长城L-QC320 导热油在液化气异构化装置的应用

揭斌华 吴晓涛 王鹏 黄夏 潘正华

1 中国石化润滑油有限公司茂名分公司

2 茂名市质量计量监督检测所

本文介绍了长城L-QC320 导热油在某石化龙头企业20 万t/a 液化气异构化装置的导热油锅炉上的应用情况。现场使用运行75 个月期间不换油、不补油，在用油的指标均在GB 24747—2009《有机热载体安全技术条件》的允许使用质量指标范围内，每年为企业节约成本50 余万元，创造了显著的生产效益。

随着我国清洁汽油产品质量升级的推进，2017 年执行国V 标准、2019年1月1日起执行国 VIA 汽油标准，硫含量、芳烃含量和烯烃含量等指标的要求更趋严格，对优质汽油调合组分的需求更加迫切。烷基化油因不含硫、烯烃、芳烃，同时具有烷值高、蒸气压低等特点，作为优良的调合汽油组分，在清洁汽油升级过程中的作用愈发重要[1]。在市场需求的推动下，我国烷基化装置出现了井喷式建设投产，预计2020 年我国烷基化油产量为944 万t，而需求量将达到1 128 万t～1 410 万 t[2]。

同时，我国烷基化油的产能受到原料及生产成本的制约，由于C4原料短缺，原料价格逐年增加，致使企业利润压缩，烷基化油装置开工率较低，因此，企业对生产过程的节能减耗、降本增效尤为关注[3]。某石化龙头企业20 万t/a 液化气异构化装置以液化气为原料，主要生产异辛烷等烷基化油，该装置的核心动力设备——导热油锅炉，选用70 t 长城L-QC320 导热油作为初装用油。本文对比了长城L-QC320导热油与市售L-QC320 导热油的性能，对其在某石化龙头企业液化气异构化装置导热油锅炉的现场使用情况进行了介绍。

长城L-QC320 导热油的性能

理化性能

长城L-QC320 导热油与市售L-QC320 导热油的理化性能典型数据见表1。

由表 1 可以看出，2 种 L-QC320导热油均满足质量指标要求，但相较市售产品，长城L-QC320 导热油具有以下优势：

◇长城L-QC320 导热油为环保型产品，颜色淡、无臭、无刺激性气味；而市售产品为重芳烃成分，颜色深、有刺激性气味，对使用者存在健康与安全风险。

表1 2种L-QC320导热油的理化数据

◇黏度适中，具有优异的传热效果和良好的设备润滑效果，法兰等连接处不易造成泄漏；而市售产品黏度较小，在流动过程中容易对法兰、流量控制器等设备造成磨损、泄漏。

◇2%馏点高，闪点高，蒸气压低，挥发性低，减少油品消耗；而市售产品沸点低，容易汽化，造成循环泵气蚀，管线波动剧烈，影响系统正常运行。

◇密度小，一次性装填量较市售产品少10%，同时循环泵的轴功率小，节省电费。

热稳定性

导热油的热稳定性是表征其在高温下抵抗裂解、缩合倾向的关键指标，反映导热油在使用过程中抗结焦的能力以及日常补加情况[4]。根据 GB/T 23800—2009 的要求，将导热油在320 ℃下加热720 h，通过对比试验前后油样的蒸馏数据，得到导热油试验后的低沸物、高沸物以及变质率数据，结果见图1。

由图1 可知，长城L-QC320导热油的低沸物、高沸物、变质率数据分别为2.4%、2%、4.4%，其数值均优于市售L-QC320 导热油，说明L-QC320 导热油在320 ℃温度下，抗裂解能力与抗缩合能力性能更优。同时，市售L-QC320 导热油变质率超过10%的质量指标要求，这是由于市售产品为混合芳烃油，成分复杂，在高温作用下容易断裂分解为轻组分，发生缩合反应形成重组分。

热氧化安定性

导热油热氧化安定性是表征在其在高温下抗氧化的能力，反映导热油在使用过程中抑制酸性物质的产生、油泥的生成、黏度增长，保障系统高效传热，延长导热油的使用寿命[5]。根据GB/T 23971—2009附录C 的要求，将导热油在175 ℃下加热72 h，对比试验前后黏度增长（40 ℃）、酸值增加、沉渣变化情况，结果见表2。

