[1]. Introdução
Comparado com métodos de aquecimento tradicionais, como aquecimento direto e aquecimento a vapor, o aquecimento a óleo por transferência de calor tem as vantagens de economia de energia, aquecimento uniforme, precisão de controle de alta temperatura, baixa pressão operacional, segurança e conveniência. Portanto, desde a década de 1980, a pesquisa e aplicação de óleo de transferência de calor em meu país desenvolveu-se rapidamente e tem sido amplamente utilizado em vários sistemas de aquecimento na indústria química, processamento de petróleo, indústria petroquímica, fibra química, têxtil, indústria leve, materiais de construção , metalurgia, grãos, petróleo e processamento de alimentos e outras indústrias.
Este artigo discute principalmente a formação, perigos, fatores de influência e soluções de coqueificação de óleo de transferência de calor durante o uso.

[2]. Formação de coque
Existem três reações químicas principais no processo de transferência de calor do óleo de transferência de calor: reação de oxidação térmica, craqueamento térmico e reação de polimerização térmica. A coqueificação é produzida por reação de oxidação térmica e reação de polimerização térmica.
A reação de polimerização térmica ocorre quando o óleo de transferência de calor é aquecido durante a operação do sistema de aquecimento. A reação irá gerar macromoléculas de alto ponto de ebulição, como hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, colóides e asfalteno, que se depositam gradualmente na superfície do aquecedor e da tubulação para formar coque.
A reação de oxidação térmica ocorre principalmente quando o óleo de transferência de calor no tanque de expansão do sistema de aquecimento aberto entra em contato com o ar ou participa da circulação. A reação gerará álcoois, aldeídos, cetonas, ácidos e outros componentes ácidos de baixo peso molecular ou alto peso molecular, e ainda gerará substâncias viscosas, como colóides e asfalteno, para formar coque; a oxidação térmica é causada por condições anormais. Uma vez que isso ocorra, acelerará as reações de craqueamento térmico e polimerização térmica, fazendo com que a viscosidade aumente rapidamente, reduzindo a eficiência da transferência de calor, causando superaquecimento e coqueificação do tubo do forno. As substâncias ácidas produzidas também causarão corrosão e vazamentos no equipamento.

[3]. Perigos do coque
A coqueificação gerada pelo óleo de transferência de calor durante o uso formará uma camada de isolamento, fazendo com que o coeficiente de transferência de calor diminua, a temperatura de exaustão aumente e o consumo de combustível aumente; por outro lado, uma vez que a temperatura exigida pelo processo de produção permanece inalterada, a temperatura da parede do tubo do forno de aquecimento aumentará acentuadamente, fazendo com que o tubo do forno inche e se rompa, e eventualmente queime através do tubo do forno, fazendo com que o forno de aquecimento para pegar fogo e explodir, causando acidentes graves, como ferimentos em equipamentos e operadores. Nos últimos anos, esses acidentes têm sido comuns.

[4]. Fatores que afetam a coqueificação
(1) Qualidade do óleo de transferência de calor
Depois de analisar o processo de formação de coque acima, verifica-se que a estabilidade à oxidação e a estabilidade térmica do óleo de transferência de calor estão intimamente relacionadas à velocidade e quantidade de coque. Muitos acidentes de incêndio e explosão são causados ​​pela baixa estabilidade térmica e estabilidade à oxidação do óleo de transferência de calor, o que causa grave coque durante a operação.
(2) Projeto e instalação de sistema de aquecimento
Os vários parâmetros fornecidos pelo projeto do sistema de aquecimento e se a instalação do equipamento é razoável afetam diretamente a tendência de coqueificação do óleo de transferência de calor.
As condições de instalação de cada equipamento são diferentes, o que também afetará a vida útil do óleo de transferência de calor. A instalação do equipamento deve ser razoável e a retificação oportuna é necessária durante o comissionamento para prolongar a vida útil do óleo de transferência de calor.
(3) Operação diária e manutenção do sistema de aquecimento
Diferentes operadores têm diferentes condições objetivas, como escolaridade e nível técnico. Mesmo que utilizem o mesmo equipamento de aquecimento e óleo de transferência de calor, o nível de controle da temperatura e vazão do sistema de aquecimento não é o mesmo.
A temperatura é um parâmetro importante para a reação de oxidação térmica e a reação de polimerização térmica do óleo de transferência de calor. À medida que a temperatura aumenta, a taxa de reação dessas duas reações aumentará acentuadamente e a tendência à coqueificação também aumentará de acordo.
De acordo com as teorias relevantes dos princípios da engenharia química: à medida que o número de Reynolds aumenta, a taxa de coqueamento diminui. O número de Reynolds é proporcional à vazão do óleo de transferência de calor. Portanto, quanto maior a vazão do óleo de transferência de calor, mais lenta será a coqueificação.

