DOWTHERM RP брошюра

Теплоноситель
Dowtherm RP
Техническая Брошюра
1
Теплоноситель DOWTHERM RP
Теплоноситель DOWTHERM RP
обеспечивает высокую эффективность работы в системах без избыточного давления
Теплоноситель DOWTHERM RP, представляющий собой высокоочищенный диарилалкил, обеспечивает
высокую эффективность работы в теплообменных системах при рабочих температурах от -20 до 350 °С.
На сегодняшний день это наиболее термически стабильный жидкофазный теплоноситель с низким
давлением паров.
Продуктами термического разложения DOWTHERM RP, которое имеет место при нормальных условиях
эксплуатации, являются почти исключительно низкокипящие соединения, которые легко улетучиваются
из системы. В результате высококипящие отложения не образуются в течение длительного времени. При
нормальных рабочих условиях потребность в замене теплоносителя отсутствует.
Затруднения при запуске установки минимизируются благодаря превосходной текучести теплоносителя
при низких температурах, снижая тем самым потребность в подогреве системы.
DOWTHERM RP имеет высокие температуры вспышки, воспламенения и самовоспламенения и не
представляет пожароопасности при комнатной температуре.
Dow предоставляет сервис, включающий техническую поддержку в проектировании системы и при ее
эксплуатации. Кроме того, бесплатный физико-химический анализ обеспечивает текущий мониторинг
состояния теплоносителя. Если, по каким-либо причинам, требуется замена вашего теплоносителя
DOWTHERM RP, программа Dow по возврату теплоносителей позволит вам вернуть старый
теплоноситель и получить кредит для приобретения нового теплоносителя для замены.
Критерии выбора теплоносителя
Стабильность. Теплоноситель DOWTHERM RP обладает превосходной термической стабильностью
при температурах до 350 °С.
Давление паров. DOWTHERM RP может использоваться в жидкофазных теплообменных установках до
температуры 350 °С с давлением паров всего 96 кПа.
Термическая стабильность
Термическая устойчивость теплоносителя зависит не только от химической структуры, но и от
конструкции и рабочих температур системы, в которой он применяется. Максимальный срок
эксплуатации теплоносителя может быть достигнут при соблюдении нижеследующих технических
особенностей конструкции теплообменной системы. Внимание должно быть сосредоточено на трех
ключевых нюансах: конструкции и эксплуатации нагревателя и/или потребителя энергии;
предотвращении химического загрязнения; исключения контакта теплоносителя с воздухом.
Конструкция и работа нагревателя
Неправильная конструкция и/или работа пламенного нагревателя может привести к перегреву и
интенсивному термическому разрушению теплоносителя. Если нагреватель работает при высоких
температурах, он должен быть рассчитан на минимальную скорость теплоносителя 2 м/с; в большинстве
случаев скорость теплоносителя составляет 2-4 м/с. Выбор скорости теплоносителя будет зависеть от
экономического баланса между стоимостью прокачки и площадью поверхности теплообмена.
Ограничения обычно накладываются на величину теплового потока производителем оборудования. Этот
тепловой поток определяется по максимальной температуре в тонком слое теплоносителя в условиях
конкретной установки. Ниже перечислены некоторые проблемные технические моменты, которые
необходимо избегать:
1. Прямой контакт теплообменника с пламенем (наброс пламени).
2. Работа нагревателя с мощностью, выше номинальной.
3. Модификация процедуры получения топливо-воздушной смеси. Это может привести к увеличению
высоты и температуры пламени, а также теплового потока.
4. Низкая скорость теплоносителя или значительная площадь теплообменника могут привести к
перегреву теплоносителя в пленочном слое. Производитель пламенного нагревателя должен
ознакомиться с требованиями к вашей теплообменной системе.
2
Химическое загрязнение
Относительно низкая термическая стабильность теплоносителя при высоких температурах может быть
вызвана первичным химическим загрязнением теплообменной системы. Термическое разложение
химических примесей может происходить весьма быстро, что может привести к коррозии
конструкционных элементов установки. Серьезность и природа коррозии будет зависеть от количества и
типа примесей, введенных в систему.
Окисление воздухом
Органические теплоносители, работающие при высоких температурах, подвержены окислению
кислородом воздуха. Степень и скорость окисления зависят от температуры и характера контакта
теплоносителя с воздухом. Продукты реакций окисления могут включать карбоксильные кислоты,
способные привести к нежелательным последствиям. Необходимо предпринять меры по удалению
воздуха из системы до того, как теплоноситель будет нагрет до рабочих температур. Во время работы
установки в расширительном баке должно поддерживаться избыточное давление инертного газа.
