环烷基变压器油组合物的制作方法

文档序号:14705438发布日期:2018-06-15 23:20阅读:364来源:国知局

本发明涉及变压器油组合物。



背景技术:

变压器油在变压器、电抗器等电气设备中,主要起绝缘和冷却作用。为保证电气设备长周期安全运行,变压器油必须具备优异的低温性能,满足电气设备低温启动要求;较低的运动黏度,有利于电气设备散热冷却;优异的电气性能;满足电气设备绝缘要求;较好的抗析气性能,吸收因局部放电产生的氢气从而防止发生气隙放电破坏电气设备的绝缘;较好的氧化安定性,尽量减缓油品的氧化,减少油泥的生成;适宜的溶解油泥性能,能够溶解电气设备长周期运行过程中或过热故障形成的油泥而避免破坏绝缘材料和影响传热。在变压器油的上述性能中,电气性能、抗氧化性能与抗析气性能、溶解性能是相互矛盾的,即要保证较好的电气性能和抗氧化性能,变压器油需深度精制,芳烃含量低;而要保证抗析气性能和溶解性能,变压器油中需保留一定含量的芳烃。因此要满足以上性能,变压器油组成中需含有较高的环烷烃(保证溶解性能)、适宜的异构烷烃含量(保证低温黏度)和芳烃含量(保证抗析气性能)。一个优质的变压器油实际上是溶解性能、抗析气性能与电气性能、抗氧化性能的平衡,只有环烷基变压器油(碳型组成中CP值小于50%)才有可能平衡各项性能。

国际电工委员会(IEC)变压器油标准IEC60296-2012中I类(特殊用途)规定了含抗氧剂变压器油所要求的性能。

美国试验材料学会(ASTM)变压器油标准ASTMD3487-16中II类规定了含抗氧剂变压器油所要求的性能。

目前市场上的符合IEC60296-2012标准中I类(特殊用途)变压器油,其基础油为保证产品具有较好的电气性能和对合成抗氧剂的感受性,一般采用深度精制的加工工艺和工艺条件,基础油碳型组成中CA值一般小于3%,以保证在加入合成抗氧剂后能够满足标准中对氧化安定性的苛刻要求。该类变压器油产品由于芳烃含量低,抗析气性能差,一般为+35至+55mm3/min,远高于ASTMD3487-16标准中II类油要求不高于+30mm3/min的指标要求,同时为保证氧化安定性指标,其合成抗氧剂加入量也高于ASTMD3487-16标准中II类油不大于0.3%的要求,一般为0.35-0.40%。

而目前市场上的符合ASTMD3487-16标准中II类要求的变压器油,其基础油为保证产品具有较好的抗析气性能,一般采用适度精制的加工工艺和工艺条件,基础油碳型组成中CA值一般为4%以上甚至达到10%,由于ASTMD3487-16标准中II类油对氧化安定性要求相对较低,在基础油芳烃含量较高的情况下,加入标准要求的不高于0.3%合成抗氧剂,也能满足指标要求,但远远不能满足IEC60296-2012标准中I类(特殊用途)变压器油对氧化安定性的要求。

由于IEC60296-2012标准中I类(特殊用途)和ASTMD3487-16标准中II类对变压器油产品要求侧重不同,难以兼顾,目前市场上尚无同时符合两个标准的环烷基变压器油产品,变压器油生产商均是按两个系列执行不同标准来进行生产、储存和供应市场。

专利CN 101372645 B公开了一种绝缘油及其制造方法,采用该方法生产的变压器油在保持芳烃含量较高时,氢气吸收性优异即具有较好的抗析气性能,如实例中在碳型组成中CA值为3.8%时,析气性为+28.9μL/min,接近ASTMD3487-16标准对析气性要求的上限,但因芳烃含量高,对合成抗氧剂感受性差,不可能满足IEC60296-2012标准中I类(特殊用途)对抗氧化性能的要求,也就是说,采用该专利是不可能生产同时满足IEC60296-2012标准中I类(特殊用途)变压器油和ASTMD3487-16标准中II类指标要求的变压器油产品。

专利CN 102311785 B公开了一种环烷基馏分油加氢生产润滑油基础油的方法,该方法为深度精制基础油生产技术,生产的变压器油基础油几乎不含芳烃,虽然对抗氧剂感受性好,抗氧化性能能够满足IEC60296-2012标准中I(特殊用途)类变压器油指标要求,但抗析气性将会很差,不能满足ASTMD3487-16标准对析气性要求。

专利CN 1990833A公开了一种超高压变压器油生产方法,但该方法生产的变压器油倾点不能满足IEC60296-2012标准和ASTMD3487-16标准中对倾点指标的要求,同时由于具有较好的抗析气性能,芳烃含量高,其抗氧化性能不可能满足IEC60296-2012标准中I类(特殊用途)变压器油指标要求。

