導熱油，是GB/T 4016-1983《石油產品名詞術語》中“熱載體油”的曾用名，英文名稱為Heat transfer oil，用於間接傳遞熱量的一類熱穩定性較好的專用油品。 由於其具有加熱均勻，調溫控制準確，能在低蒸汽壓下產生高溫，傳熱效果好，節能，輸送和操作方便等特點，近年來被廣泛用於各種場合，而且其用途和用量越來越多。
基本介紹
- 中文名：導熱油
- 外文名：Thermal conductive oil。
- 又稱：傳熱油
- 相關特性：屬於石油化工產品的潤滑劑系列
主要特點,主要性能,注意事項,套用範圍,分類,隱患及防護,檢測,
主要特點
導熱油英文名稱為Thermal conductive oil。
導熱油具有抗熱裂化和化學氧化的性能，傳熱效率好，散熱快，熱穩定性很好。導熱油作為工業油傳熱介質具有以下特點：在幾乎常壓的條件下，可以獲得很高的操作溫度。即可以大大降低高溫加熱系統的操作壓力和安全要求，提高了系統和設備的可靠性；可以在更寬的溫度範圍內滿足不同溫度加熱、冷卻的工藝需求，或在同一個系統中用同一種導熱油同時實現高溫加熱和低溫冷卻的工藝要求。即可以降低系統和操作的複雜性；省略了水處理系統和設備，提高了系統熱效率，減少了設備和管線的維護工作量。即可以減少加熱系統的初投資和操作費用；在事故原因引起系統泄漏的情況下，導熱油與明火相遇時有可能發生燃燒，這是導熱油系統與水蒸汽系統相比所存在的問題。但在不發生泄漏的條件下，由於導熱油系統在低壓條件下工作，故其操作安全性要高於水和蒸汽系統。導熱油與另一類高溫傳熱介質熔鹽相比，在操作溫度為400℃以上時，熔鹽較導熱油在傳熱介質的價格及使用壽命方面具有絕對的優勢，但在其它方面均處於明顯劣勢，尤其是在系統操作的複雜性方面。
，化學性質較穩定，不像輕質油那么容易著火燃燒。從使用及安全形度看，其主要特性是
1.在許用溫度範圍內，熱穩定性較好，結焦少，使用壽命較長。
2.在許用溫度範圍內，導熱性能、流動性能及可泵性能良好。
3.低毒無味，不腐蝕設備，對環境影響很小。
4.凝固點較低，沸點較高，低沸點組分含量較少。在許用溫度範圍內，蒸汽壓不高，蒸發損失少。
5.溫度高於70℃時，與空氣接觸會被強烈氧化，其受熱工作系統需密封，而只允許其在70℃以下的溫度與空氣接觸。
6.受熱後體積膨脹顯著，膨脹率遠大於水。溫升100℃，體積膨脹率可達8%～10%。
7.過熱時會發生裂解或縮合，在容器、管道中結焦或積碳。
8.混入水或低沸點組分時，受熱後蒸氣壓會顯著提高。
9.閃點、燃點及自燃點均較高，在許用溫度及密閉狀態下不會著火燃燒。
10.根據用戶多居住的地區和設備作業環境，建議選擇適宜的低溫性能的導熱油。
主要性能
熱穩定性是熱傳導液最重要的使用性能。熱穩定性不同,其使用中熱裂解和聚合的程度也不同。熱裂解產生小分子低沸物,易使系統產生氣阻,使泵產生氣蝕,同時還造成油品較高的蒸發損耗和環境污染;熱聚合則產生大分子高沸物,其逐漸沉積於加熱器和管路表面,形成的積炭將影響系統的傳熱效能及控溫精度。L-Q系列熱傳導液精選具有優良熱穩定性的基礎油和添加劑,因此產品具有優良的熱穩定性。
氧化安定性是熱傳導液另一項重要的使用性能。敞開系統或膨脹槽不採用氮氣封閉的系統,油品與空氣接觸的界面會發生氧化反應。一般來說,在高於60℃的條件下,油品與空氣接觸即發生氧化,氧化產物逐漸形成膠質和沉渣,附著於加熱器和管路表面而產生積炭。同時,氧化反應產生的酸性物質還會腐蝕設備,造成泄漏。L-Q系列熱傳導液精選具有優良抗氧化性的基礎油和高溫抗氧及抗垢添加劑,可抑制氧化油泥產生的速度和沉積、結垢的傾向,使系統保持良好的傳熱效果。
