CS259297B1 - Spósob výroby elektroizolačného oleja - Google Patents

Description

259297

Vynález sa týká výroby elektroizolačnýchkáblovýcli olejov z pseudorafinátov. odasfal-tovaného zvyškového oleja a ťažkého olejo-vého destilátu sírno-parafinickej ropy aleboropy zmiešaného typu. Káblové oleje, ktoré sa používajú na pří-pravu impregnačnej hmoty pre impregná-ciu papierovej izolácie vysokonapaťovýchkáblov, sa v súčasnosti vyrábajú z pseudo-rafinátov vzniknutých při extrakčnej rafi-nácii olejov sírno-parafinickej ropy postu-pom podl'a ČSSR AO 191 478, alebo z pseudo-rafinátov odasfaltovaných zvyškových ole-jov postupom podl'a ČSSR AO 220 988. Postu-py zahřňajú odparafínovanie pseudorafiná-tov, hydrogenáciu alebo tradičná rafinácius kyselinou sírovou a finalizáciu oleja tu-hým adsorbentom. Čs. AO 210198 uvádza postup na výrobukáblového oleja z pseudoraflnátu druhéhostupňa s vyššou viskozitou, s nižším visko-zitným indexom a štruktúrnym zložením pří-buznějším extraktu ako jednostupňový pseu-dorafinát, odparafínovaním a rafináciou ky-selinou sírovou alebo hydrogenáciou. Tra-dičné postupy výroby káblových olejov zextraktov neparafinických olejov sú v dQ-sledku nedostatku takýchto rop na ústupe.Patenty PER č. 120 331, 120 334 120 341 a120 342 uvádazjú postupy na výrobu káblo-vých impregnačných hm3t z roznych zmesíobsahujúcich oleje ZO' sírno-parafinicko-ali-fatickej ropy, například odasfaltovaný zvyš-kový olej, rafináty a etxrakty destilátov, ex-trakt deasfaltizátu, kyselinové rafináty ex-traktov a iné. Všeobecne platí, že káblové oleje s velmidobrými izolačnými vlastnosťami a pevnos-ťou voči uvolňovaniu plynov sa vyrábajú po-stupmi, ktorých podstatným spracovatels-kým uzlom je rafinácia aromatických suro-vin s kyselinou sírovou, potřebná pre odstrá-nenie vačšiny vysokopolárnych zložiek aro-matických ropných olejov, například živíc,ťažkých aromatických látok a heterozlúče-nín. Nevýhodou rafinácie je nadměrná tvor-ba ekologicky závadných a fažkospracovatel'-ných kyselinových živíc a množstvo neutra-lizačných roztokov.

Podstata tohoto vynálezu spočívá v tom,že káblový olei sa vyrába z pseudorafinátovťažkých olejov sírno-parafinickej alebo zmie-šanej ropy tak, že aspoň jeden z východis-kových olejov sa před kvapalinovou extrakč-nou rafináciou hydrogenuje a destiláciou sazbaví nízkomolekulárnych podielov s vyso-kým číslom kyslosti. Zmes pseudorafinátovsa odparafínuje a dočistí kontaktováním stuhým adsorbentom. V alternatívnom přípa-de sa odparafínovaný olej zušlachtí rafiná-ciou s kyselinou sírovou. Kontaktovaný olejsa mdže zahustit prídavkom malého množ-stva zahusťovača.

Ako pseudorafinát sa používá olej oddě- lený pri extrakčnej rafinácii oleja zo zmesi extraktu a extrahovadla, například furfura- lu, po ochladení z teploty, ktorá je na spod- ku extrakčnej kolóny na teplotu 40 až 70stupňov Celsia a zbavený etxrahovadla, ale-bo olej-pseudorafinát druhého stupňa od-dělený pri teplote 40 až 70 °C zo zmesiextrahovadla a extraktu, z ktorej sa pred-tým pri teplote 70 až 100 °C odstránil pseu-dorafinát prvého stupňa.

