DD255747A1 - Verfahren zur herstellung von transformatorenoel - Google Patents

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DD255747A1
DD255747A1 DD29583386A DD29583386A DD255747A1 DD 255747 A1 DD255747 A1 DD 255747A1 DD 29583386 A DD29583386 A DD 29583386A DD 29583386 A DD29583386 A DD 29583386A DD 255747 A1 DD255747 A1 DD 255747A1
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DD29583386A
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Hartmut Dettmann
Rudolf Giessel
Markus Kockert
Eberhard Kopp
Harry Kroenke
Uwe Voelker
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Petrolchemisches Kombinat
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Transformatorenoel, insbesondere nichtinhibiertem Transformatorenoel mit verbesserter Alterungsbestaendigkeit aus Erdoelprodukten. Das Ziel der Erfindung besteht in der kostenguenstigen Herstellung bei nur geringem technischen und Energieaufwand und ohne Beeintraechtigung der Frischoelkenndaten, wie dielektrischer Verlustfaktor, Farbe und Geruch. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Herstellung ohne Abreicherung von Aromaten im Basisoel. Erfindungsgemaess wird dazu dem Basisoel eine durch Loesungsmittelbehandlung unter speziellen Bedingungen hergestellte Komponente in Mengen von 0,2 bis 2,0 Ma.-% zugesetzt.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Transformatorenöl, insbesondere nichtinhibiertem Transformatorenöl, mit verbesserter Alterungsbeständigkeit aus Erdölprodukten.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Der zunehmende Bedarf an Transformatorenöl, die begrenzte Verfügbarkeit der geeigneten naphthenbasischen Rohstoffe und die steigenden Anforderungen an die Qualität der Fertigöle sind Anlaß zur Entwicklung von Verfahren und Technologien zur Herstellung von Transformatorenölen auch auf der Grundlage nichtnaphthenbasischer Rohstoffe.
Die Alterungsbeständigkeit, insbesondere die Alterungsbeständigkeit nichtinhibierter Isolier- und Transformatorenöle, ist Gegenstand vieler Veröffentlichungen und Patentbeschreibungen. Die dabei angebotenen technischen Lösungen zur Herstellung nichtinhibierter Öle sind sehr unterschiedlich.
Gemäß DE 1926173 und 2036629 wird zur Erzeugung eines alterungsbeständigen Öls ein naphthenbasisches Öl unter scharfen hydrökatalytischenßedingungen bei niedriger Belastung und Kreislauffahrweise behandelt, damit der Aromatengehalt ansteigt.
Außerdem erfolgt der Zusatz einer Destillatfraktion, die aus einem Kreislauföl der Crackung hergestellt wurde.
Der Nachteil des Verfahrens besteht in dem Einsatz der beschränkt verfügbaren naphthenbasischen Rohstoffe. Erbesteht weiterhin in dem erheblichen technischen und Energieaufwand für die Durchführung der scharfen hydrokatalytischen Behandlung bei gleichzeitig niedriger Belastung und Kreislauffahrweise.
Gemäß DE 2051934 werden zur Erzeugung eines thermisch stabilen Isolieröls polycyclischen, naphthenischen Kohlenwasserstoffen aromatische Fraktionen zugesetzt, die durch Hochtemperaturcrackung von Kohlenwasserstoffen, Entschwefelung, Alkylierung und/oder Hydrierung erhalten wurden.
Gemäß DE 1008437 wird ein Isolieröl auf der Basis eines raffinierten Mineralöls derart hergestellt, daß dem Mineralöl 0,1-10Gew.-% eines durch Crackung, katalytische Hydrierung oder Alkylierung erhaltenen Kohlenwasserstoffgemisches zugesetzt werden.
In der DE 1745771 wird als Mittel zur Verbesserung der Alterungsbeständigkeit von Elektroisolierölen die Verwendung der durch Kältezerlegung aromatenreicher, mittels selektiver Lösungsmittel aus Spindel- und Maschinenölfraktionen gewonnener Extrakte hergestellten, im wesentlichen aus Aromaten bestehenden, ursprünglich nicht mit Wasserstoff behandelten oder anschließend vornehmlich bei niedrigen Drücken und hohen Temperaturen in Gegenwart von Wasserstoff und einem Katalysator behandelten und gegebenenfalls fraktioniert destillierten Fraktion angegeben.
Der Nachteil der aufgeführten Verfahren besteht in dem hohen technischen und Energieaufwand für die Herstellung der Zusätze.
Bei Einsatz nichtnaphthenbasischer Komponenten sind die üblichen der Behandlungsstufen zur Erzeugung von Isolierölen solche mit einem selektiven Lösungsmittel wie Phenol oder Furfural zur Entfernung wenigstens eines Teils der aromatischen Verbindungen, das Entwachsen, das Behandeln mittels Schwefelsäure oder Oleum, das Behandeln mittels aktivierter Bleicherde und die Hydrierung.