专利ZL02104842.8公开了变压器油抗析气添加剂生产方法及使用方法,该专利技术生产的基础油其双环芳烃含量高,而双环芳烃抗析气性能远优于单环芳烃和三环芳烃,因此在总芳烃含量相近条件下,具有极好的抗析气性能。该专利生产的抗析气添加剂与普通变压器油调和生产超高压变压器油(析气性小于+5mm3/min),在添加0.08%抗氧剂时可以符合IEC296-91(IA)和ASTMD3487(I类)变压器油标准。由于该专利中使用的普通变压器油基础油析气性为+24mm3/min,加入0.3%的抗氧剂可以满足ASTMD3487-09标准中II类变压器油指标要求,但氧化安定性远远不能满足IEC60296-2012标准中I类(特殊要求)对氧化安定性指标要求,如果再加入高芳烃的变压器油抗析气添加剂,虽然析气性降低了,但氧化安定性会变得更差,因此采用该专利是不可能生产同时满足IEC60296-2012标准中I类(特殊用途)和ASTMD3487-16标准中II类指标要求的高级别环烷基变压器油。

本发明利用了专利ZL02104842.8技术生产的变压器油基础油双环芳烃含量高具有极好抗析气性能的特点,高压加氢工艺生产的低芳烃变压器油基础油具有极好抗氧化性能的特点,两种基础油调和后,在芳烃含量相对较低(碳型组成中CA值小于3.5%)的情况下较好的平衡了IEC60296-2012标准中I类(特殊用途)要求的极好氧化安定性和ASTMD3487-16标准中II类要求的较好抗析气性之间的矛盾,大大便利了变压器油生产商和使用商的生产、运输和储存。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种能同时满足IEC60296-2012标准中的I类(特殊用途)和ASTMD3487-16标准中II类指标要求的高级别环烷基变压器油组合物。

本发明提供一种环烷基变压器油组合物,包括析气性为-25mm3/min(μL/min)及以下的低析气性环烷基变压器油基础油、压力为大于等于15MPa的高压加氢工艺生产的碳型组成中CA值为小于1%的低芳烃环烷基润滑油基础油和抗氧剂。

本发明所述的环烷基变压器油组合物,其中,所述低析气性环烷基变压器油基础油,优选是以环烷基原油馏分为原料,采用专利ZL02104842.8技术生产。

本发明所述的环烷基变压器油组合物,其中,所述低芳烃环烷基润滑油基础油,优选是以环烷基原油馏分为原料,采用“高压加氢处理或裂化-高压加氢异构脱蜡-高压加氢补充精制”或“高压加氢处理或裂化-高压临氢降凝-高压加氢补充精制”工艺生产。

本发明所述的环烷基变压器油组合物,其中,所述低析气性环烷基变压器油基础油,其倾点优选低于-40℃,析气性优选低于-25mm3/min,开口闪点优选高于145℃,碳型组成中CP值优选不大于50%。

本发明所述的环烷基变压器油组合物,其中,所述低芳烃环烷基润滑油基础油,其40℃黏度优选小于10mm2/s,开口闪点优选高于145℃,碳型组成中CA值优选不大于1%,CP值优选不大于50%。

本发明所述的环烷基变压器油组合物,其中,以环烷基变压器油组合物总质量计,所述低析气性环烷基变压器油基础油优选为15-30%,低芳烃环烷基润滑油基础油优选为70-85%,抗氧剂优选为0.3%,碳型分析中CA值优选小于3.5%。

本发明所述的环烷基变压器油组合物,其中,所述环烷基变压器油组合物,优选的是,满足IEC60296-2012标准中I类变压器油(特殊用途)和ASTMD3487-16标准中II类变压器油指标要求,且碳型组成中CP值不大于50%。

本发明所述的环烷基变压器油组合物,其中,所述抗氧剂优选是2,6-二叔丁基对甲酚或2,6-二叔丁基苯酚。

本发明与现有技术相比,在较好的平衡了抗析气性能和抗氧化性能,能够生产同时满足IEC60296-2012标准中I类(特殊用途)变压器油和ASTMD3487-16标准中II类变压器油指标要求的环烷基变压器油。

具体实施方式

以下对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例,下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件。

本发明首先以环烷基原油馏分为原料,采用专利ZL02104842.8技术生产倾点低于-40℃,析气性低于-25mm3/min,开口闪点高于145℃,碳型组成中CP值不大于50%的低析气性变压器油基础油,与以环烷基原油馏分为原料,采用“高压加氢处理或裂化-高压加氢异构脱蜡-高压加氢补充精制”或“高压加氢处理或裂化-高压临氢降凝-高压加氢补充精制”工艺生产的40℃黏度小于10mm2/s,开口闪点高于145℃,碳型组成中CA值不大于1%,CP值不大于50%的低芳烃润滑油基础油调和,调和比例为15-30:70-85,控制碳型分析CA值不高于3.5%和析气性不高于+30mm3/min,然后加入0.3%抗氧剂调和而成。

本发明所述的抗氧剂是2,6-二叔丁基对甲酚或2,6-二叔丁基苯酚。

采用低析气性环烷基变压器油基础油与高压加氢生产的低芳烃环烷基润滑油基础油以20:80比例调和,然后加入0.3%的2,6-二叔丁基对甲酚抗氧剂,调和的高级别环烷基变压器油组合物与分别符合ASTMD3487-16标准中II类和符合IEC60296-2012标准中I类(特殊用途)标准的对比油性质见表1和表2。其中表1为按IEC60296-2012标准的实施示例,表2为按ASTMD3487-16标准的实施示例。

从表1和表2数据看出,本发明的环烷基变压器油组合物同时满足IEC60296-2012标准中I类变压器油(特殊用途)和ASTMD3487-16标准中II类变压器油指标要求。

表1 IEC60296-2012标准及变压器油组合物性质

表2 ASTMD3487-16标准及变压器油组合物性质

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