導(dǎo)熱油的性能及運(yùn)行防護(hù)對策

1導(dǎo)熱油的分類導(dǎo)熱油是將燃料燃燒產(chǎn)生的熱量間接傳遞給利用熱設(shè)備、本身加熱、高泡沫和循環(huán)的有機(jī)介質(zhì)。導(dǎo)熱油屬于烴類有機(jī)物,可分為天然油和合成油兩類。天然油指礦物油一類的天然產(chǎn)物,它是通過石油產(chǎn)品蒸餾獲得,無須人工合成。合成油又分為兩類,一類是由同分異構(gòu)體混合而成的有機(jī)液體,主要為芳香族化合物;另一類是幾個(gè)沸點(diǎn)相同或相近的有機(jī)物混合物,如二苯醚和聯(lián)苯的低共熔混合物。2優(yōu)質(zhì)導(dǎo)熱油的特點(diǎn)導(dǎo)熱油主要有以下幾大性能:(1)熱穩(wěn)定性指導(dǎo)熱油受熱后鏈烴的連接穩(wěn)定程度。①高溫時(shí)熱傳動油鏈烴易斷裂生成較易揮發(fā)及較低閃點(diǎn)的短鏈烴;②短鏈烴不穩(wěn)定且易聚合成不溶油性物質(zhì),最后變成沉淀使油流動困難并導(dǎo)致熱傳導(dǎo)效率低及溫度控制不穩(wěn)。(2)氧化穩(wěn)定性指導(dǎo)熱油與空氣接觸后發(fā)生氧化反應(yīng)的程度和趨勢。①導(dǎo)熱油中溶解有空氣及系統(tǒng)填裝時(shí)都可能和空氣接觸,(如循環(huán)泵泄漏、維修后系統(tǒng)排氣失當(dāng)、系統(tǒng)氮封流失等)而導(dǎo)致氧化。②氧化的結(jié)果是產(chǎn)生碳渣和油泥沉淀,阻礙了油的流動,造成熱量損失和降低系統(tǒng)的熱傳導(dǎo)效率。(3)揮發(fā)性指導(dǎo)熱油的蒸汽壓大小及可揮發(fā)程度。①低蒸汽壓是對熱傳導(dǎo)介質(zhì)最基本的要求,低蒸汽壓可降低循環(huán)泵氣鎖的可能性,避免泵內(nèi)葉片因發(fā)生真空渦流而損壞;②低蒸汽壓可避免在導(dǎo)熱油系統(tǒng)在運(yùn)行中產(chǎn)生附加壓力,避免導(dǎo)熱油液擊現(xiàn)象。(4)粘度指在外力介入下阻止導(dǎo)熱油流動的阻力。①若粘度低,油品流速較小時(shí)也能在管線中形成紊流,降低導(dǎo)熱油油膜溫度,從而提高熱傳導(dǎo)效率;②粘度變化值最好控制在20%以內(nèi),>50%時(shí)必須換油。通過對導(dǎo)熱油四個(gè)性能的認(rèn)識可以看出,優(yōu)質(zhì)導(dǎo)熱油應(yīng)該具備以下一些特點(diǎn):沸點(diǎn)高;凝固點(diǎn)低;熱穩(wěn)定性好;在操作溫度范圍內(nèi)粘度較低;對所接觸材料腐蝕性低;對雜質(zhì)(如氧氣)不敏感等。3導(dǎo)熱油的特性導(dǎo)熱油常見變質(zhì)原因主要有以下四個(gè)因素1:(1)導(dǎo)熱油超溫?zé)崃鸦瘜?dǎo)熱油運(yùn)行溫度超過最高使用溫度時(shí),就會出現(xiàn)熱分解和聚合反應(yīng),從而導(dǎo)致導(dǎo)熱油發(fā)生質(zhì)變。熱分解反應(yīng)產(chǎn)物主要為甲烷、乙烷等,易引起導(dǎo)熱油系統(tǒng)壓力升高,還可引發(fā)導(dǎo)熱油循環(huán)泵氣蝕;聚合反應(yīng)生成的聚合物從導(dǎo)熱油中游離出來,與懸浮在導(dǎo)熱油中的碳粒一起附在管壁上,長期沉積后形成含碳量極高的垢狀物,嚴(yán)重影響爐管的傳熱效率,還可引起爐管局部過熱變形。(2)導(dǎo)熱油有氧高溫劣化高溫導(dǎo)熱油與氧氣接觸發(fā)生氧化反應(yīng),氧化物可使油品粘度增加,密度增大,閃點(diǎn)降低,膠質(zhì)、殘?zhí)己可仙?油品迅速變質(zhì),油的顏色由淺黃色到茶褐色進(jìn)一步變?yōu)楹谏?氧化形成的有機(jī)酸還會對金屬造成較強(qiáng)腐蝕。(3)導(dǎo)熱油長期劣化任何一種導(dǎo)熱油不管它的熱穩(wěn)定性多好,長期高溫運(yùn)行時(shí)少數(shù)熱傳動油鏈烴會斷裂生成較易揮發(fā)及閃點(diǎn)較低的短鏈烴,也可能由于工藝系統(tǒng)輕微泄漏,導(dǎo)熱油與空氣接觸而氧化,造成導(dǎo)熱油劣化變質(zhì),這是一個(gè)長期過程,因此導(dǎo)熱油在生產(chǎn)運(yùn)行中不可避免會出現(xiàn)長期劣化現(xiàn)象。(4)導(dǎo)熱油被污染在油氣田原油、天然氣處理過程中,導(dǎo)熱油作為間接加熱的熱媒在換熱器中與工藝介質(zhì)進(jìn)行換熱,若換熱器管程破損就會發(fā)生流體泄露,工藝介質(zhì)混入導(dǎo)熱油系統(tǒng),從而污染導(dǎo)熱油,導(dǎo)致導(dǎo)熱油使用壽命縮短,甚至使熱媒爐爐管局部過熱,影響熱媒爐安全運(yùn)行2。