CN104987949B - 植物绝缘油的改进处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植物绝缘油的改进处理方法，包括如下步骤：(1)聚结脱水处理；(2)真空脱水处理；(3)真空搅拌、精滤处理，即得。本发明经过上述改进处理方法处理后的植物绝缘油中水分含量小于50mg/kg，100ml油中大于5μm的杂质颗粒小于等于2000个。

Description

植物绝缘油的改进处理方法

技术领域

本发明涉及植物绝缘油技术领域，特别是涉及一种植物绝缘油的改进处理方法。

背景技术

植物绝缘油是一种绿色环保液体电介质，被普遍认为是矿物绝缘油的良好替代品。美国迄今已有数万台植物绝缘油配电变压器运行。并且，美国Cooper公司研究人员已着手研究1000kV植物绝缘油变压器的应用。在我国，国家电网公司、南方电网公司都提出了绿色电网建设目标，国内首台具有自主知识产权的植物绝缘油配电变压器2010年在河南省电网公司挂网运行，南方电网公司已立项开发110kV电压等级大型植物绝缘油电力变压器。

植物绝缘油的主要成分是甘油三酸酯，其分子中含有羟基和羰基等亲水基团，与水分子中的氢键由很强的结合力，比矿物绝缘对水的溶解能力强。另外，甘三酯的分子结构一般不对称，具有一定极性，导致植物绝缘油更易与极性的水分子结合。在油温为40℃时，传统矿物绝缘油的水分饱和溶解度为120mg/kg左右,而新型植物绝缘油的水分饱和溶解度高达1500mg/kg，含有较多的水分。同时，植物绝缘油甘油三酸酯分子中含有大量的碳碳双键和三键，碳碳双键和三键键能低于矿物绝缘油烷烃分子中的苯环双键、碳碳单键的键能，因此植物绝缘油反应活性高、氧化安定性明显低于矿物绝缘油。此外，植物绝缘油具有较大的运动粘度与密度，进一步加大了油中水分子与杂质颗粒析出的难度。因此，传统处理矿物绝缘油水分和杂质的方法将不再适用于新型的植物绝缘油，亟需开发一种新型植物绝缘油处理方法。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种植物绝缘油的改进处理方法。

具体的技术方案如下：

一种植物绝缘油的改进处理方法，包括如下步骤：

(1)聚结脱水处理：将植物绝缘油抽入聚结脱水罐中，处理温度为20-30℃，循环处理3-5h，至植物绝缘油中的水分含量将至900mg/kg；

(2)真空脱水处理：将步骤(1)处理后的植物绝缘油抽入真空脱水罐中进行真空脱水处理，工艺条件为：压力为0.1-0.2Mpa，按3-10℃/min升温至60-80℃，真空脱水3-6h，至植物绝缘油中的水分含量≤50mg/kg；

(3)真空搅拌、精滤处理：将步骤(2)处理后的植物绝缘油抽入真空搅拌罐中进行搅拌精滤处理，工艺条件为：压力为0.1-0.2Mpa，搅拌时间为3-6h至油温由60-80℃将至室温，即得。

在其中一个实施例中，步骤(1)中，植物绝缘油以0.5-5L/s的速度抽入聚结脱水罐中，所述聚结脱水罐中还设有过滤器，所述过滤器的孔径为3-5μm。

在其中一个实施例中，所述真空搅拌罐中的精滤器孔径为1-3μm，搅拌的速率为30-100r/min。

在其中一个实施例中，步骤(1)中，处理温度为25℃，所述过滤器的孔径为5μm。

在其中一个实施例中，步骤(2)中，工艺条件为：压力为0.1Mpa，按3℃/min升温至70℃，真空脱水3-6h，至植物绝缘油中的水分含量≤50mg/kg。

在其中一个实施例中，步骤(3)中，工艺条件为：压力为0.1Mpa，搅拌的速率为40r/min，所述精滤器的孔径为1μm。

在其中一个实施例中，所述植物绝缘油为酸值小于0.03mg/kg的低酸值绝缘油。

在其中一个实施例中，所述植物绝缘油选自菜籽油、大豆油、橄榄油、葵花籽油、花生油、山茶籽油或棉籽油中的一种或几种。

本发明的原理及优点：

将植物绝缘油通过真空泵以0.5～5L/s抽入聚结脱水罐中，主要是考虑到流速过快会产生油流带电等问题，太慢时间太长，不经济；将植物绝缘油在聚结脱水罐中进行循环处理，其产生的有益技术效果是节约了时间；另外，基于时间和纯度等方面的考虑，循环处理时间为3h-5h；

植物绝缘油首先经过聚结脱水步骤，除去油中的游离水及部分溶解水以及大粒径的杂质，可以显著的提高植物绝缘油处理效率，缩短滤油时间；

结合植物绝缘油氧化安定性差、极性较强等特点，经过反复试验，适当的降低了真空脱水温度和延长了脱水时间；在密封环境下，按3～10℃/min进行升温，主要是由于升温太快，容易造成油中局部过热；保持温度60～80℃，压强0.15～0.2MPa，植物油本身氧化安定性低于矿物油，极性较强等特点，温度不易过高；

