CN1546597A - 一种工业用合成导热油及其制备方法 - Google Patents
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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
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总碳+环烷含碳重量含量≥73~76%;芳烃碳重量含量≤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》)。
导热油成品中的总碳+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,总碳+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,总碳+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℃;总碳+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,总碳+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,总碳+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,总碳+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,总碳+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,总碳+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,总碳+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,总碳+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,总碳+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,总碳+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,总碳+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 (9)
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(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)。
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(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)。
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(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)。
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(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)。
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(商品型号746)。
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(商品型号1201)。
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:
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。
其所获得的导热油产品的总碳+环烷含碳重量含量≥73~76%;芳烃碳重量含量≤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。
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CNB2003101144416A CN100425669C (zh) | 2003-12-08 | 2003-12-08 | 一种工业用合成导热油及其制备方法 |
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