有机热载体的物性参数分析

（1）沸腾

有机热载体是多种有机物的混合物，不同的有机物有不同的沸点。因此，有机热载体的沸腾温度是一个范围，而不是一点的温度。

表2-1 我国有机热载体在有机热载体炉中的应用现状

初沸点是有机热载体中最轻馏分的沸腾温度。有机热载体的馏出温度不宜过宽，以其沸腾范围较窄为好。有机热载体的初沸点必须高于有机热载体最高安全使用温度，这样才能确保有机热载体在低压液相状态下能方便安全地使用。特别是当使用的有机热载体的初沸点低于有机热载体最高安全使用温度时，在使用时必须对有机热载体作密封保护。

（2）水分

水分是有机热载体混合物中的有害成分。

如果导热油中含有水分，当有机热载体工作升温到100℃以上时，水分立即汽化，体积骤增，有机热载体循环系统管路设计安装和使用不当时，容易喷油。由于导热油燃点低，容易着火引发火灾；或水分受热汽化膨胀，在密闭状态下容易产生高压，引起有机热载体炉的超压爆炸。

因此，有机热载体中水分含量越低越好，而且在启炉时必须脱水处理介质。同时，预防在有机热载体与工艺用热介质换热时工艺管道中渗漏进水。

（3）传热性

作为有机热载体，应具有优良的传热性能。

一般来讲，使用温度范围内的密度、黏度、比热容、导热系数、膨胀系数等是影响传热性能的物性参数。通常要求有机热载体在满足稳定性和安全性指标要求的前提下，具有较低的黏度、较高的密度和比热容^[53]。

（4）蒸发性

有机载体的蒸发性是保持系统平稳安全运行的重要性能。尤其是在开式传热系统中使用的有机热载体，应能在常压或低压下保持液相运行，以保证系统操作的安全性。

（5）与系统设计相关的物性参数

1）运动黏度反映有机热载体的运动阻力。在一定温度下，有机热载体的流动性和泵送性也取决于介质的运动黏度。

2）有机热载体的密度是介质在一定温度下单位体积的质量。有机热载体的体积膨胀是温度的函数，大致每升温10℃，体积增长1%。

对于密度和运动黏度，不宜统一制定具体标准。标准规定密度和运动黏度为“报告”项目，运动黏度则需要报告0℃、40℃、100℃的黏度值，供用户考察该产品在不同温度条件下的流动性和传热性。有机热载体运动黏度与温度之间的关系图如图2-1所示^[20]。

(www.xing528.com)

图2-1 有机热载体运动黏度与温度之间的关系

（6）热稳定性

有机热载体热稳定性是有机热载体在高温条件下抵抗化学分解的能力，它是由其基本的化学组成决定的。另外纯度、精致深度、馏程范围、杂质含量等多种因素影响其热稳定性。在实际运行过程中，即使在正常情况下，热分解、热聚合和热氧化等各类化学反应随时都会发生，这是一个动态的不可逆的化学变化过程，即组成劣化的变质过程。区别在于热稳定性好的产品对高温的承受能力强，导致变质率上升的一系列化学反应发生速度慢，其实用寿命也就相对比较长^[53]。

任何一种有机热载体在温度升高时都会分解，分解出来的分为低沸点组分和高沸点组分。从高位膨胀器放空管排出气体形式的低沸点组分，而高沸点组分则会增加介质黏度。但是如果是深度分解，就会生成新的炭颗粒而形成结焦。这个热分解速度也与温度成正比。图2-2^[58]反映的是三种常见的有机热载体炉用的介质产品使用温度与变质率的关系。从图2-2可以看出：有机热载体超过一定的温度极限则相应的有机热载体热分解速度成倍地增长。

（7）氧化安定性

氧化安定性是指有机热载体在高温下接触空气等外来污染物而老化的程度。有机热载体发生氧化后生成氧化降解产物和高分子缩聚产物，导致其黏度、酸值和残炭增大，并进一步加剧劣化进程。通常采用膨胀罐以惰性气体（氮气）封闭的方式避免有机热载体的氧化。评定有机热载体的抗氧化性能，目前还没有标准的试验方法，但是其发展的方向是模拟传热系统的实际使用状态，设置实验条件，考查有机物载体的抗氧化性能^[59]。

图2-2 有机热载体使用温度与其变质率之间的曲线关系

GB23971—2009«有机热载体》中规定了18项技术指标，有机热载体物理化学性质控制指标机理及意义见表2-2。

表2-2 有机热载体物理化学性质控制指标机理及意义

（8）有机热载体的主要选用原则

1）根据使用温度选择合适的产品，用户要考察最高使用温度。

2）根据外观考察产品的精制深度。

3）根据闪点和初馏点考察产品的蒸发性和安全性。

4）根据使用环境，用户通过倾点考察产品的低温流动性。

5）设计单位根据密度、黏度、传热性能来设计加热系统和选择设备。