一种高闪点低凝点变压器油及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种高闪点低凝点变压器油，以窄馏分环烷基油为基础油，加入抗氧剂、降凝剂、抗光敏感剂和金属钝化剂，窄馏分环烷基油在变压器油中的重量百分比为97%～98%，抗氧剂在变压器油中的重量百分比为0.5%～1.0%，降凝剂在变压器油中的重量百分比为0.5%～1.0%，抗光敏感剂在变压器油中的重量百分比为0.1%～0.5%，金属钝化剂在变压器油中的重量百分比为0.1%～0.5%。本发明还提供了高闪点低凝点变压器油的制备方法。本发明变压器油的闭口闪点可到195?220℃，凝点可达到?55℃，本产品安全性能远远高于传统变压器油，凝点低适合极寒地区。本变压器油的析气性能优异，投运后不易产生气体。
【专利说明】
一种高闪点低凝点变压器油及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及化工领域，尤其涉及变压器油，具体的是一种高闪点低凝点变压器油 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 变压器油，是指用于变压器、电抗器、互感器、套管、油开关等充油电气设备中，起 绝缘、冷却、信息载体和保护作用的一类绝缘油品。目前变压器主要采用的是矿物绝缘油， 此类变压器油具有良好的绝缘性能和电气性能，成本也不高，因此目前广泛运用在变压器 市场中，但是矿物绝缘油闭口闪点低(一般为145°C左右），凝点在-25到-45°C之间，此类油 品的析气性不好，投运后容易产生乙炔和氢气。而随着西电东送，南北互供，全国联网的供 电大格局形成，尤其是高压输配电线路的开通，国家需要在正负1100KV高压输电线路使用 变压器油，又由于是远距离输送，环境恶劣，这就需要采用这种闪点高而凝点低的变压器 油。
[0003] 在目前公开的高闪点变压油专利中，如CN201510325835.9中，此种变压器油的闪 点为185°C，凝点_40°C，此发明专利中并未提到油品的析气性能。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种高闪点低凝点变压器油及其制备方法，所述的这种要 解决现有技术中的变压器油闪点低、析气性差的技术问题。
[0005] 本发明提供了一种高闪点低凝点变压器油，以窄馏分环烷基油为基础油，加入抗 氧剂、降凝剂、抗光敏感剂和金属钝化剂，所述的窄馏分环烷基油在变压器油中的重量百分 比为97%~98%，所述的抗氧剂在变压器油中的重量百分比为0.5%~1.0%，所述的降凝 剂在变压器油中的重量百分比为0.5%~1.0%，所述的抗光敏感剂在变压器油中的重量百 分比为0.1 %~0.5%，所述的金属钝化剂在变压器油中的重量百分比为0.1 %~0.5%。
[0006] 进一步的，所述的窄馏分环烷基油是指沸点在300~350°C馏份的环烷基油，其Cp 值在42%-50%之间，Cp值指烷基侧链上的碳原子占整个分子总碳数的百分数。
[0007] 进一步的，所述的抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚、N-苯基-α萘胺、噻二咗衍生物 中的一种或两种以上的组合。
[0008] 进一步的，所述的降凝剂为Τ-803Β(聚α烯烃兰炼）、烷基萘、Τ602ΗΒ(聚甲基丙烯酸 酯）中的一种或两种以上的组合。
[0009] 进一步的，所述的抗光敏感剂的粒度为50目、其有效物为99.99%的HEl 127光稳定 剂。
[0010]进一步的，所述的金属钝化剂为苯并三氮唑(BTA)。
[0011]本发明还提供了上述的一种高闪点低凝点变压器油的制备方法，包括一个制备窄 馏分环烷基油的步骤，按照重量百分比称取窄馏分环烷基油、抗氧剂、降凝剂、抗光敏感剂 和金属钝化剂，同时称取精制分子筛，所述的分子筛的重量百分比为窄馏分环烷基油、抗氧 剂、降凝剂、抗光敏感剂和金属钝化剂质量之和的2%-5%，然后在一个反应釜中加入窄馏 分环烷基油，在80°C~100°C温度下加入分子筛，搅拌90~120min，直至吸附反应均匀、沉 淀，再经过滤机过滤2~3次以后，加入抗氧添加剂、降凝剂、光敏感剂和金属钝化剂，按照 80-1201'/111；[11的转速搅拌30~45111；[11，经过换热器加热至真空罐中控制温度60~80 <€，真空 度负压0.08~0.1KPa，l~3小时后得到高闪点低凝点变压器油。
