导热油结焦的预防与清洗.docx

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导热油结焦的预防与清洗

编号：

SM-ZD-22250

导热油结焦的预防与清洗

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导热油结焦的预防与清洗

简介：

该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。

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　　导热油加热代替蒸汽加热在各行各业中具有广泛的推广使用前景，目前已应用于人造板、石油化工、纺织、化纤、印染、轻工、原油输送、食品、公路工程，建材等行业。

导热油是一种有机载热体，作为介质在换热设备系统中液相循环，达到传递热量的目的，导热油也是一种优良的传热介质，具有高温低压的传热性能，有显著的节能效果，且稳定性高，传热性好，热效率高，低压下具有高沸点，在350℃下常压运行安全性好，热容量大，运行维修费低的优点。

　　导热油在高温下运行有诱导、吸附、硬化、脱落等步骤的结焦过程。

结焦使炉管的传热速率下降，使导热油炉的热效率降低，造成能源浪费，炉管内外温差加大，当炉管的外壁温度达到600~700℃，易烧穿炉管，而引起火灾事故，造成设备损坏，甚至造成人员伤亡事故。

结焦是导热油炉的大敌，怎样预防导热油炉结焦及结焦后的清洗是一个很值得研究的问题。

　　一、导热油的组成

　　导热油一般由基础油加各种添加剂精制而成，基础油约占导热油总量的90%以上，对导热油的性能起决定性作用，添加剂所占比例较小，但能加强或赋予导热油某些特殊性能。

　　导热油基础油大多采用精制的、芳香烃含量高的窄馏程原油馏分，如原油高温裂解的高沸点残油、催化裂化柴油，经过酸碱白土精制或加氢精制，可得到酸值低、色度小、低沸点、组分含量少的基础油。

