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中石化也入局的气凝胶,在石化管道市场规模有望破百亿吗?
2023-11-15       来源:尤特森

行业专家认为,石油化工或为气凝胶最大下游应用领域,中石化、中石油等头部的入局,也是对气凝胶在石化领域应用前景的肯定。

气凝胶早期主要应用在航天、军工、国防等中上游领域,随后才逐步扩展至石化、工业、建筑、交通等下游领域。

中石化也入局的气凝胶,在石化管道市场规模有望破百亿吗?

在下游的一众领域中,气凝胶在石油化工管道的应用最为亮眼。暂且不谈数据,国内已经有多家石油石化企业采用气凝胶用于管道管线保温,这不论是存量和增量市场都将为气凝胶带来广阔的市场需求。

中石化也入局的气凝胶,在石化管道市场规模有望破百亿吗?

石油化工管道系统在工作时温度容易过高,甚至可能造成附近物体损坏,因此保温隔热的工作十分重要。在选择保温材料时,人们倾向保温隔热兼具防火防潮的产品,而过去使用率较高的材料如聚氨酯、玻璃棉等,存在疏水能力不足或者耐温性能有待提升等问题,无法满足管道保温的需求,以至于使用年限短,带来的就是更换材料的成本问题及影响管道的正常使用。

保温隔热性能更强、技术更先进的保温材料成为石油化工管线保温亟待突破的一个关键。

对比传统保温材料,运用在石化管道上的气凝胶毡制品的导热系数仅为传统保温材料的1/3~1/5,隔热能力是传统保温材料的2~8倍。

中石化也入局的气凝胶,在石化管道市场规模有望破百亿吗?

在《齐鲁石油化工》期刊发布的《二氧化硅气凝胶绝热毡的应用及性能分析》学术论文中,作者介绍了二氧化硅气凝胶绝热毡对管道保温节能改造后的效果,证实了高温管道采用二氧化硅气凝胶毡后,管道外表温度明显下降,节能效果明显。

中石化也入局的气凝胶,在石化管道市场规模有望破百亿吗?

论文通过中国石化塔河炼化的常压焦化装置使用的传统高温玻璃棉毡保温材料,及后续改造用的二氧化硅气凝胶毡组合单面铝箔玻纤布保温材料两种方案作对比,其中凸显了气凝胶毡的2个优势:

(1)采用气凝胶毡方案后管道热损失降低了34.66%;

(2)热力管道起终点温差明显低于传统保温材料,保温层厚度较传统保温材料降低50%以上。

有如此优势,得益于气凝胶的纳米多孔结构。气凝胶的孔径尺寸低于常压下空气分子平均自由程,可使气凝胶孔隙中空气分子近似静止,避免了空气的对流传热,气凝胶很低的体积密度及纳米网络结构的弯曲路径也阻止了气态和固态热传导,趋于“无穷多”的空隙壁可以使热辐射降至最低。通过三方面共同作用,几乎阻断了热传递的途径,使气凝胶达到十分出众的隔热效果。

中石化也入局的气凝胶,在石化管道市场规模有望破百亿吗?

较低的导热系数成为气凝胶的主要优势。比如,传统保温材料的导热系数会随着环境温度和湿度的上升和增加,为了满足不超过规定的最大允许热损失量的要求,就要增加保温材料的厚度。

气凝胶能够在同等的导热系数条件下以更小的厚度完成管道保温隔热;同时,气凝胶毡的高憎水率也能保持材料本身的完好,延长使用寿命;这样也降低了传统保温材料使用期间需要更换、维护等方面的成本。