RU2064007C1

RU2064007C1 - Electrical insulating oil

Info

Publication number: RU2064007C1
Application number: RU93044277A
Authority: RU
Inventors: Т.А. Кузина; С.П. Рогов; А.Ф. Синякин; В.С. Коган; В.М. Школьников; Ю.Н. Карташев; Г.А. Позднякова
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти
Priority date: 1993-09-07
Filing date: 1993-09-07
Publication date: 1996-07-20

Abstract

FIELD: chemistry. SUBSTANCE: oxidation inhibitor of phenolic type, 0.1-0.4; hydraulically-treated product of catalytic cracking boiled away at 240-360 C and with 50-80% of aromatic carbohydrates, 0.5-16.0; petroleum oil, up to 100. EFFECT: higher efficiency. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области нефтехимии и нефтепереработки, в частности к составам масел, предназначенных для использования в маслонаполненном оборудовании, например кабелях, конденсаторах. The invention relates to the field of petrochemistry and oil refining, in particular to compositions of oils intended for use in oil-filled equipment, for example cables, capacitors.

Электроизоляционное масло должно обладать длительным сроком службы, обеспечивать надежную эксплуатацию электрооборудования, не образовывать осадков, хорошо совмещаться с уплотнительными материалами, бумагами и т.д. Электроизоляционное масло, используемое в негерметичном оборудовании, должно обладать высокой термоокислительной стабильностью и низкими диэлектрическими потерями. Такие масла содержат небольшое количество ароматических углеводородов. Electrical insulating oil should have a long service life, ensure reliable operation of electrical equipment, not precipitate, well combined with sealing materials, papers, etc. Electrical insulating oil used in non-tight equipment should have high thermal oxidative stability and low dielectric loss. Such oils contain a small amount of aromatic hydrocarbons.

Электроизоляционные масла, используемые в герметичном электрооборудовании, должны иметь помимо хорошей термоокислительной стабильности и низких диэлектрических потерь хорошую газостойкость, т.е. стойкость масла к воздействию ионизированных молекул газов. Поведение масла в кабеле зависит от углеводородного состава масла и степени его очистки от нестойких к воздействию электрического поля соединений: тяжелых полициклических ароматических, непредельных и нафтеновых углеводородов, азотистых, полярных соединений и смол. In addition to good thermo-oxidative stability and low dielectric loss, insulating oils used in sealed electrical equipment must have good gas resistance, i.e. oil resistance to ionized gas molecules. The behavior of the oil in the cable depends on the hydrocarbon composition of the oil and the degree of its purification from compounds unstable to the electric field: heavy polycyclic aromatic, unsaturated and naphthenic hydrocarbons, nitrogenous, polar compounds and resins.

Известно, что газостойкость масла зависит от содержания в масле ароматических углеводородов. It is known that gas resistance of oil depends on the content of aromatic hydrocarbons in the oil.

Масла, содержащие выше 20% ароматических углеводородов, имеют хорошую газостойкость, эти масла поглощают газ. Oils containing above 20% of aromatic hydrocarbons have good gas resistance, these oils absorb gas.

Масла, содержащие недостаточное количество ароматических углеводородов, при электрических разрядах подвергаются воздействию ионизированных молекул газа, они выделяют газ, в кабеле возрастает давление, это ведет к нарушению работы кабельной линии может произойти пробой кабельной линии. Oils containing an insufficient amount of aromatic hydrocarbons are exposed to ionized gas molecules during electrical discharges, they emit gas, pressure increases in the cable, this leads to disruption of the cable line cable breakdown may occur.

Большинство электроизоляционных нефтяных масел стабилизированы антиокислительной присадкой ионолом. Восприимчивость нефтяных масел к ионолу также зависит от содержания в масле ароматических углеводородов. Масла с малым содержанием ароматических углеводородов лучше воспринимают ионол. Следовательно, чем больше в масле ароматических углеводородов, тем хуже восприимчивость масла к ионолу, хуже антиокислительные характеристики масла и лучше газостойкость. Most electrical insulating oils are stabilized with an antioxidant ionol. The susceptibility of petroleum oils to ionol also depends on the content of aromatic hydrocarbons in the oil. Oils with a low content of aromatic hydrocarbons perceive ionol better. Therefore, the more aromatic hydrocarbons in the oil, the worse the susceptibility of the oil to ionol, the worse the antioxidant characteristics of the oil, and the better the gas resistance.

Известно электроизоляционное масло, содержащее 20-70% нефтяной фракции и 30-80% смеси алкилароматических углеводородов (моно- и/или полиалкилбензолы и ди-4/или полиарилалканы), а также содержащее антиоксидант, депрессатор и соединения с группой N=CS /I/. It is known electrical insulating oil containing 20-70% of the oil fraction and 30-80% of a mixture of alkyl aromatic hydrocarbons (mono- and / or polyalkylbenzenes and di-4 / or polyarylalkanes), as well as containing an antioxidant, depressant and compounds with the group N = CS / I /.

