DD217536B1 - Verfahren zur herstellung von elektroisolieroelen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von elektroisolieroelenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Elektroisolierölen, insbesondere Ölkabel- und Transformatorenölen sowie Tränkmitteln für Kondensatoren.
Es ist bekannt, aus naphthenischen und paraffinischen Erdölen Elektroisolieröle herzustellen. Dabei gelingt es jedoch nicht, Dielektrizitätskonstanten zu erreichen, wie sie für Kondensator-Tränkmittel technisch notwendig sind.
Deshalb bevorzugt man synthetische Produkte, speziell chlorierte Diphenyle. Diese Verbindungen haben sehr gute Gebrauchswerteigenschaften und dominierten viele Jahre im Kondensatorenbau und als schwerentflammbares Isoliermedium für die Transformatorenbefüllung. Verschärfte Vorschriften zur Reinhaltung der Umwelt führten zur Verdrängung der chlorierten Diphenyle, da sie nicht bisakkumulierbar 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 Terphenyle und Cyanophenoxybenzole, alkylierte Äther, nichthalogenierte organische Ester, halogenierte Diphenyloxide und auch Siliconöle.
Die Herstellung dieser organischen Verbindungen ist teilweise sehr aufwendig, und auf Grund des polaren Charakters sind die dielektrischen Kenngrößen, w,ie Dielektrizitätskonstante und dielektrischer Verlustfaktor, unbefriedigend.
Bekannt ist auch die Herstellung von Elektroisolierölen aus Mischungen von Mineralölen mit verschiedenen organischen Verbindungen. Als Mischkomponenten zu Mineralölen werden beschrieben:
Diarylalkan, Styroldimere, verschiedene Äther, Phosphorsäureester, Polyoxyäthylen, Alkylamine und Äthylen-Propylen-Copolymere. Wegen der teilweise erheblichen Polarität dieser organischen Verbindungen sind aufwendige Verfahrensstufen zur Reinigung dieser Verbindungen erforderlich. Dabei gelingt es in der Regel nicht oder nur mit großem Aufwand, extrem gute dielektrische Eigenschaften zu erreichen.
Weiterhin bekannt ist aus DE-OS 2656842 die Verwendung von Trialkylbenzol 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 2453863 die Verwendung von Alkylnaphthalin mit Mineralöl, dessen Alkylrest 1 bis 4 C-Atome enthält. Gemeinsam ist diesen alkylaromatischen Verbindungen, daß sie gezielt synthetisiert werden müssen, um die erforderlichen Eigenschaftsverbesserungen im Mineralöl zu bewirken, d. h. zur Synthese sind exakt definierte Alkylverbindungen mit hohem Reinheitsgrad unumgänglich.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Elektroisolierölen, insbesondere Ölkabel- und Transformatorenölen sowie Tränkmitteln für Kondensatoren zu schaffen, welches es gestattet, den technologischen Aufwand bei der Herstellung der Elektroisolieröle gering zu halten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Elektroisolierölen, insbesondere Ölkabel- und Transformatorenölen sowie Tränkmitteln für Kondensatoren zu schaffen, welches es gestattet, Elektroisolieröle, insbesondere Ölkabel- undTransformatorenöle sowie Tränkmittel für Kondensatoren mit guten dielektrischen Eigenschaften ι und hoher Alterungsbeständigkeit, einer hohen Gasaufnahmefähigkeit und geringer Neigung zur Teilentladung sowie Umweltfreundlichkeit herzustellen.
Überraschend wurde gefunden, daß Elektroisolieröle, insbesondere Ölkabel· und Transformatorenöle sowie Tränkmittel für ι Kondensatoren mit guten dielektrischen Eigenschaften und hoher Alterungsbeständigkeit erhalten werden, wenn ein naphthenisches Mineralölprodukt mit einem Gehalt von 11,5 bis 14,5Ma.-% aromatisch gebundenem Kohlenstoff, dessen Verhältnis aromatisch gebundener Kohlenstoff zu naphthenisch gebundenem Kohlenstoff 1:2,1 bis 1:3,2 beträgt, mit 10 bis 70 Ma.-% vorzeigsweise 50 Ma.% eines Alkylaromatengemisches, welches 20 bis 80 Teile, vorzugsweise 40 bis 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- und Polyalkylbenzol und 0,1 bis 2 Teile kondensierte Aromaten enthält, und mit 0,2 bis 0,8 Ma.-% Di-tertiär-butyl-p Kresol vermischt wird.
Das Alkylaromatengemisch fällt bei der Herstellung von Mono-Cio bis C14-alkylbenzol als Destillationsrückstand an. Es ist aber auch möglich, daraus hergestellte Destillate anstelle des Destillationsrückstandes einzusetzen.
Dem Gemisch können weiterhin 3 bis 30 Ma.-% Transformatoren-Gebrauchtöl naphthenischer Herkunft zugegeben werden.
Das Mineralölprodukt und/oderTransformatoren-Gebrauchtöl und/oder das Alkylaromatengemisch oder die daraus hergestellten Destillate werden allein oder im Gemisch mit Schwefelsäule raffiniert und/oder mit aktiven Erden gebleicht und mit Oxidationsinhibitor legiert.
Überraschend war, daß im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, bei denen einheitliche definierte Alkylaromaten mit Mineralölen gemischt werden, das weitverzweigte Gemisch aromatischer Kohlenwasserstoffe mit geringem Raffinationsaufwand Elektroisolieröle mit hoher Alterungsbeständigkeit, guten dielektrischen Eigenschaften, geringer Neigung zur Teilentladung und hoher Gasaufnahmefähigkeit ergibt.
