CN100425669C

CN100425669C - 一种工业用合成导热油及其制备方法

Info

Publication number: CN100425669C
Application number: CNB2003101144416A
Authority: CN
Inventors: 耿佃华
Original assignee: Shandong Hengli Oil Group Co Ltd
Current assignee: Shandong Hengli heat carrier Engineering Co. Ltd.
Priority date: 2003-12-08
Filing date: 2003-12-08
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2023-12-08
Also published as: CN1546597A

Abstract

一种工业用合成导热油及其制备方法，属热传导介质领域。其主要成分为经二次分切加工获得的合成芳烃，主要成分重量含量≥99%；此外，还含有重量含量≤1%的添加剂，添加剂是：清净剂2～5‰，分散剂0.1～0.6‰，抗氧抗腐剂2～5‰，抗氧防胶剂0.08～0.2‰，防锈剂0.2～0.6‰，金属钝化剂0.0005～0.001‰。其制备方法，合成芳烃入减压釜，搅拌升至100℃；抽真空至-0.08MPa，再升至160～200℃，维持0.2～1h，使轻组分汽化；取相当于在常压下初馏点≥316℃的组分，获得纯度大于99%的合成芳烃；再依次添加入上述添加剂，搅匀，复配得导热油成品。

Description

一种工业用合成导热油及其制备方法

技术领域

本发明属于热传导介质，尤其涉及一种工业用合成导热油及其制备方法。

背景技术

导热油学名热载体油(Heat transfer oil)。是一种热量传递介质，因其具有能在低蒸汽压下产生高温，加热均匀，调温控温准确，传热效果好，节能并输送、操作方便等优点，而被日益广泛的应用于各工业和民用领域。

对导热油的基本要求是：总体热稳定性好，优良的导热性质，凝固点、粘度、蒸汽压、嗅味、腐蚀性、毒性和吸水性均低，原料易得，价廉，制备工艺和回收处理简便。

早期使用的矿物油型导热油，因其自身组成结构的局限性，日趋没落；各种合成型导热油正在逐步取而代之。

我国热载体加热技术起步较晚，目前生产的主要品种仍属矿物油型导热油。

发明内容

本发明的目的是提供一种工业用合成导热油及其制备方法，采用该方法制备出的导热油，其初馏点和闪点温度高，抗氧化性能强，不易结焦，不易堵塞管道，热稳定性好，使用寿命长，全部采用国产原料，其质量和热稳定性可与国外产品媲美。

本发明的技术方案是：研制一种工业用合成导热油，其特征是其主要成分为经二次分切加工获得的合成芳烃，主要成分重量含量≥99％；此外，还含有重量含量≤1％的添加剂；

所述的添加剂是

清净剂 2～5‰

分散剂 0.1～0.6‰

抗氧抗腐剂 2～5‰

抗氧防胶剂 0.08～0.2‰

防锈剂 0.2～0.6‰

金属钝化剂 0.0005～0.001‰。

其中，所述的合成芳烃是联苯-联苯醚、氢化三联苯、苄基甲苯或对称烷基苯；

所述的清净剂是高碱值石油磺酸钙(商品型号103)、低碱值合成磺酸钙(商品型号104)、中碱值合成磺酸钙(商品型号105)和高碱值合成磺酸钙(商品型号106)；

所述的分散剂是双烯基丁二酰亚胺(商品型号152)、多烯基丁二酰亚胺(商品型号153)、高氮丁二酰亚胺(商品型号154)或低氮丁二酰亚胺(商品型号155)；

所述的抗氧抗腐剂是硫磷丁辛基锌盐(商品型号202)、硫磷双辛基锌盐(商品型号203)或硫磷丁辛基锌盐(商品号204)；

所述的抗氧防胶剂是2、6-二叔丁基对甲酚(商品型号501)、2、6-二叔丁基混合酚(商品型号502)或4、4-亚甲基双酚(商品型号511)；

所述的防锈剂是烃基丁二酸(商品型号746)；

所述的金属钝化剂是N，N′-二亚水杨基-1，2-丙二胺(商品型号1201)。

本发明还提供了一种上述工业用合成导热油的制备方法，其特征是将所述的合成芳烃注入减压釜，搅拌升温至100℃；对减压釜抽真空至-0.08MPa，在此负压条件下继续升温至160～200℃，维持0.2～1小时，使易挥发的轻组分汽化；取其相当于在常压状态下初馏点≥316℃的组分，获得纯度大于99％的合成芳烃，制得导热油半成品；汽化的轻组分经冷凝器冷凝成液体被切除分离；对导热油半成品依次添加入上述添加剂，搅拌均匀，复配后得导热油成品；检验合格后包装、入库。