Termín zmiešaná ropa platí pre typ ro-py s nízkým obsahom heterozlúčenín a vy-sokotuhnúcich parafinických uhlovodíkov.

Hydrogenačná rafinácia sa uskutočňuje priteplote 300 až 400 °C, parciálnom tlaku vo-díka 2 až 10 MPa, zatažení katalyzátore 0,2až 2,0 h_1 v přítomnosti katalyzátorov, kto-ré obsahujú aktivně kovy Co, Ni, Mo, W,kovy skupiny Pt a prvky vzácných zemin sa-mostatné, alebo v kombinácii aspoň dvochprvkov, nanesené na nosiči alumína, amorf-ný alebo kryštalický alumínosilikát, alebona zmesi minimálně dvoch uvedených nosi-čov. Učinkom hydrogenácie sa dosiahne pře-měna časti najpolárnejší zložiek oleja, na-příklad živíc, heterozlúčenín a viacjadro-vých aromátov na menej polárné cyklickézlúčeniny. Požadovaná viskozita a teplotavzplanutia oleja sa docieli oddestílovaním1'ahkých štiepnych produktov, hydrogenácievriacich do teploty 390 °C pri atmosferickomtlaku.

Odparafínovanie sa uskutočňuje pri tep-lote —12 až —20 °C, pomocou zmesi rozpúš-ťadiel, například metyl-etylketón + toluén(hmot. poměr 1 : 1), pri použití v množstve200 až 500 % hmot. na olej.

Kontaktovanie oleja s adsorbentom, na-příklad bieliacou hlinkou, bauxitom, alumí-nou, silikagélom, alumínosilikátom a iný-mi pri teplotách 100 až 180 °C sa použije preodslránenie ďalšej časti polárných živíc avysušenie oleja pri jeho finalizácii.

Ak má olej napriek hydrogenácii výcho-diskových surovin velký obsah polárnýchlátok a teda zlé elektroizolačné vlastnosti,před kontaktováním s adsorbentom sa zrie-di s 1'ahkou uhlovodíkovou frakciou, napří-klad plynovým olejom, na viskozitu 40 až85 mm3.s-1 pri 50 °C a rafinuje sa s 0,1 až5 % hmot. 96 °/o-nej kyseliny sírovej priteplote 30 až 65 °C. Kyselinový rafinát sa od-dělí od smĎl, neutralizuje sa pri teplote 50až 86 °C s 2 až 10 %-ným roztokom NaOH vzmesi voda + etanol (hmot. poměr 1 : 1až 3 : 1), premyje vodou a zbaví riedldla avlhkosti.

Po dosiahnutí požadovaných viskozitnýchvlastností a zlepšení protiplynových vlast-ností, t. j. stálosti voči uvolňovaniu plynov,sa mdže kontaktovaný olej zahustit’, prídav-kom přísady, například polyolefínu, polyaro-matickej živice alebo kolofónie. Výhoda použitia postupu podl'a vynálezuv porovnaní s postupmi výroby káblových o-lejov z pseudorafinátov alebo extraktov ne-hydrogenovaných olejov spočívá v tom, žepri hydrogenácii sa odstráni časť polárnýchlátok ako sú živice, heterozlúčeniny a póly- 259297 5 aromáty s priaznivým účiukom na zlepše-me elektroizolačných vlastností olejov a odstráni alebo zníži sa potřeba rafinácie ole-ja s kyselinou sírovou, čo znamená pri po-užití 5 % hmot. kyseliny zníženie spotřebyH2SO4 a tvorby odpadov minimálně o 15 %hmot. počítané na súčasnú spotřebu a tvor-bu, zvýšenie výťažkov káblového oleja, zní-ženie nákladov na likvidáciu odpadov a cel-kové zníženie výrobných nákladov. V porov-naní s káblovým olejom, ktorý by bolpřipravený pri rovnakým podmienkach opač-ným sledom operácií, t. j. extrakčná rafiná-cia — hydrogenácia pseudorafinátu, má káb-lový olej pódia tohoto vynálezu vyššiu vis-kozitu a nižší viskozitný index, čo je vhod-né z htadiska rozpustnosti aromatických ži-vičnatých přísad v oleji pri príprave impreg-načnej hmoty a podmienok jej aplikácie prinapúšťaní papierovej izolácie káblov.

