一種抗結(jié)焦加氫導(dǎo)熱油及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種有機(jī)熱載體，特別涉及一種具有抗結(jié)焦特性的加氫導(dǎo)熱油，本發(fā) 明同時(shí)還提供了一種上述抗結(jié)焦加氫導(dǎo)熱油的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 有機(jī)熱載體主要是指用于熱量傳導(dǎo)的有機(jī)介質(zhì)，其中以導(dǎo)熱油應(yīng)用最為廣泛，涵 蓋石油化工、紡織印染、木材加工、食品制藥、造紙等各個(gè)行業(yè)。導(dǎo)熱油又稱傳熱油，正規(guī)名 稱為熱載體油（GB/T4016-83)，導(dǎo)熱油是一種熱量的傳遞介質(zhì)，由于其具有加熱均勻，調(diào)溫、 控溫準(zhǔn)確，能在低壓下產(chǎn)生高溫，傳熱效果好，節(jié)能，輸送和操作方便等特點(diǎn)。
[0003] 導(dǎo)熱油具有抗熱裂化和化學(xué)氧化的性能，傳熱效率好，散熱快，熱穩(wěn)定性很好。導(dǎo) 熱油作為工業(yè)傳熱介質(zhì)具有以下特點(diǎn)：在幾乎常壓的條件下，可以獲得很高的操作溫度?？?以大大降低高溫加熱系統(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(gè)系統(tǒng)中用同一種導(dǎo)熱油 同時(shí)實(shí)現(xiàn)高溫加熱和低溫冷卻的工藝要求?？梢越档拖到y(tǒng)和操作的復(fù)雜性；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(hù)工作量。在不發(fā)生泄漏的條件 下，由于導(dǎo)熱油系統(tǒng)在低壓條件下工作，其操作安全性要高于水和蒸汽系統(tǒng)。
[0004] 根據(jù)導(dǎo)熱油的成分及制造工業(yè)過程，導(dǎo)熱油可以分為合成型導(dǎo)熱油、礦物型導(dǎo)熱 油和半合成導(dǎo)熱油。合成導(dǎo)熱油是人工化學(xué)合成的成分單一純度較高的導(dǎo)熱油。礦物導(dǎo)熱 油主要是石油精制過程某一餾程產(chǎn)物，其主要成分隨基礎(chǔ)油的成分不同，一般為長鏈烷烴 和環(huán)烷烴的混合物。半合成導(dǎo)熱油則是介于以上兩者之間的新型導(dǎo)熱油品種。
[0005] 合成導(dǎo)熱油主要可以分為以下幾種類型：（1)烷基苯型導(dǎo)熱油是苯環(huán)附有鏈烷烴 支鏈類型的化合物，屬于短支鏈烷烴基（包括甲基、乙基、異丙基）與苯環(huán)結(jié)合的產(chǎn)物。（2) 烷基萘型導(dǎo)熱油是苯環(huán)上連接烷烴支鏈的化合物，其附加側(cè)鏈的種類及數(shù)量決定化合物的 性質(zhì)，適用于240~280°C范圍的氣相加熱系統(tǒng)。（3)烷基聯(lián)苯型導(dǎo)熱油是聯(lián)苯基環(huán)上連 接烷基支鏈一類的化合物，由短鏈的烷基（乙基、異丙基）與聯(lián)苯環(huán)相結(jié)合構(gòu)成，烷基的種 類和數(shù)量決定其性質(zhì)。沸點(diǎn)>330°C，熱穩(wěn)定性亦好，是在300~340°C范圍內(nèi)使用的理想產(chǎn) 品。（4)聯(lián)苯和聯(lián)苯醚低熔混合物型導(dǎo)熱油是聯(lián)苯和聯(lián)苯醚低熔混合物，由于苯環(huán)上沒有與 烷烴基側(cè)鏈連接，故耐熱性最佳。由于二苯醚中結(jié)合醚物質(zhì)，長時(shí)間高溫使用會(huì)產(chǎn)生酚類物 質(zhì)，具有低腐蝕性，與水分對(duì)碳鋼等有一定的腐蝕作用。
