RU2528832C1

RU2528832C1 - Electrically insulating oil

Info

Publication number: RU2528832C1
Application number: RU2013120154/04A
Authority: RU
Inventors: Василий Владимирович Григорьев; Галина Васильевна Суровская; Татьяна Ивановна Наумова
Original assignee: Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть"
Priority date: 2013-05-06
Filing date: 2013-05-06
Publication date: 2014-09-20

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: electrically insulating oil contains hydrogenated polyalphaolefins with molecular weight of 400-1000, a phenol and/or amine type antioxidant additive, alkyl phosphates and/or trialkyl phenyl phosphites. The oil contains ester-based antioxidant additives, esters of dibasic organic acids, with the following ratio of components, wt %: hydrogenated polyalphaolefins MM 400-1000 up to 100.0; phenol and/or amine type antioxidant additives 0.1-1.0; alkyl phosphates and/or trialkyl phenyl phosphites 0.1-2.0; ester-based antioxidant additives 0.1-1.0; esters of dibasic organic acids 5.0-20.0.

EFFECT: obtaining electrically insulating oil with operating temperature of up to 250 degrees, with high decomposition onset temperature and stability in electric field conditions.

11 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к электроизоляционным маслам, применяемым для изоляции электрических двигателей погружных насосов, используемых при нефтедобыче.The invention relates to electrical insulating oils used for insulation of electric motors of submersible pumps used in oil production.

Известно, что для этих целей применяются как обычные трансформаторные масла, типа ГК, Т-1500, так и специальные масла - МАПЭД (ТУ 38.101579-75), МДПЭ (ТУ 38.401778-89), которые по своей основе представляют те или иные фракции трансформаторных масел. Недостатками указанных масел являются либо низкая стабильность к окислению, либо невысокая температура вспышки, либо высокое значение тангенса угла диэлектрических потерь.It is known that for these purposes both conventional transformer oils, such as GK, T-1500, and special oils are used - MAPED (TU 38.101579-75), MDPE (TU 38.401778-89), which are based on these or those fractions of transformer oils. The disadvantages of these oils are either low stability to oxidation, or a low flash point, or a high value of the dielectric loss tangent.

Известен способ получения электроизоляционного масла для сверхвысоковольтных кабелей и аппаратуры путем загущения маловязкого масла высокомолекулярной вязкостной присадкой, в частности полиизобутиленом с ММ более 20 000, и добавлением антиокислительной присадки - ионола [А.с. СССР №239488, МПК С 10М, БИ №11, 1969 г.].A known method of producing electrical insulating oil for ultra-high voltage cables and equipment by thickening low-viscosity oil with a high molecular weight viscosity additive, in particular polyisobutylene with an MM of more than 20,000, and the addition of an antioxidant additive - ionol [A.S. USSR No. 239488, IPC S 10M, BI No. 11, 1969].

Однако, такое масло не применимо для заполнения электродвигателей погружных насосов из-за повышенной вязкости и недостаточно высоких электроизоляционных свойств. Кроме того, введение загущающей присадки представляет серьезные затруднения, так как необходимо проводить длительное перемешивание масла с полиизобутиленом или растворять полиизобутилен в подходящем растворителе и основу смешивать с концентратом полимера. Эти приемы усложняют технологию и не позволяют достичь требуемых электрических показателей.However, such an oil is not applicable for filling electric motors of submersible pumps due to the increased viscosity and insufficiently high insulating properties. In addition, the introduction of a thickening additive presents serious difficulties, since it is necessary to carry out prolonged mixing of the oil with polyisobutylene or dissolve the polyisobutylene in a suitable solvent and mix the base with the polymer concentrate. These techniques complicate the technology and do not allow to achieve the required electrical performance.