Известно термостабильное электроизоляционное масло, полученное смешением полициклических нафтеновых углеводородов и полициклических ароматических углеводородов в соотношении 95-20% нафтеновых и 5-80% ароматических углеводородов /2/. Known thermostable insulating oil obtained by mixing polycyclic naphthenic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons in a ratio of 95-20% naphthenic and 5-80% aromatic hydrocarbons / 2 /.

Известно также трансформаторное масло, полученное смешением нефтяной фракции с алкилбензолами и алкилнафталинами (алкильная цепь нормального строения C₉-C₃₃) с последующей очисткой серной кислотой и активированными глинами /3/.Transformer oil is also known, obtained by mixing the oil fraction with alkylbenzenes and alkylnaphthalenes (normal alkyl chain C ₉ -C ₃₃ ), followed by purification with sulfuric acid and activated clays / 3 /.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является электроизоляционное масло, содержащее ингибитор окисления и включающее в качестве добавок в нефтяные или синтетические масла для улучшения их устойчивости к коронному разряду 0,5-40% диарилалканов или алкиднафталинов, содержащих в алкильных цепях 2 двойные связи /4/. The closest in technical essence to the claimed is an insulating oil containing an oxidation inhibitor and including as additives in petroleum or synthetic oils to improve their resistance to corona discharge of 0.5-40% diarylalkanes or alkydnaphthalenes containing 2 double bonds in alkyl chains / 4 /.

В приведенном патенте для улучшения газостойкости масла в его состав вводят индивидуальные углеводороды алкилбензолы и алкилнафталины, которые получают на различных производствах, что связано со значительными технологическими, экологическими и экономическими трудностями. In the above patent, to improve the gas resistance of the oil, individual hydrocarbons, alkylbenzenes and alkylnaphthalenes, which are obtained at various industries, are introduced into its composition, which is associated with significant technological, environmental, and economic difficulties.

Заявляется электроизоляционное масло, содержащее нефтяное масло и ингибитор окисления фенольного типа, которое в качестве газостойкого компонента содержит гидрообработанный продукт каталитического крекинга, выкипающий при температуре 240-360^oС, содержащий 50-80% ароматических углеводородов, при следующем соотношении компонентов, мас. гидрообработанный продукт каталитического крекинга, выкипающий при температуре 240-360^oС, содержащий 50-80% ароматических углеводородов 0,5 16,0; ингибитор окисления фенольного типа 0,1 0,4; нефтяное масло до 100.Declares an insulating oil containing petroleum oil and a phenolic type oxidation inhibitor, which contains a hydrotreated catalytic cracking product as a gas-resistant component, boiling at a temperature of 240-360 ^o C, containing 50-80% aromatic hydrocarbons, in the following ratio, wt. a hydrotreated catalytic cracking product boiling at a temperature of 240-360 ^o C, containing 50-80% of aromatic hydrocarbons 0.5 to 16.0; phenolic type oxidation inhibitor 0.1 0.4; petroleum oil up to 100.

Очищенное нефтяное масло получают на промышленных гидрогенизационных установках при давлении 4,0 25 МПа, температурах 300- 400^oС на высокоактивных катализаторах из дистиллятов волгоградских и западносибирских нефтей.Refined petroleum oil is obtained in industrial hydrogenation plants at a pressure of 4.0 to 25 MPa, temperatures of 300-400 ^o With highly active catalysts from distillates of Volgograd and West Siberian oils.

Гидрообработанный продукт каталитического крекинга получают из фракции 200-360^oС продукта каталитического крекинга. В технологию его получения включены стадии гидроочистки, каталитической депарафинизации, гидрозоочистки и ректификации фр.200-360^oС продукта каталитического крекинга. Гидрообработку осуществляют под давлением 3,5-6,5 МПа, при температуре 300-380^oС. На стадии гидроочистки используют любой катализатор гидроочистки. На стадии каталитической депарафинизации используют катализатор на основе высококремнеземного цеолита, содержащий гидрирующие металлы.A hydrotreated catalytic cracking product is obtained from a fraction of 200-360 ^{° C. of a} catalytic cracking product. The technology for its production includes the stages of hydrotreating, catalytic dewaxing, hydrotreating and rectification of FR 200-360 ^o С of catalytic cracking product. Hydrotreating is carried out under a pressure of 3.5-6.5 MPa, at a temperature of 300-380 ^o C. At the stage of hydrotreating use any hydrotreating catalyst. At the stage of catalytic dewaxing, a catalyst based on high silica zeolite containing hydrogenating metals is used.

