我国导热油发展现状及主要性能的立项报告

第一节 导热油的简介

导热油，是GB/T4016-1983《石油产品名词术语》中“热载体油”的曾用名，英文名称为Heattransferoil，用于间接传递热量的一类热稳定性较好的专用油品。由于其具有加热均匀，调温控制准确，能在低蒸汽压下产生高温，传热效果好，节能，输送和操作方便等特点，近年来被广泛用于各种场合，而且其用途和用量越来越多。（立项报告）

第二节 导热油的发展历史及现状

导热油的研究和应用始于20世纪30年代前后。1929年，美国化学公司在世界上首次生产出联苯醚和联苯的混合物，其商品名称为Dowtha A，获得专利并应用于加热系统，开创了生产导热油.的先河，为热载体工业的发展开辟了新的途径。自此，导热油作为一种新的传热介质的优越性逐步为人们所认识。在欧美市场陆续开发出一些与Dowtherm A组分相似的产品。1948年，日本也开始了对导热油的研究，1952年生产出sk-OIL260和sk-OIL 170的导热油。到20世纪50年代，导热油工业在世界一些发达国家得以迅速发展，其中合成芳烃类产品发展最快，应用最广。如烷基苯、烷基萘、烷基联苯、二苄基甲苯、氢化三联苯等，美国公司研制的氢化三联苯成为最畅销的产品。

20世纪60年代以后，美国、日本、德国、法国先后推出了具有优良性能的产品。目前，比较发达国家主要使用的导热油为合成型芳烃系列产品，如seriola k3120、kl1120均为芳烃系列导热油，因为对称的烷基苯结构的芳烃为基础，具有完整的共轭结构，所以该类产品热稳定性、导热性、洁净分散性好，因而这些产品成为世界导热油市场的主导产品。

20世纪50年代之前，世界上尚未生产专门的矿物型导热油，一般都是采用机械油、汽缸油作为代用传热介质。50年代之后，美国率先采用深度精制工艺生产专门的矿物型导热油。随后，世界各国先后推出同类产品。至70年代，为了提高导热油的性能，人们开始采用加入各种添加剂的方法来改善导热油的耐高温性能，因而一些导热油的专用添加剂也陆续研制出来，使矿物油型导热油的性能和品质不断提高，应用范围更加广泛。

我国导热油的开发研制晚于上述工业发达国家。导热油的研制和生产始于20世纪70年代末合成型导热油的研制和生产始于60年代末的荆门石油炼制研究所。到80年代，北京、上海、江苏等企业和科研机构，先后研制生产出环烷烃型、混合型导热油。20世纪90年代，我国导热油应用技术得以迅猛发展，开发研制水平不断提高。如斯德特化工研制的SDT-32\SDT-35\SDT-W\SDT-W1\SDT-F\SDT-Q\SDT-R\SDT-L高温合成导热油。

第三节 导热油的主要性能及注意事项

一、主要性能

热稳定性是热传导液最重要的使用性能。热稳定性不同,其使用中热裂解和聚合的程度也不同。热裂解产生小分子低沸物,易使系统产生气阻,使泵产生气蚀,同时还造成油品较高的蒸发损耗和环境污染;热聚合则产生大分子高沸物,其逐渐沉积于加热器和管路表面,形成的积炭将影响系统的传热效能及控温精度。L-Q系列热传导液精选具有优良热稳定性的基础油和添加剂,因此产品具有优良的热稳定性。
氧化安定性是热传导液另一项重要的使用性能。敞开系统或膨胀槽不采用氮气封闭的系统,油品与空气接触的界面会发生氧化反应。一般来说,在高于60℃的条件下,油品与空气接触即发生氧化,氧化产物逐渐形成胶质和沉渣,附着于加热器和管路表面而产生积炭。同时,氧化反应产生的酸性物质还会腐蚀设备,造成泄漏。L-Q系列热传导液精选具有优良抗氧化性的基础油和高温抗氧及抗垢添加剂,可抑制氧化油泥产生的速度和沉积、结垢的倾向,使系统保持良好的传热效果。

低挥发性热传导液采用初馏点表示其挥发性。在开式加热系统使用的热传导液，如初馏点低于使用温度，易使泵产生气蚀，操作系统产生气阻，同时造成蒸发损耗过大。L-Q系列热传导液较高的初馏点使其具有很低的蒸汽压和挥发损耗,可以保证系统操作的平稳性。

