DD217536A1 - Verfahren zur herstellung von elektroisolieroelen - Google Patents

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DD217536A1 DD25070283A DD25070283A DD217536A1 DD 217536 A1 DD217536 A1 DD 217536A1 DD 25070283 A DD25070283 A DD 25070283A DD 25070283 A DD25070283 A DD 25070283A DD 217536 A1 DD217536 A1 DD 217536A1
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Dieter Woitunik
Brunhilde Prang
Christa Staege
Rudolf Stoeffgen
Martin Schramm
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Petrolchemisches Kombinat
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Elektroisolieroelen, insbesondere Oelkabel- und Transformatorenoelen sowie Traenkmitteln fuer Kondensatoren. Es wurde gefunden, dass ein Gemisch aus einer speziellen naphthenischen Mineraloelkomponente mit Polyalkylbenzolen, Elektroisolieroele mit guten dielektrischen Eigenschaften, einer hohen Alterungsbestaendigkeit, einer hohen Gasaufnahmefaehigkeit und geringer Neigung zur Teilentladung ergeben.

Description

Verfahren zur Herstellung von Elektroisolierölen Anwendungsgebiet der Erfindung .- ··. '
,Die Erfindung betrifft ein Verfahren1zur Herstellung von Elektroisolierölen, insbesondere Ölkabel- und !Transformatorenöle sowie Bankmittel für Kondensatoren· 10
.Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Ss ist bekannt, aus naphthenisehen und paraffinischen Erdölen Elektroisolieröle herzustellen. Dabei gelingt es jedoch nicht, Dielektrizitätskonstanten zu erreichen, ,Trie sie für Kondensat or-Sränkmit.t el technisch notwendig
sind. ' ' "
Deshalb bevorzugt mäh' synthetische Produkte, speziell chlorierte Diphenyle. Diese Verbindungen haben sehr gute Gebrauchswerteigenschaften und dominierten viele Jahre im Kondensatorenbau und als schwerentflamnbares Isoliermedium für die Iransformatorenbefüllung. Verschärfte Vorschriften zur Reinhaltung der Umvrelt führten zur Verdrängung der chlorierten Diphenyle, da sie,nicht bio-
25 akkumulierbar sind.
Intensive Bemühungen zur Substitution der chlorierten • Diphenyle führten zur Entwicklung einer Vielzahl von organischen Verbindungen. Dazu gehören Diarylalkane, und deren Gemische mit Phosphaten, substituierte Bi- und
__ r μ ρ ν η ι η . ,-\· < , ..-. ι r '
Terphenyle und Cyanophenoxybenzöle, alkylierte Äther,, nichthalogenierte organische Ester, halogenierte Diphenyl oxide und auch Siliconöle. Die Herstellung dieser organischen Verbindungen ist teilweise sehr, aufwendig und auf Grund des polaren Charakters sind die dielektrischen Kenngrößen, wie Dielektrizitätskonstante und dielektrischer Verlustfaktor, unbefriedigend« Bekannt ist auch die herstellung von Elektroisolierölen aus Mischungen, von Mineralölen mit verschiedenen orga.nlsehen Verbindungen« Als Mischkomponenten au Mineralölen werden beschrieben:
Diarylalkan, Styroldimere, verschiedene Äther, Phosphorsäureester, Polyoxyäthylen, Alkylamine und Äthylen-Propylen-Copolymere« Wegen der teilweise erheblichen Polaritat dieser organischen Verbindungen sind aufwendige Ver-/fahrensstufen zur Reinigung dieser Verbindungen erforderlich. Dabei gelingt es in der Regel nicht oder nur mit .großein Aufwand-, extrem gute dielektrische Eigenschaften zu erreichen« · .·.'.
20 · ',' "' .' > · . · - ·:.
Weiterhin bekannt ist aus DE-OS 26 56 342 die Verwendung vo:n'Irialkylbenzol im Gemisch mit Mineralöl, wobei zwei Alkylgruppen max. 6 C-Atome und der dritte Alkylrest 5 . . bis 15 C-Atome enthält, sowie aus DE-OS 24 53 S63 die ' Verwendung von Alkylhaphthalin mit' Mineralöl, dessen Al-". kylrest 1 bis 4 C-Atome enthält« Gemeinsam ist diesen al kylar oma tischen Verbindungen, da-3 sie gesielt synthetisiert werden müssen, um die erforderlichen Sigenschaftsverbe sserungen im Mineralöl- zu bewirken, d. h. zur Synthese sind exakt definierte Alkylverbindungen mit hohem Rein-
heitsgrad'unumgänglich. · , ·
Ziel der- Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Elektroisolierölen, insbesondere ölkaoel- und Trans-
forma tor anöle sowie Tränkmittel für Kondensatoren zu schaffen, welches es gestattet, den technologischen Aufwand bei der Herstellung der Elekiroisolieröle gering zu halten·
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der .Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Elektroisolierölen, insbesondere ölkabel- und Transforinatorenöle sowie Tränkmittel für Kondensatoren zu schaffen, welches es gestattet, Elektroisolieröle, insbesondere Olkabel- und Transformatorenöle sowie Tränkmittel für Kondensatoren mit. guten dielektrischen Eigenschaften· und hoher Alterungsbeständigkeit, einer hohen Gasaufnahmefähig-1 keit und geringer ITeigung zur Seilentladung sowie Umweltfreundlichkeit herzustellen. "
Merkmale der Erfindung V
