JPS6373609A

JPS6373609A - 改善された油浸コンデンサ−

Info

Publication number: JPS6373609A
Application number: JP21865486A
Authority: JP
Inventors: 重信川上; 圭治遠藤; 土肥　英幸; 篤佐藤
Original assignee: Nippon Petrochemicals Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1986-09-17
Filing date: 1986-09-17
Publication date: 1988-04-04
Anticipated expiration: 2010-07-31
Also published as: JPH0770422B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、改良された物性を有するエチルベンゼン製造
時に副生する副生留分を含浸してなる油浸コンデンサー
に関する。

［従来技術とその問題点］ベンゼンにエチレンを、アルキル化触媒により導入して
エチルベンゼンを製造する際に、１．１−ジフェニルエ
タンを含む重質な副生油が生成することは、例えば、特
開昭５４−２３０８８号公報により知られている。しか
しながら、同公報では、１．１−ジフェニルエタン（沸
点２７０℃）よりも高沸点である２７５〜４２０℃の温
度範囲に沸点を有する副生油留分が電気絶縁油としてＭ
用であるとしている。

本発明者らは、上記公報に記載された留分よりも低沸点
の留分を蒸留により回収し、ポリプロピレンを用いた油
浸コンデンサーに含浸するも、必ずしも優れた特性のコ
ンデンサーが得られないことを見出した。この理由は明
らかでないが、上記のエチルベンゼン製造時の副生油は
、副生物であることに起因して、１．１−ジフェニルエ
タンの他に必らず種々の分析不可能な化合物を含存して
いる。これらの分析不可能な化合物の種類およびその量
は一定せず、しかも、これらの化合物および１．１−ジ
フェニルエタンは、互いに沸点が、近接または重複して
いる。すなわち、蒸留では純粋な１．１−ジフェニルエ
タンを回収することは不可能である。

更に、蒸留によりある沸点の留分を回収する場合、その
留分の沸点は、留出の温度をもって示される。しかるに
、実際には蒸留の条件、例えば、蒸留装置の理論段数、
還流比、ボトム温度などの塔内温度分布、留出量などの
諸蒸留因子により、たとえ留出温度、すなわち留分の沸
点が同一であっても、その留分中に含まれる成分の種類
および量は大幅に変わり得るものである。

このような事情に鑑み、本発明の目的は、エチルベンゼ
ン製造時に副生する特定の副生油留分を含浸してなる特
性が改善された油浸コンデンサーを提供することにある
。

［発明の構成］すなわち、本発明は、アルキル化触媒により、ベンゼン
をエチレンでアルキル化することによりエチルベンゼン
を製造する際に副生する重質な副生油から、Ｃ”Ｎ　Ｍ
　Ｒ法で測定したスペクトルめ化学シフトとしての、１
２０〜１５５ｐｐｌ！ｌにおける面積強度が、スペクト
ルの全面積強度（０〜１５５ｐｐＯ１）に対して８０％
以上の割合となるように、減圧下に精密蒸留することに
より回収した、留出温度が２６８〜２７５℃（常圧換算
）の範囲にある留分を含浸してなる、誘電体としてポリ
プロピレンフィルムを用いた油浸コンデンサーに関する
ものである。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

アルキル化触媒により、ベンゼンをエチレンによってア
ルキル化しエチルベンゼンを製造する方法は、スチレン
モノマーの原料の製造方法として工業的に大規模に実施
されている。本発明の副生油は、かかるエチルベンゼン
の製造時に副生ずる副生油から得られるものである。

更に詳しく説明すると、ベンゼンとエチレンとを反応さ
せるためには、通常の液相アルキル化法または気相アル
キル化法が用いられる。液相アルキル化法の場合には、
塩化アルミニウムなどのフリーデル・クラフッ触媒およ
び硫酸、ｐ−トルエンスルホン酸、フッ化水素酸などの
ブレンステッド酸などが用いられ、気相アルキル化法で
は、合成ゼオライト、例えば、ＺＳＭ−５や、適宜の担
体に担持したリン酸などが用いられる。反応温度は、液
相アルキル化法では通常２０〜１７５℃、気相アルキル
化法では２５０〜４５０℃の範囲内で選択される。

