熱油爐中導熱油主要由烴類基礎油和其它各種添加劑所組成,而我國目前生產(chǎn)的導熱油大多數(shù)以開鏈烷烴為主。導熱油在長期加熱的情況下,油品經(jīng)高溫裂解,釋放出氫或其它小分子化合物而逐漸生成炭,這種炭不是獨立的炭原子,而是好幾百個炭原子稠合形成的炭,這個過程一般稱為“結焦”。結焦的過程是烯烴經(jīng)過炔烴中間階段而生炭,經(jīng)過芳烴中間階段而結焦。時間推移,結焦逐漸增多,而管道逐漸縮小,爐管溫度逐漸升高。但導熱油的鏡膜溫度是由導熱油的分子結構所決定,導熱油的鏡膜溫度是指導熱油分子結構有10%損壞的溫度。一般導熱油的鏡膜溫度在350℃左右。當導熱油的實際溫度超過它的鏡膜溫度時,其導熱油的膠質會成倍增加,結焦增厚,爐管內外溫差加大。當爐管外壁溫度在600~700℃時,易把爐管燒穿,引起火災事故。所以結焦是熱油爐的大敵,是熱油爐引起火災的禍根。
? ? ? ?生炭結焦反應有一些規(guī)律:①在不同溫度條件下,烯烴的消失和生炭結焦反應經(jīng)歷著不同的途徑,在500~1100℃主要通過生成芳烴的中間階段,在900~1100℃主要是生成乙炔的中間階段。②生炭結焦反應是典型的連串反應,不論是哪個反應,都有一個共同的特點,即隨著溫度的提高和反應時間的延長,不斷釋放出氫,殘物(焦油)的含氫量逐漸下降,C/H比、分子量和重度逐漸增大。③隨著反應時間的延長,單烴和環(huán)數(shù)不多的芳烴轉變?yōu)槎喹h(huán)芳烴進而轉變?yōu)槌憝h(huán)芳烴,由液態(tài)焦油轉變?yōu)楣腆w瀝青質,進而轉變?yōu)樘壳噘|,再進一步轉變?yōu)楦叻肿咏固?/span>。這種結果嚴重影響熱油爐的正常操作,主要表現(xiàn)為三個方面:①使爐管表面溫度上升,在結焦的地方,局部熱阻增大,爐管徑向溫度梯度變大,在結焦層最厚的地方,爐管表面出現(xiàn)熱點,影響爐管壽命。②爐管的壓力損失增大,嚴重時堵塞爐管。③鋼管表面如比較粗糙,易于滲炭,影響管子強度,甚至發(fā)生爐管爆裂。