PL173866B1 - Sposób wytwarzania oleju transformatorowego - Google Patents

Abstract

1 · Sposób wytwarzania oleju transformatorowego, znamienny tym, że olej transformatorowy poużytkowy po procesie rafinacji kwasem siarkowym, neutralizacji ługiem sodowym i kontaktowaniu z ziemią odbarwiającą lub tylko zrafinowany ziemią odbarwiającą, oraz olej bazowy pochodzący z ropy naftenowej, otrzymany na drodze destylacji i głębokiego hydrotreatingu, o własnościach: temperatura płynięcia poniżej -50°C, lepkość kinematyczna w 40°C 7-8 mm2/s, temperatura zapłonu w tyglu zamkniętym powyżej 140°C, liczba neutralizacji poniżej 0,01 mg KOH/g, zawartość wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych poniżej 3% i zawartość siarki poniżej 0,05% zestawia się w proporcjach od 10 : 90% ggj masowych do 90 : 10% masowych, korzystnie 50% : 50% masowych rafinuje się w temperaturze 100 - 130°C, korzystnie 105 - 110°C ziemią odbarwiającą w ilości do 5% masowych, korzystnie 2% masowych i tak zestawiony olej uszlachetnia się dodatkiem przeciwutleniającym typu fenolowego w ilości od 0,01 do 0,2% masowych korzystnie 0,1% 69 masowych.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania oleju transformatorowego. Olej transformatorowy winien charakteryzować się lepkością kinematyczną w 40°C nie wyższą niż 12 mm²/s, temperaturą płynięcia nie wyższą niż -40°C, współczynnikiem strat dielektrycznych w 90°C przy 50 Hz tg δ nie wyższym niż 0,005, temperaturą zapłonu w tyglu zamkniętym nie niższą niż 140°C, dobrą stabilnością gazową w polu elektrycznym - wydzielanie wodoru nie wyżej niż +5 mm³/min., dobrą odpornością na utlenianie i napięciem przebicia nie niższym niż 30 kV.

Znane metody wytwarzania oleju transformatorowego polegają na rozdestylowaniu pod próżnią pozostałości z destylacji atmosferycznej z ropy bezparafmowej typu naftenowego. Wytworzony destylat o określonych własnościach fizykochemicznych poddawany jest procesowi rafinacji, której celem jest usunięcie węglowodorów aromatycznych o dwu i więcej pierścieniach oraz żywic i związków siarki. Można również otrzymać olej transformatorowy z rop typu parafinowego, jednak po rozdestylowaniu pozostałości atmosferycznej oraz po rafinacji selektywnym rozpuszczalnikiem stosuje się odparafinowanie w bardzo niskiej temperaturze celem uzyskania oleju o temperaturze płynięcia poniżej -40°C.

Patent RFN nr 2634436 podaje sposób wytwarzania oleju izolującego elektrycznie poprzez zmieszanie olejów o różnym stopniu rafinacji z syntetycznymi aryloalkanami. Według patentu PL 157 455 olej izolujący elektrycznie wytwarza się przez określoną sekwencję operacji technologicznych, którym poddaje się destylaty otrzymane z rop parafinowych względnie parafinowo-siarkowych. Proces polega na komponowaniu próżniowego oleju napędowego o lepkości w 100°C 2,5 - 3,5 mm²/s z destylatem atmosferycznym 267 - 360°C, który następnie rafinuje się selektywnie i hydrorafinuje. Otrzymany rafinat odparafinowuje się rozpuszczalnikiem i poddaje destylacji próżniowej, uzyskując wymagany produkt. To samo rozwiązanie przewiduje alternatywnie poddanie mieszaniny surowców procesom hydrorafinacji, rafinacji selektywnej, odparafinowania rozpuszczalnikowego, hydrofinishingu i destylacji próżniowej.

