高温导热油在系统中循环传送热能，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，若有空气窜人易发生降解和聚合作用，形成低沸点物和高沸点物。低沸点物可以通过高位槽排到大气中，而高沸点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，高沸点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，也能导致管内结焦。工艺物料泄漏进入导热油系统，形成腐蚀产物，以及大修中带入的杂质污染也会促使管内壁发生结焦。
导热油在系统中加热运行如同蒸汽锅炉水侧结水垢一样结焦，其过程一般分以下4个阶段：
烷烃类导热油在导热油炉炉管金属表面受热作用下，可能发生二大类化学反应：一类是裂解反应，另一类是缩合反应。裂解反应，使烷烃类大分子分解为小分子，导热油理化指标表现为粘度变小，闪点变低；缩合反应，使烃类大分子缩合成芳烃等更大分子，导热油理化指标表现为粘度增大，闪点增高。由于导热油炉有膨胀槽，膨胀槽又与空气接触，使一部分低闪点的油品挥发掉；诱导阶段中，导热油的主要化学反应是缩合反应，理化指标中导热油酸值、粘度、残炭值均增大。在这些化学反应中，其主要反应产物路线是：
烷烃 烯烃一芳香烃一稠环芳烃一胶质一沥青质
由此可见，顺着这个反应过程，分子量是逐步增大的。如胶质分子量在600~1 000间，沥青质分子量在700-40 000间。这些大分子物质在导热油中是不溶的，并从导热油中分离出来。分离出来的胶质和沥青质是粘糊状的，它会起继续诱导作用。
导热油缩合生成沥青质，然后沥青质向炉管金属表面迁移或被金属表面吸附。吸附可分为物理吸附与化学吸附。物理吸附多在较低温度时进行，化学吸附都在较高温度时进行。物理吸附是范德华引力作用的结果，没有偶电子的形成。它可以是单分子吸附也可以是多分子吸附。但并不一定在***层吸满以后才吸附第二层；也不一定在第二层吸满以后再吸附第三层，是不规则吸附。可是化学吸附却只是单分子吸附，它在吸附过程中生成化合物。导热油中沥青质在炉管金属表面主要是物理吸附，而且吸附厚度是不均匀的，很软，粘糊状沥青质。当温度增加后，碳与钢可能会发生吸附生成化合物，此时就要影响炉管质量，使炉管发脆。
沥青质附着在管壁上在高温下会硬化、结焦。结焦相对来说比较硬，传热系数又很小，是非传热物质。它在金属表面增加一层结焦层后，起到隔热作用。结焦的主要化学反应是脱氢反应，随着脱氢程度不同，生成结焦的形状也不同，主要分以下3种：
⑴海棉状焦，也称无定形焦，C/H 比小；焦块疏松，硬度低，结焦中含油量大，在火中易燃烧，在管路中易清除；
⑵蜂窝状焦，也称同性焦，C/H比中等；焦块内部结构呈蜂窝状，硬度中等，结焦中含油量少，在火中不易燃烧，在管道中清除困难；
⑶针状焦，也称异性焦，C/H比高；焦块内的孔隙是均匀定向且呈细长椭圆形，破碎时焦块裂成针状的焦片或玻璃状，硬度高，结焦中含油量极少，在火中不燃烧，在管路中清焦很困难。
脱落是吸附的可逆过程。在吸附过程中，沥青质被导热油系统的管壁金属表面吸附上去，同时也有沥青质在导热油炉的炉管金属表面脱落下来，这是方向相反的两个过程。在这两个过程进行到速度相等时，就建立起吸附平衡，吸附量达到***大值。流体
力学理论认为，雷诺数R≤2 230时，流体在管内呈层流状态；当雷诺数R1>4 000时，流体在管内呈湍流状态。湍流状态下，焦在管壁表面的吸附速度较慢，脱落较多。实践证明，当管内导热油的流速达到1.5~3.0 m/s时，就可以得到较薄的边界层，导热油在管内结焦较少，达到强化传热。
