。對(duì)這類(lèi)物質(zhì)化學(xué)清洗已不解決問(wèn)題
，國(guó)外多采用機(jī)械清洗。由于國(guó)內(nèi)機(jī)械清洗的專(zhuān)用器具尚未開(kāi)發(fā)
，這種情況下只能更換爐管
。
因此國(guó)內(nèi)有關(guān)專(zhuān)家建議，使用中應(yīng)經(jīng)常檢查
，在形成的高碳粘稠物尚未碳化時(shí)
，用戶(hù)可購(gòu)買(mǎi)化學(xué)清洗劑進(jìn)行清洗。
導(dǎo)熱油結(jié)焦的形成、危害
、影響因素及解決辦法
一 前言
導(dǎo)熱油加熱與直接加熱和蒸汽加熱等傳統(tǒng)的加熱方式相比
，具有節(jié)約能耗、加熱均勻
、控溫精度高
、操作壓力低和安全便利等優(yōu)點(diǎn)。因此
，本世紀(jì)80年代以來(lái)
，我國(guó)導(dǎo)熱油的研制和應(yīng)用發(fā)展相當(dāng)迅速，已在化學(xué)化工
、石油加工
、石油化工、化纖
、紡織
、輕工、建材
、冶金
、糧油食品加工等行業(yè)的多種加熱系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。
本文主要論述導(dǎo)熱油在使用過(guò)程中結(jié)焦的形成
、危害
、影響因素及解決辦法。
二 結(jié)焦的形成
導(dǎo)熱油在傳熱過(guò)程中主要發(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(yùn)行過(guò)程受熱而發(fā)生，該反應(yīng)會(huì)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)主要因開(kāi)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(huì)生成低分子或高分子的醇
、醛
、酮、酸等酸性組分
，并進(jìn)一步生成膠質(zhì)
、瀝青質(zhì)等粘稠物質(zhì)，最后形成結(jié)焦
；熱氧化是非正常情況引起的
，一旦發(fā)生，會(huì)加速熱裂解和熱聚合反應(yīng)
，使粘度迅速增大
，傳熱效率降低，造成過(guò)熱和爐管結(jié)焦
。產(chǎn)生的酸性物質(zhì)還會(huì)造成設(shè)備腐蝕和泄漏
。
三 結(jié)焦的危害
導(dǎo)熱油在使用過(guò)程中產(chǎn)生的結(jié)焦會(huì)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；另一方面由于生產(chǎn)工藝所需溫度保持不變
，加熱爐管壁溫度會(huì)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
，造成設(shè)備和操作者人身傷害等嚴(yán)重事故
。近年來(lái)，此類(lèi)事故屢見(jiàn)不鮮
。
四 結(jié)焦的影響因素
（1）導(dǎo)熱油質(zhì)量
經(jīng)對(duì)以上結(jié)焦的形成過(guò)程進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)
，導(dǎo)熱油氧化安定性和熱穩(wěn)定性的高低與結(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(yùn)行過(guò)程中引起嚴(yán)重結(jié)焦造成的
。
�
。�2）加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及安裝
加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)所提供的各種參數(shù)及設(shè)備安裝是否合理
，直接影響導(dǎo)熱油的結(jié)焦傾向。每臺(tái)設(shè)備安裝情況不一樣
，也會(huì)影響導(dǎo)熱油的壽命
。設(shè)備安裝必須合理，調(diào)試時(shí)需及時(shí)整改
，才有利于導(dǎo)熱油的壽命延長(zhǎng)
。
（3）加熱系統(tǒng)的日常操作及維護(hù)
不同操作人員因文化程度和技術(shù)水平等客觀(guān)條件不同
，即使使用相同的加熱設(shè)備和導(dǎo)熱油
，其對(duì)加熱系統(tǒng)溫度和流速等因素的控制水平也不盡相同。
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)
。隨著溫度的升高
，這兩種反應(yīng)的反應(yīng)速度會(huì)急劇增加，結(jié)焦傾向也隨之增大
。
根據(jù)化工原理的有關(guān)理論：隨著雷諾數(shù)的增加
，結(jié)焦速率減慢。雷諾數(shù)與導(dǎo)熱油的流速成正比
。因此
五 結(jié)焦的解決辦法
為減緩結(jié)焦的形成速度
，延長(zhǎng)導(dǎo)熱油的使用使命，應(yīng)從以下方面采取措施：
�
。�1）選擇適宜牌號(hào)的導(dǎo)熱油
，監(jiān)測(cè)其理化指標(biāo)變化趨勢(shì)
導(dǎo)熱油根據(jù)最高使用溫度劃分牌號(hào)，其中礦物型導(dǎo)熱油主要有L-QB280
、L-QB300和L-QC320三個(gè)牌號(hào)