Rozwiązanie to, korzystne z uwagi na surowiec wyjściowy a mianowicie ropę parafinową, jest bardzo skomplikowane ze względu na ilość operacji technologicznych. Ponadto olej izolujący elektrycznie wytwarzany według tego rozwiązania charakteryzuje się temperaturą krzepnięcia -20 + -21°C i uzyskanie wymaganej temperatury płynięcia nie wyżej niż -40°C osiąga się na drodze bardzo głębokiego depresowania. Wprowadzenie oleju depresowanego wymagałoby atestacji tego oleju, bowiem aktualne przepisy nie dopuszczają jego stosowania w kraju.

Istotą sposobu wytwarzania oleju transformatorowego według wynalazku jest dobór komponentów, z których każdy z osobna nie spełnia wszystkich wymagań jakościowych stawianych olejowi do transformatorów, podczas gdy zestawienie ich w ściśle określonej proporcji pozwala na uzyskanie produktu spełniającego wszystkie wymagania. Przedstawione trójwariantowe rozwiązanie jest proste, a otrzymany produkt nie zawiera depresatora.

Sposób wytwarzania oleju transfrmatorowego polega według pierwszego wariantu na tym, że olej transformatorowy z regeneracji, otrzymany na drodze rafinacji kwasem siarkowym oleju transformatorowego zużytego, kolejnej neutralizacji i dorafinowaniu ziemią odbarwiającą względnie tylko na drodze rafinacji ziemią odbarwiającą komponuje się w ilości 10 - 90% masowych, korzystnie 50% masowych, z olejem otrzymanym z ropy naftenowej na drodze destylacji i głębokiego uwodornienia (hydrotreating) o własnościach: lepkość w 40°C 7-8 mm2/s, temperatura płynięcia poniżej -50°C, temperatura zapłonu w tyglu zamkniętym powyżej 140°C, liczba neutralizacji poniżej 0,01 mg KOH/g, wprowadzanym w ilości 90 - 10%o masowych, korzystnie 50% masowych. Otrzymaną kompozycję poddaje się w temperaturze 100 - 130°C, korzystnie 105 -110°C rafinacji ziemią odbarwiającą w ilości do 5% masowych, korzystnie 2% masowych, a następnie wprowadza dodatek przeciwutleniający typu fenolowego w ilości 0,01 - 0,2%, korzystnie 0,1% masowych uzyskując produkt - o własnościach zapewniających spełnienie funkcji oleju w transformatorze.

Według drugiego wariantu wytworzenie oleju transformatorowego polega na tym, że w skład kompozycji wchodzi w ilości 1-15% masowych, korzystnie 5 - 10% lekki olej bazowy, o własnościach: lepkość w 40°C 10-13 mm2/s, korzystnie 11 -12 mm2/s, temperatura płynięcia nie wyżej niż -18°C, otrzymany z frakcji próżniowej z ropy parafinowej o zakresie wrzenia (PTW

173 866 chromatograficznie): do 325°C nie więcej niż 20%, do 350°C 35 - 45%, do 400°C nie mniej niż 80%, poddanej rafinacji furfurolem w stosunku 1,4 * 2,2 : 1, korzystnie 1,8 : 1, w temperaturze kolumny: szczyt 90-110°C, korzystnie 100°C, dół 50 - 60°C, korzystnie 55°C odparafinowanej za pomocą rozpuszczalnika aceton - toluen lub metyloetyloketon - toluen w temperaturze -28°C * -30°C i dorafinowanej wodorem na katalizatorze typu tlenku glinu z osadzonymi promotorami jak Fe, Co, Mo, Ni. Otrzymany w ten sposób lekki olej bazowy miesza się z olejem transformatorowym z regeneracji, otrzymanym na drodze rafinacji kwasem siarkowym oleju transformatorowego zużytego, następnie neutralizacji i dorafmowaniu ziemią odbarwiającą bądź też tylko na drodze rafinacji kontaktowej ziemią odbarwiającą, wprowadzonym w ilości 10 90% masowych korzystnie 45 - 50% masowych oraz z olejem z ropy naftenowej otrzymanym na drodze destylacji i głębokiego uwodornienia (hydrotreating) o własnościach: lepkość w 40°C 7-8 mm²/s, temperatura płynięcia poniżej -50°C, temperatura zapłonu w tyglu zamkniętym powyżej 140°C, liczba neutralizacji poniżej 0,01 mg KOH/g zastosowanym w ilości 10 - 90% masowych, korzystnie 45 - 50% masowych. Zestawiony tak olej rafinuje się w temperaturze 100