Sposob výroby káblového oleja podl'a vy-nálezu zaistí požadované vlastnosti oleja, na-příklad nízký viskozitný index, vysoká vis-kezitu pri 50 °C, oxidačnú stálost', izolačněvlastnosti a miešatelnosť s přísadami prezvýšenie viskozity impregnačnej hmoty azlepšenie jej stálosti voči uvofňovaniu ply-nov.

Pro ilustraci u sú uvedené příklady výro-by káblového oleja. ktoré však neobmedzu.-jú predmet vynálezu. P r í k1 ad 1

Odasfaltovaný zvyškový olej a tažký vá-kuový olej z destilácie sírno-parafinickej ro-py sa hydrogenovali samostatné pri teplote370 °C, parciálnom tlaku vodíka 4,0 MPa, ob-jemovom zatažení katalyzátora 0,6 h_1 aobjemovom pomere plynnej a kvapalnej fá-zy 350 : 1 v přítomnosti hydrogenačného ka-talyzátora obsahujúceho kovy Ni a Mo na-nesené na alumíne v množstve 3 až 15 %hmot. Výťažok hydrogenátov zbavených po-dielov vrtacích do teploty 400 °C bol počí-taný na tlak 0,1 MPa, bol 97 a 93 % hmot.a ich akosť je uvedená v tabulke č. 1.

Hydrogenáty zvyškového a destilátevéhooleja boli samostatné extrahované furfura-lom, pričom sa z odchádzajúcich extrakto-vých fáz ochladených z teploty 100 °C nateplotu 40 °C oddělili pseudorafináty, desti-láciou sa zbavili furfuralu a zmiešali sa vovzájomnom hmotnostnom pomere 2 : 3. Vlast-nosti pseudorafinátov sú uvedené v tabulkeč. 1.

Tabulka 1

Ukazovatele deasfaltizát destilát pseudorafinát surový hydrog. surový hydrog. deasfal- tizátu destilátu zmes 2 : 3 obsah živíc % hmot. 1,94 0,80 3,62 1,28 1,25 1,91 1,65 obsah síry % hmot. 1,99 0,30 2,29 0,31' 0,51 0,53 0,52 obsah dusíka % hmot. 0,1702 0,08659 0,2444 0,1290 0,1510 0,2004 0,1806 tepl. vzplanutia °C 271 259 250 252 260 254 255

Zmes pseudorafinátov sa odparafínovalapomocou zmesi rozpúšťadiel metyl-etyl ke-ton + toluén (hmotnostný poměr 1:1], po-užitej v množstve 300 % hmotnostných po-čítané na olej, na teplotu tuhnutia zmesi—12 °C.

Deparafinát získaný vo výtažku 86 %hmot. počítané na zmes pseudorafinátov, sakontaktoval v troch stupňoch s 5 + 5 + 2pere. hmot. bieliacej hlinky pri teplote 135stupňov Celzia po dobu 30 minút. Výťažokkontaktovaného oleja bol 86 % hmot. počí-tané na deparafinát a 74 % hmot. počítanéna zmes psedorafinátov a jeho akosť je u-vedená v tabulke č. 3. Příklad 2 Ťažký vákuový destilát sírno-parafinickej ropy sa hydrogenoval pri teplote 345 °C,parciálnom tlaku vodíka 4,1 MPa, objemo-vom zatažení 0,6 h_1 a objemovom pomereplynnej a kvapalnej fázy 250 : 1 v přítom-nosti hydrogenačného katalyzátora obsahu-júceho kovy Co a Mo nanesené na alumínev množstve 3,1 a 11,5 % hmot. Výťažok hyd-rogenátu zbaveného podielov vriacich do400 °C počítané na atmosferický tlak, bol98 % hmot.