[0006] 雖然加氫導(dǎo)熱油對(duì)于基礎(chǔ)油作了特別的優(yōu)化調(diào)整，使得分子中不飽和鍵大大減 少，導(dǎo)熱油對(duì)于空氣中氧氣分子的耐受性能提高。但現(xiàn)有的鍋爐系統(tǒng)多為開放系統(tǒng)，導(dǎo)熱油 循環(huán)過程中和空氣接觸較多，在鍋爐運(yùn)行過程中難免會(huì)使導(dǎo)熱油同時(shí)受到高溫和氧化破壞 作用。普通的加氫導(dǎo)熱油在使用過程中，品質(zhì)容易快速劣化，形成結(jié)焦附著在管道上，常常 使用較短的年限就達(dá)到報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中加氫導(dǎo)熱油抗氧化、熱穩(wěn)定性較差的問題，提 供一種抗結(jié)焦加氫導(dǎo)熱油。該導(dǎo)熱油對(duì)于氧化的劣化的抵抗性能更佳，不容易產(chǎn)生不良的 結(jié)焦物，穩(wěn)定性好，使用壽命長。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：
[0009] -種抗結(jié)焦加氫導(dǎo)熱油，主要由以下成分組成：加氫基礎(chǔ)油，胺類抗氧劑、酚類抗 氧劑、清凈劑、分散劑。其中加氫基礎(chǔ)油的含量不少于95% (重量）。
[0010] 所述加氫基礎(chǔ)油：酸值< 〇. 〇lmgKOH/g，殘?zhí)?lt; 0. 01 %，閃點(diǎn)> 200 °C，傾點(diǎn) < -20°C，運(yùn)動(dòng)黏度（40°C ) :15-38mm2/s，初餾點(diǎn)> 325°C，自燃點(diǎn)> 340°C。優(yōu)選，所述加氫 基礎(chǔ)油為高溫高壓加氫精制基礎(chǔ)油。
[0011] 加氫精制的基礎(chǔ)油由于加氫精制過程中充分的還原了分子的不飽和鍵，使得其基 礎(chǔ)油的品質(zhì)完全不同于溶劑精制法得到的基礎(chǔ)油，飽和度越高對(duì)添加劑的相容性越差，越 容易在使用中析出沉淀物，從而演變成系統(tǒng)結(jié)焦。本發(fā)明的添加劑加入加氫精制的基礎(chǔ)油 中，能生產(chǎn)出高品質(zhì)抗結(jié)焦加氫導(dǎo)熱油，該抗結(jié)焦加氫導(dǎo)熱油和市售普通加氫導(dǎo)熱油相比， 使用壽命時(shí)間更長，抗結(jié)焦性更好。
[0012] 進(jìn)一步，所述加氫基礎(chǔ)油優(yōu)選為正構(gòu)燒徑加氫基礎(chǔ)油。優(yōu)選的，所述分散劑優(yōu)選為 無灰分散劑。
[0013] 進(jìn)一步，所述加氫基礎(chǔ)油的銅片腐蝕小于1級(jí)
[0014] 進(jìn)一步，優(yōu)選所述加氫基礎(chǔ)油的餾程為325-450°C。
[0015] 進(jìn)一步，所述加氫基礎(chǔ)油：硫含量彡0· 15%，氯含量彡20mg/Kg。
[0016] 胺類抗氧劑和酚類抗氧劑具有協(xié)同增效作用，具有1+1 > 2的抗氧化效果，可以大 幅度的增強(qiáng)抗氧化性能。
[0017] 進(jìn)一步，所述抗結(jié)焦加氫導(dǎo)熱油成分重量百分比例滿足：胺類抗氧劑 0. 05% -1. 5%，酚類抗氧劑 0. 05% -1. 5%、清凈劑 0. 05% -1. 6%、分散劑 0. 05% -1. 8%余 量為加氫基礎(chǔ)油。
[0018] 進(jìn)一步，所述胺類抗氧劑是烷基二苯胺（T534,括號(hào)內(nèi)為商品標(biāo)號(hào)，下同）、辛基/ 戊基二苯胺（L57)、對(duì)對(duì)二異辛基二苯胺（T516粉末）和N-苯基-α-萘胺（T531)中的一 種或幾種。
[0019] 進(jìn)一步，所述酚類抗氧劑是2,6_二叔丁基對(duì)甲酚（Τ501)、2,2-亞甲基雙（4-甲 基-6-叔丁基苯酚）（2246)和β - (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸異辛醇酯（1135)中 的一種或幾種。