Die Erfindung soll nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Ein naphthenisches Mineralölprodukt mit einem Stockpunkt von -560C, einem Gehalt an aromatisch gebundenem Kohlenstoff von 13,5Ma.% und einem Verhältnis aromatisch gebundener Kohlenstoff zu naphthenisch gebundenem Kohlenstoff von 1:2,4 wird mit einem Alkylaromatengemisch des Siedebereiches 330 bis 5500C bei 760 Torr, das 55 Teile Polyarylalkane, 40 Teile Dialkylbenzole, 3 Teile Mono-, Tri- und Polyalkylbenzole und 2 Teile kondensierte Aromaten enthält, im Verhältnis 1:1 gemischt, einer Raffination mit 8 Ma.-% konzentrierter Schwefelsäure unterzogen, entharzt, neutralisiert und mit 5 Ma.-% aktiver Erde gebleicht. Nach Legierung mitO,3Ma.-% Die-tertiär-butyl-p-Kresolwird ein Öl erhalten, das die in der Tabelle angegebenen Kennwerte aufweist.
Das naphthenische Mineralölprodukt gemäß Ausführungsbeispiel 1 wird im Verhältnis 1:1 mit einer Destillatfraktion des Alkylaromatengemisches, charakterisiert durch den Siedebereich von 386-5000C bei 760 Torr, einem Gehalt von 65 Teilen Polyarylalkanen, 31 Teilen Dialkylbenzolen, 2 Teilen Mono-,Tri- und Polyalkylbenzolen und 2Teilen kondensierten Aromaten sowie einem Stodkpunktvon —590C gemischt, mit 5 Ma.-% aktiven Erden behandelt und mit 0,3 Ma.-% Oxydationsinhibitor Di-tertiär-butyl-para-Kresol legiert, die Kennwerte des erhaltenen Öles sind in der Tabelle angeführt.
75Ma.-%desnaphthenischen Minerafölproduktes gemäß Beispiel 1 werden mit 25 Ma.-% Transformatoren-Gebrauchtöl gemischt, welches einen Stockpunkt von -480C, einen dielektrischen Verlustfaktor bei 1000C von 850 · 10"3, einen ' -Schlammgehalt von 0,01 Ma.-% und eine Neutralisationszahl um 0,25 mgKOH/g hat, mit 8Ma.-% konzentrierter Schwefelsäure raffiniert, entharzt, neutralisiert und mit 8Ma.-% aktiver Erde gebleicht. 50Ma.-% dieses entstandenen Öles werden mit 50 Ma.-% der Destillatfraktion des Alkylaromatengemisches gemäß Beispiel 2, das mit 5 Ma.-% aktiver Erde behandelt wurde, vermischt und mit 0,3Ma.-% Oxydatinsinhibitor Di-tertiär-butyl-p-Kresol legiert. Es entsteht ein Öl mit den in der Tabelle angegebenen Kennwerten.
| Produkt nach Beispiel | 2 | 3 | Produkt des Standes der Technik* | 2 | 3 | |
| 1 | 1 | |||||
| Dielektrischer Ver- | 1,6-10~3 | 3,5-1Ö"3 | 8-10"3 | 20-10" | ||
| lustfaktortan Delta | 2,4-10"3 | 4-10'3 | ||||
| bei100°Cund50Hz | ||||||
| Viskosität bei 20 0C | 35,9 | 32,1 | ||||
| (mm2/s) | 45,4 | -60 | -49 | -48 | -60 | |
| Stockpunkt (0C) | -59 | 3,4 | 2,7 | -57 | 1,1 | 2,0 |
| Gasaufnahme (ml) | 2,9 | 0,4 | ||||
| Alterungsneigung | ||||||
| bei120oCund40h | ||||||
| und Kupferkatalysator: | ||||||
| Dielektrishcer Ver- | 8,1-10"3 | 12,8-10"3 | ||||
| lustfaktortan Delta | 6-10"3 |
* Produkt naphthenisches Mineralöl (11 ·
Claims (2)
- Erfindungsanspruch:1. Verfahren zur Herstellung von Elektroisolierölen, insbesondere Ölkabel- und Transformatorenölen sowie Tränkmitteln für Kondensatoren, aus einem naphthenischen Mineralölprodukt mit einem Gehalt von 11,5 bis 14,5 Ma.-% aromatisch gebundenem Kohlenstoff, dessen Verhältnis aromatisch gebundener Kohlenstoff zu napthenisch gebundenem Kohlenstoff 1:2,1 bis 1:3,2 beträgt, 10 bis 70 Ma.-%, vorzugsweise 50 Ma.-% eines Alkylaromatengemisches, bezogen auf das Gesamtgemisch, und 0,2 bis 0,8 Ma.-% Di-tertiär-butyl-p-Kresol, gekennzeichnet dadurch, daß das Alkylaromatengemisch 20 bis 80Teile Polyarylalkane, 20 bis 80 Teile Dialkylbenzole, 0,1 bis 15 Teile Mono-, Tri- und Polyalkylbenzole und 0,1 bis 2 Teile kondensierte Aromaten enthält.
- 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Alkylaromatengemisch 40 bis 65 Teile Polyarylalkane, 10 bis 30 Teile Dialkylbenzole, 0,1 bis 2 Teile Mono-, Tri- und Polyalkylbenzole und 0,1 bis 2 Teile kondensierte Aromaten enthält.
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