Теплоноситель может эксплуатироваться при температурах, превышающих рекомендованный
максимальный рабочий предел, если это будет экономически оправданным вследствие более высокой
скорости его разложения. Такие установки будут требовать более внимательного контроля качества
циркуляции, снижения тепловых потоков и более частой замены теплоносителя.
Коррозионная активность
Теплоноситель DOWTHERM RP не проявляет коррозионной агрессивности по отношению к обычным
конструкционным металлам и сплавам. Даже при высоких эксплуатационных температурах
оборудование обычно демонстрирует продолжительный срок службы. Конструкционные элементы
могут быть изготовлены из различных марок стали, в т.ч. нержавеющих, монель-металла и др. сплавов.
Большая часть коррозионных проблем возникает вследствие внесения в систему химических
загрязнений после химических отмывок или технологических материалов из-за протечки оборудования.
Серьезность и природа коррозии будет зависеть от количества и типа введенных загрязнений.
Ниже приведены конструкционные материалы и несовместимые с ними возможные химические
примеси в теплоносителе:
Конструкционный материал
Нержавеющая аустенитная сталь
Никель
Медные сплавы
Загрязнение
Хлориды
Соединения серы
Аммиак, соли аммония
Воспламеняемость
Теплоноситель DOWTHERM RP является воспламеняемой жидкостью. Температура вспышки в
закрытом тигле 194 °С, температура самовоспламенения 385 °С (A.S.T.M. E 659).
Вероятность иногда случающихся утечек в атмосферу должна быть минимизирована из-за высокой
стоимости компенсации потерянного теплоносителя. Практика показывает, что вытекший
теплоноситель быстро охлаждается ниже температуры воспламенения и его возгорание случается редко.
Утечки из трубопроводов в теплоизоляцию представляют потенциальную опасность, т.к. могут привести
к возгоранию в теплоизоляции. Утечка органической жидкости в любой тип теплоизоляции при
повышенных температурах может вызвать спонтанное возгорание вследствие окисления вещества.
Пары DOWTHERM RP при комнатной температуре не представляют серьезной опасности, т.к. их
концентрация в этом случае ниже предела воспламеняемости паров теплоносителя.
В редких случаях возможно образование горючего тумана теплоносителя.
При правильной эксплуатации DOWTHERM RP установки с этим теплоносителем не представляют
какой-либо необычной пожароопасности.
Здравоохранение, безопасность и охрана окружающей среды
Карту данных по безопасности для DOWTHERM RP можно получить в ближайшем представительстве
Dow Chemical. Данная карта содержит полную информацию по безопасному обращению с
теплоносителем. Перед применением продукта изучите карту данных по безопасности.
Необходимо исключить попадание значительных количеств теплоносителя в водоемы. Теплоноситель
не рекомендуется к использованию в процессах приготовления пищевых продуктов, где может
случиться его утечка.
Испытания на лабораторных животных показали низкую пероральную токсичность DOWTHERM RP.
Одноразовая пероральная LD50 для крыс составляет менее 2000 мг/кг.
3
DOWTHERM RP имеет слабо-раздражающий эффект по отношению к коже и глазам. Длительные и
повторяющиеся контакты с кожей должны быть исключены; глаза должны иметь соответствующую
защиту, если имеется опасность утечки теплоносителя.
Потенциальная вероятность адсорбции DOWTHERM RP через кожу в токсичном количестве невелика,
поскольку трансдермальная LD50 превышает значение 3160 мг/кг.
Испарение теплоносителя при комнатной температуре невелико вследствие низкого давления паров.
При нормальных температурах эксплуатации теплоносителя значительные концентрации паров или
туман могут образовываться в случае утечек или разливов теплоносителя. Пары теплоносителя не
раздражают верхние дыхательные пути, но при высоких концентрациях паров или наличии тумана
следует избегать оставаться в зоне поражения.
Если произошел выброс с образованием высоких концентраций пара или дыма, рабочие должны иметь
защитные респираторы, пригодные для контакта с парами органических веществ. Если существует
вероятность недостатка кислорода, рабочие должны быть оснащены масками с подачей воздуха или
индивидуальными дыхательными аппаратами. При безопасном уровне загрязнения атмосферы запах
остается индивидуально переносимым.
Сервис для покупателей и пользователей теплоносителя DOWTHERM RP
Анализ теплоносителя
Компания Dow Chemical предлагает сервис физико-химического анализа теплоносителя DOWTHERM
RP. Для этого рекомендуется по крайней мере ежегодно направлять 0,5 литра представительного
образца по одному из адресов:
Laboratory
Oude Maasweg 4
North America & Pacific
The Dow Chemical Company
3197 KJ Rotterdam – Botlek
Larkin Lab/Thermal Fluids
The Netherlands
1691 North Swede Road
Latin America
Midland, Michigan 48674
United States of America
Dow Quimica S.A.
