CN102660363A - 一种变压器油及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种变压器油，由石蜡基油馏分、环烷基油、烷基高沸物、抗氧剂和抗光敏感剂组成，在变压器油中，蜡基油馏分的重量百分比为60%～75%，环烷基油的重量百分比为19.4%～28.5%，烷基高沸物的重量百分比为5%～10%，抗氧剂的重量百分比为0.5%～1.0%，抗光敏感剂的重量百分比为0.1%～0.5%。本发明还提供了变压器油的制备方法，在反应釜中加入石蜡基油馏分、环烷基油、烷基高沸物，加入白土精制，在高温下进行搅拌精制吸附，过滤后加入抗氧添加剂、光敏感剂，真空泵负压0.8KPa真空处理1～3次。本发明变压器油的运动粘度为6.5mm2/s～9.5mm2/s，击穿电压达到55～80KV/2.5mm。
Description
技术领域
本发明涉及化学领域，尤其涉及有机化学，特别涉及变压器油，具体的是一种变压器油及其制备方法。
背景技术
变压器油用于输变电工程中变压器的绝缘和散热介质材料，由矿物油加工获得。按照输变电的不同电压等级，330KV或低于330KV电压可采用GB2536标准的普通变压器油。500KV电压等级应采用SH0040标准的超高压变压器油。变压器油基本的功能要求是绝缘、散热，高的耐电压和低的介质损耗损值是基本的电气性能要求。伴随高电压输变电技术的发展，为了适应高电压条件，变压器油需要很高的抗氧化安定性、热稳定性以及良好的抗析气性，此外微量水、微粒杂质，也是严格的控制指标。
现有技术中，有多种生产变压器油的方法，其中已公布的几种生产方法都是使用单一的矿物油组分来生产变压器油，虽然也能够满足变压器油的常规使用，但这种生产变压器油的方法或者难以摆脱单一石油组分生产的变压器油所带来的缺陷，如单一支链烷烃流动性差，同时又容易析出氢气；而芳香烃在抗析出氢气方面虽好，但是变压器油保存时间较短，抗氧化性能不良，使用一段时间以后变压器油就容易产生油泥，大大降低了变压器油的性能等；或者生产变压器油的生产工艺存在缺陷，容易给环境带来污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种变压器油，所述的这种变压器油要解决现有技术中变压器油保存时间较短、抗氧化性能不良、容易产生油泥的技术问题。
本发明一种变压器油，由石蜡基油馏分、环烷基油、烷基高沸物、抗氧剂和抗光敏感剂组成，在所述的石蜡基油馏分中，CP大于56%、小于65%，在所述的环烷基油中，CP大于42%、小于50%，所述的烷基高沸物由碳原子数在10-13个的正构烷烃合成，所述的蜡基油馏分在所述的变压器油中的重量百分比为60%～75%，所述的环烷基油在所述的变压器油中的重量百分比为19.4%～28.5%，所述的烷基高沸物在所述的变压器油中的重量百分比为5%～10%，所述的抗氧剂在所述的变压器油中的重量百分比为0.5%～1.0%，所述的抗光敏感剂在所述的变压器油中的重量百分比为0.1%～0.5%。
进一步的，所述的抗氧剂为2，6—二叔丁基酚或4，4—甲基双（2，6—二叔丁基酚）或2，6—二叔丁基对甲酚。
进一步的，所述的抗光敏感剂为粒度为40目、有效物为99.99%的吸附剂或HE1127光稳定剂。
本发明还提供了上述的一种变压器油的制备方法，包括一个制备65%>CP>56%的石蜡基油的步骤，一个制备50%>CP>42%的环烷基油的步骤，然后按照重量百分比称取石蜡基油馏分、环烷基油、烷基高沸物、抗氧剂和抗光敏感剂，同时称取白土精制，所述的白土精制的重量百分比为石蜡基油馏分、环烷基油、烷基高沸物、抗氧剂和抗光敏感剂总质量的2%-5%，首先在一个反应釜中加入所述的石蜡基油馏分、环烷基油和烷基高沸物，然后在110℃～130℃温度下加入白土精制，同时进行搅拌精制吸附30～60min，直至吸附反应均匀，沉淀经过滤机过滤2-3次以后，加入抗氧添加剂和光敏感剂。
进一步的，所述的反应釜采用真空泵循环真空负压0.7-1.0KPa处理1～3次。
