[发明专利]工业用稀释传热介质

说明书

本发明属于工业生产用液体传热介质，特别是在工业生产领域中的化学反应和生物发酵过程中的间接传热系统中做载冷剂或传热剂使用的对金属具有防蚀防垢的稀释传热介质。

在酿酒、制药和化工等诸多工业生产领域的生产过程与温度密切相关，有些在高温下进行，有些在低温下进行，有吸热反应，也有放热反应，为了保护物料系统温度始终在工艺条件要求的状态下，实际上是通过反应器内部的蛇形管或反应器外部的夹层中流动的传热剂传出或传入热量来完成的。最常用的传热介质是水，传热温度范围为5-90℃，在此温度范围以外，由于水趋于结冰或沸腾而不能做传热剂使用。以水做传热剂的优点是传热效果好，成本低廉，其缺点是锈蚀设备，并且极易结垢，循环使用时还会发生霉变；其它常用的传热介质还有无机盐类，如氯化钠水溶液，氯化钙水溶液，这类传热介质对各种金属及不锈钢腐蚀严重，目前已逐渐被有机醇类传热介质，如乙二醇水溶液、丙二醇水溶液所取代；然而单一的醇类水溶液虽然对合金钢锈蚀较轻，但对工业中广泛应用的碳钢及其它金属仍然腐蚀严重。一种热交换系统，如果其中的传热介质没有防蚀性，那么，因介质的锈蚀作用，该热交换系统经过1 5年左右的时间就会出现泄露现象，其后果是大大缩短了整个设备的使用寿命。

针对传热剂的防腐蚀问题，已有很多报道，但其应用领域主要集中在汽车防冻液方面，对于其它工业领域的报道很少。同时，汽车防冻液中主要成份大多数选用乙二醇类，这类防冻液因沸点较高，挥发性小，适合做汽车发动机这样较高温度下的冷却液和发动机停止运转时的防冻液，但不适合做较低温度下的循环冷却液，因为在低温时(如-30℃)，乙二醇水溶液的粘度会迅速增加，循环阻力很大。美国专利US5718836中提到一种防蚀性液体冷却剂，该冷却剂用于汽车防冻液，其中，专门加入钙镁化合物，这类化合物的加入，极易引起冷却循环系统结垢。该液体冷却剂中含有90％的乙二醇，其它醇的含量并未给出。对比文件特许公开号：10-228382名称“高温耐水性盐组成物”公开了一种盐水组合物选用二醇类或丙三醇为主体，含量为30～90％，最好为50～80％，但在实际应用中会出现下述情况：如果多醇含量太低(30％以下)，则水溶液的冰点将会很高，达不到系统要求的低温状态就会冻结；当多醇类含量＞80％，其溶液在低温状态下(0℃以下)粘度会迅速上升，流动性急剧下降，因此这类单一的多醇组合物不适合在低温状态下循环使用，只适于高温循环系统，(就像汽车防冻液，在较高温度时循环使用，在低温静止状态时保持不冻即可)，不适于低温循环状态下应用。

本发明的目的是克服上述公开文献技术中所存在的缺陷，提供一种在较高浓度(90％以上)和较低浓度(30％以下)均能获得理想的循环状态且符合工艺要求达到的冰点温度，应用于多种工业生产领域的载冷、传热液体介质。

本发明选用C₁～C₄水溶性醇和防蚀剂作主成份，为多醇(含有两个羟基以上的醇)和或单醇(含有一个羟基的醇)的混合体，分别制成30％以下稀溶液和90％以上的浓缩液，在较低浓度下，利用该传热介质就可以获得很低的冰点；在较高浓度(90％以上)下，当系统在-80℃以下低温时仍然具有良好的流动性，这种无水浓缩液更便于运输使用。

本发明提供的工业用对金属有防蚀防垢性的传热介质，主要由水、C₁～C₄水溶性醇和防蚀剂组成，其特征是该传热介质主要由下列组份的重量百分比组成：

C₁～C₄水溶性醇9～26％，防蚀剂6.5～9％，阻垢剂  0.1～0.2％，工业碱0～1％，水65～84％，PH值7～10。

本发明提供的工业用对金属有防蚀防垢性的传热介质，主要是由C₁～C₄水溶性醇与防蚀剂配制成的浓缩液，其特征是该传热介质由下列组份的重量百分比组成：

C₁～C₄水溶性醇91～99％，防蚀剂0.9～9％，阻垢剂  0～0.05％，工业碱0～0.05％，PH值7～10。