Fluid Analysis Service
1671, Alexandre Dumas
Europe
Dow Benelux NV
Santo Amaro – Sao Paulo –
Syltherm and Dowtherm Testing
Brazil 04717-903
Результаты анализа показывают изменение свойств теплоносителя, которые помогут определить
вероятность нарушений работы теплоносителя вследствие его загрязнения или термического
разрушения.
Если образец отбирается из горячей системы, он должен быть охлажден до температуры ниже 40 °С
перед помещением в транспортируемый контейнер. Охлажденный образец исключит вероятность
термического ожога персонала, а также температура образца будет значительно ниже температуры
вспышки и кипения теплоносителя, что снизит интенсивность его испарения.
Охлаждение может производиться двумя способами. Первый способ подразумевает наличие
специального коллектора, в который теплоноситель сливается из системы и охлаждается ниже 40 °С.
После охлаждения теплоноситель сливается в контейнер для отправки.
По второму способу теплоноситель запускается в строенный стальной змеевик,. где он движется с очень
низкой скоростью и охлаждается до температуры 40 °С или ниже перед сливом в коллектор. Перед
отбором образца змеевик и коллектор должны быть полностью опорожнены и очищены. Слитый
теплоноситель может быть возвращен в систему или удален как отход в соответствии с установленными
правилами.
Важно, чтобы отсылаемый для анализа образец в должной степени отражал изменения теплоносителя в
системе. Обычно образец отбирается из главной циркуляционной линии жидкофазной системы.
Дополнительные образцы могут быть взяты из частей системы, где существуют специфические
проблемы. По требованию может быть произведен детальный анализ теплоносителя.
Образцы использованного теплоносителя, хранившегося в бочках или цистернах, также должны
отбираться способом, гарантирующим предоставление представительных проб.
Программа возврата теплоносителей DOWTHERM
В маловероятных случаях, когда у вас возникла потребность замены теплоносителя DOWTHERM RP,
Dow предлагает программу возврата теплоносителей. Если анализ образца покажет значительную
4
степень термического разложения теплоносителя, покупателю будет рекомендована замена
теплоносителя в его системе.
Если теплоноситель загрязнен органическими веществами низкой термической стабильности, такой
теплоноситель может оказаться непригодным для переработки и неподлежащим замене в соответствии с
программой возврата. В этом случае покупатель будет осведомлен о невозможности переработки
теплоносителя и его возврата в Dow. Теплоноситель не должен отправляться в Dow до получения
извещения о результатах полного анализа.
Если анализ покажет необходимость замены теплоносителя, покупатель должен оформить заказ на
необходимое количество теплоносителя для замены до отправки старого теплоносителя в Dow.
В соответствии с программой возврата, Dow будет кредитовать покупателя для восстановления всего
количества используемого теплоносителя. Программа возврата позволит покупателю минимизировать
инвестиции и потери из-за простоя оборудования, при этом гарантируя замену теплоносителя на
высококачественный продукт.
Перед возвратом теплоносителя для получения кредита, чтобы получить детальную информацию,
соединитесь с ближайшим представительством Dow.
Таблица 1. Физические свойства теплоносителя DOWTHERM RP*
Состав: диарилалкил
Цвет: прозрачная бесцветная жидкость
Свойство
Температура кристаллизации
Температура кипения
Температура вспышки1
Температура самовоспламенения2
Нижний предел воспламенения, об.%3
Верхний предел воспламенения, об.%3
Рассчитанные критические величины:
Tт
Pт
Vт
Средняя молекулярная масса
Плотность при 25 °С
Значение
ниже 0 °С
353 °С
194 °С
385 °С
0,33 % при 200 °С
4,66 % при 240 °С
575 °С
20,7 бар
3,446 л/кг
236,4
1026,6 кг/м3
*Не должны рассматриваться как спецификация
1
Закрытый тигель
2
ASTM E 659-78
3
ASTM E 681-85
Таблица 2. Свойства насыщенного пара теплоносителя DOWTHERM RP
