[1]. Perkenalan
Dibandingkan dengan metode pemanasan tradisional seperti pemanasan langsung dan pemanasan uap, pemanasan minyak perpindahan panas memiliki keunggulan hemat energi, pemanasan seragam, akurasi kontrol suhu tinggi, tekanan pengoperasian rendah, keamanan dan kenyamanan. Oleh karena itu, sejak tahun 1980-an, penelitian dan penerapan minyak perpindahan panas di negara saya telah berkembang pesat, dan telah banyak digunakan dalam berbagai sistem pemanas di industri kimia, pengolahan minyak bumi, industri petrokimia, serat kimia, tekstil, industri ringan, bahan bangunan. , metalurgi, biji-bijian, minyak dan pengolahan makanan dan industri lainnya.
Artikel ini terutama membahas tentang pembentukan, bahaya, faktor-faktor yang mempengaruhi dan larutan kokas minyak perpindahan panas selama penggunaan.

[2]. Pembentukan kokas
Ada tiga reaksi kimia utama dalam proses perpindahan panas minyak perpindahan panas: reaksi oksidasi termal, perengkahan termal, dan reaksi polimerisasi termal. Kokas dihasilkan melalui reaksi oksidasi termal dan reaksi polimerisasi termal.
Reaksi polimerisasi termal terjadi ketika minyak perpindahan panas dipanaskan selama pengoperasian sistem pemanas. Reaksi tersebut akan menghasilkan makromolekul dengan titik didih tinggi seperti hidrokarbon aromatik polisiklik, koloid, dan aspalten, yang secara bertahap mengendap di permukaan pemanas dan pipa untuk membentuk kokas.
Reaksi oksidasi termal terutama terjadi ketika minyak perpindahan panas di tangki ekspansi sistem pemanas terbuka bersentuhan dengan udara atau berpartisipasi dalam sirkulasi. Reaksi tersebut akan menghasilkan alkohol, aldehida, keton, asam dan komponen asam lainnya dengan berat molekul rendah atau berat molekul tinggi, dan selanjutnya menghasilkan zat kental seperti koloid dan aspal untuk membentuk kokas; oksidasi termal disebabkan oleh kondisi abnormal. Jika terjadi, akan mempercepat reaksi perengkahan termal dan polimerisasi termal, menyebabkan viskositas meningkat dengan cepat, mengurangi efisiensi perpindahan panas, menyebabkan panas berlebih dan kokas tabung tungku. Zat asam yang dihasilkan juga akan menyebabkan korosi dan kebocoran peralatan.

[3]. Bahaya kokas
Kokas yang dihasilkan oleh minyak perpindahan panas selama penggunaan akan membentuk lapisan insulasi, menyebabkan koefisien perpindahan panas menurun, suhu gas buang meningkat, dan konsumsi bahan bakar meningkat; sebaliknya, karena suhu yang diperlukan untuk proses produksi tetap tidak berubah, maka suhu dinding tabung tungku pemanas akan meningkat tajam, menyebabkan tabung tungku membengkak dan pecah, dan akhirnya terbakar melalui tabung tungku, menyebabkan tungku pemanas terbakar. terbakar dan meledak, menyebabkan kecelakaan serius seperti cedera pada peralatan dan operator. Dalam beberapa tahun terakhir, kecelakaan seperti itu sering terjadi.

[4]. Faktor-faktor yang mempengaruhi kokas
(1) Kualitas minyak perpindahan panas
Setelah menganalisis proses pembentukan kokas di atas, ditemukan bahwa stabilitas oksidasi dan stabilitas termal minyak perpindahan panas berkaitan erat dengan kecepatan dan kuantitas kokas. Banyak kecelakaan kebakaran dan ledakan disebabkan oleh buruknya stabilitas termal dan stabilitas oksidasi minyak perpindahan panas, yang menyebabkan kokas yang serius selama pengoperasian.
(2) Desain dan pemasangan sistem pemanas
Berbagai parameter yang disediakan oleh desain sistem pemanas dan pemasangan peralatan yang wajar secara langsung mempengaruhi kecenderungan kokas minyak perpindahan panas.
Kondisi pemasangan tiap peralatan berbeda-beda, yang juga akan mempengaruhi umur oli perpindahan panas. Pemasangan peralatan harus wajar dan perbaikan tepat waktu diperlukan selama commissioning untuk memperpanjang umur minyak perpindahan panas.
(3) Pengoperasian dan pemeliharaan harian sistem pemanas
Operator yang berbeda memiliki kondisi obyektif yang berbeda seperti pendidikan dan tingkat teknis. Bahkan jika mereka menggunakan peralatan pemanas dan minyak perpindahan panas yang sama, tingkat kontrol suhu sistem pemanas dan laju alirannya tidak sama.
Suhu merupakan parameter penting untuk reaksi oksidasi termal dan reaksi polimerisasi termal minyak perpindahan panas. Dengan meningkatnya suhu, laju reaksi kedua reaksi ini akan meningkat tajam, dan kecenderungan kokas juga akan meningkat.
Menurut teori prinsip teknik kimia yang relevan: seiring dengan meningkatnya bilangan Reynolds, laju kokas melambat. Bilangan Reynolds sebanding dengan laju aliran minyak perpindahan panas. Oleh karena itu, semakin besar laju aliran minyak perpindahan panas, semakin lambat proses kokasnya.