[0020] 進(jìn)一步，所述清凈劑是合成磺酸鈣、合成磺酸鎂和硫化烷基酚鈣中的一種或幾種。 更具體的來說，所述清凈劑是高堿值合成磺酸媽（Τ106堿值大于295mgK0H/g)、高堿值合成 磺酸鎂（T107堿值大于390mgK0H/g)和硫化烷基酚鈣（T122堿值大于300mgK0H/g)中的一 種或幾種。
[0021] 進(jìn)一步，所述分散劑是雙烯基丁二酰亞胺（T152)，雙掛聚異丁烯丁二酰亞胺 (T154)、多掛聚異丁烯丁二酰亞胺（T155)或高分子量丁二酰亞胺（T161)中的一種或幾種。 優(yōu)選的，所述分散劑是無灰分散劑。
[0022] 加氫基礎(chǔ)油經(jīng)過加氫還原，其中不飽和鍵含量明顯降低，對(duì)添加劑的相容性相應(yīng) 變差。特別是使用過程中容易形成沉淀物，最終變成積碳。在本發(fā)明專利配方中適當(dāng)增加了 分散劑用量。大幅度的提高了再用導(dǎo)熱油的清潔度，從而減少了導(dǎo)熱油的積碳，延長了導(dǎo)熱 油的使用壽命。兩種或兩種以上抗氧劑的配合使用，可顯著提高抗氧化效果，加入的高堿值 合成磺酸鈣可以中和氧化所形成的含氧酸，并與分散劑一起，保持在高溫下油品的清潔度， 同時(shí)為了減少的高溫下金屬離子對(duì)油品的氧化催化作用。
[0023] 另外，本發(fā)明還提供了一種制備上述抗結(jié)焦加氫導(dǎo)熱油的方法，其包括以下步 驟：
[0024] (1)選用加氫基礎(chǔ)油，加熱到110-140°C，最好是120°C左右，保持1-4小時(shí)，優(yōu)選 保溫2-3小時(shí)，脫除基礎(chǔ)油中的水分、輕質(zhì)組分。最好是脫除基礎(chǔ)油中水分到水含量低于 500mg/Kg〇
[0025] (2)降溫80-120°C，加入固體的添加劑。所述固體添加劑包括：對(duì)對(duì)二異辛基二苯 胺、2, 6-二叔丁基對(duì)甲酚、2, 2' -亞甲基雙（4-甲基-6-叔丁基苯酚）。攪拌，溶解。
[0026] (3)降溫至60-80°C，加入其余液體添加劑組分，攪拌，混合均勻得到成品抗結(jié)焦 加氫導(dǎo)熱油。攪拌20-120分鐘，優(yōu)選攪拌30-60分鐘，最好是45分鐘。
[0027] 進(jìn)一步，最好是將步驟3得到的混合均勻的抗結(jié)焦加氫導(dǎo)熱油過濾分裝得到成品 抗結(jié)焦加氫導(dǎo)熱油。
[0028] 進(jìn)一步，上述步驟中攪拌速度為60-80轉(zhuǎn)/分鐘。
[0029] 本發(fā)明的最大特點(diǎn)是：導(dǎo)熱油的熱穩(wěn)定性好、熱氧化安定性好，不易結(jié)焦，不易堵 管道，無毒無臭，操作安全，能長時(shí)間保持導(dǎo)熱效率，最經(jīng)濟(jì)的使用壽命五年以上。
[0030] 雖然市場上銷售的加氫導(dǎo)熱油成百上千家，但很多公司不具備配方的研發(fā)能力或 研發(fā)能力較為薄弱，特別是不具備導(dǎo)熱油使用性能方面的檢測(cè)手段。對(duì)于熱穩(wěn)定性和熱氧 化安定性的檢測(cè)必須送國家權(quán)威部門檢測(cè)，費(fèi)用高、時(shí)間長，產(chǎn)品更新?lián)Q代過程中的科學(xué)檢 驗(yàn)不足，導(dǎo)致導(dǎo)熱油質(zhì)量參差不齊。部分導(dǎo)熱油使用壽命甚至不足一年，就強(qiáng)制報(bào)廢了。本 發(fā)明的加氫導(dǎo)熱油結(jié)合鍋爐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、使用環(huán)境進(jìn)行全面優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得本發(fā)明的 加氫導(dǎo)熱油的使用時(shí)間大大延長，使用期間的傳熱效率不會(huì)降低，其他理化指標(biāo)都相應(yīng)穩(wěn) 定，對(duì)于企業(yè)鍋爐系統(tǒng)的低成本運(yùn)行提供了可靠的保障。
