Способ получения электроизоляционного масла

 

В.А. Потанина, Т.И. Дремова, JI.A. МоховаI Г";Н-:"Пономарева,....

В.М, йкольников, Г.К. Хромова, О.H. Сердюкова и A.À. Родина у (72) Авторы изобретения (7 l ) Зая в и тел ь (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННОГО

МАСЛА

Изобретение .относится к нефте-. переработке, в частности к способу получения электроизоляционных кабельных масел, предназначенных для пропитки изоляции и заполнения трубопроводов маслонаполненных кабелей высокого давления на напряжение 220-500 кВ.

Для повышения эксплуатационной надежности существующих кабельных линий на напряжение до 500 кВ, работающих при температуре до 80 С и о 1О давлении до 15 ати, и увеличения их передаваемой мощности необходимо создание высококачественных отечественных кабельных масел.

В связи с тем, что эффективность охлаждения зависит от вязкости масла, заполняющего трубопровод, а надежность кабельных линий требует применения для пропитки изоляции и заполнения трубопровода масел одинакового углеводородного состава, так как в эксплуатации возможно смешение масла из трубопровода с маслом в изопя2 ции, то необходимы 2 марки масла разного уровня, вязкости; средней вязкости - для пропитки бумажной изоляции и низкой вязкости - для заполнения стального трубопровода.

Одним из основных требований, предъявляемых к качеству обеих марок масел, является высокая степень чис

Я тоты в отношении содержания ароматических углеводородов и хорошие диэлектрические свойства (тангенс угла диэлектрических потерь и электрическая прочность).

Известны способы получения электроизоляционных масел путем комбинирования различных процессов очистки:, предварительной селективной очистки нефтяного сырья с последующей -гидроочисткой или адсорбционной очисткой в движущемся слое адсорбента выделенных ароматических экстрактов (l) путем гидрирования нефтяного сырья с последующей очисткой серной кислотой и адсорбентами (2g.

3 92

Однако указанные способы не поз= воляют. получить одновременно изоляционные масла 2-х марок одинакового углеводородного состава различной .вязкости и высокой степени чистоты.

Масла содержат повышенное количество ароматических углеводородов и не выдерживают пробу с серной кислотой на присутствие органических примесей (отрицательная реакция Настюкова), а также не удовлетворяют основному требованию по уровню диэлектрических потерь, особенно при термическом старении. Поэтому, эти масла не могут применяться в современных кабельных линиях высокого давления на, напря жение до 500 Кв.

Наиболее близким по техни4еской сущности к предлагаемому является способ получения электроизоляционного масла, включающий гидрированиенефтяного сырья, вакуумную перегонку, селективную депарафинизацию выделенного дистиллята и контактную доочистку 333

Недостатками этого способа явля-: ются низкое качество получаемого масла в отношении содержания ароматических углеводородов, количество которых достигает 8-201, малый уровень вязкости (28 сСт при 20 С) и недостаточный уровень цветности (табл. 1)..Кроме того, масло, полученное по известному способу, отличается низкими электрическими характеристиками, в исходном состоянии и после термического старения, в связи с чем оно не может быть рекомендовано для высоковольтных кабелей высокого давления на напряжение 220 кВ и выше.

Целью изобретения является повышение электроизоляционных свойств и вязкости масла.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения электроизоляционного масла, включающему вакуумную перегонку нефтяного сырья с выделением нефтяных дистиллятов, селективную депарафинизацию и контактную доочистку, нефтяное сырье перед вакуумной перегонкой подвергают очистке серным ангидридом с последующей нейтрализацией и отделением сульфокислот и нефтяные дистилляты перед селективной депарафинизацией подвергают очистке олеумом.

Обработку нефтяного сырья серным ангидридом и нефтяных дистиллятов

5989 ф олеумом желательно проводить в две ступени.

Предлагаемый способ позволяет получить электроизоляционные масла высокого качества, отвечающие требованиям современной кабельной техники.

Причем проведение всех операций в указанной последовательности дает возможность перерабатывать сырье более широкого фракционного состава, 5

10 выделять с помощью вакуумной перегонки две фракции и получать две марки масла разной вязкости одной природы с высокими электрическими характерисд тиками: с кинематической вязкостью при 50 С 20-30 сСт для заполнения о трубопроводов маслонаполненных кабелей; с кинематической вязкостью при

50 С 60-75 сСт для пропитки бумажной изоляции.

Пример . В лабораторный реактор сульфирования для очистки подают минеральное масло фракции 330Для достижения высокой степени чистоты масел полученные дистилляты дополнительно подвергают 2-х ступенчатой очистке олеумом, содержащим

19 мас.i свободного SO с расходом

10 мас.r. на каждый дистиллят и отделением кислого гудрона после каждой

450 С. Сульфирование осуществляют в две ступени газом 50у, содержащим

9 мас.3 серного ангидрида с расходом

5 мас.3 на сырье на каждой ступени. 1емпературу в зоне реакции поддерживают 50 С. После сульфирования отде30 ляют кислый гудрон, отдувают непрореагировавший серный ангидрид и выделяют из кислого масла сульфокислоты после каждой ступени сульфирования.