Для упрощения способа процессы гидроочистки, каталитической депарафинизации и гидрозоочистки осуществляют в одной реакционной системе. To simplify the method, the processes of hydrotreating, catalytic dewaxing and hydrotreating are carried out in one reaction system.

После ректификации гидрообработанный продукт каталитического крекинга отвечает следующим требованиям:
1. Показатель преломления, П $\binom{20}{д}$ 1,5000-1,5400
2. Содержание ароматических углеводородов 50 80% об.After rectification, the hydrotreated catalytic cracking product meets the following requirements:
1. The refractive index, P $\binom{20}{d}$ 1,5000-1,5400
2. The content of aromatic hydrocarbons 50 80% vol.

3. Йодное число 0,2 1,5
4. Фракционный состав: НК 240^oС
КК 360^oС
Гидрообработанный продукт содержит в своем составе 7% алкилбензолов и более 40% алкилнафталинов.3. Iodine number 0.2 1.5
4. Fractional composition: NK 240 ^o With
KK 360 ^o C
Hydrotreated product contains in its composition 7% of alkylbenzenes and more than 40% of alkylnaphthalenes.

Гидрообработанный продукт каталитического крекинга, выкипающий при температуре 240-360^oС, содержащий 50-80% ароматических углеводородов, используют как газостойкий компонент электроизоляционного масла. Он улучшает газостойкость кабельного масла, производство гидрообработанного продукта не требует больших капитальных затрат, его производство может быть организовано на существующем оборудовании гидрогенизационных установок предприятий отрасли.Hydrotreated product of catalytic cracking, boiling at a temperature of 240-360 ^o C, containing 50-80% of aromatic hydrocarbons, is used as a gas-resistant component of electrical insulating oil. It improves the gas resistance of cable oil, the production of a hydrotreated product does not require large capital expenditures, its production can be organized on existing equipment for hydrogenation plants of the industry.

Предлагаемая композиция электроизоляционного масла обладает высокой стабильностью против окисления, которая достигается за счет использования очищенного базового нефтяного масла и введения антиокислительной присадки. Требуемая газостойкость масла обеспечивается за счет введения компонента электроизоляционного масла. The proposed composition of insulating oil has a high stability against oxidation, which is achieved through the use of purified base oil and the introduction of an antioxidant additive. The required gas resistance of the oil is ensured by introducing a component of electrical insulating oil.

Для приготовления масла предлагаемого состава используют следующие компоненты:
ингибитор окисления фенольного типа. В приведенных примеpax 2,6 ди-трет-бутил -4 метилфенол;
гидрообработанный продукт каталитического крекинга, выкипающий при температуре 240-360^oС, содержащий 50-80% ароматических углеводородов;
нефтяное очищенное масло.To prepare the oil of the proposed composition using the following components:
phenolic type oxidation inhibitor. In the examples given, 2.6 di-tert-butyl-4 methylphenol;
a hydrotreated catalytic cracking product boiling at a temperature of 240-360 ^o With containing 50-80% of aromatic hydrocarbons;
petroleum refined oil.

Технология получения масла заключается в смешении нефтяного масла с газостойким компонентом и ингибитором окисления фенольного типа, который вводится в смесь в виде порошка или концентрата. The technology for producing oil consists in mixing petroleum oil with a gas-resistant component and a phenolic type oxidation inhibitor, which is introduced into the mixture in the form of a powder or concentrate.

Указанным способом были приготовлены образцы масел следующего состава. In this way, oil samples of the following composition were prepared.

Пример 1. Состав композиции мас. 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол 0,4; гидрообработанный продукт каталитического крекинга, выкипающий при температуре 240-360^oС, содержащий 50-80% ароматических углеводородов, 0,5; нефтяное масло до 100.Example 1. The composition of the composition wt. 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol 0.4; a hydrotreated catalytic cracking product boiling at a temperature of 240-360 ^o C, containing 50-80% of aromatic hydrocarbons, 0.5; petroleum oil up to 100.

Пример 2. Состав композиции, мас. 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол - 0,1; гидрообработанный продукт каталитического крекинга, выкипающий при температуре 240-360^oС, содержащий 50-60% ароматических углеводородов, - 16,0; нефтяное масло до 100.Example 2. The composition, wt. 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol 0.1; hydrotreated product of catalytic cracking, boiling at a temperature of 240-360 ^o C, containing 50-60% of aromatic hydrocarbons, 16.0; petroleum oil up to 100.

Пример 3. Состав композиции, мас. 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол - 0,25; гидрообработанный продукт каталитического крекинга, выкипающий при температуре 240-360^oС, содержащий 50-80% ароматических углеводородов, - 1,5; нефтяное масло до 100.Example 3. The composition, wt. 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol 0.25; a hydrotreated product of catalytic cracking, boiling at a temperature of 240-360 ^o C, containing 50-80% of aromatic hydrocarbons, - 1.5; petroleum oil up to 100.

