CN101386794A - 一种变压器油基础油及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变压器油基础油及其制备方法与应用。本发明提供的变压器油基础油的制备方法，包括如下步骤：1)将SZ36－1常三线馏分油进行加氢预处理，使其脱酸；2)将加氢预处理后的SZ36－1常三线馏分油进行糠醛精制，得到精制油，除去糠醛后，得到脱醛精制油；3)将脱醛精制油进行脱氮，除去氮渣，得到脱氮精制油；4)在脱氮精制油中加入白土，进行白土精制；得到变压器油基础油。本发明拓宽了国内的变压器油基础油原料来源，可以为市场提供全新的25#变压器油基础油。此外，本发明提供的技术工艺流程简单，操作条件温和，目标产品收率高，具有广泛的市场应用空间。
Description
技术领域
本发明涉及一种变压器油基础油及其制备方法与应用。
背景技术
变压器油是指用于变压器、电抗器、互感器、套管、油开关等充油电气设备中，起绝缘、冷却和灭弧作用的一类变压器油品。对变压器油的使用性能有三个方面的要求：①良好的物理性能；②良好的电气性能；③良好的氧化安定性。
变压器油基础油是生产变压器油的原料。变压器油的性能在很大程度上取决于变压器油基础油的性能。通常，石蜡基变压器油基础油倾点高，易氧化生成大量的酸性化合物，且芳烃含量少，在变压器油的寿命、抗氧化、抗析气等方面存在一些不足。而环烷基变压器油基础油既能满足变压器油的绝缘、冷却等要求，又能长期稳定工作，因此成为公认的变压器油最佳选择。
目前，我国的环烷基原油资源主要集中在新疆九区、辽河欢喜岭以及渤海湾三大区块，用于生产变压器油基础油的原料为新疆九区原油和辽河欢喜岭原油。其中，利用新疆九区原油生产的环烷基变压器油基础油在国内外市场占有率较高，应用效果较好。而辽河欢喜岭原油随着产量降低和品质变差，已不能作为生产变压器油的稳定资源。随着国内变压器油市场需求的不断增长，开拓其它合适的变压油生产原料，实现变压器油大幅度国产化，具有很大的现实意义。
变压器油基础油的生产工艺随着炼油工艺的发展而发展。最早是将环烷基原油作为原料，采用硫酸-白土精制工艺生产变压器油基础油，但该方法成本高、收率低、处理量小，最重要的是产生大量的酸渣污染环境。
发明内容
本发明的目的是提供一种变压器油基础油及其制备方法与应用。
本发明提供的变压器油基础油的制备方法，包括如下步骤：
1)将SZ36-1常三线馏分油进行加氢预处理，使其脱酸；
2)将加氢预处理后的SZ36-1常三线馏分油进行糠醛精制，得到精制油，除去糠醛后，得到脱醛精制油；
3)将脱醛精制油进行脱氮，除去氮渣，得到脱氮精制油；
4)在脱氮精制油中加入白土，进行白土精制；
得到变压器油基础油。
所述SZ36-1常三线馏分油可以直接购买得到，也可以以渤海湾环烷基原油SZ36-1为原料进行常压蒸馏得到。常压蒸馏时，可采用如下条件：常压炉出口温度为370℃，常三线馏程(2％～97％)为290～370℃。
所述步骤1)中，低压加氢预处理中的反应条件可为：氢分压3.2Mpa～6.4Mpa，加氢反应温度300～320℃，体积空速1～1.5h-1，氢油体积比(280-320)：1。低压加氢预处理中的反应条件优选为：氢分压6.4Mpa，加氢反应温度300℃，体积空速1.5h-1，氢油体积比300：1。
所述步骤2)中，糠醛与所述加氢预处理后的SZ36-1常三线馏分油的质量比可为(1.2～2.2)：1；所述糠醛精制的反应条件可为：塔顶温度为70-100℃，塔底温度为40-70℃。糠醛与所述加氢预处理后的SZ36-1常三线馏分油质量比优选为1.5：1；所述糠醛精制的反应条件优选为：塔顶温度为80℃，塔底温度为50℃。
所述步骤2)中，除去糠醛是将精制油进行减压蒸馏，减压蒸馏的条件可为：0～2kpa、120～130℃。所述减压蒸馏的条件优选为：0.1～2kpa、120～130℃。所述减压蒸馏的条件最优选为1kpa、125℃。
所述步骤3)中，加入脱氮剂。任何市售的脱氮剂均可采用，如湖北金鹤化工有限公司生产的WSQ-2型脱氮剂。所述脱氮剂的加入量可为0.1-0.3％(质量百分数)，优选为0.2％(质量百分数)；所述脱氮反应的条件可为：80-100℃、30～60min，优选为：90℃，45min。
所述步骤4)中，白土的加入量可为2～5％(质量百分数)；所述白土精制的反应条件可为：120-160℃，30～60min。白土的加入量优选为3％(质量百分数)；所述白土精制的反应条件优选为：140℃，45min。
