合成型导热油在液化天然气净化工艺中的应用

2022-11-18

导热油的分类

导热油根据其结构可分为合成型与矿物型两大类。

合成型导热油又称热传导液, 是以石油化工或化工产品为原料经有机合成工艺制得, 大致包括烷基苯型 (苯环型) 、烷基萘型、烷基联苯型、联苯和联苯醚 (二苯醚) 低熔混合物型和苄基甲苯系列导热油。其特点是密度高且适度, 稳定性好, 使用寿命长且可再生处理。

矿物型导热油又称热传导油, 是以石油某些馏分为原料, 经过加工调配制成, 是多种烷烃组分的混合物。大致包括烷基芳香烃型、环烷烃型及链烷烃型三大类。

导热油的选择

选择合适的高温导热油是保证加热系统工作的稳定、安全可靠的基础。液化天然气净化工艺环节加热选择的是液相循环加热方式, 采用这种加热方式使用的导热油必须具有高闪点和高沸点的特性, 才有利于系统的安全性和稳定性。

由于合成型导热油是由复杂的化学反应炼制而成, 与矿物型导热油相比, 由于在炼制过程中采取了先进的工艺和技术, 使合成型导热油的分子排列非常整齐, 分子链稳固程度达到了理想的状态。且合成型导热油不易受到外界各种因素的影响, 其热稳定性、抗氧化性、抗粘度变化的能力等都要比矿物型导热油强很多, 能够在南方和北方不同气候条件下正常使用。

同时, 与合成型导热油相比, 矿物型导热油低温黏度较大, 在冬季气温较低时, 油泵启动困难, 能耗大, 传热效率低, 设备维护成本大大增加, 矿物型导热油劣化后不能再生, 废油可作为燃料处理。由于加热系统添加和更换新油的频率较高, 且更换前必须停车清洗加热系统, 生产效率会受到周期性影响。合成型导热油与矿物型导热油比较见表1:

一般情况下, 导热油在允许的使用温度下才能体现出良好的热稳定性和抗氧化安定性, 合成型导热油的推荐使用温度范围为-30~320℃, 最高使用温度为330℃;矿物型导热油的推荐使用温度范围为-20~250℃, 最高使用温度为260℃。使用温度相同时, 合成型导热油的黏度比矿物型导热油要小很多。考虑到使用温度范围及操作环境, 在杨凌液化天然气储备调峰项目 (以下简称杨凌LNG项目) 工厂净化单元导热油加热系统中应选择合成型导热油。

导热油在LNG工厂净化工艺的应用

从表2可见杨凌LNG项目净化工艺有两个用热温度:用于胺再生、凝析油稳定和空冷器防冻的中温系统, 以及用于脱水和脱重烃单元分子筛再生所需要的高温热油系统。

在导热油炉系统中, 导热油通过高温热油循环泵升压后进入导热油加热炉, 升温至312℃后去往脱水单元和脱重烃单元, 换热降温后的导热油汇合至导热油回油总管进入导热油膨胀罐。当脱水单元处于冷再生环节或者回油温度过高时, 为了确保系统安全, 返回温度会控制安装在高温导热油回路末端的热油调节冷却器将系统回油温度控制在235℃。来自热油循环泵出口的热油层流进入热油过滤器将会移除管道内的固体和颗粒、保持热油回路的清洁。

中温导热油通过中温回路循环泵升压输送至中温导热油用户-胺再生塔再沸器、凝析油稳定塔以及用以空冷器防冻, 换热后的中温导热油汇合至导热油回油总管进入导热油膨胀罐, 为确保中温导热油回路温度控制在176℃, 由导热油炉出口引出一股高温热油至中温回路循环泵入口, 通过温度控制调整确保中温导热油系统平衡。

在LNG工厂采用双温位导热油供热系统, 这样在减少热源的情况下, 不仅降低了损耗, 还节约了成本, 增加一定的经济效益。

结语

高温导热油作为一种集众多优势于一体的热载体, 在工业上的应用将会逐渐的取代传统的加热方式, 在工业生产上发挥出巨大的作用。LNG供热设备有多种形式, 选择双温位或多温位导热油炉既可减少多热源的不安全因素, 又可以降低生产运行成本。随着LNG市场的不断扩大, 国内LNG工业迅速发展, 导热油在LNG工厂天然气净化工艺中应用前景广阔。

摘要：导热油作为一种常见的间接加热的有机热载体, 具有导热系数大、高热效率、高温度、高沸点、低粘度、低凝点、经济效益好等优势, 应用领域非常广泛。本文论述了导热油的分类并结合工程实例探讨了合成型导热油在天然气净化工艺中的应用。

关键词：合成型导热油,LNG化工,天然气净化工艺