- 130°C, korzystnie 105 -110°C ziemią odbarwiającą w ilości do 5% masowych, korzystnie 2% masowych, a następnie wprowadza dodatek przeciwutleniający typu fenolowego w ilości 0,01

- 0,2% masowych korzystnie 0,1% masowych, uzyskując produkt spełniający wymagania stawiane dla oleju transformatorowego.

Wytworzenie oleju transformatorowego według trzeciego wariantu polega na tym, że lekki olej bazowy o własnościach: lepkość w 40°C 10 - 13 mm²/s, korzystnie 11-12 mm²/s, temperatura płynięcia nie wyżej niż -18°C, otrzymany z frakcji próżniowej z ropy parafinowej o zakresie wrzenia (PTW chromatograficznie): do 325°C nie więcej niż 20%, do 350°C 35 - 45%, do 400°C nie mniej niż 80%, poddanej rafinacji furfurolem w stosunku 1,4 f 2,2 : 1, korzystnie 1,8: 1, w temperaturze kolumny: szczyt 90 -110°C, korzystnie 100°C, dół 50 - 60°C, korzystnie 55°C, odparafinowanej za pomocą rozpuszczalnika aceton - toluen lub metyloetyloketon - toluen w temperaturze -28°C -30°C i dorafinowanej wodorem na katalizatorze typu tlenku glinu z osadzonymi promotorami jak Fe, Co, Mo, Ni rafinuje się w temperaturze 100 - 130°C, korzystnie 105-110°C ziemią odbarwiającą w ilości do 5% masowych, a następnie miesza w ilości 5 - 20% masowych, korzystnie 10 - 15% masowych z olejem otrzymanym z ropy naftenowej na drodze destylacji i głębokiego uwodornienia (hydrotreating) użytym w ilości 95 - 80% masowych, korzystnie 90 - 85% masowych. Własności otrzymanego z ropy naftenowej są następujące: lepkość w 40°C 7-8 n^/s, temperatura płynięcia poniżej -50°C, temperatura zapłonu w tyglu zamkniętym powyżej 140°C, liczba neutralizacji poniżej 0,01 mg KOH/g. Do sporządzonej kompozycji wprowadza się 0,01 - 0,2% masowych korzystnie 0,1% masowych dodatku antyutleniającego typu fenolowego uzyskując produkt finalny spełniający wymagania dla oleju transformatorowego.

Przykład I

Zużyty olej transformatorowy poddany zostaje regeneracji na drodze rafinacji kwasem siarkowym, neutralizacji ługiem sodowym a następnie kontaktowaniu z ziemią odbarwiającą w ilości 4% masowych dodawaną w trzech porcjach w temperaturze 105 -110°C w czasie 2 godzin. Po odfiltrowaniu ziemi olej zregenerowany zestawia się w stosunku 1:1 z niskokrzepnącym olejem bazowym pochodzącym z ropy naftenowej po głębokim procesie wodorowym o własnościach:

lepkość kinematyczna w 40°C 7,48 mm²/s temperatura zapłonu (t.z) 145°C temperatura krzepnięcia -57°C liczba kwasowa pon . 0,01 mg KOH/g współczynnik strat dielektrycznych w 90°C i 50 Hz gg δ 0,00099 odporność na utlenianie:

- liczba kwasowa O115 mg KOH/g

- zawartość osadów 0,029%

Otrzymany produkt po dorafinowaniu ziemią odbarwiającą w temperaturze 105 -110°C w ilości 3% masowych i wprowadzeniu 0,01% masowych dodatku antyutleniającego typu fenolowego charakteryzuje się następującymi własnościami:

173 866

9),15 mm/s

1-48C3

-54°C

0,01 mg KOH/g tg δ 0,00087 G = -0,78 mm;/min.

