PL100652B1 - Olejowy nosnik ciepla - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest olejowy nosnik ciepla dla potrzeb przemyslowych instalacji grzew¬ czych pracujacych w zakresie temperatur od —130°C do +360°C.

Zasadnicza cecha charakteryzujaca przydatnosc 5 eksploatacyjna nosników ciepla jest ich odpornosc termiczna oraz termooksydacyjna w podwyzszo¬ nych temperaturach pracy. Wskutek degradacji ter¬ micznej i procesów oksydacyjnych na sciankach wymienników ciepla odkladaja sie osady. Osady io te znacznie zmniejszaja skutecznosc przenoszenia ciepla i sa powodem czestych przestojów.

Górna temperatura pracy nosników ciepla na bazie olejów weglowodorowych ograniczona jest powstawaniem produktów krakowania o niskiej 15 temperaturze poczatku wrzenia, powodujacych wzrost cisnienia w ukladzie oraz tworzeniem sub¬ stancji o duzych ciezarach molekularnych typu asfaltenów. Proces ten prowadzi do powstania koksu, który razem z zanieczyszczeniami nieorga- 20 nicznymi tworzy stala powloke na powierzchniach wymienników ciepla.

Dolna temperatura stosowania nosnika ciepla jest zalezna od typu pompy oraz temperatury krzepnie¬ cia nosnikaciepla. 25 Dla olejów pochodzenia weglowodorowego — na¬ turalnych, syntetycznych oraz ich mieszanin wy¬ dzielanie osadów wzrasta szczególnie w tempera¬ turach rzedu 200°C i powyzej. W celu ograniczenia wydzielania osadów z olejów w temperaturach po- 30 wyzej 200°C stosuje sie oleje weglowodorowe o specjalnie dobranym skladzie. Istotna tutaj jest procentowa zawartosc w oleju weglowodorów aro¬ matycznych, zywic oraz inhibitorów destrukcji we- glowodorów-antyutleniaczy typu fenoli oraz amin.

Stwierdzono, ze nosniki ciepla na bazie olejów o duzej stabilnosci termicznej i termooksydacyjnej wytworzyc mozna przez wprowadzenie w sklad olejowego nosnika ciepla w charakterze inhibito¬ ra powstawania osadów na powierzchniach wy¬ mienników ciepla sulfonianów metali ziem alkalicz¬ nych o rezerwie alkalicznej typu weglanowego lub wodorotlenowego oraz estrów alkenotiofosfono- nowych i/lub imidów alkenobursztynowych.

Istota wynalazku jest zastosowanie do olejów pochodzenia mineralnego, syntetycznego lub ich mieszanin o temperaturze poczatku wrzenia po¬ wyzej 300°C oraz temperaturze wrzenia 5°/o frakcji powyzej 360°C zawierajacych minimum 20°/o wa¬ gowych weglowodorów aromatycznych oraz maksi¬ mum 4% wagowych zywic, oznaczonych wedlug normy PN-72/C-4025. W charakterze inhibitora po¬ wstawania osadów stosuje sie alkiloarylosulfoniany i/lub naftosulfoniany metali ziem alkalicznych o rezerwie alkalicznej typu weglanowego i/lub wo¬ dorotlenowego do 400 mg KOH/g w ilosci do 5°/o wagowych, korzystnie do 2% wagowych oraz do 6% wagowych korzystnie do 3% wagowych imidu alkenobursztynowego o ciezarze czasteczkowym 1000—1600 oraz zawartosci azotu do 2,5% wago- 100 652 v100 652 wych i/lub estru alkenotiofosfonowego o ciezarze czasteczkowym do 1500 oraz zawartosci fosforu do 2% wagowych. • Przyklad. Sporzadzono 4 rózne mieszanki, które poddano testom odpornosci termooksydacyj- nej w temperaturze 200°C oraz badaniom sklon¬ nosci olejów na tworzenie osadów w temperaturze 330°C w aparacie Panel Coking. Mieszanka A0 sta¬ nowi olej bazowy bez dodatków, natomiast mie¬ szanki A, B, C — stanowia mieszanine oleju bazo¬ wego A0 z róznymi dodatkami, których ilosc i typ podane sa w tabeli.

Do sporzadzenia mieszanek uzyto oleju weglowo¬ dorowego o wlasnosciach: gestosc w 20°C 0,891 g/cm8, lepkosc w 100°C 4,51 cSt, temperatura zaplonu w tyglu otwartym 198°C, temperatura krzepniecia —35°C, zawartosc pozostalosci po sko- ksowaniu 0,013% wagowych i analizie chromato¬ graficznej: weglowodory aromatyczne 60,l°/o wago¬ wych, weglowodory parafinowo-naftenowe 38,2% wagowych oraz zawartosci zywic 0,7% wagowych.