所述方法制备得到的变压器油基础油也属于本发明的保护范围。
本发明提供的变压器油的性能参数见表1。
表1 本发明提供的变压器油基础油的性能参数
本发明提供的方法工艺流程操作简单，条件温和，目标产品收率高，白土残渣少。本发明的变压器油基础油颜色浅(色度为0)，低温性能优异(凝点为-40℃)，电气性能优良(介质损耗因数为0.0007～0.0012，击穿电压为72～75KV)，结构族组成分布合理，是优良的环烷基变压器油，具有广泛的市场应用空间。本发明拓宽了国内的变压器油基础油原料来源，可以为市场提供全新的25#变压器油基础油。
以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。
具体实施方式
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
检测SZ36-1常三线馏分油和变压器油基础油的性能均采用本领域的标准方法，具体如下：
a.密度：原油和液体石油产品密度实验室测定法，GB/T 1884-2000。
b.运动粘度：石油产品运动粘度计测定法和动力粘度计算法，GB/T 265-1988。
c.色度：石油产品色度测定法，SH/T 0168-1992。
d.凝点：石油产品凝点测定法，GB/T 510-1983。
e.闭口闪点：石油产品闪点测定法(闭口杯法)，GB/T 261-1983(1991)。
f.碱氮含量：石油产品中碱性氮测定法，SH/T 0162-1992。
g.酸值：石油产品酸值测定法，GB/T 264-1983(1991)。
h.结构族组成：石油基绝缘油碳型组成计算法，SH/T 0725-2002。
i.介质损耗：液体绝缘材料工频相对介电常数、介质损耗因数和体积电阻率的测量，GB/T 5654-2007。
j.击穿电压：绝缘油击穿电压测定法，GB/T 507-2002。
k.苯胺点：石油产品苯胺点测定法，GB/T 262-1988。
l.馏程：石油产品馏程测定法，GB/T255-1977(1988)。
m.旋转氧弹：润滑油氧化安定性测定法(旋转氧弹法)，SH/T0193-1992。
以下实施中所用的脱氮剂为湖北金鹤化工有限公司生产的WSQ-2型脱氮剂。
以下实施例中用作原料的SZ36-1常三线馏分油的性能参数见表2。
表2 SZ36-1常三线馏分油的性质
实施例1、变压器油基础油的制备和性能检测
一、变压器油基础油的制备
试验设置三次重复，性能检测结果取三份产品A的平均值。
1、加氢预处理
将所述SZ36-1常三线馏分油进行加氢预处理，使其脱酸，预处理条件为：氢分压3.2Mpa，加氢反应温度320℃，体积空速1h-1，氢油体积比280：1。
2、糠醛精制
将加氢预处理后的SZ36-1常三线馏分油进行糠醛精制，糠醛和加氢预处理后的SZ36-1常三线馏分油的质量比为1.2:1，塔顶温度为70℃，塔底温度为40℃，得到精制油。
采用减压蒸馏法除去精制油中的糠醛溶剂，减压蒸馏的条件为：0.1kpa、120℃，得到脱醛精制油。
3、脱氮
在脱醛精制油中加入0.3％(质量百分比)的脱氮剂，100℃脱氮30min，分离出氮渣，得到脱氮精制油。
4、白土精制
在脱氮精制油中加入5％(质量百分比)的白土，在160℃，氮气保护的条件下进行白土精制30min，过滤出白土废渣后得到变压器油基础油，将其命名为产品A。
二、变压器油基础油的性能
产品A的各项性能指标见表3。
实施例2、变压器油基础油的制备和性能检测
一、变压器油基础油的制备
试验设置三次重复，性能检测结果取三份产品B的平均值。
1、加氢预处理
将所述SZ36-1常三线馏分油进行加氢预处理，使其脱酸，预处理条件为：氢分压6.4Mpa，加氢反应温度300℃，体积空速1.5h-1，氢油体积比300：1。
2、糠醛精制
将加氢预处理后的SZ36-1常三线馏分油进行糠醛精制，糠醛和加氢预处理后的SZ36-1常三线馏分油的质量比为1.5:1，塔顶温度为80℃，塔底温度为50℃，得到精制油。
采用减压蒸馏法除去精制油中的糠醛溶剂，减压蒸馏的条件为：1kpa、125℃，得到脱醛精制油。
3、脱氮
在脱醛精制油中加入0.2％(质量百分比)的脱氮剂，90℃脱氮45min后分离出氮渣，得到脱氮精制油。
4、白土精制
在脱氮精制油中加入3％(质量百分比)的白土，在140℃，氮气保护的条件下进行白土精制45min，过滤出白土废渣后得到变压器油基础油，将其命名为产品B。
二、变压器油基础油的性能