其中所获得的导热油产品的环烷含碳重量含量≥73～76％；芳烃碳重量含量为23～26％；

其主要质量指标达到：初馏点≥316℃；闪点(开口)≥180℃；运动粘度(50℃)12～18mm²/s；残碳(无剂)≤0.02％m/m；倾点≤-30℃；密度(20℃)0.85～0.89g/cm³；酸值(无剂)≤0.05mgKOH/g。

本发明申请技术的商品型号为HD315型，经测试其性能与国外高温合成型产品相当；而原料则立足国内，采用的是国产合成芳烃原料。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步阐述。

实施例1

将联苯-联苯醚注入减压釜，搅拌升温至100℃；对减压釜抽真空至-0.08MPa，在此负压条件下继续升温至160℃，维持1小时，使易挥发的轻组分汽化；取其相当于在常压状态下初馏点≥316℃的组分，获得纯度大于99％的合成芳烃，制得导热油半成品；汽化的轻组分经冷凝器冷凝成液体被切除分离；对导热油半成品依次添加入添加剂，搅拌均匀，复配后得导热油成品；检验合格后包装、入库。

添加剂的重量(‰)是：清净剂2；分散剂0.6；抗氧抗腐剂5；抗氧防胶剂0.2；防锈剂0.6；金属钝化剂0.001。

清净剂是高碱值石油磺酸钙(商品型号103，系市售商品型号，下同。)或低碱值合成磺酸钙(商品型号104)；

分散剂是双烯基丁二酰亚胺(商品型号152)或多烯基丁二酰亚胺(商品型号153)；

抗氧抗腐剂是硫磷丁辛基锌盐(商品型号202)或硫磷双辛基锌盐(商品型号203)；

抗氧防胶剂是2、6-二叔丁基对甲酚(商品型号501)或2、6-二叔丁基混合酚(商品型号502)；

防锈剂是烃基丁二酸(商品型号746)；

金属钝化剂是N，N′-二亚水杨基-1，2-丙二胺(商品型号1201)。

二次分切装置采用本申请人自行研制的中国专利技术(授权公告日为2001年8月8日，授权公告号CN2441805Y，名称为《一种加工二次分切导热油装置》)。

导热油成品中的环烷碳重量含量73.52％；芳烃碳重量含量25.48％。

主要质量指标达到：初馏点325℃；开口闪点185℃；运动粘度(50℃)13mm²/s；残碳(无剂)0.01％m/m；倾点-33℃；密度(20℃)0.89g/cm³。

其制成品-高温合成型导热油，经采用下述方法检测：

馏程采用GB/T255；闪点采用GB/T267；水分采用GB/T260；密度采用GB/T1884、1885；残碳采用SH/T0170；运动粘度采用GB/T265；外观采用目测对比。

经山东省产品质量监督检验所检测(检测报告编号为T05030538)，采用本发明制成的导热油产品的检测结果如下：

运动粘度 13.34(50℃，mm²/s)

酸值(无剂) 0.01mgKOH/g

闪点(开口) 183℃

残碳(无剂) 0.01％(m/m)

水分痕迹(mg/kg)

馏程 355℃(5％)

倾点 -34℃

密度 0.872(20℃，g/cm³)

外观淡黄色

铜片腐蚀 1级(100℃3h)

水溶性酸或碱无

中国石油化工科学研究院对法国Total公司的Seriola K3120(以下简称K3120)导热油、采用本发明组分和方法制成的HD315导热油和现有产品WD300矿物型导热油进行了理化分析，其分析结果如下：

