联苯—联苯醚、氢化三联苯、二苄基甲苯、二芳基烷、二甲苯基醚、一苄基甲苯类高温合成热载体。

2、矿物型

美国50年代开始采用，70年代加入添加剂使性能得提高。我国始于70年代研制和生产。国内外生产厂家较多，品种繁多。

3、我国热载体市场现状

据2010年8月份统计，我国生产销售有机热载体的厂家约有270余家，多数分布在江苏、浙江、上海、山东、吉林、辽宁、河北等地，市场总量约计10-20

万吨。国产有机热载体以矿物油型为主，约10万吨左右，进口有机热载体以合成型为主，约2万吨左右。进口有机热载体代理商多数分布在广东、江苏、上海、山东等地。

三、导热油的主要特性

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。

四、导热油存在的缺点

热稳定性和氧化安定性是评价导热油的两个重要指标，使用过程中会发生氧化反应和热裂解反应。液相强制循环热载体炉最容易发生热载体过早变质问题，甚至仅使用一两年就变质老化，不仅造成重大经济损失，还会导致锅炉受热面过热、爆管，进而引起火灾。

造成导热油变质的原因如下：（1）局部过热发生热裂解。导热油超过其规定的最高使用温度便会局部过热，产生热分解和缩聚，析出碳，闪点下降，颜色变深，粘度增大，残碳含量升高，传热效率下降，结焦老化。（2）氧化。导热油与空气中的氧气接触发生氧化反应，生成有机酸并缩聚成胶泥，使粘度增加，不仅降低介质的使用寿命，而且造成系统酸性腐蚀，影响安全运行。导热油的氧化速度与温度有关，在70℃以下，氧化不明显，超过100℃时，随着温度的升高，导热油氧化速度加快，并迅速失效。

导热油使用多年后，由于受热分解、碳聚合形成炉管结焦，使管内径缩小而造成导热油流量降低，循环泵克服的阻力增大，严重时会导致堵塞炉管；另一方面生成的大分子缩合物使导热油的粘度增高，炉管结焦，热阻增大会导致炉管寿命降低。

五、导热油炉运行管理控制

防范导热油炉事故必须从设备和介质两方面同时着手，一是使设备具有足够的强度和严密性，不破不漏；二是使导热油在受热中不过热，不变质，正常流动与换热。主要有：

1.所用导热油炉应是国家定点厂家的合格产品。

2.导热油炉供热系统的安装应由制造厂家或定点安装单位完成，质量合格（严格控制焊接质量）且符合规程规定。

3.确保法兰连接密封性能好

有机热载体炉元件之间应尽量采用焊接连接，以防止渗漏。为了保证法兰连接处的严密性，应采用槽式法兰或平焊钢法兰，而且公称压力不低于1.6MPa。如果有机热载体使用温度超过300℃时，应选用公称压力高一档的法兰。所有非焊接连接部件的密封填料不准采用石棉制品，推荐采用金属网缠绕石墨垫片或膨胀石墨复合垫片。

4．定期检验

有机热载体炉应根据规定进行检验，对检验中发现的问题及时处理。

5.导热油炉及供热系统的安全装置应齐全完好，超温、超压保护装置应灵敏可靠。

1.使用单位应根据《有机热载体炉安全技术监察规程》的要求制定运行操作规程，并严格执行。操作人员必须经培训合格，持证上岗。

2．保证导热油质量

对导热油的性能指标严格控制，主要有粘度、闪点、残碳、酸值。

3．控制导热油的流速

导热油在热油炉中的流动应为稳定状态，并具有一定的流速。流速越慢，边界层越厚，该处介质温度与主流温度之差越大，就会造成管壁超温，加速导热油变质、失效。主要措施为循环油泵的流量与杨程应保证导热油在热油炉中必要的流速。热油炉运行中，循环油泵不允许停止，泵的应定期维护保养。

4．控制导热油的温度

应保证热油炉出口处导热油的温度不得超过最高使用温度，热油炉的最高膜温应小于允许油膜温度，膜温与导热油主流体温度应始终存在一个温度差（一般20～30℃左右）。为防止膜温过高，避免导热油分解、聚合、结焦及老化，主要措施有：(1)开始点火升温时，因油温低，粘度大，油膜较厚，必须严格控制升温速度，一般应在40—50℃／h以下，火焰应均匀，避免局部热负荷集中；

(2)在热负荷降低或暂时停用时应打开旁路回油调节阀，调节系统流量，使热油炉管内的导热油具有足够的流量和流速；(3) 任何情况下均不允许超负荷运行。

(4)正常停炉时，循环泵要继续运转一段时间，打开旁路，以使导热油继续流动，停止送风、引风，待油温降至100℃以下时，循环油泵方可停转。(5)有机热载体炉应定期清灰。(6)定期检查、检验、维护热油炉监测仪表，使其灵敏、准确、可靠。

5．避免导热油氧化

通常设置高位膨胀槽，用以隔绝高温热载体直接与空气接触。高位槽可充