[0031] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：
[0032] 1.本發(fā)明精制加氫基礎(chǔ)油結(jié)合鍋爐使用環(huán)境優(yōu)選精制配方添加劑，熱穩(wěn)定性好， 而且導(dǎo)熱油的黏度適中，導(dǎo)熱傳質(zhì)效率高，能夠有效降低鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行成本。
[0033] 2.本發(fā)明的抗結(jié)焦加氫導(dǎo)熱油能夠在高溫環(huán)境下長時(shí)間保持穩(wěn)定可靠，不易發(fā)生 變質(zhì)結(jié)焦，流動(dòng)性良好，使用壽命比普通加氫導(dǎo)熱油延長50%以上。
[0034] 3.本發(fā)明的抗結(jié)焦加氫導(dǎo)熱油，在鍋爐管道中長時(shí)間使用后不易產(chǎn)生結(jié)焦物、附 著物，對(duì)于鍋爐管道中導(dǎo)熱油的流動(dòng)性良好，鍋爐管不易老化，不易穿孔泄漏，提高了鍋爐 的安全操作性，延長了鍋爐的使用壽命。
[0035] 4.本發(fā)明的抗結(jié)焦加氫導(dǎo)熱油具有一定的環(huán)保意義，使用壽命增長，減少了換油 和清洗鍋爐的次數(shù)，從而減少污染物的排放。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面結(jié)合試驗(yàn)例及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解 為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本
【發(fā)明內(nèi)容】
所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本 發(fā)明的范圍。本發(fā)明中未特別說明的百分比均為重量百分比。
[0037] 以下實(shí)施例中部分添加劑采用縮寫解釋如下：
[0038] T534-烷基二苯胺；L57-辛基/戊基二苯胺；T531-N-苯基-α -萘胺
[0039] Τ516-對(duì)對(duì)二異辛基二苯胺；Τ501-2, 6-二叔丁基對(duì)甲酚；
[0040] 2246- 2, 2-亞甲基雙（4-甲基-6-叔丁基苯酚）；Τ106-高堿值合成磺酸鈣；
[0041] 1135- β -(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸異辛醇酯；
[0042] Τ107-高堿值合成磺酸鎂；Τ122-硫化烷基酚鈣；
[0043] Τ152-雙烯基丁二酰亞胺，Τ154-雙掛聚異丁烯丁二酰亞胺，
[0044] Τ155-多掛聚異丁烯丁二酰亞胺；Τ161-高分子量丁二酰亞胺。
[0045] 實(shí)施例1-1
[0046] 抗結(jié)焦加氫導(dǎo)熱油共計(jì)lOOOKg，由精制加氫基礎(chǔ)油987Kg、T5343Kg、22462Kg、 T1063Kg、T1615Kg制成。所述加氫基礎(chǔ)油：酸值< O.OlmgKOH/g，殘?zhí)?lt; 0.01%，閃點(diǎn)> 200°C，傾點(diǎn)< -20°C，運(yùn)動(dòng)黏度（40°C ) :15-38mm2/s，初餾點(diǎn)> 330°C，自燃點(diǎn)> 340°C。
[0047] 對(duì)比例2-1 (缺少分散劑類）
[0048] 加氫導(dǎo)熱油共計(jì)100Kg，由精制加氫基礎(chǔ)油99. 2Kg、T5340. 3Kg、22460. 2Kg、 T1060. 3Kg制成。所述加氫基礎(chǔ)油：酸值<