[0012] 进一步的，在所述的制备窄馏分环烷基油步骤中，首先将环烷基油打入蒸馏塔中， 进行常减压蒸馏，减压蒸馏工艺为残压1~65mmHg，切取300~350°C的馏分油，然后进行加 氢精制，加氢精制过程中反应釜的反应压力为8~15MPa，反应温度为280~360 °C，进油总空 速为0.35~0.65/h，反应氢油体积比为800~950，相对于加氢处理催化剂空速0.5~0.85/ h，相对于加氢精制催化剂空速0.85-1.95/h，所述的加氢精制过程中的催化剂为Mo-W/ Al2O3、或 C〇-M〇-W/Al203、或 Ni-W-Co/Al2〇3，得到窄馏分环烷基油。
[0013] 具体的，环烷烃具有优良的低温性能和较好的对水和氧化产物的溶解性。
[0014] 进一步的，所述的分子筛的粒度为80-100目。
[0015]进一步的，所述的环烷基油的Cp值在42%-50 %之间，Cp值指烷基侧链上的碳原子 占整个分子总碳数的百分数。
[0016] 进一步的，所述的环烷基油含有5、6、或者7个碳原子环。
[0017] 进一步的，碳原子环为五元环的
分子结构或者六元环
的分子结构。
[0018]进一步的，通常评定生产变压器油用的基础油除常规的理化性质外最简单的方法 是碳型结构。所谓碳型结构，就是将组成复杂的基础油简单看成是由芳香环、环烷环和烷基 侧链三种结构组成的单一分子，分别用％〇4、％Cn、％Cp表不上述三种碳原子分布的百分数。
[0019] 进一步的，％CP值指烷基侧链上的碳原子占整个分子总碳数的百分数。变压器油 碳型结构中值高，说明油品组成中链烷烃含量高。链烷烃是变压器油中的主要结构组 分之一，但其中的直链烷烃即正构烷烃(石蜡），低温时会析出，对水及氧化产物的溶解性、 热稳定性较差，易形成油泥。
[0020] 进一步的，％CN值指环烷环上的碳原子占整个分子总碳数的百分数。变压器油碳 型结构中％&值高说明油品组成中环烷烃含量高。环烷烃也是变压器油中的主要结构组分 之一，可含有5、6个碳原子环(多数为6个碳原子环），环烷烃具有优良的低温性能和较好的 对水和氧化产物的溶解性。
[0021] 进一步的，％CA值指芳香环上的碳原子占整个分子总碳数的百分数。变压器油碳 型结构中％(^值高说明油品组成中芳香烃含量高。芳香烃是变压器油中的重要结构组分， 至少有一个由6个碳原子组成的单、双键交替结构的苯环，其结构和理化性能完全不同于链 烷烃和环烷烃，单环芳香烃电气性能较好，吸气性和氧化稳定性也较好，而多环芳香烃在油 中也自然存在，利少弊多。
[0022]本发明具有以下优点：
[0023] ①本产品闭口闪点在195-220°C，传统变压器油的闭口闪点在135_150°C，本产品 的安全性能极高。
[0024]②本产品击穿电压达到65~85KV/2.5mm，大大提高了变压器的绝缘能力。传统产 品击穿电压基本在35~50KV/2.5mm。。
[0025] ③本产品的凝点可达到-55°C，传统变压器油的凝点在-25到_45°C之间，本产品可 在极寒地区使用。
[0026] ④本产品的抗氧化性能优异，不易变色，使用寿命长，500h的氧化安定性实验指标 优异。
[0027] ⑤本产品的另一个显著特征就是，析气性性能级佳，投运后不易产生气体。
[0028] 与传统矿物绝缘油相比，本产品的闭口闪点高，安全系数很好，凝点低，析气性好。 [0029]本发明和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本产品安全性能远远高于传统 变压器油，凝点低适合极寒地区。而且析气性能优异，投运后不易产生气体，产品质量远超 过国家标准GB2536-2011和国际标准IEC60296-2012中规定的指标。