Сульфокислоты выделяют путем обработки кислого масла водным раствором спирта 65 -ной концентрации. Выделенные сульфокислоты используют для получения сульфонатных присадок.

Нейтрализованное масло после отделения сульфокислот направляют на вакуумную перегонку, в результате проведения которой получают два целевых дистиллята по 50 каждый: фракцию 330-415ОС с кинематической вязкостью при 50 С 25 сСт для маловяз45 кого кабельного масла, используемого для заполнения трубопроводов маслонаполненных кабелей; фракцию 415520 С с кинематической вязкостью при 50ОС 65 сСт для пропитки бумаж- ной изоляции.

5 ступени очистки. Температуру в зоне реакции поддерживают 45 С.

После окончания олеумной очистки и отделения кислого гудрона из кислого масла выделяют сульфокислоты путем обработки последнего водным раствором спирта 653-ной концентрации.

Выделенные сульфокислоты используют для получения сульфонатных присадок. Иасла после отделения сульфокислот подвергают селективной де-парафинизации для достижения нужной низкой температуры застывания масел.

Селективную депарафинизацию осуществляют смесью 1:l, (по объему) растворителей-метилэтилкетона и толуола при разбавлении сырье: растворитель по весу 1:3 и температуре охлаждения для маловяэкого масла - 48 С и масла средней вязкости -38 С. Депарафинированные масла подвергают кон. тактной доочистке отбеливающей землей при температуре нагрева 110 С и расходе земли 10 мас.4.

925989

Кабельные масла

Известные

Средней вязкости

Низкой вязкости

Показатели

1 2

Лабора- Опытные торные

Лаборатор- Опытные ные

0,8745 0,8763 0,8823 0,8809

Плотность, я 1в

0,8958

Показатель преломления, п о

1,4792 1,4830 1,4825 1,4890 1,4909

1,4782

Удельная дисперсия, f, с

106

103

97

Кинематическая вязкость, сСт, при С

9 05

11,10, 11,64

63 98 71,08

400 "51

5,8

5,65

100

57.40

2" 35

108,3

25,23

114,0

28,0

Не выдерживают

Выдерживает

Температура застывания, С

-35

-35 -34

-40

0,5 Ою5

Проба на присутствие органических примесей Выдерживает

Цвет по ЦНТ, ед. Бесцветные

В табл. 1 приведены основные сопоставительные данные.по физико-хими" ческим свойствам образцов кабельных масел, полученных известными- и пред.лагаемым способами.

Получены две марки масла одного углеводородного состава различной вязкости,.содержащие всего.1,5 мас. 3 аро- .

10 апатических углеводородов, -определенных адсорбционным методом, бесцветные, выдерживаюцие пробу на присутстЬие органических примесей..

В табл. 2 представлены основные электроизоляционные свойства этих образцов масел.

06е марки масла отличаются более низким тангенсом угла диэлектричесщ ких потерь и более высокой электри,ческой прочностью в исходном состоянии, чем известные. В процессе термического старения эти масла так. же характеризуются лучшей стабильг ностью по сравнению с известНым.

Т а б л и ц а 1

925989 .

Таблица

Кабельные масла

Известные

Показатели

Низкой вязкости Средней вязкости

Лабора- ЛабораОпытные Опытные торные торные

Тангенс угла диэлектрических потерь при

10РоС

0,0003 0,0002 0,0002 0,0002 0,0005 0,0005

Тангенс угла диэлектрических потерь после старения масла в течение 300 ч, при 100 С

0,0041 0,05 0,0008

0,008 0,0081 0,0034

Кислотное число масла после старения, мг КОН/r

0,001 0,001 0,05 0,005

0,001 0,001

Диэлектрическая прочность, кВ/см

231

232

177

220

Старение масла с течение 164 ч при 90 С

Формула изобретения

Составитель Л. Иванова

Редактор М. Недолуженко Техред E. X итончик Корректор 8. Синицкая

Заказ 2 / Тираж 52 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, й-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, зо

Способ получения электроизоляционного масла, включающий. вакуумную перегонку нефтяного сырья с выделением нефтяных дистиллятов, селективную депарафинизацию и контактную доочистку, о т л и ч а -ю щ и й.с я тем, что, с целью повышения электроизоляционных свойств и вязкости масла, нефтяное сырье перед вакуумной перегонкой подвергают очистке серным ангидридом с последующей нейтрализацией и отделением сульфокислот и нефтяные дистилляты

I перед селективной депарафинизацией подвергают очистке олеумом.

2. Способ по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что обработку нефтяного сырья серным ангидридом и нефтяных дистиллятов олеумом проводят в две ступени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 176654, кл. С 10 М 1/04, 1965.

2. Патент ФРГ и 1239424, кл. 23 C 4, 4967.

3. Патент Франции N 2032402, кл, С 10 М 1/00, 1970 (прототип),