Известно электроизоляционное масло, используемое в электродвигателях погружных насосов (пат. РФ №2169173, МПК С10М, БИ №17, 2001 г.). Масло содержит: полиизобутилен ММ 1000÷5000 - 0,1-20,0% мас., антиокислительную присадку фенольного или аминного типа - 0,1-0,5% мас. и нефтяное масло до 100% мас. Нефтяное масло получено из продуктов гидрокаталитической переработки парафинсодержащего сырья. Однако указанное масло обладает недостаточной стойкостью к воздействию высоких температур и может использоваться, когда рабочие температуры в насосах не превышают 160°C. Поскольку масло является не только изолирующей, но и смазочной средой, к трибологическим характеристикам предъявляются повышенные требования.It is known electrical insulating oil used in electric motors of submersible pumps (US Pat. RF No. 2169173, IPC S10M, BI No. 17, 2001). The oil contains: polyisobutylene MM 1000 ÷ 5000 - 0.1-20.0% wt., Antioxidant additive of phenolic or amine type - 0.1-0.5% wt. and petroleum oil up to 100% wt. Petroleum oil is obtained from the products of hydrocatalytic processing of paraffin-containing raw materials. However, this oil has insufficient resistance to high temperatures and can be used when the operating temperatures in the pumps do not exceed 160 ° C. Since oil is not only an insulating, but also a lubricating medium, increased requirements are imposed on tribological characteristics.

Наиболее близким (прототип) к заявляемому составу является электроизоляционное масло для изоляции электродвигателей погружных насосов, применяемых в нефтедобыче (пат. РФ №2284346, МПК С10М, БИ №27, 2006 г.).The closest (prototype) to the claimed composition is electrical insulating oil for insulation of electric motors of submersible pumps used in oil production (US Pat. RF No. 2284346, IPC S10M, BI No. 27, 2006).

Масло содержит, % мас.:The oil contains,% wt .:

гидрированные полиальфаолефиныhydrogenated polyalphaolefins ММ 400÷1000MM 400 ÷ 1000 0,1-99,7 0.1-99.7 антиокислительные присадки фенольногоphenolic antioxidant additives и/или аминного типаand / or amine type 0,1-1,0 0.1-1.0 алкилфосфаты и/или триалкилфенилфосфитыalkyl phosphates and / or trialkyl phenyl phosphites 0,1-2,0 0.1-2.0 нефтяное маслоpetroleum oil до 100 up to 100

Несмотря на свои достоинства, указанное масло обладает недостатками. Состав композиции масла не позволяет получить высокую стабильность в условиях электрических разрядов и его рабочая температура не превышает 200°C.Despite its advantages, this oil has disadvantages. The composition of the oil composition does not allow high stability under electrical discharges and its operating temperature does not exceed 200 ° C.

Задача изобретения - получение электроизоляционного масла для электродвигателей погружных насосов с повышенной стабильностью к воздействию электрических разрядов и термостойкостью, повышенной рабочей температурой масла до 250°C.The objective of the invention is the production of electrical insulating oil for electric motors of submersible pumps with increased stability to electrical discharges and heat resistance, increased operating temperature of the oil up to 250 ° C.

Задача достигается тем, что в электроизоляционное масло, содержащее гидрированные полиальфаолефины ММ 400÷1000, антиокислительную присадку фенольного или/и аминного типа, алкилфосфаты и/или триалкилфенилфосфиты, дополнительно вводят антиокислительные присадки на основе сложных эфиров, сложные эфиры двухосновных органических кислот в следующем соотношении, % мас.:The objective is achieved in that in an insulating oil containing hydrogenated polyalphaolefins MM 400 ÷ 1000, an antioxidant additive of phenolic and / or amine type, alkyl phosphates and / or trialkyl phenyl phosphites, antioxidant additives based on esters, esters of dibasic organic acids in the following ratio are additionally introduced, % wt .:

гидрированные полиальфаолефины hydrogenated polyalphaolefins ММ 400÷1000MM 400 ÷ 1000 до 100,0up to 100.0 антиокислительная присадка фенольного phenolic antioxidant и/или аминного типаand / or amine type 0,1-1,0 0.1-1.0 алкилфосфаты и/или триалкилфенилфосфиты alkyl phosphates and / or trialkyl phenyl phosphites 0,1-2,0 0.1-2.0 антиокислительные присадки на основе based antioxidant additives сложных эфировesters 0,1-1,0 0.1-1.0 сложные эфиры двухосновных органических кислот esters of dibasic organic acids 5,0-20,0 5.0-20.0