Die durch die üblichen Raffinationsverfahren hergestellten Öle sollen gemäß DE 1965240 um so oxydationsbeständiger sein, je näher ihr Gehalt an aromatischen Verbindungen bis an einen optimalen Wert herankommt, der relativ niedrig liegt. Der Zusatz von schwerem Rückführ-Gasöl, welches ein an aromatischen und heteroaromatischen Verbindungen sehr reiches Öl ist, bewirkt bis zu Zusatzmengen von 4% eine Erhöhung der Widerstandsfähigkeit der Öle gegen Oxydation. Ein Zusatz von mehr als 4% übt keinen günstigen Einfluß auf die Stabilität des sich ergebenden Ölgemisches aus. Die Stabilität der Mineralöle kann im Laufe der Raffination durch Zugabe einer geringen Menge eines Kohlenteeröls, wie beispielsweise eines Anthracen- oder Chrysenöls verbessert werden. Der optimale Anteil liegt zwischen 0,5 und 2Gew.-% bezogen auf das Basisöl.
Gemäß DE 1594421 wird das Hydrierprodukt eines schweren Kreislaufgasöls eingesetzt oder dieses Produkt wird vor dem Zusatz einer Destillation unterworfen oder entparaffiniert oder durch Lösungsmittelextraktion an aromatischen Bestandteilen angereichert oder mit Säure behandelt.
Gemäß DE 1965240 werden dem Basisöl Mischungen aus schwerem Kreislaufgasöl und Kohlenteeröl zugesetzt. Vor dem Zusatz kann das schwere Kreislauföl einer Entwachsung oder zur Erhöhung des Gehalts an aromatischen Verbindungen einer Lösungsmittelextraktion unterworfen werden. Die Komponenten oder die Mischung können einer Behandlung mit Säure oder einem Raffinierungsverfahren unterworfen werden, innerhalb dessen ein Kontakt mit einer natürlichen Erde oder eine Wasserstoffbehandlung vorgesehen ist.
Der Nachteil der Verfahren besteht in dem hohen technischen und Energieaufwand für die Durchführung der Extraktionen der Basisöle. Er besteht außerdem in der erheblichen Beeinträchtigung der Frischölkenndaten wie z. B. dem dielektrischen Verlustfaktor und der Farbe. Als nachteilig wird auch der Geruch bei Zusatz von Kohlenteeröl angegeben.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist die Herstellung von Transformatorenöl, insbesondere die Herstellung von nichtinhibiertem Transformatorenöl mit guter Alterungsbeständigkeit bei nur geringem technischem und Energieaufwand und ohne Beeinträchtigung derFrischölkenndaten(wie dielektrischer Verlustfaktor, Farbe und Geruch.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung Transformatorenöl, insbesondere nichtinhibiertes Transformatorenöl mit günstiger Alterungsbeständigkeit und ohne Abreicherung von Aromaten im Basisöl herzustellen.
Es wurde gefunden, daß die Herstellung von Schmier- und Isolierölen, insbesondere die Herstellung von nichtinhibierten Transformatorenölen, mit günstiger Alterungsbeständigkeit und ohne eine bemerkenswerte Beeinträchtigung der Frischölkenndaten und ohne eine energie- und apparateaufwendige Abreicherung von Aromaten im Basisöl möglich ist, wenn den Basisölen oder den Ölen, die einen Aromatengehalt bis 40Ma.-% haben, eine Komponente in einer Menge von 0,2 bis 2,0Ma.-%, vorzugsweise 0,5 bis 1,0 Ma.-%, zugegeben wird, die durch Lösungsmittelbehandlung mit einem leichten aliphatischen Kohlenwasserstoff oder leichten Kohlenwasserstoffgemisch wie Pentan, η-Hexan oder Petroläther aus einem schweren Destillat- oder Rückstandsöl aus einem Verfahren der katalytischen und/oder thermischen Crackung von Erdölfraktionen derart gewonnen wird, daß mit einem Teil des schweren Destillat-oder Rückstandsöls 1,5 bis 10 Teile des leichten Kohlenwasserstoffs oder Kohlenwasserstoffgemisches vermischt werden, daß die sich abscheidenden festen oder hochviskosen Bestandteile abgetrennt werden und daß der leichte Kohlenwasserstoff oder das Kohlenwasserstoffgemisch destillativ von der Komponente abgetrennt wird.
Als Basisöle oder Öle gemäß der Erfindung können Öle eingesetzt werden, die durch milde oder tiefe Hydroraffination von Erdölprodukten gewonnen wurden oder die durch Hydrospalten von schwereren Fraktionen hergestellt wurden. Ebenfalls angewendet werden kann das erfindungsgemäße Verfahren bei Ölen, die zur Verbesserung der Tieftetnperatureigenschaften eienr Entparaffinierung oderTeilentparaffinierung unterworfen wurden und/oder denen ein Stockpunktdepressator zugesetzt wurde.
