半合成型导热油的开发与应用

半合成型导热油的开发与应用研发单位—江苏快捷士润滑油有限公司摘要：江苏快捷士润滑油有限公司研发部门通过对基础油、催化剂等的筛选，并进行氢化裂解，加氢脱蜡，使其精制程度更高，抗氧化性更强的半合成型导热油，并获得国家发明专利（专利号：ZL2012 10227798.4），经中国特种设备检测研究院型式检定，符合GB23971-2009中L-QC320类指标要求，经工业化应用表明：该产品具有高的热稳定性和热氧化安定性，使用寿命长，安全经济环保，性价比高，可在闭式或开式加热系统中使用。

关键词：半合成型导热油热稳定性热氧化安定性传热系系统一、前言导热油是作为传热介质的总称，包括称为有机热载体、热传导液、热媒等，是用于间接传热目的所有有机介质。

由于有机热载体加热系统具有高温低压、热效率高、传热均匀、温度易于控制等特点，被广泛用于石油化工、医药、新材料、纺织及食品等众多领域，其用量也日渐增多。

导热油（有机热载体）产品可分为高热稳定性合成型、半合成型、普通合成型及精制矿物型。

前三者是以石油化工或化工产品经化学反应制得，而后者是采用传统物理分离方法即溶剂精制、溶剂脱蜡、白土补充精制后调合而成，其化学热稳定性和热氧化安定性由于受其组分天生缺陷的影响，使用温度一般不超过300℃。

有机热载体按其使用形态分为气相和液相有机热载体。

导热油（有机热载体）传热系统按其循环方式又分为开式循环系统和闭式循环系统。

开式循环系统，是指膨胀槽与大气相通；闭式循环系统是指膨胀槽与大气隔离，通常采用惰性气体或冷油液封装置与大气隔离。

二、导热油的性能要求和循环方式的选择1.导热油（有机热载体）的性能要求我国于2009年6月12日发布了GB23971<有机热载体>强制性国家标准，并于2010年1月1日起实施，因此未使用有机热载体的产品质量应符合GB23971-2009指标要求。

一般来讲，导热油（有机热载体）应具备以下特点：1．热稳定性好，高温下抗裂解能力强，油品使用寿命长；2．良好的热氧化安定性，在高温下接触空气等外来污染物被老化的程度。

对于开式循环系统，其热氧化安定性尤为重要。

而闭式循环系统，虽然有机热载体受氧化的作用程度轻，但是仍很重要，不可忽视。

因此有机热载体须具有一定的氧化安定性。

3．高初馏点和低蒸汽压，初馏点是判断有机热载体内低沸物的标识性温度点，也是确定有机热载体系统设计型式的安全因素和正确选择循环泵轴封结构型式的重要参数，高的初馏点在液相方式下使用操作压力低，操作平稳，油品损耗低。

低的蒸汽压，可避免高温操作时形成蒸汽包，阻碍正常循环和传热，便于高温操作和输送。

4．较高的闪点和自燃点，有机热载体具有可燃性，在高温泄漏条件下与空气混合易发生爆炸。

低的闪点，在开式循环系统使用，会造成有机热载体的蒸发损失加大，导致有机热载体粘度大幅增长氧化变质。

5．合适的传热性能，适当的低粘度，便于输送和循环，提高传热效率，减少动力损耗。

6．良好的低温流动性，低的倾点和较好的粘温性能，便于灌注，易于系统启动。

7．对环境友好，使用安全及无腐蚀，对人体无毒害，对环境无污染，对设备无腐蚀。

8．较高的性价比。

2.循环方式的选择在导热油（有机热载体）加热系统中，开式循环系统在常压下操作，无需额外辅加封氮等装置，操作简便，但运行易造成在用有机热载体加速氧化，影响其使用寿命，如闪点和初馏点过低，又会造成有机热载体损耗过大，污染空气环境。

而闭式循环系统（氮封或液封装置）的有机热载体，由于避免了受热氧化，其使用寿命较开式循环系统使用的有机热载体长得多。

国家强制性标准GB23971《有机热载体》意在引导传热系统向节能、环保的闭式循环系统发展，但由于受诸多客观条件限制，目前我国有机热载体用户的加热系统90%仍采用开式常压加热系统。

另外，近年来数量逐渐增多的小型电加热传热系统部分采用非强制循环系统，除对有机热载体的热稳定性有要求外，还对有机热载体的热氧化安定性提出了更高的要求。

三、半合成型导热油的研制开发在现有的导热油产品品种中，高稳定性合成型（L-QD330以上）和普通合成型（L-QC320以下）的有机热载体产品，其热稳定性能较好，但它的热氧化安定性较差，只能在闭式循环系统中使用，而大多矿物型产品因其热稳定性较差，只能选择在较低温度下使用。