Hydrogenát sa extrahoval furfuralom, pri-čom sa z extraktovej fázy ochladenej z tep-loty 95 °C na teplotu 45 °C oddělil pseudora-finát druhého stupňa, ktorý sa zbavil extra-hovadla a zmiešal s pseudorafinátom deas-faltizátu z příkladu 1 v hmotnostnom pome-re 4 : 1.

Vlastnosti destilátu hydrogenátu a pseu- dorafinátov sú uvedené v tabulke č. 2.

Claims (5)

1. Tabulka 2 Ukazovatele destilát pseudorafinát zmes pseudo- surový hydrogenovaný II hydrogenátu rafínátov obsah živíc % hmot. 3,86 obsah síry % hmot. 2,24 obsah dusíka °/o hmot. 0,2508 teplota vzplan. °C 250 1,46 2,08 1,91 1,06 1,62 1,40 0,168 0,2605 0,2386 252 253 254 Zmes pseudorafinátov sa odparafínovalapri teplote —18 °C zmesou rozptišfadiel me-tyl-etylketón + toluen (hmotnostný poměr1 : 1] v množstve 350 % hmot. na olejna teplotu tuhnutia. —14 °C. Deparafinát, zís-kaný vo výtažku 83 % hmotncstných, sazriedil s plynovým olejom na viskozitu 75miiý-s"1 pri 50 °C a zmiešal s 2 % hmot-nostnými 96 %-nej HgSO^. Olej sa rafinovalpri teplote 50 CC, oddělila sa fáza smol arafinát sa neutralizoval pri teplote 65 °C s)4 %-ným roztokom NaOH v zmesi etanol 4+ voda (hmotnostný poměr 2:3), premylsa vodou a zbavil riedidla. a vlhkosti. Rafi-nát získaný vo výtažku 92 % hmotnostnýchsa kontaktoval v dvoch stupňoch s 5 + 5 %hmot. bieliacej hlinky pri teplote 140stupňov Celzia/20 minút. Výťažok kontakto-vaného oleja bol 88 % hmotnostných, počí-tané na rafinát a 67,2 % hmotnostných po-čítané na zmes pseudorafinátov a jeho akosťje uvedená v tabulke č. 3. P r í k 1 a d 3 z příkladu 1 sa cdparafínoval pri teplote- -20 rC v zmesi rozpúšíadiel aceton + toluen(hmotnostný poměr 2:3) použitéj v množ-stve 300 % hmotnostných na teplotu tuhnu-tia zmesi —13 CC. Deparafinát získaný vovýtažku 84 °/o hmotnostných sa rafinoval s1 % hmotnostným 98 %-nej PUSO/, pri pod-mienkach uvedených v příklade 2 a dočis-til s 5 + 5 % hmot. bieliacej hlinkypri teplote 140 eC/20 minut. Výťažok káblo-vého oleja bel 83,6 % hmotnostných počí-tané na deparafinát a 70,2 % hmotnost-ných počítané na pseudorafipát a jeho vis-kozitné vlastnosti bolí nasledujňce: viskozita 50 CC, mm2.s'"1 284,4 viskozita 100 °C, mra3.s'1 24,02 viskozitný index 22 Káblový olej bol nakoniec zmiešaný s 2%hmotnostnými syntetickej aromatickej živi-ce typu indén-kumarón a jeho akosť je u-vedená v tabuíke č. 3. Pseudorafinát hydrogenovaného destilátu Tabulka 3 Ukazovateí akosti Příklad 1 Příklad 2 Příklad 3 ČSN 65 6846 hustota 20 °C, kg . m~3 950,1 960,2 945,0 min. 910,0 viskozita 50 °C, mm3. s_1 306,0 315,7 320,8 min. 305 viskozita 100 °C, mm2. s_l 24,81 24,91 24,89 max. 25 teplota tuhnutia, °C —11 —8 —10 max. —8 teplota vzplanutia, °C 255 255 252 min. 220 čís. kyslosti, mg KOH/g 0,03 0,02 0,04 max. 0,10 obsah živíc, % hmot. 0,76 0,69 izolačný odpor 100 °C, 101θ ohm. m — v dodanom stave 1,4 2,0 1,7 min. 1,0 — po umelom stárnutí 0,31 0,42 0,40 min. 0,3 stratový činitel1 100 °C — v dodanom stave 0,0144 0,0086 0,0104 max. 0,02 — po umelom stárnutí 0,0639 0,0548 0,0605 max. 0,065 PREOMET