В композиции использованы следующие компоненты:The following components were used in the composition:

- гидрированные полиальфаолефины ММ 400-1000 по ТУ 38.40111093-2003- hydrogenated polyalphaolefins MM 400-1000 according to TU 38.40111093-2003

- 4-метил-2,6-дитретичный бутилфенол (агидол-1) по ТУ 38.5901237-90 и/или дифениламин по ТУ 6-09-5467-90- 4-methyl-2,6-ditretic butylphenol (agidol-1) according to TU 38.5901237-90 and / or diphenylamine according to TU 6-09-5467-90

- трибутилфосфат по ТУ 6-02-733-84 и/илиtributyl phosphate according to TU 6-02-733-84 and / or

трикрезилфосфат по ГОСТ 5788-76 и/илиtricresyl phosphate according to GOST 5788-76 and / or

триксиленилфосфат по ТУ 6-05-161-78 и/илиtrixylene phenophosphate according to TU 6-05-161-78 and / or

триалкилфенилфосфит по ТУ 6-02-680-77trialkylphenylphosphite according to TU 6-02-680-77

- стеарил 3 [3'5'-ди-третбутил-4-гидроксифенил]-пропионат- stearyl 3 [3'5'-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl] propionate

- С₇-С₉ - алкильные эфиры 3,3-бис [1,1-диметилэтил] 4-гидрокси бензопропановой кислоты- C ₇ -C ₉ - alkyl esters of 3,3-bis [1,1-dimethylethyl] 4-hydroxy benzopropanoic acid

- диоктилсебацинат (ДОС) по ГОСТ 8728-66- dioctylsebacinate (DOS) according to GOST 8728-66

- ди-[2-этилгексил]-фталат (диоктилфталат - ДОФ) по ГОСТ 8728-66.- di- [2-ethylhexyl] -phthalate (dioctylphthalate - DOP) according to GOST 8728-66.

В таблице приведены физико-химические и электрические показатели предлагаемого электроизоляционного масла (примеры 2-4, 6-8) и его прототипа (пример 11) (пат. РФ №2284346, МПК С 10М, БИ №27, 2006 г.).The table shows the physico-chemical and electrical indicators of the proposed electrical insulating oil (examples 2-4, 6-8) and its prototype (example 11) (US Pat. RF No. 2284346, IPC S 10M, BI No. 27, 2006).

Полученное электроизоляционное масло имеет улучшенную термостойкость (температуру начала разложения масла - выше 250°C), обеспечивает работу электродвигателей при температуре до 250°C, имеет повышенную, по сравнению с прототипом газостойкость.The obtained insulating oil has improved heat resistance (the temperature of the onset of oil decomposition is above 250 ° C), it provides electric motors at temperatures up to 250 ° C, and has increased gas resistance compared to the prototype.

Использование гидрированных олигомеров олефинов в сочетании с антиокислительными присадками, фосфорсодержащими продуктами и сложными эфирами двухосновных кислот значительно повышает газостойкость масла, температуру начала разложения, а следовательно, рабочую температуру, стабильность в условиях воздействия на масло электрического поля, кроме этого, сочетание основы и добавок улучшает вязкостно-температурные свойства масла и его трибологические характеристики.The use of hydrogenated oligomers of olefins in combination with antioxidant additives, phosphorus-containing products and esters of dibasic acids significantly increases the gas resistance of the oil, the temperature of the onset of decomposition, and therefore, the operating temperature, the stability under the influence of electric field on the oil, in addition, the combination of the base and additives improves the viscosity -temperature properties of oil and its tribological characteristics.