由表2 可知，长城L-QC320导热油高温氧化后的黏度增长（40 ℃）、酸值增加、沉渣数据均较小，且满足质量指标要求，应用场合更广，可应用于开式系统或闭式系统。而市售产品由于成分复杂，初馏点、闪点较低，在试验过程中发生氧化反应、轻组分挥发，产生较多酸性物质与沉渣，同时，黏度增长71.03%，高于质量指标，只能用于闭式系统。

长城L-QC320 导热油的现场使用情况

某石化龙头企业20 万t/a 液化气异构化装置，以天然气为原料，生产异辛烷等烷基化油，并于2013年1 月投产，作为该装置的核心动力设备，YLW-7200MA 导热油锅炉为江阴三杰公司生产制造，初装70 t长城L-QC320 导热油，设备运行参数见表3。

长城L-QC320 导热油在装置运行75 个月期间，导热油技术工程师定期前往现场采集在用油油样，并对残炭、酸值、闭口闪点、运动黏度等重要安全指标进行监测分析，并对照GB 24747—2009《有机热载体安全技术条件》[6]中在用油质量指标进行指导现场锅炉设备的运行，为企业实实在在地节省运营成本，同时在环境、设备、人员安全等众多方面也带来收益。GB 24747—2009《有机热载体安全技术条件》在用导热油的质量指标和试验方法见表4。

图1 2种L-QC320导热油的低沸物、高沸物、变质率数据对比

表2 两种L-QC320导热油的热氧化安定性数据对比

表3 导热油锅炉设备运行参数

残炭

残炭是用来监测油品使用过程中的结焦变质程度，油品在使用过程中会因局部过热、高温氧化产生炭渣和油泥沉淀，影响油品流动性，造成设备结焦，造成热量损失，降低系统热传导效率。残炭指标监测情况见图2。

从图2可以看出，长城L-QC320 导热油凭借优异的抗结焦性能与抗裂解性能，残炭的年增长速率缓慢，且一直处于允许使用质量指标范围内，确保系统内无需补充新油。

酸值

酸值变化用来监测油品使用过程中的氧化变质程度，油品在使用过程中会因高温氧化产生酸性物质，导致油品酸值的升高，对设备造成腐蚀性危害。酸值指标监测情况见图3。

从图3可以看出，长城L-QC320 导热油凭借其优异的抗氧化性能，酸值的年增长速率非常缓慢，一直处于较低的水平，且在允许使用质量指标范围内。

闪点

闭口闪点是反映导热油安全使用最重要的安全指标，也反映导热油运行中轻组分的多少；导热油在使用过程中，因局部受热均匀、导热油本身抗裂解性差等，导致产生轻组分，使在用油的闭口闪点下降。闭口闪点指标监测情况见图4。

表4 在用导热油的质量指标和试验方法

图2 残炭指标监测情况

从图4 可以看出，闭口闪点虽然随时间波动变化，但一直处于允许使用质量指标范围内。

运动黏度

运动黏度是表征流动性的指标。油品在使用过程中，高温裂解和聚合将导致运动黏度的降低或升高，因此，运动黏度的变化可反映出油品变质程度的大小。运动黏度指标监测情况见图5。

图3 酸值指标监测情况

图4 闭口闪点指标监测情况

图5 运动黏度指标监测情况

从图5可以看出，长城L-QC320 导热油的运动黏度保持稳定，但一直处于允许使用质量指标范围内，是导热油锅炉高效热量传递、节约运行成本的强力保障。

结论

长城L-QC320 导热油在某石化龙头企业20 万t/a 液化气异构化装置应用结果表明，运行75 个月期间不换油、不补油，在用油的指标均在允许使用质量指标范围内；设备运行情况良好，在满负荷生产的情况下，依然满足用油要求。长城L-QC320 导热油具有不易结焦、传热快、热效率高的特点，能确保设备系统 “安、稳、长、满、优”运行，为企业节省了成本，创造了生产效益。