   1. Sposob výroby elektroizoilačného olejapre přípravu káblovej impregnačnej hmotyz odasfaltovaného zvyškového oleja a/aleboťažkého olejového destilátu sírno-parafinlc-kej alebo zmiešanej ropy extrakčnou rafi-náciou, rozpúšťadlovým odparafínovanímpseudorafinátu a kontaktováním deparafi- VYNÁLEZU nátu s tuhým adsorbentom vyznačujúci satým, že aspoň jeden z východiskových ole-jov sa před extrakčnou rafináciou hydroge-nuje pri teplote 300 až 400 °C, s výhodou330 až 380 °C, parciálnom tlaku vodíka 2 až10 MPa, s výhodou 3 až 5 MPa, objemovom 259297 10 zatažení katalyzátore 0,2 až 2,0 h“1, s vý-hodou 0,4 až 0,8 h"1, objemovom pomereplynné] a kvapalne] fázy 50 : 1 až 500 : 1,v přítomnosti vodíka alebo vodík obsahu jú-cehc plynu a hydrogenačného katalyzátoraobsahujúceho kombináciu oxidu alebo sír-nika kovov VI. a VIII. skupiny periodickejsústavy nanesených na alumíne alebo alu-mínosiiikáte a takto připravený hydrogenátsa destiláciou upraví tak, aby mal začiatokdestilácie minimálně při 390 °C počítané naatmosferický tlak.
2. 2. Spósob podía bodu 1 vyznačujúci satým, že pseudorafinát je olej oddělený priextrakčnej rafinácii oleja zo zmesi extraktua etxrahovadla po jej ochladení na teplotu40 až 70 °C a zbavený extrahovadla, aleboolej oddělený pri teplote 40 až 70 °C zo zme-si extrahovadla a extraktu, z ktorej sa prert-tým pri teplote 70 až 100 :C odstranil pseu-dorafinát prvého stupňa a zbavený extra-hovadla.
3. 3. Spňsob podfa bodu 1 vyznačujúci satým, že odparafínovaný olej sa kontaktujev jednom alebo viacerých stupňoch s tuhým adsorbentom typu alumína, alumínosilikát,silikagél alebo hlinka v hmotnostnom pome-re adsorbentu k olejů maximálně 1,5 : 10,pri teplote 100 až 180 °C, s výhodou 110 až155 °C, pričom doba kontaktu v jednomstupni je maximálně 60 minút pri pracovnejteplote.
4. 4. Sposob podfa bodov 1 až 3 vyznačujú-ci sa tým, že odparafínovaný olej sa podro-bí před kontaktováním s adsorbentom rafi-nácii s kyselinou sírovou v množstve maxi-málně 5 % hmot. 96 %-nej kyseliny sírovejpočítané na olej, neutralizácii s 2 až 10 %--ným roztokom alkalického hydroxidu vzmesi voda a etanol a neutralizovaný olej sapremyje vodou.
5. 5. Sposob podfa bodov 1 až 4 vyznačujú-ci sa tým, že kontaktovaný olej sa zahustís 0,001 až 20 % hmot. s výhodou s 2 až 5pere. hmot. zahusfujúcej alkénovej polymé-rovej přísady alebo prírodnej aromatickejživičnatej přísady, alebo syntetickej aroma-tickej živičnej přísady, alebo zmesi aspoňdvoch v tomto bode uvedených přísad.