Температура,
°С
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
∆Нlv,
кДж/кг
288,544
284,704
280,944
277,267
273,673
270,161
266,728
263,370
260,082
256,857
253,687
250,560
247,464
244,386
241,310
238,216
Zпара
Cp/Cv
0,99733
0,99641
0,99526
0,99382
0,99206
0,98994
0,98742
0,98444
0,98097
0,97696
0,97237
0,96716
0,96128
0,95471
0,94741
0,93933
1,0199
1,0196
1,0194
1,0192
1,0191
1,0190
1,0190
1,0190
1,0191
1,0192
1,0195
1,0198
1,0201
1,0206
1,0212
1,0219
5
Таблица 3, Свойства жидкофазного теплоносителя DOWTHERM RP
Температура,
°С
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360
370
Удельная
теплоемкость,
кДж/(кг⋅⋅К)
1,561
1,591
1,620
1,650
1,680
1,710
1,739
1,769
1,799
1,829
1,858
1,888
1,918
1,948
1,978
2,007
2,037
2,067
2,097
2,126
2,156
2,186
2,216
2,245
2,275
2,305
2,335
2,364
2,394
2,424
2,454
2,483
2,513
2,543
2,573
2,602
2,632
2,662
Плотность,
кг/м3
Теплопроводность,
Вт/(м⋅⋅К)
Вязкость,
мПа⋅⋅с
Давление пара,
бар
1043,2
1036,2
1029,2
1022,3
1015,3
1008,3
1001,3
994,2
987,2
980,1
973,0
965,9
958,8
951,7
944,5
937,3
930,1
922,9
915,6
908,3
901,0
893,7
886,3
878,8
871,3
863,8
856,2
848,6
840,9
833,2
825,3
817,4
809,5
801,4
793,2
785,0
776,6
768,1
0,1340
0,1327
0,1314
0,1301
0,1288
0,1275
0,1262
0,1249
0,1236
0,1223
0,1210
0,1197
0,1184
0,1171
0,1158
0,1145
0,1132
0,1119
0,1106
0,1093
0,1080
0,1067
0,1054
0,1041
0,1029
0,1016
0,1003
0,0990
0,0977
0,0964
0,0951
0,0938
0,0925
0,0912
0,0899
0,0886
0,0873
0,0860
221,10
88,17
42,82
23,99
14,92
10,05
7,19
5,39
4,20
3,37
2,77
2,32
1,98
1,71
1,49
1,32
1,18
1,06
0,96
0,87
0,80
0,73
0,68
0,63
0,58
0,54
0,51
0,48
0,45
0,43
0,40
0,38
0,36
0,34
0,33
0,31
0,30
0,29
0,01
0,01
0,02
0,02
0,03
0,05
0,06
0,09
0,11
0,15
0,20
0,25
0,33
0,41
0,52
0,64
0,79
0,96
1,16
1,40
6
Теплопроводность, Вт/(м⋅К)
Рис. 1. Теплопроводность DOWTHERM RP
Температура, °С
Теплота испарения, кДж/кг
Рис. 2. Рассчитанная теплота испарения DOWTHERM RP
Температура, °С
7
Давление пара, бар
Рис. 3. Давление пара DOWTHERM RP
Температура, °С
Удельная теплоемкость, кДж/( кг⋅К)
Рис. 4. Удельная теплоемкость DOWTHERM RP
Температура, °С
8
Плотность, кг/м3
Рис. 5. Плотность DOWTHERM RP
Температура, °С
Вязкость, мПа⋅с
Рис. 6. Вязкость DOWTHERM RP
Температура, °С
9
Пленочный коэффициент, Вт/(м2⋅К)
Рис. 7. Жидкопленочный коэффициент DOWTHERM RP
в трубах и змеевиках
Скорость потока, м3/с
Nu = 0,027 Re
0 ,8
Pr
1/ 3
 µ

 µω



0 ,14
 µ
Диаграмма основана на соотношении 
 µω



0 ,14
=1
Примечание: значения этой диаграммы основаны на вязкости
«свежего» теплоносителя при поставке
10
Перепад давления, кПа/100 м трубопровода
Рис. 8. Зависимость перепала лавления от скорости потока
DOWTHERM RP в змеевиках и трубах
Скорость потока, м3/с
11
Увеличение объема, м3
Рис. 9. Термическое расширение DOWTHERM RP
Исходное количество: 1 м3 при 25 °С
Температура, °С
12
BA
BC
BE
FI
FRC
FSL
LAH/L
LI
LC
LSL
PCV
PI
PIC
PRV
PSH
PSL
TIC
TRC
TSH
- индикатор опасного режима горения
- регулятор горения
- гляделка
- индикатор потока
- записывающий регулятор потока
- переключатель потока
- индикатор опасного уровня – высокий/низкий
- индикатор уровня
- регулятор уровня
- переключатель уровня
- кран контроля давления
- индикатор давления
- показывающий регулятор давления
- предохранительный клапан давления
- сброс давления
- регулятор давления
- показывающий регулятор температуры
- записывающий регулятор температуры
- переключатель температуры
A – Внешний нагрев требуется, если в холодную погоду
прокачиваемость теплоносителя затруднена.
B – Система термоконтроля.
C – Теплообменник №2 охлаждается DOWTHERM A для
исключения возможности загрязнения перерабатываемой среды
водой в случае протечки трубопровода.
D – Перерабатываемая среда замерзает при 177 °С.
Линия циркуляции теплоносителя DOWTHERM
Электрическая сеть
Воздушная линия
Рис. 10. Жидкофазный нагрев теплоносителем DOWTHERM RP
13