CS257845B1 - Spósob výroby elektroizolačnóho káblovóho oleja - Google Patents

Description

257845

Vynález sa týká výroby elektroizolačných káblovýoh olejov z extraktov odasfaltovanéhozvyškového oleja a tažkého olejového destilátu sírno-parařinickej ropy alebo ropy zmiešanéhotypu. Káblové oleje, ktoré sa používájú na přípravu impregnačněj hmoty na impregnáciu papiero-vej izolácie vysokonapatových káblov, sa v súčinnosti vyrábajú z pseudorafinátov vzniknutýchpri extrakčnej rafinácii olejov sírno-parafinickej ropy postupom podlá čs. AO 191 478 aleboz pseudorafinátov odasfaltovaných zvyškových olejov postupom podlá čs. AO 220 988. Postupyzahřňajú odparafínovanie pseudorafinátov, hydrogenáciu alebo rafináciu s kyselinou sírovoua finalizáciu tuhým adsorbentom. Postupom podlá PV 4328-80 navrhuje sa výroba káblového olejaz pseudorafinátu druhého stupňa odparafínovaním a rafináciou kyselinou sírovou alebo hydro-genáciou. Tradičné postupy výroby káblovýoh olejov z extraktov neparafinických olejov súv dčsledku nedostatku takýchto róp na ústupe.

Patenty pLr č. 120 331, 120 334, 120 341 a 120 342 uvádzajú postupy na výrobu káblovýohimpregnačnýoh hmót a rĎznych zmesí obsahujúcich oleje zo sírno-parafinicko-asfaltickej ropy,například odasfaltovaný zvyškový olej, rafináty a extrakty destilátov, extrakt deasfaltizátu,kyselinové rafináty extraktov a iné. Všeobecne platí, že káblové oleje s velmi dobrými ízolačnými vlastnosťamí a pevnosťouvoči uvolnovaniu plynov sa vyrábajú postupmi, ktorých podstatným uzlom je rafináoia aromatickýchsurovin s kyselinou sírovou, potřebná na odstránenie vSčšiny vysokopolárnych zložiek ropnýcholejov, například živic, fažkých aromatických látok a heterozlúčenín. Nevýhodou rafinácieje nadměrná tvorba ekologicky závadných a ťažkospracovatelných kyselinových živic a množstvoneutralizačných roztokov.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že káblový olej sa vyrába z extraktov, ktoré vznikájúpri kvapalinovej extrakčnej rafinácii odasfaltovaného zvyškového oleja a tažkého olejovéhodestilátu sírnoparafinickej alebo zmiešanej ropy tak, že aspoň jeden z východiskových olejovsa před extrakčnou rafináciou hydrogenuje a destiláciou zbaví nízkomolekulárnych štiepnýchpodielov s vysokým číslom kyslosti. Extrakty sa odparafínujú, zušlachtia rafináciou s malýmmnožstvem koncentrovanéj kyseliny sírovej, neutralizujú roztokom hydroxidu a dočistia kontakto-váním s tuhým adsorbentom.

Extrakty sú zmesí prevážne aromatických látok s nízkým viskozitným indexom, ktoré priextrakčnej rafinácii prechádzajú z ropných olejov do extrahovadla, například furfuralu apo rozdělení fáz sa zbavia extrahovadla destiláciou.

Termín "zmiešaná ropa" vyjadřuje typ ropy s nízkým obsahom heterozlúčenín a vysokotuh-núcich parafinických uhlovodlkov.

Hydrogenačná rafinácia sa uskutočňuje pri běžných strednotlakových hydrogenačných pod-mienkach v přítomnosti katalyzátorov, ktoré obsahujú aktivně kovy Co, Ni, Mo, w, kovy skupinyPt a prvky vzácných zemin samostatné, alebo v kombinácii aspoň dvoch prvkov, nanesené nanosiči alumina, amorfný alebo krystalický aluminosilikát, alebo na zmesi minimálně dvochuvedených nosičov. Očinkom hydrogenácie sa dosiahne premena časti najpolárnejšich zložiekoleja, například živic, heterozlúčenín a viaojádrových aromátov, na menej polárné cyklickézlúčeniny: Požadovaná viskozita a teplota vzplanutia oleja sa docieli oddestilovaním lahkýchstiepnych produktov hydrogenácie.

