DD255745A1 - Verfahren zur herstellung von transformatorenoel - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Transformatorenoel mit guenstigen Tieftemperatureigenschaften und verbesserter Alterungsstabilitaet aus normalparaffinhaltigen Erdoelprodukten. Das Ziel der Erfindung besteht darin, dieses Transformatorenoel aus nichtnaphthenbasischen Erdoelprodukten unter guenstigen Kosten und Energie oekonomischen Bedingungen und geringem technischen Aufwand herzustellen. Das geschieht mittels Teilentparaffinierung, Bleicherdebehandlung und Zusatz von Depressatoren, in dem einem dem Grundoelschnitt enthaltenden, paraffinhaltigen Erdoelprodukt oder einem Grundoel mit einem n-Paraffingehalt von jeweils 8 Ma.-% vor oder nach der Bleicherdebehandlung 0,05 bis 3 Ma.-%, vorzugsweise 0,2 bis 2 Ma.-% einer Komponente zugesetzt werden, die aus einem Extrakt besteht, der unter Verwendung von Acetonitril als Extraktionsmittel mit einem Wassergehalt 10% aus einem schweren Destillat- oder Rueckstandsoel aus der katalytischen und/oder thermischen Crackung von Erdoelfraktionen gewonnen wurde sowie 0,05 bis 8 Ma.-% Stockpunktdepressator vom Alkylnaphthalentyp und/oder 0,01 bis 0,3 Ma.-% vorzugsweise 0,05 bis 0,2 Ma.-% Stockpunktdepressator eines Copolymerisates von Vinylacetat und Ethylen zugesetzt werden.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Transformatorenöl mit günstigen Tieftemperatureigenschaften und verbesserter Alterungsstabilität aus normalparaffinhaltigen Erdölprodukten.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Der zunehmende Bedarf an Transformatorenöl, die begrenzte Verfügbarkeit der naphtenbasischen Rohstoffe und die steigenden Anforderungen an die Qualität der Fertigöle sind Anlaß zur Entwicklung von Verfahren und Technologien zur Herstellung von Transformatorenölen auf der Grundlage nicht naphthenbasischer Rohöle. Bestimmende Größen dieser Entwicklung sind die Gewährleistung einer hohen Alterungsstabilität ohne Zusatz von Additiven und die Realisierung der erforderlichen Tieftemperatureigenschaften bei Einsatz normalparaffinhaltiger Komponenten. Die Realisierung der Tieftemperatureigenschaften erfolgt entweder durch eine kostenaufwendige tiefgreifende Entparaffinierung oder durch eine Teilentparaffinierung auf niedrige Normalparaffingehalte und den Zusatz von Stockpunktdepressatoren.

Bei nicht sehr hohen Normalparaffingehalten in den Ölkomponenten kann auch der Zusatz von Stockpunktdepressatoren allein, ohne eine vorherige Teilentparaffinierung der Ölkomponenten, ausreichend sein.

Als Stockpunktdepressatoren werden zum Beispiel Produkte vom Alkylnaphthalentyp oder Reaktionsprodukte aus der Copolymerisation von Vinylacetat und Ethylen angewendet. Bei der Zugabe von Depressatoren ist die Stockpunktabsenkende Wirkung zunächst etwa proportional der zugegebenen Menge.

Ab einer bestimmten Depressatormenge ist jedoch nur noch ein geringerund spätergar kein weiterer Zuwachs der Stockpuriktabsenkung zu erzielen.

Als unerwünschte Nebenwirkung verursachen eine Reihe von Stockpunktdepressatoren eine Verschlechterung der Alterungsstabilität der Transformatorenöle.

Die Alterungsstabilität, insbesondere die Alterungsstabilität nichtinhibierter Isolier- und Transformatorenöle, ist Gegenstand vieler Veröffentlichungen und Patentbeschreibungen. Die dabei angebotenen technischen Lösungen zur Herstellung nichtinhibierter Öle sind sehr unterschiedlich. Bei Einsatz nichtnaphthenbasischer Komponenten sind die üblichsten dieser Behandlungen solche mit einem selektiven Lösungsmittel wie Phenol oder Furfural zur Entfernung wenigstens eines Teils der aromatischen Verbindungen, das Entwachsen, das Behandeln mittels Schwefelsäure oder Oleum, das Behandeln mittels aktivierter Bleicherde und die Hydrierung.

Die durch die üblichen Raffinationsverfahren hergestellten Öle sollen gem. DE 1965240 um so oxydationsbeständiger sein, je näher ihr Gehalt an aromatischen Verbindungen bis an einen optimalen Wert herankommt, der relativ niedrig liegt. Der Zusatz von schweren Rückführ-Gasöl, welches ein an aromatischen und heteroaromatischen Verbindungen sehr reiches Öl ist, bewirkt bis zu Zusatzmengen von 4% eine Erhöhung der Widerstandsfähigkeit der Öle gegen Oxidation. Ein Zusatz von mehr als 4% übt keinen günstigen Einfluß auf die Stabilität des sich ergebenden Ölgemisches aus. Die Stabilität der Mineralöle kann im Laufe der Raffination durch Zugabe einer geringen Menge eines Kohlenteeröls, wie beispielsweise eines Anthracen- oder Chrysenöls verbessert werden. Der optimale Anteil liegt zwischen 0,5 und 2 Gew.-% bezogen auf das Basisöl.