【具体实施方式】：
[0030] 实施例1
[0031] 本发明提供了一种高闪点低凝点变压器油，由窄馏分环烷基油、抗氧剂、降凝剂、 抗光敏感剂和金属钝化剂组成。所述的窄馏分环烷基油在变压器油中的重量百分比为 97%，将环烷基油打入蒸馏塔中，进行常减压蒸馏，减压蒸馏工艺为残压1~65mmHg，切取 300~350°C的馏分油，然后进行加氢精制，加氢精制过程中反应釜的反应压力为12MPa，反 应温度为320°C，进油总空速为0.5/h，反应氢油体积比为850,相对于加氢处理催化剂空速 0.65/h，相对于加氢精制催化剂空速1.5/h，所述的加氢精制过程中的催化剂为Mo-WAl 2O3， 得到窄馏分环烷基油。
[0032] 按照重量百分比称取窄馏分环烷基油、抗氧剂、降凝剂、抗光敏感剂和金属钝化 剂，所述的窄馏分环烷基油在变压器油中的质量百分比为97%，所述的抗氧添加剂在变压 器油中的质量百分比为1.0%，所述的降凝剂在变压器油中的质量百分比为1.0%，所述的 抗光敏感剂在变压器油中的质量百分比为〇. 5%，所述的金属钝化剂在变压器油中的质量 百分比为0.5%，
[0033] 在反应釜中加入窄馏分环烷基油，在90°C温度下加入为变压器油重量百分比为 5%的分子筛，同时进行90min时间的搅拌吸附，直至吸附反应均匀，沉淀在经过滤机过滤3 次以后，真空栗循环真空负压I.OKPa处理2次。
[0034]进一步的，所述的分子筛为粒度为80-100目。
[0035]进一步的，所述的抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚。
[0036]进一步的，所述的降凝剂为T-803B(聚α烯烃）。
[0037]进一步的，所述的金属钝化剂为苯并三氮唑(BTA)。
[0038]进一步的，所述的抗光敏感剂为粒度50目、有效物为99.99%的ΗΕ1127光稳定剂。 [0039]各项物理化学指标见表1所示。
[0040] 实施例2
[0041] 本发明提供了一种高闪点低凝点变压器油，由窄馏分环烷基油、抗氧剂、降凝剂、 抗光敏感剂和金属钝化剂组成。所述的窄馏分环烷基油在变压器油中的重量百分比为 98%，将环烷基油打入蒸馏塔中，进行常减压蒸馏，减压蒸馏工艺为残压1~65mmHg，切取 300~350°C的馏分油，然后进行加氢精制，加氢精制过程中反应釜的反应压力为lOMPa，反 应温度为350°C，进油总空速为0.45/h，反应氢油体积比为900，相对于加氢处理催化剂空速 0.7/h，相对于加氢精制催化剂空速I. 2/h，所述的加氢精制过程中的催化剂为Co-Mo-W/ Al2O3,得到窄馏分环烷基油。
[0042] 按照重量百分比称取窄馏分环烷基油、抗氧剂、降凝剂、抗光敏感剂和金属钝化 剂，所述的窄馏分环烷基油在变压器油中的质量百分比为98%，所述的抗氧添加剂在变压 器油中的质量百分比为0.5%，所述的降凝剂在变压器油中的质量百分比为0.5%，所述的 抗光敏感剂在变压器油中的质量百分比为〇. 5%，所述的金属钝化剂在变压器油中的质量 百分比为0.5%，
[0043] 在反应釜中加入窄馏分环烷基油，在HKTC温度下加入为变压器油重量百分比为 4%的分子筛，同时进行IOOmin时间的搅拌吸附，直至吸附反应均匀，沉淀在经过滤机过滤3 次以后，真空栗循环真空负压I.OKPa处理2次。
[0044]进一步的，所述的分子筛为粒度为80-100目。
[0045] 进一步的，所述的抗氧剂为N-苯基-α萘胺。
[0046] 进一步的，所述的降凝剂为烷基萘。
[0047]进一步的，所述的金属钝化剂为苯并三氮唑(BTA)。
[0048]进一步的，所述的抗光敏感剂为粒度50目、有效物为99.99%的的HEl 127光稳定 剂。
[0049]各项物理化学指标见表1所示。
[0050] 实施例3