在整个搅拌循环过程中，始终保持罐内真空环境，防止植物绝缘油在降温过程中发生氧化，影响植物绝缘油的电力、理化特性。

本发明经过上述改进处理方法处理后的植物绝缘油中水分含量小于50mg/kg，100ml油中大于5μm的杂质颗粒小于等于2000个。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明做进一步阐述。

本发明实施例中使用的植物绝缘油为酸值小于0.03mg/kg的低酸值绝缘油。具体的制备方法如下：

(1)将植物油升温至55℃，加入与油同温的NaOH溶液，NaOH溶液的质量浓度为9.5％，质量为植物油质量的5％，以60/min的转速搅拌混合5min后，以30r/min的转速搅拌混合25min，静置13h后去除下层皂角取上层油液。

(2)将油升温至80℃，加入温度为90℃的软水，软水质量为油质量的10％，以70r/min的转速搅拌5min后，静置40min后，去除下层废水，取上层油液；

(3)重复步骤(2)二次，测得废水PH为7.1；

(4)对油脱色、脱臭；

(5)将植物油升温至55℃，加入与油同温的NaOH溶液，NaOH溶液的质量浓度为2％，质量为植物油质量的10％，以60r/min的转速搅拌混合10min后，以30r/min的转速搅拌混合20min，静置12h后去除下层皂角取上层油液；

(6)重复步骤(2)二次，下层废水PH值为7.6；

(7)将植物油升温至55℃，加入与油同温的NaOH溶液，NaOH溶液的质量浓度为0.8％，质量为植物油质量的5％，以60r/min的转速搅拌混合5min后，以40r/min的转速搅拌混合20min，静置9h后去除下层皂角取上层油液；

(8)重复步骤(2)一次，下层废水PH值为8；

(9)对油脱水处理，制得酸值达到国标GB/T 2536-90要求且小于0.03mg/kg的低酸值植物绝缘油。

所制得的植物绝缘油中水分含量为150mg/kg；植物绝缘油中颗粒度数目：100ml油中大于5μm的杂质颗粒为>2000个。

实施例1

本实施例一种植物绝缘油的改进处理方法，包括如下步骤：

(1)将菜籽油植物绝缘油通过真空泵以0.5L/s抽入聚结脱水罐中，此时菜籽油植物绝缘油中水分为饱和溶解状态，油中水分含量≤5％；将菜籽油植物绝缘油在聚结脱水罐中进行循环处理，处理温度为25℃，同时，聚结脱水罐中有过滤器，孔径范围为5μm，循环处理时间约为3h，通过循环可除去油中部分水分和杂质；菜籽油植物绝缘油中水分可以降至900mg/kg以下，起到初步过滤油中杂质的作用；

(2)对菜籽油植物绝缘油进行真空脱水处理：将经过步骤(1)处理后的菜籽油植物绝缘油真空抽入到真空脱水罐中；在密封环境下，按3℃/min进行升温；保持温度70℃，压强0.10MPa，真空脱水时间为3h，经过真空脱水完后，得到的菜籽油植物绝缘油中水分含量≤50mg/kg；

(3)对植物绝缘油进行真空搅拌、精滤处理：将经过步骤(2)后的菜籽油植物绝缘油注入到真空搅拌罐中，油温70℃，真空搅拌罐压强0.1MPa，搅拌速率40r·min^-1，在真空、室温条件下降低油温至室温，真空搅拌时间为3h；同时，真空搅拌罐内置精滤器，孔径范围为1μm，可在搅拌循环过程中进一步除去小粒径杂质颗粒。

经上述处理后，所制得的植物绝缘油中水分含量符合IEEE Std C57.147^TM-2008标准小于150mg/kg，为46mg/kg；植物绝缘油中颗粒度数目符合DL/T 1096-2008标准：100ml油中大于5μm的杂质颗粒小于等于2000个。

实施例2：

本实施例中一种植物绝缘油的改进处理方法，包括如下步骤：

(1)将大豆油植物绝缘油通过真空泵以0.5L/s抽入聚结脱水罐中，此时大豆油植物绝缘油中水分为饱和溶解状态，油中水分含量≤5％；将大豆油植物绝缘油在聚结脱水罐中进行循环处理，处理温度为25℃，同时，聚结脱水罐中有过滤器，孔径范围为5μm，循环处理时间约为3h，通过循环可除去油中部分水分和杂质；植物绝缘油中水分可以降至900mg/kg以下，起到初步过滤油中杂质的作用；

(2)对大豆油植物绝缘油进行真空脱水处理：将经过步骤(1)处理后的大豆油植物绝缘油真空抽入到真空脱水罐中；在密封环境下，按3℃/min进行升温；保持温度70℃，压强0.10MPa，真空脱水时间为3h，经过真空脱水完后，得到的植物绝缘油中水分含量≤50mg/kg；