überraschend wurde gefunden, daß ElektroisolierÖle, insbesondere olkabel- und Transformatorenöle sowie Tränkmittel für Kondensatoren mit guten dielektrischen Eigenschaften und hoher Alterungsbeständigkeit erhalten werden, wenn ein naphthenisch.es Miner al öl produkt mit einem Gehalt von 11,5 bis 14,5 Ua..-% aromatisch gebundenem Kohlenstoff γ dessen Verhältnis aromatisch gebundener Kohlenstoff zu naphthenisch. gebundenem Kohlenstoff 1 : 2,1 bis 1 : 3,2 betragt, mit 10 bis TO LIa.-;ί, vorzugsweise 50 Lia..-/a eines Alkylaromatengemisches gemischt wird, welche.s Mono- und/ oder Polyalkylbenzole und/oder Di- und/oder Pölyarylalka- ne, wie es bei .der Herstellung von iiono-C^Q bis .C. ^-alkyl-· benzol als Destillationsrückstand1 anfällt, enthält. Es ist .aber auch möglich, daraus hergestellte Destillate anstelle des Destiliationsrückstandes.einzusetzen.
Dem Gemisch können weiterhin- 3 bis 30 LCa.-,a Transformatoren-Gebrauchtöle naphthenischer herkunft zugegeben werden.
Das Mineralölprodukt und/oder !Eransformatoren-Gebrauchtöl und/oder das Alkylaromatengemisch oder die daraus . hergestellten Destillate werden allein oder im1Gemisch mit Schwefelsäure raffiniert und/oder mit aktiven Erden
5 gebleicht und mit OxLdationsinhibitor legiert.
Das Älkylaromatengemisch hat die Strukturen I, II, III, IV, in denen R-ein C. bis C-^-Alkylrest, vorzugsweise , C. ρ bis Gp4 und verzweigt, η eine ganze Zahl von 1 bis 6, vorzugsweise -1 bis 3> x eine ganze Zahl von 1 bis 6, .
vorzugsweise 1 bis 4> y eine ganze Zahl von 1 bis 36, vorzugsweise 1 bis 18 und ζ eine ganze Zahl :von 1 bis 6, vorzugsweise 1 bis 4 darstellen, wobei im aromatischen Kern geringe Mengen Halogen und Äthergruppen enthalten ' sein können* ' . ·
Das Älkylaromatengemisch enthält 20 bis .30 Teile, vorzugsweise 40 -..65 Teile Polyarylalkane, 20 bis .80 Teile, vorzugsweise 10 bis 30.Teile Dialkylbenzole, 0,1 bis 15 Teile, vorzugsweise 0,1 bis 2 .Teile Mono-, Tri-,. i'olyalkylbenzol, Polynaphthalin und 0,1 - 2 Teile kondensier-
20 te Aromaten. ·, ,
Überraschend war,, daß im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, bei denen einheitliche deffinierte Alkylaromaten mit Mineralölen gemischt werden, das weit verzweigte Gemisch aromatischer Kohlenwasserstoffe mit geringem Raf- ' 'finationsaufwand Elektroisolieröle mit hoher Alterungsbeständigkeit, guten dielektrischen Eigenschaften, geringer ITeigung zur Teilentladung und hoher Gasaufnahmefähigkeit ergeben. . , · '
(R)
(H)n _ III
(H)n-^T\J_ IY
Ausführungsbeispiele Beispiel 1 ,
,5 Ein naphthenesehes Mineralölprodukt mit einem Stockpunk>t von -56' 0G, einem Ar oma t enge halt von 13,5 Ma.->i -und einem Verhältnis aromatisch gebundener Kohlenstoff zu naphthenisch gebundenem Kohlenstoff von 1 : 2,4 wird mit einem Älkylaromatengemisch des Siedebereiches 330 bis 550 0C bei 760 Torr im Verhältnis 1 : 1 gemischt, 'einer Raffination mit .8 Ma.-yo konzentrierter Schwefel-- ; säure unterzogen, entharzt, neutralisiert und mit 5 Vi&.-aktiver Erde gebleicht. Uach Legierung mit 0,3üa.-% Di-tertiar-butyl-p-Kresol wird ein öl erhalten, daß die in der Tabelle angegebenen Kennwerte aufweist. . '
"Beispiel 2 ' ' .·
Das naphthenesehe Mineralölprodukt vom Ausführungsbeispiel 1 wird im Verhältnis 1 : 1 mit einer Destillatfraktion des Alkylaromatengemisch.es, charakterisiert durch den Siedebereich von 386 - 500 0C bei 760 Torr, einem Gehalt von 65 Teilen Polyarylälkanen, 31 Teilen Dialkylbenzolen, 2 Teilen Mono-, Tri- und Polyalkylbenzolen und 2 Teilen kondensierten Aromaten sowie einem Stockpunkt von -59 0C gemischt, mit 5 Ha.-% aktiven •Erden behandelt und mit 0,3 Ma.-% Osidationsinhibitor · Di-tertiär-butyl-para-Kresol legiert.
Die Kennwerte des erhaltenen Öles sind in der Tabelle -. angeführt.
Beispiel 3
75 Ma.-/β des naphtheni sehen Mineral öl produkte s von ,3eispiel 1 werden mit 25.Ma.-% Transforms.toren-Gebrauchtöl gemischt, welches einen Stockpunkt von - 43 0G, einen.
dielektrischen Verlustfaktor bei 100 0C von 850 · 10"^, einen Schlamingehalt von 0,01 Ma.->S und eine Neutralisations zahl um 0,25 nig KOH/g hat, mit 8 Ha.-% konzentrierter Schwefelsäure raffiniert, entharzt, neutralisiert
und mit 8 Ιϊε*-% aktiver Srde gebleicht. 50 Ma«-% dieses entstandenen Öles werden mit 50 Ma.-?S der Destillatfraktion des alkylaromatengemisch.es von Beispiel 2, das mit 5 Ma.-% aktiver Srde behandelt wurde,. vermischt, und mit 0,3 Ma.-7O Oxidationsinhibitor Di-tertiär-butyl-p-Kresol legiert. Es entstand ein Öl mit den in der Tabelle angegebenen Kennwerten.
TabelLe
• Produkt nach Beispiel Produkte des Standes, der-Technik +
1 2 3 L_ ·' :,' 2 '· 2 .
Dielektrischer Ver- .^ ^ ο -" ~ _-.
lustfaktor tan »5 2,4 · 10""-5 1,6 · 10"° 3,5 · 10 .-* 4 .10*"° 8 . 10~J 20 · ΙΟ™-'
bei 100 OQ und 50 Hz
Viskosität bei 20 0O 45,4. 35,9 ' 32,1 ' ~ ' ,
Ütockpunkt 0G - 59 - 60 -49- - 57 - 48 - 60
Gssaufnahme ml 2,9 ' 3,4 2,7 0,4 1 ,1 2 ,0
-Λ1 terungsneigung
bei 120 0G und 40 h- . -
und Kupferkatalysator
Dielektrischer Ver- -, ^
lustfaktor tan 6 · 10"° 8,1 . 10~^ 12,8 . 10
bei 100 0G und 50 Hz. ...
+ Produkt naphthenisches Mineralöl (1) Produkt auf Basis PhenylTxylyl-ethan (2) Produkt auf Basis Benzyl-neo-caprat (3)