进一步的，在一个制备65%>CP>56%的石蜡基油的步骤中，首先将单环芳香烃、多环芳香烃以及不饱和的链烃的馏分为原料，先进行加氢精制，所述的不饱和的链烃的馏分占所述的原料的重量百分比为30-95%，加氢精制过程中，反应釜反应压力为4～12MPa，反应温度为250～350℃，进油总空速为0.25-0.55/h，反应氢油体积比为600-900，相对于加氢处理催化剂空速0.35-0.75/h，相对于加氢精制催化剂空速0.5-1.75/h，所述加氢精制过程中的催化剂为Ni-W/AL2O3或Ni-Mo-W/AL2O3或Ni-Mo-Co/AL2O3，随后进行常减压蒸馏，减压蒸馏工艺为残压1-65mmHg，切取230～300℃常压的馏分油，得到65%>CP>56%的石蜡基油。
进一步的，在一个制备50%>CP>42%的环烷基油的步骤中，首先将单环芳香烃、多环芳香烃以及不饱和的链烃的馏分为原料，先进行加氢精制，所述的不饱和的链烃的馏分占所述的原料的重量百分比为40-90%，加氢精制过程中，反应釜反应压力为4～12MPa，反应温度为250～350℃，进油总空速为0.25-0.55/h，反应氢油体积比为600-900，相对于加氢处理催化剂空速0.35-0.75/h，相对于加氢精制催化剂空速0.5-1.75/h，所述加氢精制过程中的催化剂为Ni-W/AL2O3或Ni-Mo-W/AL2O3或Ni-Mo-Co/AL2O3，随后进行常减压蒸馏，减压蒸馏工艺为残压1-55mmHg，切取250～350℃常压的馏分油，得到50%>CP>42%的环烷基油。
进一步的，所述的精制白土为活性度大于180mmol/kg的活性白土。
含有芳烃、环烷烃、长链及支链饱和烃、抗氧剂和光敏感剂。依据碳与碳的链接方式所形成的骨架类型，可以划分为三种类型：
①芳烃（以为特征的单元）；
②环烷烃（以五元环
为特征的单元）；
③长链及支链饱和烃（以
为基本单元）为了表述碳原子在碳骨架中所述类型，则用“碳型分析”—CA%、CN%、CP%来表示。为有效说明石蜡基油馏分、环烷基油和烷基高沸物的区别，现用如下碳链骨架说明：
芳环碳6个（1#-6#）则CA=24%
环烷碳8个（7#-14#）则CN=32%
链环碳11个（15#-25#）则CP=44%。
本发明的工作原理是：充分利用链烃碳原子数在碳原子10-13个的正构烷烃合成的烷基苯高沸物的机构稳定性，有优良抗析气性能、50%>CP>42%的芳烃环烷基油，尽量降低流动性能差、易析氢的直链烷烃的比例，抗氧剂和光敏感剂，合成满足变压器使用的新型变压器油。
本发明和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本发明的一种变压器油具有以下优点:
①产品运动粘度保持为冷却能力最好范围的6.5mm2/s～9.5mm2/s。传统变压器油运动粘度有的低于6.5mm2/s，安全性能不好；运动粘度有的高于9.5mm2/s，冷却效果不好。
②产品微量水分控制在较低范围的8～15mg/Kg，提高了油品的抗老化能力。传统的变压器油微水为20～40mg/Kg。
③产品90℃时的介质损耗因素控制在0.0001～0.002，大大降低了产品老化和变质的速度。传统的产品90℃时的介质损耗因素在0.002～0.004。
④产品击穿电压达到55～80KV/2.5mm，大大提高了变压器的绝缘能力。传统产品击穿电压基本在35～50KV/2.5mm。
⑤产品体积电阻率达到0.8～2X1010Ω.m（90℃），为变压器的安全运行提供了可靠的保证。传统产品的体积电阻率为0.5～0.8X1010Ω.m（90℃）。
⑥产品外观为白水色，且运行中抗氧化变色能力增强。传统产品容易变色。
⑦产品析气量较低，一般在1～3μl/min，大大提高了变压器运行安全度。传统产品析气一般在6～10μl/min。
具体实施方式：
实施例1
本发明提供了一种变压器油，由石油进行催化裂解的石蜡基油馏分、环烷基油馏分、烷基高沸物、抗氧添加剂、抗光敏感剂组成，所述的石油进行催化裂解的石蜡基油馏分在所述的变压器油中的质量百分比为60%，所述的环烷基油在所述的变压器油中的质量百分比为28.5%，所述的烷基高沸物在所述的变压器油中的质量百分比为10%，在110℃温度下加入为变压器油重量百分比为2%的白土精制，同时进行搅拌精制吸附40min，直至吸附反应均匀，沉淀经过滤机过滤2次以后，加入所述的抗氧添加剂在所述的变压器油中的质量百分比为1.0%，所述的抗光敏感剂在所述的变压器油中的质量百分比为0.5%，真空泵循环真空负压0.8KPa处理2次。