Odparafínovanie sa uskutočňuje pri tpelotách -10 až -20 °C pomocou zmesi rozpúštadiel,například metyl-etylketón + toluén (hmotnostný poměr 1:1), použitej v množstve 200 až 500 %hmotnostných na olej.

Kontaktovanie oleja s adsorbentom, například bieliacou hlinkou, bauxitom, aluminou, silikagélom, aluminosilikátom a inými, sa použije na dostránenie dalšej časti polárných živíc a vysušenie oleja pri jeho finalizácii. 3 257845

Ak má olej napriek hydrogenácii výhodiskových surovin vysoký obsah polárných látok ateda zlé elektroizolačné vlastnosti, před kontaktováním s adsorbentom sa zriedi s lahkouuhlovodíkovou frakciou, například plynovým olejom, na viskozitu 40 až 85 mm2s_1 pri 50 °Ca rafinuje sa s 0,1 až 5 % hmotnostnými koncentrovanéj kyseliny sírovéj pri teplote 30 až65 °C, Kyselinový rafinát sa oddělí od smfil, neutralizuje sa pri teplote 50 až 85 °C s 3 až10 % ný«' roztokom NaOH v zmesi voda + etanol (hmotnostný poměr 1:1 až 3:1), premyje sa vodoua zbaví riedidla a vlhkosti. Výhoda použitia postupu podlá vynálezu v porovnaní s postupmi výroby káblovýoh olejovz extraktov nehydrogenovaných olejov spočívá v tom, že pri hydrogenácii sa odstráni částpolárných látok ako sú živice, heterozlúčeniny a polyaromáty a priaznivým účinkom na zlepšenieelektroizolačných vlastností olejov. Súčasne sa dosiahne zlepšenie elektroizolačných vlastnostíolejov. Súčasne sa dosiahne zníženie potřeby rafinácie oleja s kyselinou sírovou, čo znamenázníženie spotřeby chemikálií, tvorby ekologicky závadných odpadov, nákladov na likvidáciuodpadov a zvýšenie výtažku káblového oleja. »V porovnaní s káblovým olejom, ktorý by sa připravil za rovnakých podmienok opačnýmsledom operácií, tj. extrakčná rafinácia, hydrgenácia extraktu, má káblový olej podlá tohotovynálezu vyššiu viskozitu a nižší viskozitný index, čo je vhodné z hladiska rozpustnostiaromatických živičnatých přísad v oleji pri príprave "káblovej impregnačněj hmoty a podmienokimpregnácie papierovej izolácie káblov, ked sa žiada nízká viskozita hmoty pri teplote impreg-nácie maximálně 100 °C.

SpSsob výroby káblového oleja podlá vynálezu zaistí požadované vlastnosti oleja, napří-klad nízký viskozitný index, vysokú viskozitu pri 50 °C, oxidačnú stálost, izolačně vlastnostia miešatelnosť s přísadami na zvýšenie viskozity impregnačnej hmoty a zlepšenie jej stálostivoči uvolňovaniu plynov.

Pre ilustráciu sú uvedené příklady výroby káblového oleja, ktoré však neobmedzujú před-mět vynálezu. Příklad 1

Extrakt odasfaltovaného zvyškového oleja sa zmieša v hmotnostnom pomere 1:4 s extraktomolejového destilátu, ktorý bol před extrakciou furfuralom hydrogenovaný pri teplote 380 °C,tlaku vodíka 4,0 MPa, objemovom zatažení katalyzátore 0,6 h v přítomnosti hydrogenačnéhokatalyzátora obsahujúceho kovy Ni a Mo nanesené na alumine v množstve 3,0 až 15 % hmot.,počítané na ich kysličníkovú formu. Výtažok hydrogenátu je 93 % hmotnostných. Vlastnostídestilátu, hydrogenátu so začiatkom destilácie pri 400 °C a extraktov sú uvedené v tabulke.