[5]. Soluções para coqueamento
A fim de retardar a formação de coque e prolongar a vida útil do óleo de transferência de calor, devem ser tomadas medidas nos seguintes aspectos:
(1) Selecione óleo de transferência de calor de marca apropriada e monitore a tendência de seus indicadores físicos e químicos
O óleo de transferência de calor é dividido em marcas de acordo com a temperatura de uso. Entre eles, o óleo mineral de transferência de calor inclui principalmente três marcas: L-QB280, L-QB300 e L-QC320, e suas temperaturas de uso são 280°C, 300°C e 320°C, respectivamente.
O óleo de transferência de calor de marca e qualidade apropriadas que atenda ao padrão SH/T 0677-1999 "Fluido de transferência de calor" deve ser selecionado de acordo com a temperatura de aquecimento do sistema de aquecimento. Atualmente, a temperatura de uso recomendada de alguns óleos de transferência de calor disponíveis no mercado é bastante diferente dos resultados reais da medição, o que engana os usuários e ocorrem acidentes de segurança de tempos em tempos. Deve atrair a atenção da maioria dos usuários!
O óleo de transferência de calor deve ser feito de óleo base refinado com excelente estabilidade térmica e antioxidantes de alta temperatura e aditivos anti-incrustantes. O antioxidante de alta temperatura pode efetivamente atrasar a oxidação e o espessamento do óleo de transferência de calor durante a operação; o agente anti-incrustação de alta temperatura pode dissolver o coque nos tubos e tubulações do forno, dispersá-lo no óleo de transferência de calor e filtrá-lo através do filtro de desvio do sistema para manter os tubos e tubulações do forno limpos. Após cada três ou seis meses de uso, a viscosidade, ponto de fulgor, índice de acidez e resíduo de carbono do óleo de transferência de calor devem ser rastreados e analisados. Quando dois dos indicadores excedem o limite especificado (resíduo de carbono não superior a 1,5%, índice de acidez não superior a 0,5mgKOH /g, taxa de alteração do ponto de fulgor não superior a 20%, taxa de alteração da viscosidade não superior a 15%), deve-se considerar adicionar um pouco de óleo novo ou substituir todo o óleo.
(2) Projeto e instalação razoáveis ​​do sistema de aquecimento
O projeto e a instalação do sistema de aquecimento a óleo por transferência de calor devem seguir rigorosamente os regulamentos de projeto de fornos a óleo quente formulados pelos departamentos relevantes para garantir a operação segura do sistema de aquecimento.
(3) Padronizar o funcionamento diário do sistema de aquecimento
A operação diária do sistema de aquecimento a óleo térmico deve seguir rigorosamente os regulamentos de segurança e supervisão técnica para fornos de transporte de calor orgânico formulados pelos departamentos relevantes, e monitorar as tendências de mudança de parâmetros como a temperatura e vazão do óleo térmico no aquecimento sistema a qualquer momento.
Na utilização real, a temperatura média na saída do forno de aquecimento deve ser pelo menos 20°C inferior à temperatura operacional do óleo de transferência de calor.
A temperatura do óleo de transferência de calor no tanque de expansão do sistema aberto deve ser inferior a 60°C e a temperatura não deve exceder 180°C.
A vazão do óleo de transferência de calor no forno de óleo quente não deve ser inferior a 2,5 m/s para aumentar a turbulência do óleo de transferência de calor, reduzir a espessura da camada inferior estagnada na camada limite de transferência de calor e o resistência térmica à transferência de calor convectiva e melhorar o coeficiente de transferência de calor convectivo para atingir o objetivo de melhorar a transferência de calor do fluido.
(4) Limpeza do sistema de aquecimento
Os produtos de oxidação térmica e polimerização térmica formam primeiro substâncias viscosas polimerizadas com alto teor de carbono que aderem à parede do tubo. Tais substâncias podem ser removidas por limpeza química.
As substâncias viscosas com alto teor de carbono formam ainda depósitos incompletamente grafitados. A limpeza química só é eficaz para as peças que ainda não foram carbonizadas. Forma-se coque completamente grafitado. A limpeza química não é mais solução para esse tipo de substância. A limpeza mecânica é usada principalmente no exterior. Deve ser verificado frequentemente durante o uso. Quando as substâncias viscosas com alto teor de carbono formadas ainda não foram carbonizadas, os usuários podem adquirir agentes de limpeza químicos para limpeza.

[6]. Conclusão
1. A coqueificação do óleo de transferência de calor durante o processo de transferência de calor vem dos produtos da reação de oxidação térmica e da reação de polimerização térmica.
2. A coqueificação do óleo de transferência de calor fará com que o coeficiente de transferência de calor do sistema de aquecimento diminua, a temperatura de exaustão aumente e o consumo de combustível aumente. Em casos graves, poderá causar acidentes como incêndio, explosão e ferimentos ao operador no forno de aquecimento.
3. Para retardar a formação de coque, deve-se selecionar óleo de transferência de calor preparado com óleo base refinado com excelente estabilidade térmica e aditivos antioxidantes e antiincrustantes de alta temperatura. Para os usuários, devem ser selecionados produtos cuja temperatura de uso seja determinada pela autoridade.
4. O sistema de aquecimento deve ser razoavelmente projetado e instalado, e a operação diária do sistema de aquecimento deve ser padronizada durante o uso. A viscosidade, o ponto de fulgor, o índice de acidez e o carbono residual do óleo de transferência de calor em operação devem ser testados regularmente para observar suas tendências de mudança.
5. Agentes químicos de limpeza podem ser usados ​​para limpar o coque que ainda não foi carbonizado no sistema de aquecimento.