上記の反応により、未反応ベンゼン、目的物たるエチル
ベンゼン、ポリエチルベンゼンおよびより重質な副生油
からなるアルキル化生成物が得られる。このアルキル化
生成物について、必要に応じて常法に従い触媒を除去し
、中和、水洗を行なう。次に、未反応ベンゼン、エチル
ベンゼン、ポリエチルベンゼンを留去することにより、
本発明の方法に供する副生油が得られる。

この副生油にはタール状物質等が含まれていること、お
よび後述の蒸留を容易にするために、あらかじめ減圧蒸
留により、粗蒸留を行ない、目的これを更に後記の条件
に従い蒸留する。この粗蒸留により得られる留分は、目
的とする留分を含むものであれば特に限定されないが、
例えば、留出温度は２５５〜４２０℃（常圧換算）の範
囲から選択されろ。

上記副生油から、留出温度が２６８〜２７５℃（常圧換
算）の範囲にある留分を蒸留により回収する。

この蒸留は、得られた留分についてＣ”Ｎ　Ｍ　Ｒ法で
測定したスペクトルの、化学シフトとしての１２０〜１
５５１１１１［＋１における面積強度が、スペクトルの
全面積強度（０〜１５５ｐｐｍ）に対して８０％以上の
割合になるように、減圧下に精密蒸留を行なうことが肝
要である。

上記のようにして蒸留して得た副生油留分を含浸した油
浸コンデンサーが優れた特性を有する理由は明らかでは
ない。しかしながら、前述の如くエチルベンゼン製造時
に副生する副生油中には、１．１−ジフェニルエタンと
沸点が近接しあるいはＮＭＲ法による面積強度の割合を
特定することにより、これら分析不可能な化合物同士あ
るいは、これらと１．１−’ジフェニルエタンとの相乗
作用により、１．１−ジフェニルエタンを単独で含浸さ
せてなる油浸コンデンサーと同等あるいはそれ以上の特
性の優れた油浸コンデンサーが得られるものと考えらね
る。

なお、前記Ｃ”Ｎ　Ｍ　Ｒ法による面積強度の割合の上
限値は特に限定されないが、副生油が蒸留のみでは完全
に分離することが不可能な多数の化合物を含有している
ので、通常は８６％以下である。

前記の如く、エチルベンゼンの副生油には、測定不可能
な種々の化合物が含まれている。これらの化合物の中に
は、より高温に加熱されると、重合、分解あるいは異性
化などの反応を起こすものがあり、また、副生油自体は
重質で沸点が高い。

従フて、副生油を蒸留する際には減圧下で行なうことが
必要であり、常圧蒸留では前記の面積強度の割合が８０
％には到達せず、またたとえ到達したとしても極めて物
性の劣るものしか得られない。

減圧度は２００　ｍｍＨｇ以下、好ましくは５０　ｍｍ
Ｈｇ以下であれば十分である。必要以上に高度に減圧す
ることは不経済である。精密蒸留は連続式でもあるいは
回分式もよく、また重塔あるいは複数塔の精密蒸留装置
で行なうことができる。蒸留操作を支配する因子、例え
ば、蒸留塔の理論段数、還流比、ボトム温度などの塔内
温度分布、留出量、その他の因子を適宜に調節し、前記
条件に適合するように操作を行なう。通常、理論段数は
１０段以上、好ましくは２０段以上の精密蒸留装置を用
いることが必要である。