分析项目分析结果

样品名称 K3120 HD315 WD300

密度(20℃)，g/cm³ 0.8698 0.8747 0.8704

粘度(40℃)，mm²/s 19.57 23.66 36.65

粘度(100℃)，mm²/s 3.70 4.08 5.83

馏程，℃

初馏点 331 316 312

95％ 434 443 482

闪点(开口)，℃ 196 196 217

倾点，℃ -63 -57 -9

残碳，m％＜0.02 ＜0.02 0.02

灰份，m％ 0.002 0.004 0.015

硫含量，ppm ＜10 20 700

氮含量，ppm ＜1 ＜1 40

碳含量，m％ 87.42 87.20 86.31

氢含量，m％ 12.58 12.56 13.55

分子量 328 340 401

折光率(70℃) 1.4714 1.4737 1.4628

通过对上述表观性数据的分析表明，K3120的馏分范围相对窄，分子量分布范围窄，“纯度”相对较高，因此在热稳定性上会更好，HD315的表观性质与K3120接近，因此性能较接近，可以代替K3120；而WD300与K3120相比，其表观性质差别较大，故其热稳定性表现有较大差别。

本发明通过二次切分装置对国产合成芳烃原料进行切分加工，切除其中的轻组分，使其馏分变窄，闪点、热稳定性均得到提高，使用寿命可达40000～50000小时。此外，本发明的添加剂采用清净剂、分散剂、高温抗氧抗腐剂、抗氧防胶剂等多种添加剂复配而成，可有效延缓导热油运行过程中的氧化变稠，使高温条件下产生的氧化物和聚合物有效溶解，不形成沉渣或粘稠物质，保证炉管壁的清洁并提供优良的传热效果。

本发明之制品无毒、无味、无环境污染，热稳定性好，热容量大，抗氧化性能强，使用寿命长，使用时无需充气保护，安全可靠。其粘度适中，不易结焦，热传导好，热效率高，节能显著。此外，其初馏点高，使用温度范围内温度易控制，运作正常，对导热油生产企业进一步提高经济效益具有着重要意义。

本导热油可广泛应用在轻工纺织、印染、涂料、化工、化纤、石油、木材、筑路、塑料、民用等行业中各种油锅炉、油浴炉、烘房、热定型机及蒸馏、分馏，反应釜等加热工艺中需要提供液相导热源的开式和闭式传热系统、热交换或热加工等场所中。

实施例2

将氢化三联苯注入减压釜，搅拌升温至100℃；对减压釜抽真空至-0.08MPa，在此负压条件下继续升温至200℃，维持0.2小时，使易挥发的轻组分汽化；取其相当于在常压状态下初馏点≥335℃的组分，获得纯度大于99％的合成芳烃。

其中，环烷碳重量含量74.63％；芳烃碳重量含量24.37％。

添加剂的重量(‰)是：清净剂5；分散剂0.1；抗氧抗腐剂2；抗氧防胶剂0.08；防锈剂0.2；金属钝化剂0.0005。

清净剂是低碱值合成磺酸钙(商品型号104)或中碱值合成磺酸钙(商品型号105)或高碱值合成磺酸钙(商品型号106)；分散剂是高氮丁二酰亚胺(商品型号154)或双烯基丁二酰亚胺(商品型号152)；抗氧抗腐剂是硫磷双辛基锌盐(商品型号203)或硫磷丁辛基锌盐(商品号204)；抗氧防胶剂是2、6-二叔丁基混合酚(商品型号502)或4、4-亚甲基双酚(商品型号511)；防锈剂是烃基丁二酸(商品型号746)；金属钝化剂是N，N′-二亚水杨基-1，2-丙二胺(商品型号1201)。

本产品的检测结果为：

运动粘度 13(50℃，mm²/s)

酸值(无剂) 0.01mgKOH/g

闪点(开口) 190℃

残碳(无剂) 0.01％(m/m)

水分痕迹(mg/kg)

馏程 335℃(5％)

倾点 -33℃

密度 0.87(20℃，g/cm³)

外观淡黄色

铜片腐蚀 1级(100℃3h)

水溶性酸或碱无

其余同例1。

实施例3

主原料采用苄基甲苯，搅拌升温至100℃；在-0.08Mpa的负压条件下继续升温至180℃，维持0.6小时；主要成分馏程≥350℃；其中，环烷碳重量含量73.85％；芳烃碳重量含量25.15％。