4導(dǎo)熱油的運(yùn)行和保護(hù)4.1導(dǎo)熱油的保護(hù)在油氣田原油、天然氣處理工藝中,工藝加熱溫度要求較高,輕烴回收裝置溫度要求高達(dá)300℃以上,由于高溫導(dǎo)熱油易與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng),造成導(dǎo)熱油劣化變質(zhì),因此在工藝運(yùn)行中應(yīng)盡量避免導(dǎo)熱油被氧化。主要注意以下兩方面:(1)導(dǎo)熱油系統(tǒng)氮封氮封是在高位膨脹罐采用惰性氣體(一般為氮?dú)?覆蓋,確保導(dǎo)熱油系統(tǒng)封閉、避免導(dǎo)熱油氧化變質(zhì)的一種工藝。有了惰性氣體的保護(hù),就可以避免導(dǎo)熱油與空氣接觸,延長導(dǎo)熱油的使用壽命。另外,氮封還起到導(dǎo)熱油系統(tǒng)定壓的作用,為了確保導(dǎo)熱油供熱系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)循環(huán)泵不氣蝕和停運(yùn)時(shí)系統(tǒng)不倒空,需靠氮封壓力為系統(tǒng)提供一定的靜壓。(2)定期排查泄漏點(diǎn)加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)控,定期排查泄漏點(diǎn),避免空氣從泄漏點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)熱油系統(tǒng),造成導(dǎo)熱油氧化變質(zhì),尤其應(yīng)注意循環(huán)泵進(jìn)口處等負(fù)壓點(diǎn)。4.2工藝操作參數(shù)在導(dǎo)熱油系統(tǒng)運(yùn)行中,應(yīng)嚴(yán)格控制各項(xiàng)工藝操作參數(shù)。關(guān)鍵操作參數(shù)有:熱媒爐最高運(yùn)行溫度,膨脹罐氮封控制壓力,熱媒爐進(jìn)出口壓差,熱媒爐進(jìn)出口溫度差。4.3定期清潔過濾器導(dǎo)熱油系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間,應(yīng)倒泵運(yùn)行,清洗循環(huán)泵進(jìn)口處過濾器濾網(wǎng)上的雜質(zhì)。4.4不使用導(dǎo)熱油應(yīng)注意使用充裝導(dǎo)熱油時(shí),嚴(yán)禁水、酸、堿及雜質(zhì)混入。同時(shí),盡量不要與其它品牌的導(dǎo)熱油混合使用,如果必須與其它品牌的導(dǎo)熱油混合使用時(shí)需進(jìn)行混兌試驗(yàn),確認(rèn)安全可靠后方能使用。4.5升溫控制溫度新導(dǎo)熱油投用前應(yīng)先緩慢升溫,對導(dǎo)熱油中的水和輕組分進(jìn)行脫除,升溫不宜過快,一般10~20℃/h,當(dāng)溫度升到95℃時(shí),水分開始蒸發(fā),膨脹罐排氣口有氣體排出,95~120℃時(shí)進(jìn)一步控制升溫速度0~5℃/h,以便排氣、脫水;待排氣壓力穩(wěn)定后可持續(xù)升溫,當(dāng)溫度升至180~200℃,停留數(shù)小時(shí),脫出導(dǎo)熱油中輕組分,直到膨脹罐內(nèi)無氣體排除方可升溫至工藝要求3。4.6導(dǎo)熱油增壓旁路控制閥(1)熱媒系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)要先啟動循環(huán)泵,再啟動熱媒爐逐步升溫,爐內(nèi)導(dǎo)熱油流速控制在2~2.5m/s4以上。系統(tǒng)停運(yùn)必須先停熱媒爐,待爐溫降至100℃以下方可停循環(huán)泵。(2)導(dǎo)熱油運(yùn)行溫度不允許超過最高運(yùn)行溫度,熱媒爐進(jìn)出口溫差不應(yīng)超過30℃。(3)穩(wěn)壓旁路控制閥確保處于投用狀態(tài)5。當(dāng)系統(tǒng)用熱量變化導(dǎo)致導(dǎo)熱油供油量變化時(shí),自立式穩(wěn)壓旁路控制閥將自動調(diào)節(jié)供油量,確保熱媒爐爐管內(nèi)導(dǎo)熱油流速大于2~2.5m/s4。(4)維護(hù)好導(dǎo)熱油循環(huán)泵和導(dǎo)熱油系統(tǒng)監(jiān)測儀表,定期對熱媒爐進(jìn)出口壓力、溫度等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、分析。4.7導(dǎo)熱油品質(zhì)指標(biāo)定期對導(dǎo)熱油的組成及各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測分析,重點(diǎn)監(jiān)測分析酸值、粘度、殘