0,26 mg KOH/g 0,0264%.

lepkość w temperaturze 40°C temperatura zapłonu (t.z) temperatura krzepnięcia liczba kwasowa współczynnik strat dielektrycznych w 90°C i 50 Hz stabilność gazowa w polu elektrycznym odporność na utlenianie:

- liczba kwasowa

- zawartość osadów

Przykład II

Zużyty olej transformatorowy poddany regeneracji kwasem siarkowym, neutralizacji ługiem sodowym i kontaktowaniu ziemią odbarwiającą w ilości 4% masowych dodawaną w trzech porcjach w temperaturze 105 - 110°C, został zestawiony z lekkim olejem otrzymanym z destylatu próżniowego z ropy parafinowo-siarkowej, charakteryzującym się zakresem destylacji (PTW): do 300°C 6,2%, do 325°C 19,6%, do 350°C 39,4%, do 400°C 83,9%, lepkością w 40°C 11,02 mm²/s, współczynnikiem strat dielektrycznych w 90°C tg 8 0,0036, temperatura zapłonu (t.z) 178°C, zawartością siarki 0,5%, temperaturą płynięcia -18°C i z lekkim niskokrzepnącym olejem z ropy naftenowej pochodzącym z procesu głębokiego hydrotreatrngu o własnościach:

lepkość w 40°C 74^8 mm/s temperatura zapłonu (t.z) 145°C temperatura krzepnięcia -57°C liczba kwasowa pon . 0,01 mg KOH/g współczynnik strat dielektrycznych w 90°C tg δ 0,00069 odporność na utlenianie

- liczba kwasowa 0^ 5 mg KOH/g

- zawartość osadów 0,029% w stosunku masowym 40:10:50, a następnie zainhibitowany przez wprowadzenie 0,08% masowych antyutleniacza typu fenolowego dając produkt - olej transformatorowy o własnościach:

lepkość w 40°C 9,41 mm/s temperatura zapłonu (t.z) 154°C temperatura płynięcia -40°C liczba kwasowa 0,02 mg KOI/gg współczynnik strat dielektrycznych w 90°C g. δ 0,00184 napięcie przebicia 15 5 kV/cm stabilność gazowa w polu elektrycznym odporność na utlenianie

- liczba kwasowa

- zawartość osadów

G = -0,46 cm /min.

0,24 mg KOl/gg 0,049%.

173 866

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania oleju transformatorowego, znamienny tym, że olej transformatorowy poużytkowy po procesie rafinacji kwasem siarkowym, neutralizacji ługiem sodowym i kontaktowaniu z ziemią odbarwiającą lub tylko zrafinowany ziemią odbarwiającą, oraz olej bazowy pochodzący z ropy naftenowej, otrzymany na drodze destylacji i głębokiego hydrotreatingu, o własnościach: temperatura płynięcia poniżej -50°C, lepkość kinematyczna w 40°C

