导热油在长期使用过程中,由于高温裂解和氧化反应,会产生残炭。残炭是由于导热油中的烃类物质在高温下发生热解和氧化反应而形成的,通常以不溶性固体物质的形式存在。残炭的产生不仅会降低导热油的传热效率,还会影响其使用寿命和安全性。残炭是反映原料精制深度的重要指标,一般来说残炭较高的油品颜色深,稳定性差,因此,了解导热油的残炭形成原因和测定方法,对于正确使用和维护导热油系统具有重要意义。
残炭的形成与导热油的性质和使用条件密切相关。一般来说,导热油的残炭随着使用温度和时间的增加而增加。不同类型的导热油具有不同的残炭形成趋势,这与其化学组成、馏分范围和添加剂等因素有关。例如,芳烃类导热油的残炭形成速率较快,而烷基萘类导热油的残炭形成速率较慢。此外,导热油在使用过程中若发生氧化或裂解反应,也会促进残炭的形成。
为了监测导热油的残炭量,可以采用不同的测定方法。其中,国标测定方法为康氏残炭法,该方法是通过在实验室条件下,对导热油样品进行加热、蒸发和残炭收集,然后对收集到的残炭进行称重和计算,以确定导热油的残炭量。该方法的准确性较高,被广泛用于测定各种类型的导热油。
除了国标方法外,还可以采用其他一些简便的测定方法,如重量法、红外光谱法、热解-气相色谱法等。这些方法各有优缺点,适用范围也不同。例如,重量法虽然操作简单,但准确度较低;红外光谱法可以快速测定多种组分的残炭,但仪器成本较高;热解-气相色谱法可以分析导热油的热解产物组成和残炭量,但操作较为复杂。
在测定导热油的残炭时,需要注意以下几点:首先,要选择合适的测定方法,根据实际情况进行选择;其次,要保证测定条件的一致性,以便进行准确的比较和评估;最后,要注意样品的代表性,避免因取样不均而导致测定结果出现偏差。
为了减少导热油的残炭形成,可以采取以下措施:首先,选择具有较低残炭趋势的导热油品种;其次,控制导热油的使用温度和使用时间;第三,定期进行导热油系统的清洁和维护;第四,加强导热油在使用过程中的管理和监控。
国家标准GB24747-2023《有机热载体安全技术条件》明确给出了三个质量指标级别,分别是:允许使用质量指标、安全警告质量指标、停止使用质量指标。其中主要看这三个检测指标:残炭、粘度、闪点,其中的最重要的检测指标之一就是导热油的残碳,残碳值<1%是允许使用质量指标,1%-1.5%就是安全警告质量指标,当残碳值>1.5%,达到“停止使用质量指标”的导热油就必须停止使用了,并被视为报废,针对这种情况GB24747-2023规定了两种处理方式,一种是彻底排放清洗换成新油,一种是通过导热油在线再生将残炭超标的导热油指标恢复至符合GB24747-2023标准范围,可以继续使用。
总之,了解导热油的残炭形成原因和测定方法对于正确使用和维护导热油系统具有重要意义。在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的测定方法,并采取相应的措施减少残炭的形成,以保证导热油系统的正常运行和使用寿命。