较好的安全性热传导液采用闪点和自燃点表示其安全性。闪点用以表示密闭循环系统中热载体的安全性能，而自燃点则可预示热传导液在高温条件下泄漏时，在空气中的自燃倾向。L-Q系列热传导液具有较高的闪点和自燃点,可以保证系统操作的安全性。

传热性能L-Q系列热传导液不但具有较高的热稳定性,而且具有优良的传热性能。适宜的粘度可提供较高的循环效率;较高的比热和导热系数可有效地传递或吸收热量，提高燃料的经济性和运行效率。

应用：

开式加热系统L-Q系列热传导液在膨胀槽不采用氮气封闭的传热系统中应用时,应保持膨胀槽中油温低于60℃,最高油温不要超过180℃。

闭式加热系统L-Q系列热传导液在采用氮气封闭的传热系统中应用时,因隔绝空气,使该其具有更长的使用寿命。

最高使用温度是指某产品经热稳定性试验测得变质率不大于10%所对应的温度，即加热器出口处测得的主流体最高平均温度。在实际使用中，加热器出口处测得的主流体平均温度应较其最高使用温度至少低20℃。经评定,L-QB热传导液最高使用温度为300℃,L-QC热传导液最高使用温度为320℃,L-QD热传导液最高使用温度为350℃。

二、注意事项

我国导热油产品执行GB23971-2009“导热油”标准，用户在购买前应注意以下问题：

在选择导热油前，首先应确定适当的加热工艺流程，最好委托专业部门做系统设计。如果系统已经结焦，需要再次选油，则应认真找出结焦的原因，对系统设计、部件设置和操作管理中的问题纠正，同时还要对系统进行认真清洗。

（1）考察产品最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，即在最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最高使用温度是如何确定的，有无权威机构的检测报告。根据国际化标准分类，矿物型导热油的最高温度使用温度不超过320℃，目前多数该油品的最高使用温度为300℃。

（2）考察产品的蒸发性和安全性闪点符合标准指标要求，初馏点不低于其最高使用温度，馏程比较窄，燃点比较高。

（3）考察产品的精制深度外观为浅黄色透明液体，储存稳定性好，光照后不变色或出现沉淀。残炭不大于0.1%，硫含量不大于0.2%。

（4）考察产品的低温流动性根据用户所处地区和设备的环境温度情况，选择适宜的低温性能。QB和QC倾点不高于-9℃，低温运动粘度（0℃或更低温度）相对比较低。

（5）考察产品的传热性能具有较低的粘度、较大的密度、较高的比热容和导热系数。

（6）选择正规生产企业生产的产品。有条件可实地考察其生产设备和检测手段的完善情况。

第四节 导热油的隐患及防护

一、导热油使用过程中诸性能潜在的危险性

热稳定性导热油在使用过程中由于加热系统的局部过热，易发生热裂解反应，生成易挥发及较低闪点的低聚物，低聚物间发生聚合反应生成不熔不溶的高聚物，不仅阻碍油品的流动，降低形同的热传导效率，同时会造成管道局部过热变形炸裂的可能。

氧化稳定性导热油与溶解其中的空气及热载体系统填装是残留的空气在受热情况下发生氧化反应，生成有机酸及胶质物粘附输油管，不仅影响传热介质的使用寿命，堵塞管路，同时易造成管路的酸性腐蚀，增加系统运行泄漏的风险。

二、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最高使用温度时，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，随时可能发生爆管事故。因此，严格控制热载体出口处导热油的温度不得超过最高使用温度，热载体的最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，引发事故。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。

三、矿物性导热油的报废指标

矿物型热传导液报废有以下四方面指标：

1、粘度变化大于±20%，应引起注意；

2、闪点变化大于±15%，应引起注意；

3、酸值大于1.5mgKOH/g，应引起注意；

4、残炭达到1.5%，应引起注意。

在对运行中的热传导液进行测试时发现，粘度因受分解和聚合的共同影响，变化并不规律；酸值在氧化初期逐渐增大而后反而下降；闪点是说明油品运行安全性的重要指标；残炭则一直呈上升趋势，开始缓慢，而后数值增长明显加快。

总之，对上述指标不能孤立地去看其中某一项，必须综合分析，做出判断。

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