長城L-QC320 導熱油在液化氣異構化裝置的應用

揭斌華 吳曉濤 王鵬 黃夏 潘正華

1 中國石化潤滑油有限公司茂名分公司

2 茂名市質量計量監督檢測所

本文介紹了長城L-QC320 導熱油在某石化龍頭企業20 萬t/a 液化氣異構化裝置的導熱油鍋爐上的應用情況?，F場使用運行75 個月期間不換油、不補油，在用油的指標均在GB 24747—2009《有機熱載體安全技術條件》的允許使用質量指標范圍內，每年為企業節約成本50 余萬元，創造了顯著的生產效益。

隨著我國清潔汽油產品質量升級的推進，2017 年執行國V 標準、2019年1月1日起執行國 VIA 汽油標準，硫含量、芳烴含量和烯烴含量等指標的要求更趨嚴格，對優質汽油調合組分的需求更加迫切。烷基化油因不含硫、烯烴、芳烴，同時具有烷值高、蒸氣壓低等特點，作為優良的調合汽油組分，在清潔汽油升級過程中的作用愈發重要[1]。在市場需求的推動下，我國烷基化裝置出現了井噴式建設投產，預計2020 年我國烷基化油產量為944 萬t，而需求量將達到1 128 萬t～1 410 萬 t[2]。

同時，我國烷基化油的產能受到原料及生產成本的制約，由于C4原料短缺，原料價格逐年增加，致使企業利潤壓縮，烷基化油裝置開工率較低，因此，企業對生產過程的節能減耗、降本增效尤為關注[3]。某石化龍頭企業20 萬t/a 液化氣異構化裝置以液化氣為原料，主要生產異辛烷等烷基化油，該裝置的核心動力設備——導熱油鍋爐，選用70 t 長城L-QC320 導熱油作為初裝用油。本文對比了長城L-QC320導熱油與市售L-QC320 導熱油的性能，對其在某石化龍頭企業液化氣異構化裝置導熱油鍋爐的現場使用情況進行了介紹。

長城L-QC320 導熱油的性能

理化性能

長城L-QC320 導熱油與市售L-QC320 導熱油的理化性能典型數據見表1。

由表 1 可以看出，2 種 L-QC320導熱油均滿足質量指標要求，但相較市售產品，長城L-QC320 導熱油具有以下優勢：

◇長城L-QC320 導熱油為環保型產品，顏色淡、無臭、無刺激性氣味；而市售產品為重芳烴成分，顏色深、有刺激性氣味，對使用者存在健康與安全風險。

表1 2種L-QC320導熱油的理化數據

◇黏度適中，具有優異的傳熱效果和良好的設備潤滑效果，法蘭等連接處不易造成泄漏；而市售產品黏度較小，在流動過程中容易對法蘭、流量控制器等設備造成磨損、泄漏。

◇2%餾點高，閃點高，蒸氣壓低，揮發性低，減少油品消耗；而市售產品沸點低，容易汽化，造成循環泵氣蝕，管線波動劇烈，影響系統正常運行。

◇密度小，一次性裝填量較市售產品少10%，同時循環泵的軸功率小，節省電費。

熱穩定性

導熱油的熱穩定性是表征其在高溫下抵抗裂解、縮合傾向的關鍵指標，反映導熱油在使用過程中抗結焦的能力以及日常補加情況[4]。根據 GB/T 23800—2009 的要求，將導熱油在320 ℃下加熱720 h，通過對比試驗前后油樣的蒸餾數據，得到導熱油試驗后的低沸物、高沸物以及變質率數據，結果見圖1。

由圖1 可知，長城L-QC320導熱油的低沸物、高沸物、變質率數據分別為2.4%、2%、4.4%，其數值均優于市售L-QC320 導熱油，說明L-QC320 導熱油在320 ℃溫度下，抗裂解能力與抗縮合能力性能更優。同時，市售L-QC320 導熱油變質率超過10%的質量指標要求，這是由于市售產品為混合芳烴油，成分復雜，在高溫作用下容易斷裂分解為輕組分，發生縮合反應形成重組分。

熱氧化安定性

導熱油熱氧化安定性是表征在其在高溫下抗氧化的能力，反映導熱油在使用過程中抑制酸性物質的產生、油泥的生成、黏度增長，保障系統高效傳熱，延長導熱油的使用壽命[5]。根據GB/T 23971—2009附錄C 的要求，將導熱油在175 ℃下加熱72 h，對比試驗前后黏度增長（40 ℃）、酸值增加、沉渣變化情況，結果見表2。