Die Zugabe der Komponente erfolgt erfindungsgemäß nach der Hydroraffination und destillativen Abtrennung des Öls. Die Zugabe erfolgt zweckmäßig vor der Behandlung des Öls mit Bleicherde.
Ausführungsbeispiel
1. Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde Rückstandsöl der katalytischen Crackung mit η-Hexan bzw. Petroleumbenzin (Siedebereich 303...338K) in den in Tabelle 1 angegebenen Verhältnissen bei Raumtemperatur behandelt. Danach wurde die η-Hexan bzw. Petroleumbenzinphase abgetrennt und das Lösungsmittel abdestilliert. In der Tabelle 1 sind die Kenndaten des Rückstandsöls und der hergestellten Komponenten aufgeführt.
Tabelle 1 Rückstandsöl 1,09 Komponente 1 Komponente 2 Komponente 3
Verhältnis Rück 1,666 1:1,5 1:10 1:4
standsöl zu Hexan
Dichte bei 293 K 170 1,07 1,02 1,06
(g/cm3) 280
Brechungsindex bei 291 1,662 1,654 1,660
343 K
Viskosität bei 323 K 95 75 103
(mm2/s) 262 275 275
Molmasse 298 302 295
Anilinpunkt (K)
Den beiden Komponenten wurden Öle zugesetzt, die
a) durch biologische Teilentparaffinierung eines paraffinhaltigen Dieselöls, milde hydrokatalytische Behandlung und Destillation (Aromatengehalt 32%) und
b) durch Hydrospalten von Vakuumdestillat und Gasöl und anschließende destillative Abtrennung (Aromatengehalt 18^c) hergestellt wurden.
Die Prüfung der Oxydationsstabilität wurde nach WP DD 229786 (Druckoxidation) bei 408K, 0,4MPa, 300ml Öl, Gasdurchsatz 20 l/h bestehend aus 95% N2 und 5% O2, Cu-Katalysator und in der Einheitsapparatur zur Ölalterung (modifiziertes IEC-Verfahren) bei 373 K, 72 h, 75g Öl, 5 l/h O2, Cu-Katalysator durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt.
Tabelle 2
-3- ÜÜD I'M ~-
Öl, hergestellt durch biologische Teilentparaffinierung und Hydroraffination
Druckoxydation modif. IEC-Verfahren
Induktions- tan δ NZ NZ tan δ Schlamm
zeit x103 (mgKOH/g) (mgKOH/g) x103 (Ma.-%)
(Min) nach... Min
Oxydationszeit
Öl ohne Zusatz
Öl plus Komponente 1
Komponente 2 Komponente
2,0 0,5
1,0
1,0
13 200 . 130 0,17 0,10 95 0,005
425 40 455 0,07 0,08 56 0,006
85 50 135 0,07 0,08 60 0,003
760 32 780 0,05 - 0,04 50 0,010
190 25 0,04 0,06 65 0,008
220
410
0,07
0,04
40
0,006
Tabelle 2 — Fortsetzung Öl aus dem Hydrospaltverfahren
Druckoxydation modif. IEC-Verfahren
Induktions- tan δ NZ NZ tan δ Schlamm
zeit x103 (mgKOH/g) (mgKOH/g) x103 (Ma.-%)
(Min) nach... Min
Oxydationszeit
Öl plus
Komponente 1 Komponente 2 Komponente
2,0 0,5
1,0
1,0
10 12
0,4
195
335
480
0,18
0,11
0,24
frei
0,05 3 frei
0,03 3 frei
0,03 2 frei

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung von Transformatorenöl, insbesondere nichtinhibiertem Transformatorenöl mit verbesserter Alterungsbeständigkeit gegebenenfalls unter Zusatz eines Stockpunktdepressators, gekennzeichnet dadurch, daß einem Basisöl mit einem Aromatengehalt <40Ma.-% eine Komponente, die durch Lösungsmittelbehandlung von schwerem Destillat- oder Rückstandsöl der katalytischen und/oder thermischen Crackung von Erdölfraktionen mit einem leichten aliphatischen Kohlenwasserstoff oder Kohlenwasserstoffgemisch des Siedebereiches 303-348 K im Verhältnis 1:1,5 bis 1:10 gewonnen wurde, nach Entfernung der dabei entstehenden festen und hochviskosen Bestandteile sowie des verwendeten Lösungsmittels in Mengen von 0,2 bis 2,0 Ma.-%, insbesondere 0,5 bis 1,0 Ma.-% zugesetzt wird.
2. Verfahren zur Herstellung von Transformatorenöl nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der leichte aliphatische Kohlenwasserstoff Petrolether, Pentan oder η-Hexan ist.
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