ここでＣ１３Ｎ　Ｍ　Ｒ法による測定法を説明する。

測定温度は通常常温である。測定すべき試料としての留
分は、濃度１０〜２０容量％となるように測定溶媒であ
る重水素化クロロホルムに溶解させる。測定周波数は適
宜変えられるが、例えば、６７、８　ＭＨｚである。得
られたＣ　Ｉ３Ｎ　Ｍ　Ｒ，ｌ、ベクトルにおいてテト
ラメチルシランを基準とした化学シフトが１２０〜１５
５ｐｐｍの間の面積強度を求めて、この値の、溶媒を除
く全スペクトル（０〜１５５　ｐｐｍ）の面積強度を合
計した全面積強度に対する割合（％）を求める。この値
の小数点以下１桁目は四捨五入する。測定の際は定量性
を高めるために、通常、核オーバーハウザー効果を消去
したプロトン完全デカップリング法により測定する。

上記の如くして得られた留分は、必要に応じて精製した
後、常法に従いコンデンサーに含浸する。

本発明のコンデンサーは、誘電体とし・てポリプロピレ
ンフィルムのみを用い、導電層としての金属箔、例えば
、アルミニウム箔と共に巻回されてなるものであり、コ
ンデンサー素子に前記のようにして得た副生油留分を含
浸することによって油浸コンデンサーを製造する。なお
、金属化ポリプロピレンフィルムを巻回してなる油浸コ
ンデンサーも本発明の油浸コンデンサーに包含される。

［発明の効果］本発明において使用する前記副生油留分は、プラスチッ
クフィルム、特にポリプロピレンなどのポリオレフィン
フィルムを誘電体として用いる油浸コンテンサーに含浸
させた場合、コンデンサーを格段に小型化できるので極
めて経済的である。

以下に実施例により本発明を更に説明する。

［実施例コ（ベンゼンのアルキル化）塩化アルミニウム触媒を使用し、液相アルキル化法によ
り、ベンゼンをエチレンでアルキル化することによって
エチルベンゼンを製造する工程から、未反応ベンゼン４
３．０重量％、エチルベンゼン１１．８重量％、ポリエ
チルベンゼン１８．３１ｆｆｉ％およびより重質な副生
油７．６重量％からなるアルキル化生成物を得た。蒸留
によりアルキル化生成物から、未反応ベンゼン、エチル
ベンゼンおよびポリエチルベンゼンを留去した。残留分
である副生油は黒色の粘性物であった。これを減圧下（
１０ｍｍＨｇ）で留出温度範囲２５５〜４２０℃（常圧
換算）の留分を回収した。

回収した２５５〜４２０℃の留分く以下「回収留分」と
いう）から、次のようにして各留分を回収した。

（実施例）一独よＬｊ１分下記の精密蒸留塔のボトムに１６００４２の回収留分を
仕込み、減圧度５〜１５ｒＢｍ）Ｉｇの範囲で精密蒸留
することにより、留出温度範囲が２６８〜２７５℃（常
圧換算）のＮｏ、１留分を得た。

充填塔：　直径　４００　ｍｍ、高さ　１０．４ｍ理論
段数　２５段（比較例）」虹又亘士下記の蒸留塔のボトムにｔ　５ｏｏＩＬの回収留分を仕
込み、減圧度２５０　ｍｍＨｇ以上で蒸留することによ
り、留出温度範囲が２６８〜２７５℃（常圧換算）のＮ
００２留分を得た。

充填塔：　直径　４００　ｍｍ、高さ　４．　Ｏｆｆ＋
理論段数　５段一独工り鼠士Ｎ０１１留分と同一の蒸留装置を使用して、回収留分を
同様に蒸留することにより、留出温度範囲が２７５〜２
８０℃（常圧換算）のＮ０１３留分を得た。

（ＣＩ３Ｎ　Ｍ　Ｒ法による測定）日本電子側製のＧＸ−２７０型Ｃ”Ｎ　Ｍ　Ｒ測定装置
により、溶媒としての重水素化クロロホルムに各留分を
濃度１５％で溶解し、室温で測定を行なった。

観測周波数：　　６７．８　ＭＨｚなお、定量性を高めるために、核オ゛−バーハウザー効
果を消去したプロトン完全デカップリング法により測定
した。

ＣＩ３Ｎ　Ｍ　Ｒスペクトルにおいて、化学シフトが１
２０〜１５５ｐｐｍにおける面積強度の全面積強度（０
〜ｔ５５ｐｐｍ）に対する割合を各留分について求めた
。その結果を表１に示す。化学シフトはテトラメチルシ
ランを基準とした。