由表2 可知，長城L-QC320導熱油高溫氧化后的黏度增長（40 ℃）、酸值增加、沉渣數據均較小，且滿足質量指標要求，應用場合更廣，可應用于開式系統或閉式系統。而市售產品由于成分復雜，初餾點、閃點較低，在試驗過程中發生氧化反應、輕組分揮發，產生較多酸性物質與沉渣，同時，黏度增長71.03%，高于質量指標，只能用于閉式系統。

長城L-QC320 導熱油的現場使用情況

某石化龍頭企業20 萬t/a 液化氣異構化裝置，以天然氣為原料，生產異辛烷等烷基化油，并于2013年1 月投產，作為該裝置的核心動力設備，YLW-7200MA 導熱油鍋爐為江陰三杰公司生產制造，初裝70 t長城L-QC320 導熱油，設備運行參數見表3。

長城L-QC320 導熱油在裝置運行75 個月期間，導熱油技術工程師定期前往現場采集在用油油樣，并對殘炭、酸值、閉口閃點、運動黏度等重要安全指標進行監測分析，并對照GB 24747—2009《有機熱載體安全技術條件》[6]中在用油質量指標進行指導現場鍋爐設備的運行，為企業實實在在地節省運營成本，同時在環境、設備、人員安全等眾多方面也帶來收益。GB 24747—2009《有機熱載體安全技術條件》在用導熱油的質量指標和試驗方法見表4。

圖1 2種L-QC320導熱油的低沸物、高沸物、變質率數據對比

表2 兩種L-QC320導熱油的熱氧化安定性數據對比

表3 導熱油鍋爐設備運行參數

殘炭

殘炭是用來監測油品使用過程中的結焦變質程度，油品在使用過程中會因局部過熱、高溫氧化產生炭渣和油泥沉淀，影響油品流動性，造成設備結焦，造成熱量損失，降低系統熱傳導效率。殘炭指標監測情況見圖2。

從圖2可以看出，長城L-QC320 導熱油憑借優異的抗結焦性能與抗裂解性能，殘炭的年增長速率緩慢，且一直處于允許使用質量指標范圍內，確保系統內無需補充新油。

酸值

酸值變化用來監測油品使用過程中的氧化變質程度，油品在使用過程中會因高溫氧化產生酸性物質，導致油品酸值的升高，對設備造成腐蝕性危害。酸值指標監測情況見圖3。

從圖3可以看出，長城L-QC320 導熱油憑借其優異的抗氧化性能，酸值的年增長速率非常緩慢，一直處于較低的水平，且在允許使用質量指標范圍內。

閃點

閉口閃點是反映導熱油安全使用最重要的安全指標，也反映導熱油運行中輕組分的多少；導熱油在使用過程中，因局部受熱均勻、導熱油本身抗裂解性差等，導致產生輕組分，使在用油的閉口閃點下降。閉口閃點指標監測情況見圖4。

表4 在用導熱油的質量指標和試驗方法

圖2 殘炭指標監測情況

從圖4 可以看出，閉口閃點雖然隨時間波動變化，但一直處于允許使用質量指標范圍內。

運動黏度

運動黏度是表征流動性的指標。油品在使用過程中，高溫裂解和聚合將導致運動黏度的降低或升高，因此，運動黏度的變化可反映出油品變質程度的大小。運動黏度指標監測情況見圖5。

圖3 酸值指標監測情況

圖4 閉口閃點指標監測情況

圖5 運動黏度指標監測情況

從圖5可以看出，長城L-QC320 導熱油的運動黏度保持穩定，但一直處于允許使用質量指標范圍內，是導熱油鍋爐高效熱量傳遞、節約運行成本的強力保障。

結論

長城L-QC320 導熱油在某石化龍頭企業20 萬t/a 液化氣異構化裝置應用結果表明，運行75 個月期間不換油、不補油，在用油的指標均在允許使用質量指標范圍內；設備運行情況良好，在滿負荷生產的情況下，依然滿足用油要求。長城L-QC320 導熱油具有不易結焦、傳熱快、熱效率高的特點，能確保設備系統 “安、穩、長、滿、優”運行，為企業節省了成本，創造了生產效益。