Claims (4)

Erfindungsansprüche ,
1, Verfahren zur Herstellung von Blektroisolierölen, insbesondere ölkalbel- und 'Transformatorenöle sowie . . Tränkinittel für Kondensatoren, dadurch gekennzeichnet, daß ein naphthenesehes Mineralölprodukt mit einem Gehalt von 11,5 bis 14»5 Ma·-^ aromatisch gebundenem . Kohlenstoff, dessen Verhältnis aromatisch gebundener Kohlenstoff zu naphthenisch gebundenem Kohlenstoff 1 : 2,1 bis 1 : 3,2 beträgt, mit einem Alkylaromatengemisch oder daraus abgetrennten Fraktionen, 'die Mono- und/oder Polyalkylbenzolen und/oder Di- und/oder PoIyarylalkane enthalten, gemischt, und mit.Ö,2 bis 0,3 ' Ma.-% Di-tertiär-butyl-p-Kresol legiert wird. .
2. Verfahren nach Punkt.1 dadurch gekennzeichnet,~daJ3 , der Anteil des naphihenischen Mineralölproduktes im- . Gemisch 10 bis 70 Ma.-^,vorzugsweise 50 Ma.-% beträgt.
3. Verfahren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, dai3 die H-affination mit Schwefelsäure und Bleichung vom Alkylaromatengemisch oder den Destillatfraktionen oder dein naphtheneschen Mineralölprodukt allein oder in Mischung durchgeführt wird· .
. '
4. Verfahren nach Punkt 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dai3 dem Gemisch aus naphthene schein lüneral ölprodukt : und Alkylaromaten 3 bis 30 Ma«->5 Transformatoren-Gebraucht öl zugegeben werden kennen.
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