进一步的，所述的石蜡基油馏分为65%>CP>56%的石蜡基油。
进一步的，所述的环烷基油为50%>CP>42%的环烷基油。
进一步的，所述的烷基苯高沸物为碳原子数在10-13个的正构烷烃合成的烷基苯高沸物。
进一步的，所述的精制白土为活性度大于180mmol/kg的活性白土。
进一步的，所述的抗氧剂为2，6—二叔丁基酚。
进一步的，所述的抗光敏感剂为粒度40目、有效物为99.99%的吸附剂。
各项物理化学指标见表1所示。
实施例2
本发明提供了一种变压器油，由石油进行催化裂解的石蜡基油馏分、环烷基油馏分、烷基高沸物、抗氧添加剂、抗光敏感剂组成，所述的石油进行催化裂解的石蜡基油馏分在所述的变压器油中的质量百分比为65%，所述的环烷基油在种变压器油中的质量百分比为25%，所述的烷基高沸物在所述的变压器油中的质量百分比为9%，在115℃温度下加入为变压器油重量百分比为3wt%的白土精制，同时进行搅拌精制吸附40min，直至吸附反应均匀，沉淀经过滤机过滤2次以后，加入所述的抗氧添加剂在所述的变压器油中的质量百分比为0.6%，所述的抗光敏感剂在所述的变压器油中的质量百分比为0.4%，真空泵循环真空负压0.8KPa处理2次。
进一步的，所述的石蜡基油馏分为65%>CP>56%的石蜡基油。
进一步的，所述的环烷基油为50%>CP>42%的环烷基油。
进一步的，所述的烷基苯高沸物为碳原子数在10-13个的正构烷烃合成的烷基苯高沸物。
进一步的，所述的精制白土为活性度大于180mmol/kg的活性白土。
进一步的，所述的抗氧剂为4，4—甲基双（2，6—二叔丁基酚）。
进一步的，所述的抗光敏感剂为粒度40目、有效物为99.99%的吸附剂。
各项物理化学指标见表1所示。
实施例3
本发明提供了一种变压器油，由石油进行催化裂解的石蜡基油馏分、环烷基油馏分、烷基高沸物、抗氧添加剂、抗光敏感剂组成，所述的石油进行催化裂解的石蜡基油馏分在所述的变压器油中的质量百分比为70%，所述的环烷基油在种变压器油中的质量百分比为22%，所述的烷基高沸物在所述的变压器油中的质量百分比为7%，在120℃温度下加入为变压器油重量百分比为4wt%的白土精制，同时进行搅拌精制吸附50min，直至吸附反应均匀，沉淀经过滤机过滤3次以后，加入所述的抗氧添加剂在所述的变压器油中的质量百分比为0.8%，所述的抗光敏感剂在所述的变压器油中的质量百分比为0.2%，真空泵循环真空负压0.8KPa处理3次。
进一步的，所述的石蜡基油馏分为65%>CP>56%的石蜡基油。
进一步的，所述的环烷基油为50%>CP>42%的环烷基油。
进一步的，所述的烷基苯高沸物为碳原子数在10-13个的正构烷烃合成的烷基苯高沸物。
进一步的，所述的精制白土为活性度大于180mmol/kg的活性白土。
进一步的，所述的抗氧剂为2，6—二叔丁基对甲酚。
进一步的，所述的抗光敏感剂为HE1127光稳定剂。
各项物理化学指标见表1所示。
实施例4
本发明提供了一种变压器油，由石油进行催化裂解的石蜡基油馏分、环烷基油馏分、烷基高沸物、抗氧添加剂、抗光敏感剂组成，所述的石油进行催化裂解的石蜡基油馏分在所述的变压器油中的质量百分比为75%，所述的环烷基油在种变压器油中的质量百分比为19.4%，所述的烷基高沸物在所述的变压器油中的质量百分比为5%，在125℃温度下加入为变压器油重量百分比为4wt%的白土精制，同时进行搅拌精制吸附60min，直至吸附反应均匀，沉淀经过滤机过滤3次以后，加入所述的抗氧添加剂在所述的变压器油中的质量百分比为0.5%，所述的抗光敏感剂在所述的变压器油中的质量百分比为0.1%，真空泵循环真空负压0.8KPa处理3次。。
进一步的，所述的石蜡基油馏分为65%>CP>56%的石蜡基油。
进一步的，所述的环烷基油为50%>CP>42%的环烷基油。
进一步的，所述的烷基苯高沸物为碳原子数在10-13个的正构烷烃合成的烷基苯高沸物。
进一步的，所述的精制白土为活性度大于180mmol/kg的活性白土。
进一步的，所述的抗氧剂为2，6—二叔丁基酚。
进一步的，所述的抗光敏感剂为HE1127光稳定剂。
各项物理化学指标见表1所示。
