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。
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。
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。
2、避免导热油的结焦导热油在运行温度超过高使用温度时,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高使用温度,热载体的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。
考察产品高使用温度的真实性经石科院采用热稳定性试验方法确定,即在高使用温度下进行试验后外观透明,无悬浮物和沉淀,总变之率不大于10%所对应温度。通过与新标准作对照,分析产品说明书的真实性。尤其要了解其规定的高使用温度是如何确定的,有无机构的检测报告。根据国际化标准分类,矿物型导热油的高温度使用温度不超过320℃,目前多数该油品的高使用温度为300℃。
导热油变质的主要原因可能是工作人员操作不当,还有可能是膨胀槽超温。膨胀槽出现超温现象(膨胀槽内导热油温度超过70 ℃)。膨胀槽超温会造成大量的热量损失和导热油的快速氧化变质,从而提高使用成本,同时也是一个安全隐患,可能对人员造成伤害。引起膨胀槽超温的因素比较常见的有膨胀槽大小未按标准匹配,安装高度不够、油气分离器安装位置不合适、膨胀管安装不合规范要求等安装因素,以及导热油品质不合格、热负荷变化过大、辅助排气阀没有关闭或关闭不严等运行管理因素。
在我国,常用导热油由于基础油品种差异,闪点大多在130℃至220℃之间,当系统发生泄漏时,即使是高闪点的导热油,因为其实际使用温度绝大多数闪点温度,所以闪点也就不是考量安全方面的主要因素了。在正常运行条件下,导热油在密闭的系统中使用,不接触空气就不会燃烧。一旦高温油发生泄漏接触到氧气就很容易发生着火的事故。因此,定时对导热油系统各部位,特别是阀门、法兰连接处等监测维护,防止泄漏,并按时对在用导热油指标进行检测,才是保障系统安全运行的首要条件。
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