针对这一问题，江苏快捷士润滑油有限公司组织攻关技术团队，研发了L-QC320半合成型导热油，获得了国家发明专利（专利号：ZL2012 10227798.4）。

江苏快捷士润滑油有限公司研发的半合成型导热油采用经裂化、异构化反应后无毒无味的基础油，再辅加抗氧、防焦等助剂生产而成。

产品经中国特种设备检测研究院检测，以快捷士L-QC320为例符合GB23971<有机热载体>L-QC320类质量指标要求见图1和表1。

图1快捷士L-QC320半合成型导热油型式试验报告封面表1快捷士L-QC320半合成型导热油产品型式试验报告检测数据产品名称L-QC320有机热载体报告编号13FF069-XQ01型式试验检验结果检测项目质量指标实测数据实验方法最高允许使用温度/℃320320GB/T23800外观清澈透明无悬浮物浅黄色，透明目测自燃点/℃不低于最高允许使用温度333SH/T0642闪点（闭口）/℃不低于100192GB/T261闪点（开口）/℃－211GB/T3536硫含量(m/m)/%不大于0.20.001GB/T388氯含量/(mg/kg)不大于20 2.0附录B 酸值/（mg/g）不大于0.050.01GB/T7304铜片腐蚀/级不大于11a GB/T5096水分/(mg/Kg)不大于50072GB/T11133水溶性酸碱无无GB/T0259倾点/℃不高于-9-24GB/T3535密度20℃/（kg/m3）报告881.8GB/T1885灰分(m/m)%报告0.001GB/T508馏程初馏点报告320SH/T0558/℃2%/℃报告351.6GB/T6536残炭（m/m）/%不大于0.050.01GB/T268运动粘度/（㎜2/s）0℃报告289.8GB/T265 40℃不大于4028.06100℃报告 4.909热稳定性试验试验温度/℃320320GB/T23800试验时间/h720720变质率/%不大于10 6.3检测结果说明：经检验，该产品质量指标符合GB23971-2009《有机热载体》中L-QC320类产品的质量指标要求。

该产品仅限闭式系统使用。

热氧化安定性试验：根据国家强制性标准GB23971-2009《有机热载体》规定，L-QC310/320类产品须在闭式循环系统中使用，意在引导传热系统向节能、环保的闭式循环系统发展，因此产品型式检定时未对有机热载体热氧化安定性项目进行检测。

如L-QC类产品要在开式系统中使用，也必须根据GB23971-2009附录C进行有机热载体热氧化安定性试验并满足指标要求，快捷士L-QC320半合成型导热油热氧化安定性试验数据见表2。

表2快捷士L-QC320半合成型导热油产品热氧化安定试验数据热氧化安定性检验结果检测项目质量指标实测数据实验方法热氧化安定性试验试验温度/℃175175GB23971附录C 试验时间/h7272黏度增长（40℃）/%不大于4011.21酸值增加/(mgKOH/g)不大于0.80.27沉渣/（mg/100g）不大于500.54检测结果说明：经检验，该产品质量指标符合GB23971-2009《有机热载体》中热氧化安定性质量指标要求,可在开式系统使用。

通过表1和表2检测报告数据可以看出，快捷士L-QC320半合成型导热油具有：（1）高的热稳定性，良好的热氧化安定性。

（2）高的闪点和初馏点。

（3）较高的粘度指数。

（4）无毒无味无腐蚀。

快捷士L-QC320半合成型导热油由于有高的热稳定性和很好的热氧化安定性，因此它可在惰性气体密封的闭式循环系统中使用，也能在无惰性气体保护的开式循环系统中使用，可满足客户对导热油综合性能的要求。

四、典型特性对比表3快捷士L-QC320半合成型导热油与部分市售L-QC320产品典型数据项目快捷士半合成型L-QC320市售AL-QC320市售BL-QC320国外CL-QC320实验方法运动粘度/（㎜2/s）28.110.326.119.6GB/T265闪点（闭口）/℃192162185159GB/T261闪点（开口）/℃211178192174GB/T 3536倾点/℃-24-30-36-42GB/T 3535密度20℃/（kg/m3）882996901890GB/T1885初馏点/℃320277293263SH/T 0558热氧化安定性合格不通过不通过不通过GB23971热稳定性/变质率%6.37.6 6.6 6.8GB/T23800适合循环系统方式开式或闭式限于闭式限于闭式限于闭式GB23971从表3数据对比结果表可以看出，快捷士L-QC320半合成型导热油无论从高温热稳定性、热氧化安定性，还是挥发性、安全性指标的闪点、初馏点，灵活的循环方式选择上，都优于国内和国外同类产品。

五、工业化应用自主研发的快捷士L-QC320半合成型导热油（有机热载体）经亚邦化工集团染料车间、江西赣亮股份BAM工段、江苏爱特恩新材料等多家单位处于不同行业、在不同型式的加热系统（开式或闭式）运行使用，经长期跟踪分析，在用有机热载体都处于GB24747-2009允许使用的质量指标范围内，其酸值、闪点、粘度、残炭的变化较小，蒸发损失低，年添加量少，加热系统运行平稳。

六、结语（1）半合成型导热油是快捷士公司自主研发的有机热载体产品，具有创新性，获得了国家发明专利，其各项指标都满足GB23971-2009《有机热载体》要求。

（2）半合成型导热油，不仅有高的热稳定性和良好的热氧化安定性，还有比较好的安全性、经济性，优于国内和国外同类产品。

（3）半合成型导热油，经工业化应用表明，具有结焦倾向低，使用寿命长，年添加量少，安全环保，性价比高等特点。