[5]. Solusi untuk kokas
Untuk memperlambat pembentukan kokas dan memperpanjang umur minyak perpindahan panas, langkah-langkah harus diambil dari aspek-aspek berikut:
(1) Pilih minyak perpindahan panas dengan merek yang sesuai dan pantau tren indikator fisik dan kimianya
Minyak perpindahan panas dibagi menjadi beberapa merek sesuai dengan suhu penggunaan. Diantaranya, minyak perpindahan panas mineral terutama mencakup tiga merek: L-QB280, L-QB300 dan L-QC320, dan suhu penggunaannya masing-masing 280℃, 300℃ dan 320℃.
Minyak perpindahan panas dengan merek dan kualitas yang sesuai yang memenuhi standar "Cairan Pemindah Panas" SH/T 0677-1999 harus dipilih sesuai dengan suhu pemanasan sistem pemanas. Saat ini, suhu penggunaan yang disarankan dari beberapa minyak perpindahan panas yang tersedia secara komersial sangat berbeda dari hasil pengukuran sebenarnya, sehingga menyesatkan pengguna dan kecelakaan keselamatan terjadi dari waktu ke waktu. Ini harus menarik perhatian sebagian besar pengguna!
Minyak perpindahan panas harus terbuat dari minyak dasar olahan dengan stabilitas termal yang sangat baik dan antioksidan suhu tinggi serta aditif anti kerak. Antioksidan suhu tinggi dapat secara efektif menunda oksidasi dan pengentalan minyak perpindahan panas selama operasi; bahan anti kerak suhu tinggi dapat melarutkan kokas dalam tabung tungku dan saluran pipa, membubarkannya dalam minyak perpindahan panas, dan menyaringnya melalui filter bypass sistem untuk menjaga tabung tungku dan saluran pipa tetap bersih. Setelah setiap tiga bulan atau enam bulan penggunaan, viskositas, titik nyala, nilai asam dan residu karbon dari minyak perpindahan panas harus dilacak dan dianalisis. Ketika dua indikator melebihi batas yang ditentukan (residu karbon tidak lebih dari 1,5%, nilai asam tidak lebih dari 0,5mgKOH/g, laju perubahan titik nyala tidak lebih dari 20%, laju perubahan viskositas tidak lebih dari 15%), perlu dipertimbangkan untuk menambahkan sedikit oli baru atau mengganti seluruh oli.
(2) Desain dan pemasangan sistem pemanas yang masuk akal
Desain dan pemasangan sistem pemanas minyak perpindahan panas harus secara ketat mengikuti peraturan desain tungku minyak panas yang dirumuskan oleh departemen terkait untuk memastikan pengoperasian sistem pemanas yang aman.
(3) Standarisasi pengoperasian sehari-hari sistem pemanas
Pengoperasian harian sistem pemanas minyak termal harus secara ketat mengikuti peraturan keselamatan dan pengawasan teknis untuk tungku pembawa panas organik yang dirumuskan oleh departemen terkait, dan memantau tren perubahan parameter seperti suhu dan laju aliran minyak termal dalam pemanasan. sistem kapan saja.
Dalam penggunaan sebenarnya, suhu rata-rata di saluran keluar tungku pemanas harus setidaknya 20℃ lebih rendah dari suhu pengoperasian minyak perpindahan panas.
Suhu minyak perpindahan panas dalam tangki ekspansi sistem terbuka harus lebih rendah dari 60℃, dan suhu tidak boleh melebihi 180℃.
Laju aliran minyak perpindahan panas dalam tungku minyak panas tidak boleh lebih rendah dari 2,5 m/s untuk meningkatkan turbulensi minyak perpindahan panas, mengurangi ketebalan lapisan bawah yang stagnan di lapisan batas perpindahan panas dan ketahanan termal perpindahan panas konvektif, dan meningkatkan koefisien perpindahan panas konvektif untuk mencapai tujuan meningkatkan perpindahan panas fluida.
(4) Pembersihan sistem pemanas
Produk oksidasi termal dan polimerisasi termal pertama-tama membentuk zat kental karbon tinggi terpolimerisasi yang menempel pada dinding pipa. Zat-zat tersebut dapat dihilangkan dengan pembersihan kimia.
Zat kental karbon tinggi selanjutnya membentuk endapan grafit yang tidak sempurna. Pembersihan kimia hanya efektif untuk bagian yang belum dikarbonisasi. Kokas yang sepenuhnya digrafitisasi terbentuk. Pembersihan kimiawi bukan lagi solusi untuk bahan jenis ini. Pembersihan mekanis sebagian besar digunakan di luar negeri. Ini harus sering diperiksa saat digunakan. Jika zat kental karbon tinggi yang terbentuk belum dikarbonisasi, pengguna dapat membeli bahan pembersih kimia untuk membersihkan.

[6]. Kesimpulan
1. Kokas minyak perpindahan panas selama proses perpindahan panas berasal dari produk reaksi reaksi oksidasi termal dan reaksi polimerisasi termal.
2. Kokasnya minyak perpindahan panas akan menyebabkan koefisien perpindahan panas sistem pemanas menurun, suhu gas buang meningkat, dan konsumsi bahan bakar meningkat. Dalam kasus yang parah akan mengakibatkan terjadinya kecelakaan seperti kebakaran, ledakan dan cedera pada operator di tungku pemanas.
3. Untuk memperlambat pembentukan kokas, minyak perpindahan panas yang dibuat dengan minyak dasar olahan dengan stabilitas termal yang sangat baik dan aditif anti-oksidasi dan anti-pengotoran suhu tinggi harus dipilih. Bagi pengguna, sebaiknya dipilih produk yang suhu penggunaannya ditentukan oleh otoritas.
4. Sistem pemanas harus dirancang dan dipasang secara wajar, dan pengoperasian sehari-hari sistem pemanas harus distandarisasi selama penggunaan. Viskositas, titik nyala, nilai asam dan sisa karbon dari minyak perpindahan panas yang sedang beroperasi harus diuji secara teratur untuk mengamati tren perubahannya.
5. Bahan pembersih kimia dapat digunakan untuk membersihkan kokas yang belum terkarbonisasi dalam sistem pemanas.