低揮發性熱傳導液採用初餾點表示其揮發性。在開式加熱系統使用的熱傳導液，如初餾點低於使用溫度，易使泵產生氣蝕，作業系統產生氣阻，同時造成蒸發損耗過大。L-Q系列熱傳導液較高的初餾點使其具有很低的蒸汽壓和揮發損耗,可以保證系統操作的平穩性。
較好的安全性熱傳導液採用閃點和自燃點表示其安全性。閃點用以表示密閉循環系統中熱載體的安全性能，而自燃點則可預示熱傳導液在高溫條件下泄漏時，在空氣中的自燃傾向。L-Q系列熱傳導液具有較高的閃點和自燃點,可以保證系統操作的安全性。
傳熱性能L-Q系列熱傳導液不但具有較高的熱穩定性,而且具有優良的傳熱性能。適宜的粘度可提供較高的循環效率;較高的比熱和導熱係數可有效地傳遞或吸收熱量，提高燃料的經濟性和運行效率。
套用：
開式加熱系統L-Q系列熱傳導液在膨脹槽不採用氮氣封閉的傳熱系統中套用時,應保持膨脹槽中油溫低於60℃,最高油溫不要超過180℃。
閉式加熱系統L-Q系列熱傳導液在採用氮氣封閉的傳熱系統中套用時,因隔絕空氣,使該其具有更長的使用壽命。
最高使用溫度是指某產品經熱穩定性試驗測得變質率不大於10%所對應的溫度，即加熱器出口處測得的主流體最高平均溫度。在實際使用中，加熱器出口處測得的主流體平均溫度應較其最高使用溫度至少低20℃。經評定,L-QB熱傳導液最高使用溫度為300℃,L-QC熱傳導液最高使用溫度為320℃,L-QD熱傳導液最高使用溫度為350℃。
注意事項
我國導熱油產品執行GB23971-2009“導熱油”標準，用戶在購買前應注意以下問題：
在選擇導熱油前，首先應確定適當的加熱工藝流程，最好委託專業部門做系統設計。如果系統已經結焦，需要再次選油，則應認真找出結焦的原因，對系統設計、部件設定和操作管理中的問題糾正，同時還要對系統進行認真清洗。
（1）考察產品最高使用溫度的真實性經石科院採用熱穩定性試驗方法確定，即在最高使用溫度下進行試驗後外觀透明，無懸浮物和沉澱，總變之率不大於10%所對應溫度。通過與新標準作對照，分析產品說明書的真實性。尤其要了解其規定的最高使用溫度是如何確定的，有無權威機構的檢測報告。根據國際化標準分類，礦物型導熱油的最高溫度使用溫度不超過320℃，目前多數該油品的最高使用溫度為300℃。
（2）考察產品的蒸發性和安全性閃點符合標準指標要求，初餾點不低於其最高使用溫度，餾程比較窄，燃點比較高。
（3）考察產品的精製深度外觀為淺黃色透明液體，儲存穩定性好，光照後不變色或出現沉澱。殘炭不大於0.1%，硫含量不大於0.2%。
（4）考察產品的低溫流動性根據用戶所處地區和設備的環境溫度情況，選擇適宜的低溫性能。QB和QC傾點不高於-9℃，低溫運動粘度（0℃或更低溫度）相對比較低。
（5）考察產品的傳熱性能具有較低的粘度、較大的密度、較高的比熱容和導熱係數。
（6）選擇正規生產企業生產的產品。有條件可實地考察其生產設備和檢測手段的完善情況。
套用範圍
工業領域：套用工業及裝置橡塑工業：熱壓、壓延、擠壓、硫化、人造皮革加工、薄膜加工。
精細化工：醫藥、農藥中間體、防老劑、表面活性劑、香料等合成。
化纖工業：聚合反應、熔融紡紗、熱固、纖維整理。
造紙工業：熱熔融機、波紋板加工機、乾燥機。
木材加工：複合板壓制、乾燥機。
電器加工：電線及電纜製造。