添加剂的重量(‰)是：清净剂4.5；分散剂0.15；抗氧抗腐剂3.4；抗氧防胶剂0.08；防锈剂0.2；金属钝化剂0.0008。

清净剂为硫化聚异丁烯钡盐(商品型号108)；分散剂为低氮丁二酰亚胺(商品型号155)；抗氧抗腐剂为硫磷丁辛基锌盐(商品号204)；抗氧防胶剂为4、4-亚甲基双酚(商品型号511)；其余同例1。

实施例4

主原料采用苄基甲苯，搅拌升温至100℃；在-0.08Mpa的负压条件下继续升温至190℃，维持0.4小时；主要成分馏程≥340℃；环烷碳重量含量73.00％；芳烃碳重量含量26.00％。

添加剂的重量(‰)是：清净剂4.50；分散剂0.15；抗氧抗腐剂3.40；抗氧防胶剂0.08；防锈剂0.20；金属钝化剂0.0006。

清净剂为中碱值合成磺酸钙(商品型号105)；分散剂为高氮丁二酰亚胺(商品型号154)；抗氧抗腐剂是硫磷丁辛基锌盐(商品号204)；抗氧防胶剂是2、6-二叔丁基混合酚(商品型号502)；其余同例2。

实施例5

主原料采用对称烷基苯，搅拌升温至100℃；在-0.08Mpa的负压条件下继续升温至170℃，维持0.8小时；主要成分馏程≥320℃；；其中，环烷碳重量含量73.51％；芳烃碳重量含量25.49％。

添加剂的重量(‰)是：清净剂3.41；分散剂0.28；抗氧抗腐剂4.9；抗氧防胶剂0.09；防锈剂0.60；金属钝化剂0.0007。

清净剂为低碱值合成磺酸钙(商品型号104)；分散剂为多烯基丁二酰亚胺(商品型号153)；抗氧抗腐剂是硫磷双辛基锌盐(商品型号203)；抗氧防胶剂是2、6-二叔丁基混合酚(商品型号502)；其余同例1。

实施例6

主原料采用联苯-联苯醚，搅拌升温至100℃；在-0.08Mpa的负压条件下继续升温至170℃，维持0.8小时；主要成分馏程≥316℃；其中，环烷碳重量含量74.05％；芳烃碳重量含量24.95％。

添加剂的重量(‰)是：清净剂3.60；分散剂0.29；抗氧抗腐剂2.0；抗氧防胶剂0.10；防锈剂0.55；金属钝化剂0.0009。

清净剂为高碱值合成磺酸钙(商品型号106)；分散剂为双烯基丁二酰亚胺(商品型号152)；抗氧抗腐剂是硫磷丁辛基锌盐(商品型号202)；抗氧防胶剂是4、4-亚甲基双酚(商品型号511)；其余同例2。

实施例7

主原料采用联苯-联苯醚或氢化三联苯，搅拌升温至100℃；在-0.08Mpa的负压条件下继续升温至165℃，维持0.6小时；主要成分馏程≥320℃；其中，环烷碳重量含量75.52％；芳烃碳重量含量23.48％。

添加剂的重量(‰)是：清净剂2.00；分散剂0.31；抗氧抗腐剂3.6；抗氧防胶剂0.13；防锈剂0.45；金属钝化剂0.001。

清净剂是中碱值合成磺酸钙(商品型号105)；分散剂是低氮丁二酰亚胺(商品型号155)；抗氧抗腐剂是硫磷丁辛基锌盐(商品号204)；抗氧防胶剂是2、6-二叔丁基混合酚(商品型号502)；其余同例1。

实施例8

主原料采用苄基甲苯或对称烷基苯，搅拌升温至100℃；在-0.08Mpa的负压条件下继续升温至185℃，维持0.3小时；主要成分馏程≥320℃；其中，环烷碳重量含量76.00％；芳烃碳重量含量23.00％。