本发明的有益效果在于：首先，该产品充分发挥了产品结构中所含芳香烃、环烷烃和链烃的优点，克服了传统生产变压器油采用单一组分所带来的缺点；其次，该产品可以同时满足GB2536-90国家标准和SH0040-91超高变压器油标准，采用同一油品既可330KV变压器使用，又可满足500KV超高变压器使用，有利于降低产品的使用成本；第三，该产品在各项指标上均由于国家标准和采用传统方法生产的变压器油标准，大大提高了变压器运行的稳定性和安全性，提高了变压器油的使用寿命。
Claims (8)
1.一种变压器油，其特征在于：由石蜡基油馏分、环烷基油、烷基高沸物、抗氧剂和抗光敏感剂组成，在所述的石蜡基油馏分中，CP大于56%、小于65%，在所述的环烷基油中，CP大于42%、小于50%，所述的烷基高沸物由碳原子数在10～13个的正构烷烃合成，所述的石蜡基油馏分在变压器油中的重量百分比为60%～75%，所述的环烷基油在变压器油中的重量百分比为19.4%～28.5%，所述的烷基高沸物在变压器油中的重量百分比为5%～10%，所述的抗氧剂在变压器油中的重量百分比为0.5%～1.0%，所述的抗光敏感剂在变压器油中的重量百分比为0.1%～0.5%。
2.根据权利要求1所述的变压器油，其特征在于：所述的抗氧剂为2，6—二叔丁基酚、或4，4—甲基双（2，6—二叔丁基酚）、或2，6—二叔丁基对甲酚。
3.根据权利要求1所述的变压器油，其特征在于：所述的抗光敏感剂为粒度为40目、有效物为99.99%的吸附剂、或HE1127光稳定剂。
4.一种制备如权利要求1所述的变压器油的方法，其特征在于：包括一个制备65%>CP>56%的石蜡基油的步骤和一个制备50%>CP>42%的环烷基油的步骤，在上述两个步骤完成之后，按照重量百分比称取石蜡基油馏分、环烷基油、烷基高沸物、抗氧剂和抗光敏感剂，同时称取精制白土，所述的精制白土的重量百分比为石蜡基油馏分、环烷基油、烷基高沸物、抗氧剂和抗光敏感剂总质量的2%～5%，然后在一个反应釜中加入石蜡基油馏分、环烷基油和烷基高沸物，之后在110℃～130℃温度下加入精制白土，同时进行30～60min时间的搅拌精制吸附，直至吸附反应均匀，沉淀在经过滤机过滤2～3次以后，加入抗氧添加剂和光敏感剂。
5.根据权利要求4所述的变压器油的制备方法，其特征在于：所述的反应釜采用真空泵循环真空负压0.7-1.0KPa处理1～3次。
6.根据权利要求4所述的变压器油的制备方法，其特征在于：在所述的制备65%>CP>56%的石蜡基油的步骤中，首先将单环芳香烃、多环芳香烃以及不饱和的链烃的馏分为原料，先进行加氢精制，所述的不饱和的链烃的馏分占所述的原料的重量百分比为30～95%，加氢精制过程中反应釜的反应压力为4～12MPa，反应温度为250～350℃，进油总空速为0.25～0.55/h，反应氢油体积比为600～900，相对于加氢处理催化剂空速0.3～0.75/h，相对于加氢精制催化剂空速0.5-1.75/h，所述的加氢精制过程中的催化剂为Ni-W/AL2O3、或Ni-Mo-W/AL2O3、或Ni-Mo-Co/AL2O3，随后进行常减压蒸馏，减压蒸馏工艺为残压1～65mmHg，切取230～300℃常压的馏分油，得到65%>CP>56%的石蜡基油。
7.根据权利要求4所述的变压器油的制备方法，其特征在于：在所述的制备50%>CP>42%的环烷基油的步骤中，首先将单环芳香烃、多环芳香烃以及不饱和的链烃的馏分为原料，先进行加氢精制，所述的不饱和的链烃的馏分占所述的原料的重量百分比为40～90%，加氢精制过程中反应釜的反应压力为4～12MPa，反应温度为250～350℃，进油总空速为0.25～0.55/h，反应氢油体积比为600～900，相对于加氢处理催化剂空速0.35～0.75/h，相对于加氢精制催化剂空速0.5-1.75/h，所述的加氢精制过程中的催化剂为Ni-W/AL2O3、或Ni-Mo-W/AL2O3、或Ni-Mo-Co/AL2O3，随后进行常减压蒸馏，减压蒸馏工艺为残压1～55mmHg，切取250～350℃常压的馏分油，得到50%>CP>42%的环烷基油。
8.根据权利要求4所述的变压器油的制备方法，其特征在于：所述的精制白土为活性度大于180mmol/kg的活性白土。
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