由于导热油的稳定性和安全性,使其在化工装置被广泛使用。事实证明,只要合理设计导热油系统,并正确操作,导热油系统能在工艺设计的热负荷下的使用寿命延长许多年。
如果导热油被严重污染或降解,则会导致如下后果: ①降低传热速率②降低燃料效率③易于堵塞管路④延长开车时间⑤结垢⑥引起加热管损坏等
然而由于设计或操作不当,致使许多工厂的合成导热油或设备出现系统效率降低或导热油降解等问题,为了满足工艺要求不得不依靠提高导热油系统出口温度来弥补系统效率的降低。
其中,管路结垢导致系统效率降低的原因都以下四点:
1.1管道铁锈及杂质
管道内的铁锈和杂质是导热油系统常见的固体物,这些固体物通常是在施工或维修中进入系统的,一般来说这些杂质会使泵的轴封及阀门等出问题,甚至引起管道堵塞。
1.2氧化物
导热油系统杂质的主要来源是油的过氧化。过氧化能够产生固体杂质和高粘度的组分,能够引起热效率的降低。在高温下导热油与空气发生氧化反应产生有机酸并伴随生成醛、酮和过氧化物。过氧化物容易聚合形成高分子的焦油和泥渣,并且会引起严重的腐蚀。一般来说,温度每升高11℃ ,过氧化率增加一倍。
1.3热降解
任何有机导热液体的热降解同流体的化学性质、系统的操作温度和时间有关。降解物主要是高分子量的组分,甚至是固体(如焦炭)。当金属表面温度达到导热油***高使用温度时,就会发生炭化,也就是说会发生热裂解,有机分子键断裂,形成碳或低分子量组分。其中一些低分子量组分又结合形成高分子量组分残留在导热油中。这些高分子量组分含量***终超过导热油的溶解,而从导热油中沉积出来。另外,低分子量组分的增加会引起导热油饱和蒸气压的升高。通常导热油的***高使用温度是出于经济考虑,即按满足每年5%的降解率确定的。
1.4污染物
除过氧化和热降解之外,污染物也是影响导热油系统的主要因素,它容易被降解,或导致导热油形成自由基,污染物大多来自操作问题。