（ポリプロピレンフィルムとの適合性）所定の形状に切
断したポリプロピレンフィルム（厚み１４ミクロン）を
、８０℃で７２時間各留分中に浸漬した後、フィルムを
取り出し、浸漬前後のフィルムの体積変化率（％）を測
定した。その結果を表１に示す。数値が小さいもの、す
なわち体積変化率の小さいものほどフィルムを膨潤させ
ず寸法安定性が優れているので、ポリプロピレンフィル
ムとの適合性がよいということができる。

（コロナ開始電圧：　ＣＳＶおよびコロナ消ｖＡ電圧：　ＣＥＶの測定）誘電体として厚み１４ミクロンのポリプロピレンフィル
ムを２枚重ねたものを使用し、電極としてアルミニウム
箔を常法に従って、巻回、積層することにより、油含浸
用のモデルコンデンサーを作成した。

このコンデンサーに、真空下で各留分を含浸させて、静
電容量０．４マイクロフアラツドの油含浸コンデンサー
を作成した。

これらのコンデンサーの２５℃におけるコロナ開始電圧
およびコロナ消滅電圧を測定した。それらの結果を表１
に示す。

（コンデンサーの寿命試験）誘電体として厚み１４ミクロンのポリプロピレンフィル
ムを２枚重ねたものを使用し、電極としてアルミニウム
箔を′３２９力に従って　春日　堵愕することにより油
含浸用のモデルコンデンサーを作成した。

次にこれらのコンデンサーに２５℃で所定の交：ａ電圧
を課電して、そのコンデンサーが破壊するまでの時間を
測定することにより、コンデンサーの寿命を求めた。そ
の場合、電位傾度８０ｖ／μから４８時間毎に１０ｖ／
μの割合で電位傾度を上昇させ、コンデンサーの壊れる
数を調べた。最初のコンデンサーの数はそれぞれ１０個
とした。その結果を表２に示す。

表１に示す結果から、本発明のコンデンサーに使用した
含浸油は、ポリプロピレンフィルムに対する膨調率が小
さいことが解る。

更に本発明の油浸コンデンサーは、コロナ放電特性が格
段に改良されていることも明らかである。

ここで、コンデンサーの設計については、電源投入時に
発生する高電圧により、しばしばコロナ放電が発生する
という理由から、むしろコロナ放電消滅電圧（ＣＥＶ）
の値に従って設計されるのが通例である。そこで表１に
示すＣＥＶ値から、コンデンサーとして同一容量を有す
るコンデンサーの体積を計算すると、ＣＥＶの２乗に比
例することになるので、次の通りである。なおＮｏ、１
留分を使用したコンデンサーの体積を基準として、その
値からの体積増加分を（％）で示した。

Ｎｏ、　　　　　　　％Ｎｏ、　１留分　　　　　　　０％Ｎｏ、　２留分　　　　　　３６％Ｎｏ、　３留分　　　　　１００％回収留分　　　　１３９％上記の結果から明らかなように、同一容量にするために
は、比較例の油浸コンデンサーは格段に大きな容積のコ
ンデンサーとせざるを得す、そのために要するにオイル
、フィルム、電極などの材料費を加味すると、到底実用
的な油浸コンデンサーとならないことは明らかである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アルキル化触媒により、ベンゼンをエチレンによ
ってアルキル化することによりエチルベンゼンを製造す
る際に副生する重質副生油から、Ｃ＾１＾３ＮＭＲ法で
測定したスペクトルの化学シフトとしての１２０〜１５
５ｐｐｍにおける面積強度が、スペクトルの全面積強度
（０〜１５５ｐｐｍ）に対して８０％以上の割合になる
ように、減圧下に精密蒸留することにより回収された、
留出温度が２６８〜２７５℃（常圧換算）の範囲にある
留分を含浸してなる、誘電体としてポリプロピレンフィ
ルムを用いた油浸コンデンサー。