Пример 4. Состав композиции, мас. 2,6-ди-трет-бутил-4- метилфенол - 0,3; нефтяное масло до 100. Example 4. The composition, wt. 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol 0.3; petroleum oil up to 100.

Оценка термоокислительной стабильности электроизоляционного масла осуществлялась 2 методами. Assessment of the thermal-oxidative stability of electrical insulating oil was carried out by 2 methods.

Пo первому методу окисление масла проводилось на видоизмененном приборе ВТИ в присутствии стальной, медной и алюминиевой пластинок. При температуре 175^oС в течение 5 часов через 50 мл масла продувался воздух со скоростью 3 л/час. Стабильность масла оценивалась по кислотному числу окисленного масла.According to the first method, oil oxidation was carried out on a modified VTI device in the presence of steel, copper and aluminum plates. At a temperature of 175 ^o C for 5 hours, air was blown through 50 ml of oil at a speed of 3 l / h. The stability of the oil was evaluated by the acid number of the oxidized oil.

По второму методу определялось старение масла, т.е. изменение тангенса угла диэлектрических потерь масла в исходном состоянии и после нагрева масла при температуре 100^oC в течение 300 часов в присутствии воздуха (ГОСТ 6581-75).The second method determined the aging of the oil, i.e. the change in the tangent of the dielectric loss angle of the oil in the initial state and after heating the oil at a temperature of 100 ^o C for 300 hours in the presence of air (GOST 6581-75).

Газостойкость масла оценивалась по ГОСТ 13003-67, где определялась склонность масла под действием электрического поля поглощать или выделять газы в атмосфере водорода. The gas resistance of the oil was evaluated according to GOST 13003-67, where the tendency of the oil to absorb or release gases in a hydrogen atmosphere under the influence of an electric field was determined.

Результаты испытании масла, приведенные в таблице, показали:
Очищенные базовые масла практически не содержат сернистых, азотистых и непредельных соединений, содержание тяжелых ароматических углеводородов в маслах не превышает 2-3% эти масла прекрасно воспринимают антиокислительную присадку, обладают высокой термоокислительной стабильностью и низкими диэлектрическими потерями, но газостойкость этих масел (пример 4) неудовлетворительна.The oil test results shown in the table showed:
Refined base oils practically do not contain sulfur, nitrogen and unsaturated compounds, the content of heavy aromatic hydrocarbons in the oils does not exceed 2-3%; these oils perfectly perceive antioxidant additives, have high thermal oxidative stability and low dielectric losses, but the gas resistance of these oils (example 4) is unsatisfactory .

Для улучшения газостойкости масла использовалось введение в композицию гидрообработанного продукта, выкипающего в пределах 240-360^oС, содержащего 50-80% ароматических углеводородов в количестве 0,5 16%
Введение гидрообработанного продукта значительно улучшает газостойкость электроизоляционного масла без заметного ухудшения показателей по термоокислительной стабильности и диэлектрическим потерям.To improve the gas resistance of the oil, the introduction of a hydrotreated product boiling in the range of 240-360 ^o C containing 50-80% of aromatic hydrocarbons in an amount of 0.5 to 16% was used
The introduction of a hydrotreated product significantly improves the gas resistance of electrical insulating oil without a noticeable deterioration in thermal oxidative stability and dielectric loss.

Полученные результаты испытания свидетельствуют о том, что электроизоляционное масло, отвечающее предлагаемому изобретению, обладает высокой термоокислительной стабильностью и низкими диэлектрическими потерями. Масло устойчиво к воздействию электрического поля и ионизированной газовой среды. The obtained test results indicate that the insulating oil corresponding to the invention has high thermal oxidative stability and low dielectric loss. The oil is resistant to electric field and ionized gas environment.

Использование предлагаемого газостойкого компонента позволит организовать производство газостойкого электроизоляционного масла на существующем оборудовании предприятий отрасли без ввода новых мощностей по упрощенной экологически чистой технологии. ТТТ1 Using the proposed gas-resistant component will allow organizing the production of gas-resistant electrical insulating oil on existing equipment of the industry without introducing new capacities using simplified environmentally friendly technology. TTT1

Claims

An insulating oil containing petroleum oil, a phenolic type oxidation inhibitor and a gas-resistant component, characterized in that it contains a hydrotreated catalytic cracking product as a gas-resistant component, boiling at a temperature of 240 360 ^o C, containing 50 80 aromatic hydrocarbons, in the following ratio, wt .

Phenolic type oxidation inhibitor 0.1 0.4
Gas resistant component 0.5 16.0
Petroleum oil up to 100