ТаблицаTable ПримерыExamples 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 11 (прото-тип)11 (proto type) Содержание компонентовComponent Content Гидрированные полиальфаолефины ММ 400-1000:Hydrogenated polyalphaolefins MM 400-1000: до 100up to 100 до 100up to 100 до 100up to 100 до 100up to 100 до 100up to 100 до 100up to 100 до 100up to 100 до 100up to 100 до 100up to 100 до 100up to 100 92,092.0 Агидол-1Agidol-1 0,050.05 0,10.1 0,50.5 1,01,0 1,21,2 -- 0,50.5 -- 0,50.5 0,50.5 0,50.5 ДифениламинDiphenylamine -- -- -- -- 0,50.5 -- 0,50.5 -- -- -- ТрибутилфосфатTributyl phosphate 0,050.05 0,10.1 1,21,2 2,02.0 2,22.2 -- -- -- 1,21,2 1,21,2 -- ТрикрезилфосфатTricresyl phosphate -- -- -- -- -- 1,21,2 -- -- -- -- -- ТриксиленилфосфатTrixylene phenate -- -- -- -- -- -- 1,21,2 -- -- -- 1,01,0 ТриалкилфенилфосфитTrialkylphenylphosphite -- -- -- -- -- -- -- 1,21,2 -- -- -- Стеарил 3[3'5'-ди-третбутил-4-гидроксифенил] -пропионатStearyl 3 [3'5'-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl] propionate 0,050.05 0,10.1 0,50.5 1,01,0 1,21,2 -- -- 0,50.5 0,50.5 -- -- С₇-С₉ алкильные эфиры 3,3-бис [1,1-диметилэтил] 4-гидрокси бензопропановой кислотыC ₇ -C ₉ alkyl esters of 3,3-bis [1,1-dimethylethyl] 4-hydroxy benzopropanoic acid -- -- -- -- -- 0,50.5 0,50.5 -- -- -- -- Ди-[2-этилгексил]-фталат (ДОФ)Di- [2-ethylhexyl] -phthalate (DOP) 4,04.0 5,05,0 13,013.0 20,020,0 22,022.0 -- -- 13,013.0 -- 13,013.0 -- Диоктилсебацинат (ДОС)Dioctylsebacinate (DOS) -- -- -- -- -- 13,013.0 13,013.0 -- -- -- -- Нефтяное маслоPetroleum oil -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- до 100up to 100 ПоказателиIndicators Вязкость кинематическая, при 50°C, мм²/сKinematic viscosity, at 50 ° C, mm ² / s 54,054.0 65,065.0 57,057.0 52,052.0 51,051.0 56,056.0 57,057.0 58,058.0 56,056.0 45,045.0 24,324.3 Диаметр пятна износа, ммDiameter of a spot of wear, mm 0,280.28 0,270.27 0,260.26 0,280.28 0,290.29 0,270.27 0,270.27 0,260.26 0,320.32 0,340.34 0,290.29 Газостойкость в атмосфере водорода, 10 Кв, 40°C, мл за 100 часGas resistance in a hydrogen atmosphere, 10 kV, 40 ° C, ml per 100 hours -22-22 -38-38 -40-40 -42-42 -25-25 -38-38 -40-40 -39-39 -20-twenty -17-17 -10-10 Стабильность к окислению -температура начала разложения,°C - потеря 50% массы, °CStability to oxidation - temperature of the beginning of decomposition, ° C - loss of 50% of the mass, ° C 201 322201 322 250 354250 354 254 362254 362 252 356252 356 248 335248 335 251 360251 360 252 361252 361 254 357254 357 168 321168 321 190 319190 319 170 320170 320 Стойкость к окислению при 250°C, определяемая количеством поглощенного кислорода, %Oxidation resistance at 250 ° C, determined by the amount of oxygen absorbed,% 6,26.2 4,04.0 4,24.2 4,14.1 6,46.4 4,14.1 4,24.2 4,04.0 8,08.0 12,012.0 32,632.6

Claims

Electrical insulating oil containing hydrogenated polyalphaolefins with a molecular weight of 400 ÷ 1000, an antioxidant additive of phenolic and / or amine type, alkyl phosphates and / or trialkyl phenyl phosphites, characterized in that it contains antioxidant additives based on esters, esters of dibasic organic acids in the following ratio of components, by weight %:
hydrogenated polyalphaolefins MM 400 ÷ 1000 up to 100.0 phenolic antioxidant additives and / or amine type 0.1-1.0 alkyl phosphates and / or trialkyl phenyl phosphites 0.1-2.0 based antioxidant additives esters 0.1-1.0 esters of dibasic organic acids 5.0-20.0