Tabulka 1

Ukazovatel Destilát Hydrogenát Extrakt hydro-genátu Extrakt deas-faltizátu Zmes extraktov Viskozitný index 33 60 1 -3 -1 Teplota vzplanutia °C 250 252 254 271 255 Obsah živíc, % hmot. 3,62 1,18 2,41 2,82 2,49 Obsah síry, % hmot. 2,29 0,21 0,38 2,83 0,87 Obsah dusíka, % hmot. 0,2444 0,1290 0,2161 0,309 0,2347

Zmes extraktov sa odparafínuje pomocou chladu a zmesi rozpúštadiel metyl-etylketón + to-luén (hmotnostný poměr 1:1), použítej v množstve 300 % hmotnostných, počítané na olej, nateplotu tuhnutia zmesi -12 °C.

Deparafinát, získaný vo výtažku 86 % hmotnostných počítané na zmes extraktov, sa zriedi 257845 s plynovým olejom na viskozitu 80 mm2.pri 50 °C, zmieša sa s 3 % hmotnostnými koncentro-vané] Í^SO^ a rafinuje pri teplote 50 °C. Kyselinový rafinát sa po oddělení smůl neutralizuje 'pri teplote 70 °C so 4 8-nýro roztokom NaOH v zmesi voda + etanol (hmotnostný poměr 3:2),premyje vodou a zbaví sa riedidla a vlhkosti. Rafinát získaný vo výťažku 89 % hmotnostnýchsa kontaktuje v troch stupňoch s 5 + 5 + 2 % hmotnostnými bieliacej hlinky pri teplote 132 °Cza 30 minút. výťažok kontaktovaného oleja je 87 i hmotnostných počítané na rafinát a 66,6 8hmotnostných počítané na rafinát a 66,6 8 hmotnostných počítané na zmes extraktov a jehoakosť je uvedená v tabulke č. 3. Příklad 2

Extrakt odasfaltovaného zvyškového oleja, použitý v příklade 1, sa zmieša v hmotnostnompomere 2:3 s extraktom olejového destilátu, ktorý bol před extrakciou hydrogenovaný pri teplote345 °C, tlaku 4,1 MPa, objemovom zaťaženi 0,6 h~ , v přítomnosti hydrogenačného katalyzátoreobsahujúceho Co a Mo nanesené na alumine v množstve 3,1 a 11,5 % hmotnostných počítané naich kysličníkovú formu. Výřažok hydrogenátu je 98 % hmotnostných. Vlastnosti destilátu, hydro-genátu sú uvedené v tabulke 2.

Tabulka 2

Ukazovateí Destilát Hydrogenát Extrakt hydro-genátu Zmes extraktov Viskozitný index 36 58 -11 -8 Teplota vzplanutia,°C 250 252 254 257 Obsah živíc, % hmot. 3,86 1,46 2,96 2,90 Obsah síry, % hmot. 2,24 1,06 1,57 1,99 Obsah dusíka, 8 hmot . 0,2508 0,168 0,305 0,307 Zmes extraktov sa odparaffnuje v přítomnosti zmesi rozpúšťadiel metyl-etylketón + toluén (hmotový poměr 1:1), použitéj v množstve 400 % hmotnostných počítané na olej, na teplotutuhnutia -14 °C. Deparafinát vo výťažku 84 8 hmotnostných, počítané na zmes extraktov, sazriedi s plynovým olejom na viskozitu 60 mm2.s pri 50 °C, zmieša s 3 8 hmotnostnými kon-centrovanej H2SO4 a rafinuje sa pri teplote 45 °C. Kyselinový rafinát sa po oddělení smůlneutralizuje pri teplote 70 °C so 4 8-ným roztokom NaOH v zmesi voda-etanol (hmotnostný poměr3:2), premyje vodou a zbaví sa riedidla a vlhkosti.

