如何控制有机热载体的氧化安定性？

有机热载体作为传热介质，在我国起步于20世纪60年代，90年代后迅速扩展，并仍呈快速发展趋势。与蒸汽锅炉相比，有机热载体锅炉具有低压、高温、高效的突出优点，但有机热载体存在毒性、易燃性、渗透性等特性，锅炉一旦发生事故，往往造成泄漏、爆炸、火灾等后果。

在日常运行中，有机热载体也存在高温劣化等问题，为确保锅炉安全、节能、经济、环保运行，国家加强了有机热载体及锅炉生产、使用的监管力度，相继颁布实施了GB 23971—2009《有机热载体》、GB 24747—2009《有机热载体安全技术条件》、GB/T 17954—2007《工业锅炉经济运行》、TSG G5001—2010《锅炉水（介）质处理监督管理规则》、TSG G0001—2012《锅炉安全技术监察规程》等国家标准和特种设备安全技术规范，对有机热载体的使用质量提出了明确要求，本书探讨的运动粘度就是其中一项重要指标。

有机热载体是作为传热介质使用的有机物质的统称。有机热载体根据化学组成可分为合成型有机热载体和矿物油型有机热载体；按其产品热稳定性可分为L-QB、L-QC、L-QD三类GB 23971—2009《有机热载体》。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，导致其粘度、酸值和残炭增大，并加剧进一步的劣化进程。GB 23971—2009《有机热载体》中规定了18项技术指标。其主要指标的意义和影响见表1-1。

表1-1 有机热载体物理化学性质控制指标的机理及旧油检测意义

液体的粘度分为运动粘度和动力粘度。运动粘度是液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度；动力粘度是液体在剪切应力作用下流动时内摩擦力的量度。两者存在以下关系：液体的运动粘度之值为相同温度下液体的动力粘度与其密度之比。粘度反映液体的运动阻力，决定了在一定温度下液体的流动性和泵送性，在满足热稳定性要求的前提下，有机热载体应具有良好低温流动性，GB 24747—2009《有机热载体安全技术条件》对此作了明确要求（见表1-2）。

表1-2 有机热载体运动粘度指标要求

过热超温，氧化及化学污染给有机热载体带来的品质变化基本上都是不可恢复的变化，由此造成的有机热载体组分发生的是不可逆的化学反应，如图1-6所示。(www.xing528.com)

综上所述，有机热载体介质的过热超温、氧化和化学污染虽然是不可避免的，但又是可以预防的。预防的关键在于科学的设计系统和锅炉，合理的选择有机热载体和工艺操作参数，正确地进行设备和系统操作运行，定期的检测有机热载体运动粘度变化和及时的解决系统中存在的缺陷问题^[5]。

有机热载体在系统中积炭，有机热载体变质是一个复杂过程，涉及有机物聚合、裂解。大组分有机热载体是混合物，这种变质更为复杂。在这些化学反应中，其主要反应产物路线即有机热载体裂解脱氢示意图如图1-7所示。

图1-6 有机热载体不可逆化学反应示意图

图1-7 有机热载体裂解脱氢示意图

从以上有机热载体裂解脱氢示意图可以分析：顺着介质的裂解脱氢，介质的相对分子质量增大很快，如一般胶质在650～900，而沥青在800～30000。众所周知，大分子物质在有机热载体中是不溶的，并且会从介质中分离出来。而分离出来的物质又是黏糊的，增大运动粘度，在运行循环传热过程起诱导因子作用，导致进一步恶化。