超温对液相有机热载体粘度影响规律的研究

发布时间：2020-10-29 13:36

　　液相有机热载体超温会导致其发生裂解和聚合反应,生成低沸物和高沸物,轻则造成有机热载体粘度增加,恶化炉管传热,重则导致炉管管壁结焦,甚至引起管壁过热而爆管,严重影响有机热载体炉的安全可靠运行。因此,本文开展超温对液相有机热载体粘度的影响及其规律研究具有较高的工程实用价值。运动粘度是判断有机热载体品质的重要物性参数之一,其检测技术则是影响有机热载体炉安全的关键技术之一。本文从超温对液相有机热载体粘度影响规律的研究这一课题出发,开展了相关的理论分析与实验研究。首先,对液相有机热载体的发展概况、主要技术指标和粘度特性进行了简单介绍。有机热载体是伴随着近年来工业不断提高的需求发展而来的一种新型有机传热介质,根据沸程可分类为气相有机热载体和液相有机热载体;粘度是液相有机热载体重要的性能指标之一,而温度是影响粘度的重要因素之一。其次,对超温的概念进行了定义,即超过有机热载体最高允许使用温度;以实际案例分析了超温所带来的危害,并对减缓流速、避免混用、操作规范等减缓超温有机热载体粘度变化的方法进行了探讨。最后,以高温粘度仪和高温密度仪为主要仪器搭建了超温液相有机热载体粘度测量平台,测量温度上限为350℃,突破了近年来粘度测量最高允许使用温度的限制;同时,选择五种热稳定性能好、抗氧化性强、使用功能不同的液相有机热载体为实验样品,测量了这几种样品及其混合液在高温(250℃到最高允许使用温度)、超温(最高允许使用温度到350℃)间粘度随温度的变化规律。实验结果表明,粘度随温度的变化会出现明显变化,高温液相有机热载体粘度随温度的升高而降低,呈对数下降趋势;超温液相有机热载体粘度随温度的升高呈现先减小后增加的规律。结合已有的粘度—温度经验式,采用最小二乘法对单一液相有机热载体超温粘度实验数据进行回归分析,结果表明,公式lglg(ν+0.7)=A+BlgT所得出的计算值和实测结果最为接近,平均误差低于4%,精确度较高,可用来预测超温液相有机热载体粘度。混合液混合比例不同,其粘度变化也不同,不同型号混合液其粘度变化趋势同混合前,粘度变化的温度节点和混合液性能及所占比有关。本文以运动粘度为研究对象,采用理论和实验相结合的方法研究了超温对液相有机热载体粘度的影响规律,研究结果可用来预测液相有机热载体及其混合液超温时的粘度值,具有一定的实用意义。
【学位单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TK175
【部分图文】：

石油炼制,液相,高沸点,残油

图 2-1 有机热载体的分类矿物型液相有机热载体多是以石油炼制过程中某段馏分经过精制后得到础油为原料制得的，如催化裂解柴油、高沸点残油、酯精制溶液抽提润滑油可作为制取矿物型有机热载体的原料。矿物型有机热载体具有原材料广、安高、成本低、热稳定性差等特点，一般用于使用温度不高于 300℃的液相加统中。国外矿物型有机热载体主要包括美国美孚石油公司（Mobil）obiltherm 系列、美国壳牌石油公司（Royal Dutch Shell）的 Shell thermia oi以及英国石油石油公司（BP）的 Transcal LT 系列[35]。合成型有机热载体是以化工产品或石油化工产品为原料经过有机合成得合成液，具有使用温度范围宽、热稳定性好、气味难闻、有致癌性等特点，用类型可分为液相使用和气/液相使用两种类型。美国道氏化学公司研制的—联苯醚合成液是世界上使用最早、使用周期最长的合成型有机热载体。除外，美国 Monsanto 公司的 Therniniol 66 系列、英国石油公司的 Transcol SA、杜邦公司（Dupont）的 Tetralin 系列以及日本的 KSK 系列型合成型有机热

毛细管粘度计

t=CΓtγttη =γ ρt如化工原料、润滑剂、石油沥青等）的运动粘度，测量原理依据泊松定律[53]测量方法是在某一设定的温度下，通过测定一定体积的流体在重力的作用下流毛细管相应标线（图 2-2 中从标线 a 到 b）所用时间，将所用时间与毛细管常相乘即可得到运动粘度，公式如下：（2-1式中：tγ —运动粘度， mm/s2；C —毛细管粘度计常数，22mm /s；tΓ —试平均流动时间，s 。温度为t 时，液体动力粘度tη 可按下式进行计算。（2-1式中：tη —动力粘度，mPa.s ；tρ —温度为 t 时液体密度，3g /cm；该密度按《油和液体石油产品密度测定法（密度计法）》（GB/T 1884—2000）和《石油量表（密度换算）》（GB/T1885—1998）计算。

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