高溫導(dǎo)熱油發(fā)展概述

李鵬+魏朝良+張東恒+孔令杰+孫成杰

摘要：文章對高溫導(dǎo)熱油的定義、分類、性能、用途和標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行了總結(jié)，并對高溫導(dǎo)熱油的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。礦物型導(dǎo)熱油由于其性價比的優(yōu)勢占據(jù)了國內(nèi)中低端導(dǎo)熱油市場，高端合成型導(dǎo)熱油盡管生產(chǎn)成本高，但是熱穩(wěn)定性能更優(yōu)異，使用壽命更長。隨著研發(fā)技術(shù)水平的進(jìn)步，合成型導(dǎo)熱油會逐步取代礦物型導(dǎo)熱油成為市場的主流產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：有機熱載體；性能；應(yīng)用

中圖分類號：TE626.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract：The definition， category， performance， application and standard of high temperature heat transfer fluids were summarized and the development prospect was forecasted. The mineral fluids with favorable price-performance ratio take main market share in China. Although the cost is higher， the synthetic fluids have higher thermal stability and longer lifetime compared to mineral fluids. With the rapid development of the technology， synthetic heat transfer fluids will be main products in the future.

Key words：heat transfer fluid； performance； application

0引言

有機熱載體（heat transfer fluids）是作為傳熱介質(zhì)使用的有機物質(zhì)的統(tǒng)稱，也稱為熱傳導(dǎo)液（heat transfer fluids）、導(dǎo)熱油（hot oils）、有機傳熱介質(zhì)（organic heat transfer carriers）、熱媒（heating media）等用于間接傳熱目的的所有有機介質(zhì)。根據(jù)化學(xué)組成可分為合成型有機熱載體和礦物油型有機熱載體；根據(jù)沸程可分類為氣相有機熱載體和液相有機熱載體[1]。

1有機熱載體的性能特點和使用特點

1.1有機熱載體的性能特點

有機熱載體傳熱效果好，傳熱效率高，適用溫度高且范圍寬；熱穩(wěn)定性好，抗氧化性好，揮發(fā)性小，使用壽命長；黏度、凝點低，沸點、閃點、自燃點高，低溫流動性好；安全環(huán)保，使用時不發(fā)生爆炸，正常操作下不會發(fā)生火災(zāi)，毒性小，無刺激性異味，不污染環(huán)境；導(dǎo)熱系數(shù)、比熱、蒸發(fā)潛熱高，且在較寬的溫度范圍內(nèi)保持液態(tài)；具有較低的殘?zhí)?、灰分、水分和酸值，對設(shè)備腐蝕性小；經(jīng)濟實用，價格較低，原料充足，使用方便。

1.2有機熱載體的使用特點

有機熱載體在幾乎常壓的條件下，可以獲得很高的操作溫度，可以降低高溫加熱系統(tǒng)的操作壓力和安全要求，提高了系統(tǒng)和設(shè)備的可靠性；可以在更寬的溫度范圍內(nèi)滿足不同溫度加熱、冷卻的工藝需求，或在同一個系統(tǒng)中用同一種有機熱載體同時實現(xiàn)高溫加熱和低溫冷卻的工藝要求；省略了水處理系統(tǒng)和設(shè)備，提高了系統(tǒng)熱效率，減少了設(shè)備和管線的維護工作量，減少加熱系統(tǒng)的初投資和操作費用。

2有機熱載體的分類

2.1礦物油型

礦物型導(dǎo)熱油大多數(shù)是較重的石油餾分，是鏈烷烴與環(huán)烷烴的混合物，其主要優(yōu)點是具有較高的安全性、產(chǎn)物毒性小、可獲得的原料廣以及成本低廉等，但其最大的缺點是工作溫度較低，一般低于300 ℃。這是由于礦物型導(dǎo)熱油在高溫下具有較差的熱穩(wěn)定性和氧化安定性，一般情況下需要通過添加抗氧化劑來減少導(dǎo)熱油的氧化裂解。

2.2高溫合成型

對高溫合成型導(dǎo)熱油的制取，是對基礎(chǔ)化工原料進(jìn)行合成、分離以及提純處理，優(yōu)點是初餾點高且餾程窄，反應(yīng)中高溫裂化少以及高溫?zé)岱€(wěn)定性好等。發(fā)達(dá)國家對此類產(chǎn)品的應(yīng)用比較廣泛，而在我國，越來越多的人意識到了高溫合成型導(dǎo)熱油的優(yōu)點，工業(yè)的日臻成熟使高溫合成型導(dǎo)熱油的應(yīng)用前景更加廣闊。

2.3礦物型和合成型對比

礦物型導(dǎo)熱油在本質(zhì)上是鏈烷烴與環(huán)烷烴的混合物，結(jié)構(gòu)上具有與烷烴相似的長、直鏈化學(xué)結(jié)構(gòu)，熱穩(wěn)定性差，易氧化分解容易導(dǎo)致結(jié)焦結(jié)炭，這些情況的出現(xiàn)大大局限了礦物型導(dǎo)熱油的使用范圍。但礦物型導(dǎo)熱油的制造成本低，工藝簡單，對膨脹槽無須加壓，低溫黏度小，能耗小，傳熱效率高，一般用在對熱穩(wěn)定性以及工藝溫度精確度沒有很高要求的加熱系統(tǒng)中。礦物型和合成型有機熱載體對比見表1。

高溫合成型導(dǎo)熱油是經(jīng)歷過復(fù)雜的加工工藝后由化學(xué)單體直接進(jìn)行合成出來的，是專門用于傳熱的有機化合物，組分單一，由于芳香烴的分子結(jié)構(gòu)和原子間鍵的強度具有高熱穩(wěn)定性，所以現(xiàn)存的合成油種類一般是合成芳香烴。合成型導(dǎo)熱油的優(yōu)點是密度值適當(dāng)、黏度較低、能耗小、流動性能好，傳熱性能好，導(dǎo)熱率高，熱穩(wěn)定性好，壽命周期長等特點

3有機熱載體的應(yīng)用

高溫導(dǎo)熱油主要應(yīng)用在石油化工、化工輕工、油脂、皮革行業(yè)、塑料橡膠、紡織印染、化纖纖維、涂裝油漆、汽車飛機、木材加工、林產(chǎn)工業(yè)、造紙印刷、建筑建材、公路交通、制藥工業(yè)、原子能工業(yè)、金屬加工、食品工業(yè)、糧油食品、造紙印刷等行業(yè)中[2]。

4高溫合成型有機熱載體的發(fā)展

4.1聯(lián)苯-聯(lián)苯醚

20世紀(jì)30年代初，美國Dow化學(xué)公司研制出Dowtherm導(dǎo)熱油，它是一種聯(lián)苯-聯(lián)苯醚的混合物，是26.5%聯(lián)苯和73.5%二苯醚共溶共沸混合物，其特點是熱穩(wěn)定性好，使用溫度達(dá)到400 ℃，目前仍然作為高溫導(dǎo)熱油使用，缺點是熔點高，低溫黏度大，滲透性強，毒性大，氣味難聞，生產(chǎn)成本高等[3]。其結(jié)構(gòu)式。