(3)对大豆油植物绝缘油进行真空搅拌、精滤处理：将经过步骤(2)后的大豆油植物绝缘油注入到真空搅拌罐中，油温70℃，真空搅拌罐压强0.1MPa，搅拌速率40r·min^-1，在真空、室温条件下降低油温至室温，真空搅拌时间为3h；同时，真空搅拌罐内置精滤器，孔径范围为1μm，可在搅拌循环过程中进一步除去小粒径杂质颗粒。

经上述处理后，所制得的植物绝缘油中水分含量符合IEEE Std C57.147^TM-2008标准小于150mg/kg，为50mg/kg；植物绝缘油中颗粒度数目符合DL/T 1096-2008标准：100ml油中大于5μm的杂质颗粒小于等于1500个。

实施例3

本实施例中一种植物绝缘油的改进处理方法，包括如下步骤：

(1)将菜籽油植物绝缘油通过真空泵以0.5L/s抽入聚结脱水罐中，此时菜籽油植物绝缘油中水分为饱和溶解状态，油中水分含量≤5％；将菜籽油植物绝缘油在聚结脱水罐中进行循环处理，处理温度为35℃，同时，聚结脱水罐中有过滤器，孔径范围为5μm，循环处理时间约为5h，通过循环可除去油中部分水分和杂质；菜籽油植物绝缘油中水分可以降至900mg/kg以下，起到初步过滤油中杂质的作用；

(2)对菜籽油植物绝缘油进行真空脱水处理：将经过步骤(1)处理后的菜籽油植物绝缘油真空抽入到真空脱水罐中；在密封环境下，按6℃/min进行升温；保持温度60℃，压强0.15MPa，真空脱水时间为6h，经过真空脱水完后，得到的菜籽油植物绝缘油中水分含量≤50mg/kg；

(3)对植物绝缘油进行真空搅拌、精滤处理：将经过步骤(2)后的菜籽油植物绝缘油注入到真空搅拌罐中，油温60℃，真空搅拌罐压强0.2MPa，搅拌速率100r·min^-1，在真空、室温条件下降低油温至室温，真空搅拌时间为3h；同时，真空搅拌罐内置精滤器，孔径范围为2μm，可在搅拌循环过程中进一步除去小粒径杂质颗粒。

经上述处理后，所制得的植物绝缘油中水分含量符合IEEE Std C57.147^TM-2008标准小于150mg/kg，为40mg/kg；植物绝缘油中颗粒度数目符合DL/T 1096-2008标准：100ml油中大于5μm的杂质颗粒小于等于1800个。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种植物绝缘油的改进处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)聚结脱水处理：将植物绝缘油抽入聚结脱水罐中，处理温度为20-30℃，循环处理3-5h，至植物绝缘油中的水分含量降至900mg/kg；

(2)真空脱水处理：将步骤(1)处理后的植物绝缘油抽入真空脱水罐中进行真空脱水处理，工艺条件为：压力为0.1Mpa，按3-10℃/min升温至60-80℃，真空脱水3-6h，至植物绝缘油中的水分含量≤50mg/kg；

(3)真空搅拌、精滤处理：将步骤(2)处理后的植物绝缘油抽入真空搅拌罐中进行搅拌精滤处理，工艺条件为：压力为0.1Mpa，搅拌时间为3-6h至油温由60-80℃降至室温，即得；

步骤(1)中，植物绝缘油以0.5-5L/s的速度抽入聚结脱水罐中，所述聚结脱水罐中还设有过滤器，所述过滤器的孔径为3-5μm。

2.根据权利要求1所述的植物绝缘油的改进处理方法，其特征在于，所述真空搅拌罐中的精滤器孔径为1-3μm，搅拌的速率为30-100r/min。

3.根据权利要求1所述的植物绝缘油的改进处理方法，其特征在于，步骤(1)中，处理温度为25℃，所述过滤器的孔径为5μm。

4.根据权利要求1所述的植物绝缘油的改进处理方法，其特征在于，步骤(2)中，工艺条件为：压力为0.1Mpa，按3℃/min升温至70℃，真空脱水3-6h，至植物绝缘油中的水分含量≤50mg/kg。

5.根据权利要求2所述的植物绝缘油的改进处理方法，其特征在于，步骤(3)中，工艺条件为：压力为0.1Mpa，搅拌的速率为40r/min，所述精滤器的孔径为1μm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的植物绝缘油的改进处理方法，其特征在于，所述植物绝缘油为酸值小于0.03mg/kg的低酸值绝缘油。

7.根据权利要求1-5任一项所述的植物绝缘油的改进处理方法，其特征在于，所述植物绝缘油选自菜籽油、大豆油、橄榄油、葵花籽油、花生油、山茶籽油或棉籽油中的一种或几种。