超溫對液相有機熱載體粘度影響規(guī)律的研究

發(fā)布時間：2020-10-29 13:36

　　液相有機熱載體超溫會導(dǎo)致其發(fā)生裂解和聚合反應(yīng),生成低沸物和高沸物,輕則造成有機熱載體粘度增加,惡化爐管傳熱,重則導(dǎo)致爐管管壁結(jié)焦,甚至引起管壁過熱而爆管,嚴重影響有機熱載體爐的安全可靠運行。因此,本文開展超溫對液相有機熱載體粘度的影響及其規(guī)律研究具有較高的工程實用價值。運動粘度是判斷有機熱載體品質(zhì)的重要物性參數(shù)之一,其檢測技術(shù)則是影響有機熱載體爐安全的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文從超溫對液相有機熱載體粘度影響規(guī)律的研究這一課題出發(fā),開展了相關(guān)的理論分析與實驗研究。首先,對液相有機熱載體的發(fā)展概況、主要技術(shù)指標和粘度特性進行了簡單介紹。有機熱載體是伴隨著近年來工業(yè)不斷提高的需求發(fā)展而來的一種新型有機傳熱介質(zhì),根據(jù)沸程可分類為氣相有機熱載體和液相有機熱載體;粘度是液相有機熱載體重要的性能指標之一,而溫度是影響粘度的重要因素之一。其次,對超溫的概念進行了定義,即超過有機熱載體最高允許使用溫度;以實際案例分析了超溫所帶來的危害,并對減緩流速、避免混用、操作規(guī)范等減緩超溫有機熱載體粘度變化的方法進行了探討。最后,以高溫粘度儀和高溫密度儀為主要儀器搭建了超溫液相有機熱載體粘度測量平臺,測量溫度上限為350℃,突破了近年來粘度測量最高允許使用溫度的限制;同時,選擇五種熱穩(wěn)定性能好、抗氧化性強、使用功能不同的液相有機熱載體為實驗樣品,測量了這幾種樣品及其混合液在高溫(250℃到最高允許使用溫度)、超溫(最高允許使用溫度到350℃)間粘度隨溫度的變化規(guī)律。實驗結(jié)果表明,粘度隨溫度的變化會出現(xiàn)明顯變化,高溫液相有機熱載體粘度隨溫度的升高而降低,呈對數(shù)下降趨勢;超溫液相有機熱載體粘度隨溫度的升高呈現(xiàn)先減小后增加的規(guī)律。結(jié)合已有的粘度—溫度經(jīng)驗式,采用最小二乘法對單一液相有機熱載體超溫粘度實驗數(shù)據(jù)進行回歸分析,結(jié)果表明,公式lglg(ν+0.7)=A+BlgT所得出的計算值和實測結(jié)果最為接近,平均誤差低于4%,精確度較高,可用來預(yù)測超溫液相有機熱載體粘度。混合液混合比例不同,其粘度變化也不同,不同型號混合液其粘度變化趨勢同混合前,粘度變化的溫度節(jié)點和混合液性能及所占比有關(guān)。本文以運動粘度為研究對象,采用理論和實驗相結(jié)合的方法研究了超溫對液相有機熱載體粘度的影響規(guī)律,研究結(jié)果可用來預(yù)測液相有機熱載體及其混合液超溫時的粘度值,具有一定的實用意義。
【學(xué)位單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TK175
【部分圖文】：

石油煉制,液相,高沸點,殘油

圖 2-1 有機熱載體的分類礦物型液相有機熱載體多是以石油煉制過程中某段餾分經(jīng)過精制后得到礎(chǔ)油為原料制得的，如催化裂解柴油、高沸點殘油、酯精制溶液抽提潤滑油可作為制取礦物型有機熱載體的原料。礦物型有機熱載體具有原材料廣、安高、成本低、熱穩(wěn)定性差等特點，一般用于使用溫度不高于 300℃的液相加統(tǒng)中。國外礦物型有機熱載體主要包括美國美孚石油公司（Mobil）obiltherm 系列、美國殼牌石油公司（Royal Dutch Shell）的 Shell thermia oi以及英國石油石油公司（BP）的 Transcal LT 系列[35]。合成型有機熱載體是以化工產(chǎn)品或石油化工產(chǎn)品為原料經(jīng)過有機合成得合成液，具有使用溫度范圍寬、熱穩(wěn)定性好、氣味難聞、有致癌性等特點，用類型可分為液相使用和氣/液相使用兩種類型。美國道氏化學(xué)公司研制的—聯(lián)苯醚合成液是世界上使用最早、使用周期最長的合成型有機熱載體。除外，美國 Monsanto 公司的 Therniniol 66 系列、英國石油公司的 Transcol SA、杜邦公司（Dupont）的 Tetralin 系列以及日本的 KSK 系列型合成型有機熱

毛細管粘度計

t=CΓtγttη =γ ρt如化工原料、潤滑劑、石油瀝青等）的運動粘度，測量原理依據(jù)泊松定律[53]測量方法是在某一設(shè)定的溫度下，通過測定一定體積的流體在重力的作用下流毛細管相應(yīng)標線（圖 2-2 中從標線 a 到 b）所用時間，將所用時間與毛細管常相乘即可得到運動粘度，公式如下：（2-1式中：tγ —運動粘度， mm/s2；C —毛細管粘度計常數(shù)，22mm /s；tΓ —試平均流動時間，s 。溫度為t 時，液體動力粘度tη 可按下式進行計算。（2-1式中：tη —動力粘度，mPa.s ；tρ —溫度為 t 時液體密度，3g /cm；該密度按《油和液體石油產(chǎn)品密度測定法（密度計法）》（GB/T 1884—2000）和《石油量表（密度換算）》（GB/T1885—1998）計算。

運動粘度,毛細管,測定儀,實物