Rafinát získaný vo výťažku 89 8 hmotnostných sa kontaktuje s 5 + 5 % hmotnostnými bie-liacej hlinky pri teplote 123 °C/20 minút. Výťažok kontaktovaného oleja je 88 % hmotnostnýchpočítané na rafinát a 65,8 8 hmotnostných počítané na zmes extraktov, jeho akosť je uvedenáv tabulke č. 3.

Tabulka č. 3

Ukazovateí. akosti Příklad 1 Příklad 2 CSN 65 6846 Hustota 20 °C, kg.m 972,0 979,6 min. 910,0 Viskozita 50 °C, mm2.s 1 327,8 333,2 min. 305 Viskozita 100 °C, mm^.s 24,80 24,84 max. 25 Viskozitný index 1 -4 inf. max. 22 Teplota tuhnutia, °C -9 -10 max. -8 Teplota vzplanutia, °C 256 258 min. 220 Číslo kyslosti, mg KOH/g 0,015 ' 0,015 max. 0,10 Lúhová skúška 0 0 max. 2

Claims (3)

1. 257845 Tabulka č. 3 - pokračovanie Ukazovatel akosti Příklad 1 Příklad 2 ČSN 65 6846 Obsah popola, % hmot. 0,008 0,009 max. 0,01 Obsah živíc, % hmot. 0,71 0,78 - Izolačný odpor 100 °C, ÍO1® ohmm - v dodanom stave 2,3 2,2 min. 1,0 - po umelom stárnutí 0,50 0,44 min. 0,3 Stratový činitiel 100 °C, - v dodanom stave 0,0088 0,0099 max. 0,02 - po umelom stárnutí 0,0545 0,0591 max. , 0,065 PREDMET VYNALEZU

   1. Spósob výroby elektroizolačného kablového oleja na přípravu káblovej impregnačnějhmoty z odasfaltovaného zvyškového oleja a/alebo z ťažkého olejového destilátu sírno-para-finickej alebo zmiešanej ropy extrakčnou rafináciou, rozpúšťadlovým odparafínovaním extraktus viskozitným indexom maximálně 15, kyselinovou rafináciou deparafinátu a kontaktováním s tu-hým adsorbentom vyznačujúci sa tým, že aspoň jeden z východiskových olejov sa před extrakč-nou (destiláciou) rafináciou hydrogenuje pri teplotě 300 až 400 °C, s výhodou 330 až 380 °C,tlaku 2 až 10 MPa, objemovom zatažení 0,2 až 2,0 h s výhodou 0,4 až 0,8 h \ objemovom.pomere plynnéj a kvapalnej fázy 50:1 až 500:1 v přítomnosti vodíka alebo vodík obsahujúcehoplynu a hydrogenačného katalyzátora obsahujúceho kombináciu kysličníkov alebo sírnikov kovovVI. a VIII. skupiny periodickej sůstavy nanesených na alumine alebo aluminosilikáte a taktopřipravený hydrogenát sa destiláciou zbaví podielov vriacich do 380 °C pri 0,1 MPa.
2. 2. Spósob podlá bodu 1 sa vyznačuje tým, že kyselinová rafinácia sa uskutočňuje kontakto-\váním s 0,1 až 5 % hmotnostnými, s výhodou 2 až 3 % hmotnostnými kyseliny sírovéj počítanéna olej a 96 %-nú kyselinu a neutralizáciou olejovej rafinátovej fázy roztokom alkalickéhohydroxidu.
3. 3. Spósob podlá bodu 1 vyznačujúci sa tým, že kontaktovanie oleja s tuhým adsorbentomtypu alumina, aluminosilikát alebo silikagél v množstve maximálně 15 i hmotnostných adsorbentápočítané na olej sa uskutočňuje v jednom alebo viacerých stupňoch pri teplote 100 až 180 °C, s výhodou 110 až 140 °C, pričom doba jedného kontaktu je maximálně 60 minút, s výhodou 20až 30 minút.