[0051] 本发明提供了一种高闪点低凝点变压器油，由窄馏分环烷基油、抗氧剂、降凝剂、 抗光敏感剂和金属钝化剂组成。所述的窄馏分环烷基油在变压器油中的重量百分比为 97.5%，将环烷基油打入蒸馏塔中，进行常减压蒸馏，减压蒸馏工艺为残压1~65mmHg，切取 300~350°C的馏分油，然后进行加氢精制，加氢精制过程中反应釜的反应压力为15MPa，反 应温度为330°C，进油总空速为0.55/h，反应氢油体积比为930，相对于加氢处理催化剂空速 0.75/h，相对于加氢精制催化剂空速1.2/h，所述的加氢精制过程中的催化剂为Ni-W-Co/ Al2O3,得到窄馏分环烷基油。
[0052] 按照重量百分比称取窄馏分环烷基油、抗氧剂、降凝剂、抗光敏感剂和金属钝化 剂，所述的窄馏分环烷基油在变压器油中的质量百分比为98%，所述的抗氧添加剂A在变压 器油中的质量百分比为0.5%，所述的抗氧添加剂B在变压器油中的质量百分比为0.5%，所 述的降凝剂在变压器油中的质量百分比为0.5%，所述的抗光敏感剂在变压器油中的质量 百分比为0.5% ;
[0053] 在反应釜中加入窄馏分环烷基油，在90°C温度下加入为变压器油重量百分比为 5%的分子筛，同时进行120min时间的搅拌吸附，直至吸附反应均匀，沉淀在经过滤机过滤3 次以后，所述的金属钝化剂在所述的变压器油中的质量百分比为0.5%，真空栗循环真空负 压1.0 KPa处理2次。
[0054]进一步的，所述的分子筛为粒度为80-100目。
[0055]进一步的，所述的抗氧剂A为2,6-二叔丁基对甲酚，抗氧剂B为噻二咗衍生物。 [0056]进一步的，所述的降凝剂为T602HB(聚甲基丙烯酸酯）。
[0057]进一步的，所述的抗光敏感剂为粒度50目、有效物为99.99%的HE1127光稳定剂。 [0058]进一步的，所述的金属钝化剂为苯并三氮唑(BTA)。。
[0059] 各项物理化学指标见表1所示。
[0060] 实施例4
[0061] 本发明提供了一种高闪点低凝点变压器油，由窄馏分环烷基油、抗氧剂、降凝剂、 抗光敏感剂和金属钝化剂组成。所述的窄馏分环烷基油在变压器油中的重量百分比为 98%，将环烷基油打入蒸馏塔中，进行常减压蒸馏，减压蒸馏工艺为残压1~65mmHg，切取 300~350°C的馏分油，然后进行加氢精制，加氢精制过程中反应釜的反应压力为llMPa，反 应温度为330°C，进油总空速为0.4/h，反应氢油体积比为860,相对于加氢处理催化剂空速 0.75/h，相对于加氢精制催化剂空速1.6/h，所述的加氢精制过程中的催化剂为M〇-W/A1 2〇3， 得到窄馏分环烷基油。
[0062] 按照重量百分比称取窄馏分环烷基油、抗氧剂、降凝剂、抗光敏感剂和金属钝化 剂，所述的窄馏分环烷基油在变压器油中的质量百分比为98%，所述的抗氧添加剂在变压 器油中的质量百分比为0.5%，所述的降凝剂A在变压器油中的质量百分比为0.5%，所述的 降凝剂B在变压器油中的质量百分比为0.5%，所述的抗光敏感剂在变压器油中的质量百分 比为0.25%，所述的金属钝化剂在所述的变压器油中的质量百分比为0.25%，
[0063] 在反应釜中加入窄馏分环烷基油，在100°C温度下加入为变压器油重量百分比为 5%的分子筛，同时进行90min时间的搅拌吸附，直至吸附反应均匀，沉淀在经过滤机过滤3 次以后，真空栗循环真空负压I.OKPa处理2次。
[0064]进一步的，所述的分子筛为粒度为80-100目。
[0065]进一步的，所述的抗氧剂为噻二咗衍生物。
[0066]进一步的，所述的降凝剂A为烷基萘，降凝剂B为T602HB(聚甲基丙烯酸酯）。
[0067]进一步的，所述的金属钝化剂为苯并三氮唑(BTA)。
[0068]进一步的，所述的抗光敏感剂为粒度50目、有效物为99.99%的HE1127光稳定剂。 [0069]各项物理化学指标见表1所示。
[0070]表 1
[0072]从表1可看出与，本发明与传统变压器油相比，具有更高的闪点，提高了安全性能； 凝点更低适合极寒地区，析气性好。此外本发明氧化安定性明显优于传统矿物变压器油，因 此具有更长的使用寿命。
[0073] 本产品与传统45号油变压器油投运后气体含量比较见表2
[0075] 从表2可看出与，本发明与传统变压器油相比，不易产生气体，尤其是乙炔和氢气 的含量，明显优于传统变压器油，本发明的变压器油可有效保护变压器。