能源工業：廢熱回收、太陽能利用、反應堆取熱。
食品工業：糧食乾燥、食品烘烤。
空調工業：家庭暖房化工及。
石油化工：聚合、分解、蒸餾、濃縮、蒸發、熔融裝置等。
建材工業：瀝青融化、保溫、石膏板烘乾。
紡織印染工業：熱熔染色、熱定型、烘乾裝置。
分類
根據成分及製造工業過程，導熱油可以分為合成型導熱油和礦物型導熱油。
一、導熱油主要有以下幾種類型：
1）烷基苯型（苯環型）導熱油
這一類導熱油為苯環附有鏈烷烴支鏈類型的化合物，屬於短支鏈烷烴基（包括甲基、乙基、異丙基）與苯環結合的產物。其沸點在170~180℃，凝點在-80℃以下，故可做防凍液使用，此類產品的特點是在適用範圍內不易出現沉澱，異丙基附鏈的化合物尤佳。
2）烷基萘型導熱油這一類型導熱油的結構為苯環上連線烷烴支鏈的化合物。它所附加的側鏈一般有甲基、二甲基、異丙基等，其附加側鏈的種類及數量決定化合物的性質。側鏈單于甲基相連的烷基萘，套用於240~280℃範圍的氣相加熱系統。
3）烷基聯苯型導熱油這一類型的導熱油為聯苯基環上連線烷基支鏈一類的化合物。它是由短鏈的烷基（乙基、異丙基）與聯苯環相結合構成，烷基的種類和數量決定其性質。烷烴基數量越多，其熱穩定性越差。在此類產品中，由異丙基的間位體、對位體（同分異構體）與聯苯合成的導熱油品質最好，其沸點>330℃，熱穩定性亦好，是在300~340℃範圍內使用的理想產品。
4）聯苯和聯苯醚低熔混合物型導熱油這一類型的導熱油為聯苯和聯苯醚低熔混合物由26.5%的聯苯和73.5%的聯苯醚組成。熔點為12℃，世界上最早使用的合成芳烴導熱油是Dowtherm,其特點是熱穩定性好，使用溫度高（400℃）。此類產品因為苯環上沒有與烷烴基側鏈連線，而在有機熱載體中耐熱性最佳。這種凝點（12.3℃）低熔混合物，在常溫下，沸騰溫度在256~258℃範圍內使用比較經濟。這是因為兩種物質的熔點均較高（聯苯為<71℃，聯苯醚<28℃）所致。這種低熔混合物蒸發形成的蒸汽過程中無任何一種組分提濃的發生，且液體性質亦不變。由於二苯醚中結合醚物質，在高溫下（350℃）長時間使用會產生酚類物質，此物質有低腐蝕性，與水分對碳鋼等有一定的腐蝕作用。
5）烷基聯苯醚型導熱油為兩個苯環中間一個醚基連結，兩個苯環上分別有兩個甲基的同分異構體混合物，此類混合導熱油低溫下運動粘度低，流動性好，適合北方寒冷地區使用，推薦使用溫度最高不超過330℃，凝點-54℃，使用壽命優於礦物油和烷基苯型導熱油，國內外最常見的是二甲苯基醚型導熱油，目前國內也有生產廠家生產此類高溫導熱油。
2礦物型導熱油
礦物型導熱油是石油精製過程某一餾程產物，其主要成分隨基礎油的成分不同。一般為長鏈烷烴和環烷烴的混合物。
隱患及防護
一、導熱油使用過程中諸性能潛在的危險性
熱穩定性導熱油在使用過程中由於加熱系統的局部過熱，易發生熱裂解反應，生成易揮發及較低閃點的低聚物，低聚物間發生聚合反應生成不熔不溶的高聚物，不僅阻礙油品的流動，降低形同的熱傳導效率，同時會造成管道局部過熱變形炸裂的可能。
氧化穩定性導熱油與溶解其中的空氣及熱載體系統填裝是殘留的空氣在受熱情況下發生氧化反應，生成有機酸及膠質物粘附輸油管，不僅影響傳熱介質的使用壽命，堵塞管路，同時易造成管路的酸性腐蝕，增加系統運行泄漏的風險。
二、導熱油在使用過程的防護
1、避免導熱油的氧化由於導熱油在熱載體中高溫運行的情況下易於發生氧化反應，造成導熱油的劣化變質，所以通常對設定的高溫膨脹槽進行充氮保護，確保熱載體系統的封閉，避免導熱油與空氣接觸，延長導熱油的使用壽命。