，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適宜牌號(hào)
、質(zhì)量符合SH/T 0677-1999 “熱傳導(dǎo)液”標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)熱油。目前
，一些市售導(dǎo)熱油推薦的最高使用溫度與實(shí)際測(cè)定結(jié)果出入較大
，給用戶(hù)以誤導(dǎo)，安全事故時(shí)有發(fā)生
，應(yīng)當(dāng)引起廣大用戶(hù)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(yùn)行過(guò)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
，最后通過(guò)系統(tǒng)的旁路過(guò)濾器將其過(guò)濾，保持爐管和管路的清潔
。
導(dǎo)熱油每使用三個(gè)月或半年后
，應(yīng)對(duì)其粘度、閃點(diǎn)
、酸值和殘?zhí)克捻?xiàng)指標(biāo)進(jìn)行跟蹤分析
，當(dāng)其中有兩項(xiàng)指標(biāo)超過(guò)規(guī)定限值（殘?zhí)坎淮笥?.5%、酸值不大于0.5mgKOH/g
、閃點(diǎn)變化率不大于20%
、粘度變化率不大于15%）時(shí)，應(yīng)考慮添加部分新油或全部換油
。
�
。�2）加熱系統(tǒng)合理的設(shè)計(jì)及安裝
導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及安裝應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)部門(mén)制定的熱油爐設(shè)計(jì)規(guī)程，以保證加熱系統(tǒng)的安全運(yùn)行
。
�
。�3）規(guī)范加熱系統(tǒng)的日常操作
導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)的日常操作應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)部門(mén)制定的有機(jī)熱載體爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程，隨時(shí)監(jiān)測(cè)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(shì)
。
在實(shí)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(kāi)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(guò)180℃
。
導(dǎo)熱油在熱油爐中流速不應(yīng)低于2.5米/秒
，以增加導(dǎo)熱油湍動(dòng)程度，減少傳熱邊界層中滯流底層厚度和對(duì)流傳熱熱阻
，提高對(duì)流傳熱系數(shù)
，達(dá)到強(qiáng)化流體傳熱的目的。
�
。�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，這類(lèi)物質(zhì)可通過(guò)化學(xué)清洗去除
。
高碳粘稠物進(jìn)一步形成不完全石墨化沉積物
，化學(xué)清洗只對(duì)尚未碳化的部分有效。
完全形成石墨化焦炭
。對(duì)這類(lèi)物質(zhì)化學(xué)清洗已不解決問(wèn)題
，國(guó)外多采用機(jī)械清洗。
在使用中應(yīng)經(jīng)常檢查
，在形成的高碳粘稠物尚未碳化時(shí)
，用戶(hù)可購(gòu)買(mǎi)化學(xué)清洗劑進(jìn)行清洗
。
六 結(jié)論
1.導(dǎo)熱油在傳熱過(guò)程中產(chǎn)生的結(jié)焦來(lái)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(huì)造成加熱系統(tǒng)傳熱系數(shù)下降
、排煙溫度升高、燃料消耗增大的問(wèn)題
，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致加熱爐著火
、爆炸和操作者人身傷害等事故的發(fā)生。
3.為減緩結(jié)焦的形成速度
，應(yīng)選擇由優(yōu)良熱穩(wěn)定性的精制基礎(chǔ)油和高溫抗氧和抗垢添加劑調(diào)配的導(dǎo)熱油
。對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō),應(yīng)選擇最高使用溫度經(jīng)權(quán)威部門(mén)檢測(cè)而確定的產(chǎn)品。
4. 合理設(shè)計(jì)及安裝加熱系統(tǒng)
、使用過(guò)程中應(yīng)規(guī)范加熱系統(tǒng)的日常操作,定期對(duì)運(yùn)行中導(dǎo)熱油的粘度
、閃點(diǎn)、酸值和殘?zhí)康软?xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),觀(guān)察其變化趨勢(shì)
。
5.可采用化學(xué)清洗劑清洗加熱系統(tǒng)中尚未碳化的結(jié)焦
。