Ilosc wegli aromatycznych wynosila 24,4% wago¬ wych, ilosc wegli naftenowych 9,43% wagowych oraz ilosc wegli parafinowych 66,15% wagowych.

Do sporzadzenia mieszanek A, B i C uzyto naste¬ pujacych dodatków: — naftenosulfonian barowy — rezerwa alkaliczna typu wodorotlenowego 101 mg KOH/g. Sredni ciezar czasteczkowy grupy sulfonianowej 435.

Popiól siarczanowy 28% wagowych. — alkiloarylosulfonian wapniowy — rezerwa alka¬ liczna typu weglanowego 295 mg KOH/g. Sred¬ ni ciezar czasteczkowy grupy sulfonianowej 429. Popiól siarczanowy 39,7% wagowych. — alkiloarylosulfonian wapniowy — rezerwa alka¬ liczna typu weglanowego 402 mg KOH/g. Sred¬ ni ciezar czasteczkowy grupy sulfonianowej 438.

Popiól siarczanowy 52% wagowych. — imid alkenobursztynowy — 50% roztwór olejo¬ wy^ Zawartosc azotu 0,8% wagowych. Sredni ciezar czasteczkowy imidu alkenobursztynowe- go 1450. 1 Olej weglowodoro¬ wy (% wagowy) Dodatki: ,| — naftenosulfo- 1 nian barowy (% wagowy) 1 — alkiloarylosul- j fonian wapnio- I wy (% wagowy) I — alkiloarylosul- | fonian wapnio- I, wy (% wagowy) j — imid alkenobur- } sztynowy (% 1 wagowy) J — ester alkenotio- fosfonowy (% wagowy) Mieszanki Ao 100,0 - - - - — A | B 93,0 4,5 — - 2,5 — 92,7 - - 3,0 — 4,3 C 95,2 - 3,0 - 1,8 — 40 45 50 55 60 95 — ester alkenotiofosfonowy — 50% roztwór olejo¬ wy. Zawartosc fosforu 0,8% wagowych. Sredni ciezar czasteczkowy estru alkenotiofosfonowego 1380.

Testy okreslajace przydatnosc mieszanek A0, A, B i C. Odpornosc termooksydacyjna okreslono wg PN-67/C-04080 w temperaturze 200°C przy prze¬ plywie powietrza 5 l/h, w obecnosci katalizatora miedzi o czystosci 99,9% w ciagu 16 godzin.

Kryteria oceny — iloraz lepkosci w 50°C — róznica pozosta¬ losci po skokso- waniu — osady (po pró¬ bie) Mieszanki Ao 1,25 0,85 slady A 1,20 i 0,63 brak B 1,14 0,51 brak C 1 1,05 1,30 brak Badanie sklonnosci olejów do tworzenia osadów w wysokich temperaturach oznaczono na aparacie Panel Coking w temperaturze 330°C i przy prze- plywie powietrza 30 l/h w ciagu 8 godzin.

Kryteria oceny: — przyrost lepkosci % w temp. 50°C — przyrost masy na plyt¬ kach w mg Mieszanki Ao 131 187 A 92 79 B 86 75 C 57 64

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Olejowy nosnik ciepla pracujacy w zakresie temperatur od —30 do 360°C zawierajacy olej we¬ glowodorowy o temperaturze wrzenia 5% frakcji powyzej 360°C oraz inhibitory powstawania osadów na powierzchniach wymienników ciepla, znamien¬ ny tym, ze w charakterze inhibitorów powstawa¬ nia osadów zawiera do 5% wagowych korzystnie do 3% wagowych alkiloarylosulfonianów lub nafto- sulfonianów metali ziem alkalicznych o rezerwie alkalicznej, do 400 mg KOH/g typu weglanowego lub wodorotlenowego oraz do 6% wagowych, ko¬ rzystnie do 3% wagowych imidu alkenobursztyno- wego o ciezarze czasteczkowym 1000 do 1600 oraz zawartosci azotu do 2,5% wagowych lub estru al¬ kenotiofosfonowego o ciezarze czasteczkowymi 900 do 1500 oraz zawartosci fosforu do ^/o wagowych.5 100 652 6

2. Olejowy nosnik ciepla wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tym, ze olej weglowodorowy zawiera mi¬ nimum 20% wagowych weglowodorów aromatycz¬ nych majacych 3—45% wegli aromatycznych, 5—35°/o wegli naftenowych, 30—80% wegli parafi¬ nowych oraz do 4% zywic.