2、避免導熱油的結焦導熱油在運行溫度超過最高使用溫度時，在導油管壁會出現結焦現象，隨著結焦層的增厚，導油管壁溫偏高又促使粘附結焦，不斷增厚的管壁溫度進一步提高，隨著管壁的不斷增厚傳熱性能惡化，隨時可能發生爆管事故。因此，嚴格控制熱載體出口處導熱油的溫度不得超過最高使用溫度，熱載體的最高膜溫應小於允許油膜溫度。
3、定期排查泄漏點加強現場監控，要確保熱載體系統完好不漏，定期排查設備的腐蝕滲漏情況，發現滲漏及時檢修。因此，熱載體系統要合理設計，使用中要定期檢測設備壁厚和耐壓強度，並在設備和管道上加裝壓力計、安全閥和放空管。
4、防止熱載體內混入水及其他雜質隨著熱載體的加熱，溶解在其中的水分迅速汽化，導熱管內的壓力急劇上升而導致無法控制的程度，引發事故。所以，導熱油在投入使用前應先緩慢升溫，脫除導熱油中的水和其他輕主份雜質。
5、定期化驗導熱油指標定期測定和分析熱載體的殘碳、酸值、粘度、閃點、熔點等理化指標，及時掌握其品質變化情況，分析變化原因。當酸值超過0.5mgKOH/g，粘度變化達到15%,閃點變化達到20%，殘碳（質量分數）達到1.5%時，證明導熱油性能已發生了變化。定期適當補充新的熱載體，使系統中的殘碳量基本保持穩定。
三、礦物性導熱油的報廢指標
礦物型熱傳導液報廢有以下四方面指標：
1、粘度變化大於±20%，應引起注意；
2、閃點變化大於±15%，應引起注意；
3、酸值大於1.5mgKOH/g，應引起注意；
4、殘炭達到1.5%，應引起注意。
在對運行中的熱傳導液進行測試時發現，粘度因受分解和聚合的共同影響，變化並不規律；酸值在氧化初期逐漸增大而後反而下降；閃點是說明油品運行安全性的重要指標；殘炭則一直呈上升趨勢，開始緩慢，而後數值增長明顯加快。
總之，對上述指標不能孤立地去看其中某一項，必須綜合分析，做出判斷。
檢測
導熱油檢測要素有七點，因導熱油（又名熱傳導液）有一系列的物理性質.如粘度、蒸汽壓、沸程、初餾點、閃點、燃點、流點等。運行中定期檢驗的目的是了解油品內在質量的變化，並由此發現系統設計、操作管理及導熱油自身的質量問題，及時糾正以延長使用壽命。從以下檢驗項目可說明運行中熱導熱油的變質情況：
1、餾程餾程的變化表明熱傳導液分子質量的變化，國外採用氣相色譜法，經與新油的餾程進行比較，以高沸物和低沸物含量表明熱傳導液發生裂解和聚合的程度。2、粘度粘度的變化表明熱傳導液分子質量和結構的變化。裂解使粘度下降，而聚合和氧化使粘度上升。這些變化對高溫範圍的粘度影響很小，但對低溫粘度影響較大，因此對寒冷地區和伴有冷卻的操作工藝來說，低溫粘度增長應引起重視。3、酸值酸值的變化表明熱傳導液的老化程度。酸值上升通常是油品發生氧化所致，主要發生在膨脹槽不採用氮封的系統中。但當老化到一定程度時，可溶性有機酸可能進一步聚合生成高分子氧化產物，這時酸值又可能下降。因此，要注意從酸值的變化趨勢判斷油品的老化程度。4、殘炭殘炭是運行中的熱傳導液經蒸發和裂解後留下的殘炭量。在運行中殘炭量往往隨時間呈不斷上升的趨勢，可說明高分子炭狀沉積物形成的傾向和老化的程度。國外常測定丙酮或戊烷不溶物，包括油不溶物和因裂解、聚合而產生的樹脂狀物。因該方法未經蒸發和熱解，可準確說明油品中不溶物的含量。5、閃點閃點是主要的安全性指標，說明高揮發性產物和可燃性氣體形成的可能性。閃點下降過多可能成為事故的隱患。一般通過以上檢驗項目對熱傳導液的變質情況進行綜合判斷。
