導(dǎo)熱油中的結(jié)焦與積炭

來源：發(fā)布時間：2022-12-28

膠質(zhì)分子由稠環(huán)(包括雜環(huán))芳烴縮合生成,相對分子質(zhì)量為600~1000,它的分子碳骨架由縮合環(huán)系組成,可能含有5~6個環(huán),其中2~4個是芳烴環(huán)。

導(dǎo)熱油在高溫運(yùn)行中遇空氣易發(fā)生復(fù)雜的裂解和縮合(或聚合)反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)生的黏性物質(zhì)從油中析出,粘在管壁上,受熱后形成焦炭。導(dǎo)熱油油焦有膠質(zhì)狀和焦炭狀兩種。膠質(zhì)狀又分膠質(zhì)和瀝青質(zhì);焦炭狀又分海綿狀焦、蜂窩狀焦和針狀焦。這些焦的碳?xì)浔炔灰粯?化學(xué)組成和化學(xué)結(jié)構(gòu)也不相同,軟硬度相差很大,因此化學(xué)清洗方法也有很大差異。總之,烴類在高溫條件下,化學(xué)反應(yīng)基本上為裂解與縮合(包括聚合)反應(yīng),這是一種復(fù)雜的平行順序反應(yīng)。因此隨著時間延長,由于縮合反應(yīng)生成分子愈來愈大的稠環(huán)芳香烴,高度縮合的結(jié)果就產(chǎn)生膠質(zhì)、瀝青質(zhì), 生成碳?xì)浔群芨叩墓虘B(tài)焦炭,即以下三種形態(tài)的焦炭:海綿狀無定形焦、蜂窩狀同性焦、針狀異性焦。

瀝青質(zhì)是導(dǎo)熱油中相對分子質(zhì)量很大的物質(zhì),由膠質(zhì)進(jìn)一步加熱縮合而成。瀝青質(zhì)分子結(jié)構(gòu)是各種烷基取代基的縮合及芳香烴和環(huán)烷烴組成的烴類混合物體系,相對分子質(zhì)量為700~40000,其主要成分為黑色液體、半固體或固體物質(zhì)。它不溶于水,不溶于低沸點烷烴,即能被低沸點的烷烴沉淀,在導(dǎo)熱油中滲出,由于膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的混合物是膠黏物質(zhì),會增加導(dǎo)熱油的黏度,又在管道中流動,這些膠黏物粘在管壁上,影響了導(dǎo)熱油在管壁上的流動性,再受到高溫的作用,發(fā)生脫氫反應(yīng),變成焦炭留在管壁上,從而降低了傳熱效果。出現(xiàn)上述問題的根本原因是在高溫運(yùn)行中導(dǎo)熱油的質(zhì)量發(fā)生了變化,產(chǎn)生了一些膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和樹脂等膠黏物。當(dāng)膠黏物達(dá)到一定比例后,導(dǎo)熱油就會失去流動性,造成管道堵塞現(xiàn)象。這些膠黏物含油多時,具有可塑性,廣義上是蠟的范疇;當(dāng)膠黏物含油少時,又失去可塑性而成為固體焦炭。由此可見,膠黏物是導(dǎo)熱油在高溫中發(fā)生化學(xué)變化的產(chǎn)物,它直接影響使用效果。