选用芳香烃含量高的原油馏分，是因为这种油的热稳定性好，各族烃热稳定性的顺序为芳香烃>环烷烃>烷烃。

随着原油馏分闪点、初馏点的升高，基础油的粘度和凝固点也相应变大和升高，选用窄馏程馏分，在保证基础油有高的闪点及初馏点的同时，具有好的低温流动性和凝固点。

　　在生产导热油时，还需加入适当配伍性好的高温抗氧剂和复合阻焦清洁剂，以较好地改善和提高导热油的热稳定性和抗氧化安定性。

为使导热油在北方寒冬正常使用，可根据需要加入适量降凝剂，一定限度地降低导热油的凝固点。

另外，添加剂中的碱性成分对导热油使用过程中生成的酸类物质有一定的中和作用。

　　二、导热油指标分析

　　导热油指标主要有闲点、酸值、粘度和残炭。

　　1.闪点

　　闪点是指导热油在一定加热条件下，油蒸气和周围空气形成的混合物在接近火焰时发生闪光的最低温度，它的大小标识了导热油的蒸发倾向和安全性。

当闪点较低时，油中馏分较轻、蒸发性较大、安全性小；当闪点较高时，油中的馏分较重、蒸发性较小、安全性大。

不同品牌闪点差别很大，最低的只有1400℃，最高的超过2000℃。

　　2.酸值

　　酸值是导热油中有机酸和无机酸的总量（每克导热油消耗氢氧化钾的总量），有机酸又分低分子有机酸和高分子有机酸。

低分子有机酸和无机酸对金属有腐蚀性，特别在水分子存在下，腐蚀性会增大。

导热油中大部分是高分子有机酸，它对设备的腐蚀性很小。

　　3.黏度

　　黏度是导热油在规定条件下的稀稠程度及流动性。

当机械负荷和转速相同时，所用导热油的黏度越大，则功率消耗越大。

国内大部分导热油用在高温传热阶段，而几乎所有品牌的导热油在高温时的黏度相近。

导热油黏度增大时，导热油流动点也随着增大，导热油冷却时，炉管内会出现糊状或固态物质，使炉管堵塞，导致热油泵无法转动、油炉无法升温。

所以导热油流动点也是很重要的指标。

　　4.残炭

　　残炭是多环芳香烃、腔质和沥青质的混合物，导热油在空气不足的条件下受强热作用易于分解、脱氢缩合而成残炭。

残炭量的大小可大致判定导热油在高温使用中的结焦倾向。

残炭的传热系数与金属相差很大，结焦越严重能耗越大，所以残炭是影响导热油炉正常使用的主要因素。

残炭与导热油炉各参数关系见表1。

　　三、导热油结焦原因

　　高温导热油在导热油炉中循环传送热能，同时产生胶质。

胶质是粘糊状的，质量好的导热油能将胶质悬浮于油中，在循环过程中，可将部分胶质通过过滤器滤掉。

但若有一小部分胶质附着在炉管内壁，就容易形成结焦。

另外，在导热油循环过程中，若有空气串入，易发生降解和聚合作用，形成低沸物和高沸物。

低沸物可以通过高位槽排到大气中，而少量高沸物可以溶解在导热油中，如果导热油的溶解度达到过饱和状态，高沸物就会粘附在管内壁，这是结焦的又一原因。

再有，操作温度超过其设计温度往往引起自催化热分解，导致管内结焦。

工艺物科泄漏带入导热油系统，形成腐蚀产物生成铁锈，以及大修中带入的杂质污染物都会促使管内壁发生结焦。

导热油垢的主要成分由蜡质胶质、焦质、沥青、碳化物、有机聚合物等组成。

　　四、导热油结焦清洗

　　根据被清洗设备结构及所生成的油垢情况，可以选用物理清洗和化学清洗，以下重点讨论化学清洗。

　　结焦清除采用化学清洗是传统方法，清洗剂主要通过碱、有机溶剂与SAA这三种基本成分的组合，并加入络合剂、氧化剂、缓蚀剂、吸附剂与防沉税剂等其他助剂，通过多种组分的配伍复合，再通过加温、机械冲刷等作用，基本上能清除各设备的油垢。

还有一种化学清洗剂，清洗方法方便简单，只需在导热油中加入，焦垢就连同导热油一起排出。

表2为化学清洗剂的种类及其组成和优缺点。

　　五、导热油的结焦预防

　　1.导热油在使用中最怕水分，即使含有少量水分也会影响热油系统的安全正常运行。

因此在新导热油投入使用或导热油系统开始运行时必须注意：

（1）升温过程特别是在系统开始运行时应注意缓慢升温，系统愈大，升温速度应愈慢。

（2）升温到110~130℃时应停止升温，维持恒温以除掉油中水分（此过程可持续2~7天），然后才能升温到操作温度。

　　2.导热油超高温使用会使其各项性能迅速变坏，甚至发生危险，同时，超高温加热也可能使沥青的性能变坏，因此在导热油系统运行时，必须严格禁止过热超温。

另外控制导热油系统的导热油流量及盘管压差，保证一定的流逋。

　　3.使用中的导热油系统，应尽可能先清除其内壁的油垢和结焦，以免影响传热效果和导热油的寿命。

　　4.导热油系统燃烧火焰控制极其重要，正确的火焰应该在炉膛正中，严禁火焰添刮到盘管，这会使局部盘管过热。

　　5.铜对导热油的氧化影响最大，应避免大面积含铜片材料的使用，系统中的垫圈密封件应采用耐油橡胶或橡胶状的新型材料。

　　6.导热油在使用过程中要定期监测化验，控制好高沸物、低沸物、残炭、黏度及酸值等重要指标，达到报废指数后一定要更换新油。

　　7.做好导热油系统附件的日常维护保养，各种测量仪表、报警与联锁装置要定期校验。

　　8.导热油系统停止运行时，应将系统中导热油全部排入低位槽，避免导热油在系统管道及设备内凝固结焦，但排油不得在高温下进行。

　　9.操作人员要持证上岗，平时加强管理，并对导热油系统建立技术档案，对重要指标参数进行跟踪分析。

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