添加剂的重量(‰)是：清净剂2.8；分散剂0.39；抗氧抗腐剂4.3；抗氧防胶剂0.19；防锈剂0.40；金属钝化剂0.0006。

清净剂是硫化聚异丁烯钡盐(商品型号108)；分散剂是氮丁二酰亚胺(商品型号154)；抗氧抗腐剂是硫磷双辛基锌盐(商品型号203)；抗氧防胶剂是2、6-二叔丁基对甲酚(商品型号501)；其余同例2。

实施例9

主原料采用氢化三联苯或苄基甲苯，搅拌升温至100℃；在-0.08Mpa的负压条件下继续升温至195℃，维持0.25小时；主要成分馏程≥335℃；其中，环烷碳重量含量75.33％；芳烃碳重量含量23.67％。

添加剂的重量(‰)是：清净剂4.30；分散剂0.45；抗氧抗腐剂3.8；抗氧防胶剂0.20；防锈剂0.38；金属钝化剂0.0007。

清净剂是低碱值合成磺酸钙(商品型号104)；分散剂是多烯基丁二酰亚胺(商品型号153)；抗氧抗腐剂是硫磷丁辛基锌盐(商品号204)；抗氧防胶剂是4、4-亚甲基双酚(商品型号511)；其余同例1。

实施例10

主原料采用联苯-联苯醚，搅拌升温至100℃；在-0.08Mpa的负压条件下继续升温至165℃，维持0.5小时；主要成分馏程≥325℃；其中，环烷碳重量含量74.91％；芳烃碳重量含量24.09％。

添加剂的重量(‰)是：清净剂4.05；分散剂0.55；抗氧抗腐剂4.85；抗氧防胶剂0.085；防锈剂0.25；金属钝化剂0.0008。

清净剂是中碱值合成磺酸钙(商品型号105)；分散剂是双烯基丁二酰亚胺(商品型号152)；抗氧抗腐剂是硫磷丁辛基锌盐(商品型号202)；抗氧防胶剂是2、6-二叔丁基混合酚(商品型号502)；其余同例2。

实施例11

主原料采用氢化三联苯或对称烷基苯，搅拌升温至100℃；在-0.08Mpa的负压条件下继续升温至175℃，维持0.6小时；主要成分馏程≥335℃；其中，环烷碳重量含量75.72％；芳烃碳重量含量23.28％。

添加剂的重量(‰)是：清净剂4.06；分散剂0.6；抗氧抗腐剂4.15；抗氧防胶剂0.09；防锈剂0.36；金属钝化剂0.0009。

清净剂采用硫化聚异丁烯钡盐(商品型号108)；分散剂采用低氮丁二酰亚胺(商品型号155)；抗氧抗腐剂是硫磷双辛基锌盐(商品型号203)；抗氧防胶剂是2、6-二叔丁基对甲酚(商品型号501)；其余同例1。

实施例12

主原料采用苄基甲苯或对称烷基苯，搅拌升温至100℃；在-0.08Mpa的负压条件下继续升温至180℃，维持0.3小时；主要成分馏程≥320℃；其中，环烷碳重量含量75.34％；芳烃碳重量含量23.60％。

添加剂的重量(‰)是：清净剂4.76；分散剂0.1；抗氧抗腐剂2.0；抗氧防胶剂0.12；防锈剂0.58；金属钝化剂0.1。

清净剂采用高碱值合成磺酸钙(商品型号106)；分散剂采用高氮丁二酰亚胺(商品型号154)；抗氧抗腐剂是硫磷丁辛基锌盐(商品号204)；抗氧防胶剂是4、4-亚甲基双酚(商品型号511)；其余同例2。

实施例13

主原料采用联苯-联苯醚或苄基甲苯，搅拌升温至100℃；在-0.08Mpa的负压条件下继续升温至175℃，维持0.5小时；主要成分馏程≥325℃；其中，环烷碳重量含量75.55％；芳烃碳重量含量23.45％。

添加剂的重量(‰)是：清净剂4.25；分散剂0.48；抗氧抗腐剂3.76；抗氧防胶剂0.15；防锈剂0.49；金属钝化剂0.00052。

清净剂采用低碱值合成磺酸钙(商品型号104)；分散剂采用多烯基丁二酰亚胺(商品型号153)；抗氧抗腐剂是硫磷丁辛基锌盐(商品型号202)；抗氧防胶剂是2、6-二叔丁基对甲酚(商品型号501)；其余同例2。