[0076] 本发明的有益效果在于:首先，与传统变压油相比，本产品安全性能极佳;其次，本 产品凝固点更低，可用在极寒地区;再次，本产品的吸气性能很好，不易产生乙炔和氢气;第 四，本产品在各项指标上均优于国家标准和采用传统方法生产的变压器油标准，大大提高 了变压器运行的稳定性和安全性，延长了变压器油的使用寿命。
【主权项】
1. 一种高闪点低凝点变压器油，其特征在于：以窄馏分环烷基油为基础油，加入抗氧 剂、降凝剂、抗光敏感剂和金属钝化剂，所述的窄馏分环烷基油在变压器油中的重量百分比 为97%~98%，所述的抗氧剂在变压器油中的重量百分比为0.5%~1.0%，所述的降凝剂在变 压器油中的重量百分比为0.5%~1.0%，所述的抗光敏感剂在变压器油中的重量百分比为 0.1%~0.5%，所述的金属钝化剂在变压器油中的重量百分比为0.1%~0.5%。2. 根据权利要求1所述的一种高闪点低凝点变压器油，其特征在于:所述的窄馏分环烷 基油是指沸点在300~350°C馏份的环烷基油，其Cp值在42%-50%之间，Cp值指烷基侧链上的 碳原子占整个分子总碳数的百分数。3. 根据权利要求1所述的一种高闪点低凝点变压器油，其特征在于:所述的环烷基油含 有5、6、或者7个碳原子环。4. 根据权利要求1所述的一种高闪点低凝点变压器油，其特征在于:所述的抗氧剂为2， 6-二叔丁基对甲酚、N-苯基-α萘胺、噻二咗衍生物中的一种或两种以上的组合。5. 根据权利要求1所述的一种高闪点低凝点变压器油，其特征在于:所述的降凝剂为聚 α烯烃兰炼、烷基萘、聚甲基丙烯酸酯中的一种或两种以上的组合，所述的抗光敏感剂的粒 度为50目、其有效物为99.99%的ΗΕ1127光稳定剂，所述的金属钝化剂为苯并三氮唑。6. 权利要求1所述的一种高闪点低凝点变压器油的制备方法，其特征在于:包括一个制 备窄馏分环烷基油的步骤，然后按照重量百分比称取窄馏分环烷基油、抗氧剂、降凝剂、抗 光敏感剂和金属钝化剂，同时称取精制分子筛，所述的分子筛的重量百分比为窄馏分环烧 基油、抗氧剂、降凝剂、抗光敏感剂和金属钝化剂质量之和的2%_5%，然后在一个反应釜中加 入窄馏分环烷基油，在80°C~100°C温度下加入分子筛，搅拌90~120min，直至吸附反应均 匀、沉淀，再经过滤机过滤2~3次以后，加入抗氧添加剂、降凝剂、光敏感剂和金属钝化剂， 按照80-120r/min的转速搅拌30~45min，经过换热器加热至真空罐中控制温度60~80°C， 真空度负压0.08~0. lKPa，1~3小时后得到高闪点低凝点变压器油。7. 根据权利要求6所述的变压器油的制备方法，其特征在于:在所述的制备窄馏分环烷 基油步骤中，首先将环烷基油打入蒸馏塔中，进行常减压蒸馏，减压蒸馏工艺为残压1~ 65mmHg，切取300~350 °C的馏分油，然后进行加氢精制，加氢精制过程中反应釜的反应压力 为8~15MPa，反应温度为280~360°C，进油总空速为0.35~0.65/h，反应氢油体积比为800 ~950，相对于加氢处理催化剂空速0.5~0.85/h，相对于加氢精制催化剂空速0.85-1.95/ h，所述的加氢精制过程中的催化剂为M〇-W/A12〇3、或C〇-M〇-W/Al20 3、或Ni-W-Co/Al2〇3,得到 窄馏分环烷基油。8. 根据权利要求6所述的变压器油的制备方法，其特征在于：所述的分子筛的粒度为 80-100 目。9. 根据权利要求7所述的变压器油的制备方法，其特征在于:所述的环烷基油的Cp值在 42%-50%之间，Cp值指烷基侧链上的碳原子占整个分子总碳数的百分数。10. 根据权利要求9所述的一种高闪点低凝点变压器油，其特征在于:所述的环烷基油 含有5、6、或者7个碳原子环。
【文档编号】C10N40/16GK105861119SQ201610212508
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月7日
【发明人】汪志刚, 沈庆
【申请人】上海中孚特种油品有限公司