Gemäß DE 1594421 wird das Hydrierprodukt eines schweren Kreislauföls eingesetzt oder dieses Produkt wird vor dem Zusatz einer Destillation unterworfen oder entparaffiniert oder durch Lösungsmittelextraktion an aromatischen Bestandteilen angereichert oder mit Säure behandelt.

Gem. DE 1965240 werden dem Basisöl Mischungen aus schwerem Kreislaufgasöl und Kohlenteeröl zugesetzt. Vor dem Zusatz kann das schwere Kreislaufgasöl, einer Entwachsung oder zur Erhöhung des Gehaltes an aromatischen Verbindungen einer Lösungsmittelextraktion unterworfen werden.

Die Komponenten oder die Mischung können einer Behandlung mit Säure oder einem Raffinierungsverfahren unterworfen werden, innerhalb dessen ein Kontakt mit einer natürlichen Erde oder eine Wasserstoffbehandlung vorgesehen ist.

Der Nachteil der Verfahren besteht in dem hohen technischen und Energieaufwand für die Durchführung der Extraktionen der Basisöle. Er besteht außerdem in der erheblichen Beeinträchtigung der Frischölkenndaten^vie z. B. dem dielektrischen

Verlustfaktor und der Farbe. Als nachteilig wird auch der Geruch bei Zusatz von Kohlenteeröl angegeben.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Herstellung von Transformatorenöl mit verbesserter Alterungsstabilität und guten Tieftemperatureigenschaften aus nichtnaphthenbasischen Erdölprodukten unter günstigen kosten- und energieökonomischen Bedingungen und geringem technischen Aufwand.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, Transformatorenöl mit verbesserter Alterungsstabilität und günstigen Tieftemperatureigenschaften ohne Beeinträchtigung der Frischölkenndaten aus nichtnaphthenbasischen Erdölprodukten herzustellen. Es wurde gefunden, daß die Herstellung von Tranformatorenöl mit günstigen Tieftemperatureigenschaften und verbesserter Alterungsstabilität aus normalparaffinhaltigen, nichtnaphthenbasischen Erdölprodukten bei nur geringen technischen, technologischen und Energieaufwand für eine tiefgreifende Entparaffinierung und für eine Aromatenabreicherung durch Extraktion möglich ist, wenn den paraffinhaltigen, nichtnaphthenbasischen Erdölprodukten, die den Grundölschnitt enthalten, oder den Grundölen durch Teilentparaffinierung die Normalparaffine soweit entzogen werden, daß der Restgehalt des Grundöls an Normalparaffinen höchstens 8Ma.-% beträgt, daß den Grundölen vor oder auch nach der Behandlung mit Bleicherde eine Komponente in einer Menge von 0,05 bis 3 Ma.-%, vorzugsweise 0,2 bis 2 Ma.-%, zugegeben wird, die aus einem Extrakt besteht, der unter Verwendung von Acetonitril als Extraktionsmittel, welches nicht mehr als 10 Ma.-% Wasser enthält, aus einem schweren Destillat- oder Rückstandsöl aus einem Verfahren zur katalytischen und/oder thermischen Crackung von Erdölfraktionen gewonnen wurde und daß dem Grundöl weiterhin vor der Behandlung mit Bleicherde 0,05 bis 0,8Ma.-% eines Stockpunktdrepressators vom Alkylnaphthalentyp und/oder daß dem Grundöl weiterhin nach der Behandlung mit Bleicherde 0,01 bis 0,3 Ma.-%, vorzugsweise 0,05 bis 0,2 Ma.-% eines Depressators, derein Reaktionsprodukt der Copolymerisation von Vinylacetat und Ethylen ist.

Es entspricht dabei durchaus dem erfindungsgemäßen Verfahren, wenn bei der Grundölherstellung und -raffination katalytische Hydrierstufen zur Entfernung von Schwefelverbindungen oder übliche Säurebehandlungen zur Reinigung in Anwendung kommen.

Die derart hergestellten Transformatorenöle verfügen über eine ausgezeichnete Alterungsstabilität. Die dabei angewendeten Grundöle hatten Aromatengehalt bis zu 40Ma.-%. Mit der Extraktion entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die für die Alterungsstabilität und das Tieftemperaturverhalten wirksamen Verbindungen von unwirksamen und störenden Verbi/idungen getrennt.

Dabei folgt die Extraktion nicht der aus der Literatur bekannten Arbeitsweise der Aufkonzentrierung von Aromaten in der Zubereitung oder der Entwachsung derselben.

Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren verursacht der unter Verwendung von Acetonitril aus einem schweren Destillat- oder Rückstandsöl aus einem Verfahren zur katalytischen und/oder thermischen Crackung von Erdölfraktionen hergestellte Extrakt keine oder keine bemerkenswerte Verschlechterung der Kenndaten des Frischöls. Das betrifft insbesondere die Kenndaten dielektrischer Verlustfaktor, Farbe und Geruch.

Nicht zuletzt hervorzuheben ist auch die in der Kombination mit den angegebenen Depressatoren bei Normalparaffingehalten im Grundöl von 7 bis 8 Ma.-% ohne Schwierigkeiten erreichbare Stockpunktabsenkung unter 228 K bei gleichzeitiger Reduzierung der sonst erforderlichen Depressatormenge.

Ausführungsbeispiel

1. Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde eine Komponente hergestellt, indem 100 Gewichtsteile eines Rückstandsöls der katalytischen Crackung von Vakuumdestillat mit 700 Teilen Acetonitril (Wassergehalt 5%) bei Raumtemperatur behandelt wurden. Die Acetonitrilphase wurde abgetrennt und anschließend das Acetonitril abdestilliert. Die Komponente wurde in einer Menge von 45 Gewichtsteilen als ein an hochkondensierten Aromaten abgereichertes Produkt hergestellt. Die Kenndaten des Rückstandsöls und der Komponente sind in derTabelle 1 enthalten.

Tabelle 1	Dichte b. 293 K (g/cm3)	Rückstandsöl	Komponente
	Brechungsindex b. 343 K	1,09	1,05
Viskosität b. 323 K (mmVs)	1,666	1,662
Molmasse	170	72
Anilinpunkt (K)	280	254
	291.	298

Die Komponente wurde zu einem Grundöl zugesetzt, welches durch biologische Teilentparaffinierung von Dieselöl, milde hydrokatalytische Behandlung und Destillation hergestellt wurde. Das Grundöl hatte einen n-Paraffingehalt von 7,4Ma.-%, einen Aromatengehalt von 32Ma.-% und einen Flammpunkt (geschlossener Tiegel) von 409 K.

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Komponente in Kombination mit Stockpunktdepressatoren vom Alkylnaphthalentyp und dem Copolymerisat von Vinylacetat und Ethylen ist in der Tabelle 2 gezeigt.

Die Alterungsstabilität der (^zusammensetzung wurde in der Einheitsapparatur zur Ölalterung unter folgenden Bedingungen geprüft:

Olmenge Gas Temperatur Alterungszeit	Tabelle 2	75 g 5 l/h O2 373 K 72 h	Kennwerte der Olzusammensetzungen im Frischzustand tan8-iO3 Farbzahl Stockpkt. nach ASTM (K)	260	nach Alterung NZ (mgKOH/g)	tan6-103
(!»zusammensetzung		0,5 1,5	<228 230 <228 <228	0,16	200
Grundöl ohne Zusätze Grundöl plus Additivvom Bleicherde- Alkylnaph- behandlung thalentyp		0,5 1,5 <0,1 2 0,8 2 <0,1 1,5		0,11 0,03 0,06 0,06	110 32 38 46
0,8 2Ma.-%Terrafin 393 K 0,1 ohne 0,8 2Ma.-%Terrafin 393 K 0,2 2Ma.-%Terrafin 393 K	erfindungs- Copoly- gem. Korn- merisat ponente {%)
0,05 0,2 3,0 0,3 3,0 0,01 2,0 . 0,2

Claims (2)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Transformatorenöl mit günstigen Tieftemperatureigenschaften und verbesserter Alterungsstabilität aus normalparaffinhaltigem Erdölprodukt oder Grundöl mittels Teilentparaffinierung, Bleicherdebehandlung und Zusatz von Depressatoren, gekennzeichnet dadurch, daß man den Grundölschnitt enthaltenden, paraffinhaltigen Erdölprodukt oder dem Grundöl mit einem n-Paraffin-Gehalt von jeweils = 8 Ma.-% vor oder nach der Bleicherdebehandlung 0,05 bis 3 Ma.-%, vorzugsweise 0,2 bis
2. 2 Ma.-% einer Komponente zugesetzt werden, die aus einem Extrakt besteht, der unter Verwendung von Acetonitril als Extraktionsmittel mit einem Wassergehalt ^10% aus einem schweren Destillat- oder Rückstandsöl aus der katalytischen und/oder thermischen Cracking von Erdölfraktionen gewonnen wurde sowie 0,05 bis 0,8 Ma.-% Stockpunktdepressator vom Alkylnaphthalentyp und/oder 0,01 bis 0,3Ma.-%, vorzugsweise 0,05 bis 0,2 Ma.-% Stockpunktdepressator eines Copolymerisates von Vinylacetat und Ethylen zugesetzt werden.