实施例14

主原料采用联苯-联苯醚或对称烷基苯，搅拌升温至100℃；在-0.08Mpa的负压条件下继续升温至190℃，维持0.4小时；主要成分馏程≥335℃其中，环烷碳重量含量74.78％；芳烃碳重量含量24.22％。

添加剂的重量(‰)是：清净剂5.0；分散剂0.6；抗氧抗腐剂2.0；抗氧防胶剂0.18；防锈剂0.28；金属钝化剂0.09。

清净剂采用硫化聚异丁烯钡盐(商品型号108)；分散剂采用双烯基丁二酰亚胺(商品型号152)；抗氧抗腐剂是硫磷双辛基锌盐(商品型号203)；抗氧防胶剂是2、6-二叔丁基混合酚(商品型号502)；其余同例1。

Claims

1. 一种工业用合成导热油，其特征是：其主要成分为经二次分切加工获得的合成芳烃，主要成分重量含量≥99％；此外，还含有重量含量≤1％的添加剂；

所述的主要成分的获得：是将合成芳烃注入减压釜，搅拌升温至100℃；对减压釜抽真空至-0.08MPa，在此负压条件下继续升温至160～200℃，维持0.2～1小时，使易挥发的轻组分汽化；取其相当于在常压状态下初馏点≥316℃的组分，获得纯度大于99％的合成芳烃，制得导热油半成品；

所述的添加剂是清净剂 2～5‰

分散剂 0.1～0.6‰

抗氧抗腐剂 2～5‰

抗氧防胶剂 0.08～0.2‰

防锈剂 0.2～0.6‰

金属钝化剂 0.0005～0.001‰。

2. 按照权利要求1所述的工业用合成导热油，其特征是所述的合成芳烃是联苯-联苯醚、氢化三联苯、苄基甲苯或对称烷基苯。

3. 按照权利要求1所述的工业用合成导热油，其特征是所述的清净剂是高碱值石油磺酸钙、低碱值合成磺酸钙、中碱值合成磺酸钙和高碱值合成磺酸钙。

4. 按照权利要求1所述的工业用合成导热油，其特征是所述的分散剂是双烯基丁二酰亚胺、多烯基丁二酰亚胺、高氮丁二酰亚胺或低氮丁二酰亚胺。

5. 按照权利要求1所述的工业用合成导热油，其特征是所述的抗氧抗腐剂是硫磷丁辛基锌盐、硫磷双辛基锌盐或硫磷丁辛基锌盐。

6. 按照权利要求1所述的工业用合成导热油，其特征是所述的抗氧防胶剂是2、6-二叔丁基对甲酚、2、6-二叔丁基混合酚或4、4-亚甲基双酚。

7. 按照权利要求1所述的工业用合成导热油，其特征是所述的防锈剂是烃基丁二酸。

8. 按照权利要求1所述的工业用合成导热油，其特征是所述的金属钝化剂是N，N′-二亚水杨基-1，2-丙二胺。

9. 一种按照权利要求1所述的工业用合成导热油的制备方法，其特征是：

制备导热油半成品：是将所述的合成芳烃注入减压釜，搅拌升温至100℃；对减压釜抽真空至-0.08MPa，在此负压条件下继续升温至160～200℃，维持0.2～1小时，使易挥发的轻组分汽化；取其相当于在常压状态下初馏点≥316℃的组分，获得纯度大于99％的合成芳烃，制得导热油半成品；汽化的轻组分经冷凝器冷凝成液体被切除分离；

制备导热油成品：对导热油半成品依次添加入上述添加剂，搅拌均匀，复配后得导热油成品；检验合格后包装、入库；

其所获得的导热油产品的环烷含碳重量含量≥73～76％；芳烃碳重量含量为23～26％；其主要质量指标达到：初馏点≥316℃；开口闪点≥180℃；50℃运动粘度12～18mm²/s无剂残碳≤0.02％m/m；倾点≤-30℃；20℃密度0.85～0.89g/cm³；无剂酸值≤0.05mgKOH/g。