   7-8 mm²/s, temperatura zapłonu w tyglu zamkniętym powyżej 140°C, liczba neutralizacji poniżej 0,01 mg KOH/g, zawartość wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych poniżej 3% i zawartość siarki poniżej 0,05% zestawia się w proporcjach od 10 : 90% masowych do 90 : 10% masowych, korzystnie 50% : 50% masowych rafinuje się w temperaturze 100 - 130°C, korzystnie 105 -110°C ziemią odbarwiającą w ilości do 5% masowych, korzystnie 2% masowych i tak zestawiony olej uszlachetnia się dodatkiem przeciwutleniającym typu fenolowego w ilości od 0,01 do 0,2% masowych korzystnie 0,1% masowych.
2. 2. Sposób wytwarzania oleju transformatorowego, znamienny tym, że lekki olej bazowy z ropy parafinowo-siarkowej o lepkości w 40°C 10 - 13 mm²/s, korzystnie 11-12 mm²/s, temperaturze płynięcia nie wyższej niż -18°C, otrzymany z frakcji próżniowej o zakresie wrzenia do 325°C nie więcej niż 20%, do 350°C 35 - 45%, do 400°C nie mniej niż 80%, poddanej rafinacji selektywnej furfurolem w stosunku 1,4 * 2,2 : 1, korzystnie 1,8 : 1 odparafinowaniu rozpuszczalnikowemu aceton - toluen lub metyloetyloketon - toluen w temperaturze -28°C -s- -30°C i dorafinowaniu wodorem na katalizatorze typu tlenku glinu z osadzonymi promotorami jak Fe, Co, Ni, Mo, zestawia się w ilości od 1 do 15% masowych korzystnie 5-10% masowych z olejem transformatorowym poużytkowym regenerowanym kwasem siarkowym, ługiem sodowym i ziemią odbarwiającą oraz z olejem bazowym otrzymanym z ropy naftenowej w procesach destylacji i głębokiego hydrotreatingu o własnościach: temperatura płynięcia poniżej -50°C, lepkość w temperaturze 40°C 7-8 mm2/s, temperatura zapłonu w tyglu zamkniętym powyżej 140°C, liczba neutralizacji poniżej 0,01 mg KOH/g, zawartość siarki poniżej 0,05%, zawartość wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych poniżej 3%, w proporcjach 10 - 90% masowych korzystnie 45 - 50% masowych oleju trafo regenerowanego i 10 - 90% masowych niskokrzepnącego oleju bazowego z ropy naftenowej korzystnie 45 - 50% masowych i tak zestawiony olej rafinuje się w temperaturze 100 - 130°C, korzystnie 105 - 110°C ziemią odbarwiającą w ilości do 5% masowych, korzystnie 2% masowych i inhibituje się dodatkiem przeciwutleniającym typu fenolowego w ilości 0,01 do 0,2% masowych, korzystnie 0,1 % masowych.
3. 3. Sposób wytwarzania oleju transformatorowego, znamienny tym, że lekki olej bazowy otrzymany z destylatu próżniowego z ropy parafinowo-siarkowej o zakresie wrzenia do 325°C nie więcej niż 20%, do 350°C 35 - 40%, do 400°C nie mniej niż 80%, poddanego rafinacji selektywnej furfurolem w stosunku 1,4 * 2,2 : 1, korzystnie 1,8 : 1, odparafinowaniu rozpuszczalnikowemu aceton - toluen lub metyloetyloketon - toluen w temperaturze -28 * -30°C i dorafinowaniu wodorem na katalizatorze typu tlenku glinu z osadzonymi promotorami jak Fe, Co, Ni, Mo, rafinuje się w temperaturze 100 - 130°C, korzystnie 105 - 110°C ziemią odbarwiającą w ilości do 5% masowych zestawia się w ilości 5 - 20% masowych korzystnie 10 - 15% masowych z olejem otrzymanym z ropy naftenowej na drodze destylacji i głębokiego hydrotreatingu użytym w ilości 95 - 80% masowych korzystnie 90 - 85% masowych o własnościach: lepkość w 40°C
4. 7-8 mm2/s, temperatura płynięcia poniżej -50°C, temperatura zapłonu w tyglu zamkniętym powyżej 140°C, liczba neutralizacji poniżej 0,01 mg KOH/g, wprowadzając na końcu 0,01 - 0,2% masowych korzystnie 0,1 % masowych inhibitora utlenienia typu fenolowego.

   * * *

   173 866