产品B的各项性能指标见表3。
实施例3、变压器油基础油的制备和性能检测
一、变压器油基础油的制备
试验设置三次重复，性能检测结果取三份产品C的平均值。
1、加氢预处理
将所述SZ36-1常三线馏分油进行低压加氢预处理，使其脱酸，预处理条件为：氢分压6.4Mpa，加氢反应温度300℃，体积空速1.5h-1，氢油体积比320：1。
2、糠醛精制
将加氢预处理后的SZ36-1常三线馏分油进行糠醛精制，糠醛和加氢预处理后的SZ36-1常三线馏分油的质量比为2.2:1，塔顶温度为100℃，塔底温度为70℃，得到精制油。
采用减压蒸馏法除去精制油中的糠醛溶剂，减压蒸馏的条件为：2kpa、130℃，得到脱醛精制油。
3、脱氮
在脱醛精制油中加入0.1％(质量百分比)的脱氮剂，80℃脱氮60min，分离出氮渣，得到脱氮精制油。
4、白土精制
在脱氮精制油中加入2％(质量百分比)的白土，在120℃，氮气保护的条件下进行白土精制60min，过滤出白土废渣后得到变压器油基础油，将其命名为产品C。
二、变压器油基础油的性能
产品C的各项性能指标见表3。
表3 产品各项关键性能指标
由表3中的数据可知，三个实施例中的产品各项性能均较好，颜色均为0，凝点远远低于25号变压器油国标GB2536-90要求的-25℃，且低温性能较好(-10℃的粘度均小于200mm2/s)，具有合理的结构族组成，是良好的变压器油基础油。其中，实施例1中的产品A收率最高，高达75％。而实施例3中的产品C收率虽低，但精制深度高，电气性能最佳(介质损耗因数最低，击穿电压最高)，氧化安定性最好(旋转氧弹高达227min)。
Claims (10)
1、一种变压器油基础油的制备方法，包括如下步骤：
1)将SZ36-1常三线馏分油进行加氢预处理，使其脱酸；
2)将加氢预处理后的SZ36-1常三线馏分油进行糠醛精制，得到精制油，除去糠醛后，得到脱醛精制油；
3)将脱醛精制油进行脱氮，除去氮渣，得到脱氮精制油；
4)在脱氮精制油中加入白土，进行白土精制；
得到变压器油基础油。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，加氢预处理的反应条件为：氢分压3.2Mpa～6.4Mpa，加氢反应温度300～320℃，体积空速1～1.5h-1，氢油体积比(280-320)：1；所述步骤1)中，加氢预处理的反应条件优选为：氢分压6.4Mpa，加氢反应温度300℃，体积空速1.5h-1，氢油体积比300：1。
3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中，糠醛与所述加氢预处理后的SZ36-1常三线馏分油的质量比为(1.2～2.2)：1；所述糠醛精制的反应条件为：塔顶温度为70-100℃，塔底温度为40-70℃。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中，糠醛与所述加氢预处理后的SZ36-1常三线馏分油的质量比为1.5：1；所述糠醛精制的反应条件为：塔顶温度为80℃，塔底温度为50℃。
5、如权利要求1至4中任一所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中，除去糠醛是将精制油进行减压蒸馏，减压蒸馏的条件为：0～2kpa、120～130℃；减压蒸馏的条件优选为：1kpa、125℃。
6、如权利要求1至5中任一所述的方法，其特征在于：所述步骤3)中，加入脱氮剂。
7、如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述脱氮剂的加入量为0.1-0.3％(质量百分数)，优选为0.2％(质量百分数)；所述脱氮反应的条件为：80-100℃、30～60min，优选为；90℃，45min。
8、如权利要求1至7中任一所述的方法，其特征在于：所述步骤4)中，白土的加入量为2～5％(质量百分数)；所述白土精制的反应条件为：120-160℃，30～60min。
9、如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述步骤4)中，白土的加入量为3％(质量百分数)；所述白土精制的反应条件为：140℃，45min。
10、权利要求1至9中任一所述方法制备得到的变压器油基础油。
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