采用中海炼化公司基础油生产ⅰ-30℃ (特殊) 变压器油的研究.doc

采用中海炼化公司基础油生产Ⅰ-30℃ (特殊) 变压器油的研究 吴义志 刘杰 王海军 林建荣 刘燕 中海油气(泰州)石化有限公司 摘 要： 分析中国海油泰州石化和滨州沥青公司变压器油基础油性质, 根据两家公司变压器油基础油特点, 研制出满足 GB2536-2011 标准的Ⅰ-30℃ (特殊) 变压器油产品研制的Ⅰ-30℃ (特殊) 变压器油硫含量低, 环烷烃含量较高, 具有优异的析气性能和优良的抗氧化安定性能关键词： 变压器油; 芳香碳; 氧化安定性; 作者简介：吴义志, 工程师, 学士, 1998 年毕业于辽宁石油化工大学化学工程与工艺专业, 现从事润滑油加氢工艺工作Email:wuyzh12@Study on the Production of Ⅰ-30 ℃ (Special) Transformer Oil by CNOOC Refining Base OilWU Yi-zhi LIU Jie WANG Hai-jun LIN Jian-rong LIU Yan CNOOC Oil & Gas (Taizhou) Petrochemical Co., LTD.; Abstract： The properties of transformer base oil of CNOOC Taizhou Petrochemical Company and Binzhou Asphalt Company were analyzed.According to the characteristics of base oil, the Ⅰ-30 ℃ (special) transformer oil that can meet the GB 2536-2011 standard was developed.The developed Ⅰ-30 ℃ (special) transformer oil has excellent gas evolution performance and oxidation stability, with low sulfur content and high naphthenic hydrocarbon content.Keyword： transformer oil; aromatic carbon; oxidation stability; 0 引言随着经济的发展, 特殊变压器的需求量不断增大, 与之配套的变压器油需求量也日趋上升。

由于环烷基油低温性能优越, 甚至不需经过繁杂且成本高昂的脱蜡工艺即能生产变压器油, 所以长期以来, 国内外大都从环烷基原油中炼制变压器油[1]中国海油泰州石化公司 2016 年建成投产 20 万 t/a 环烷基高压加氢润滑油基础油装置, 采用壳牌公司提供的专利技术工艺包该装置以绥中 SZ36-1 原油的减二线、减三线馏分油作为原料, 采用加氢处理/脱蜡-加氢后精制两段串联全加氢工艺, 生产橡胶增塑剂, 但副产变压器油产品本文根据中国海油泰州石化和滨州沥青公司生产的变压器油基础油特点, 取长补短, 研制出满足 GB 2536-2011 标准的 I-30℃ (特殊) 变压器油产品1 实验1.1 原料中海炼化泰州石化公司和滨州沥青公司生产的变压器油基础油;抗氧剂均为市售品1.2 产品性能分析变压器油均按照 GB 2536-2011[2]标准要求的分析方法进行相应产品性质分析碳型组成采用 SH/T 0725 方法, 测定黏度、密度、折射率, 用公式计算出芳碳 (CA) 、环烷碳 (C N) 、链烷碳 (C P) 的比例变压器油氧化安定性采用NB/SH/T 0811 方法进行评定, 在 120℃的温度下、有铜的催化作用, 通入一定流量的空气进行 500h (加抑制剂油) 或 164h (不加抑制剂油) 氧化试验, 然后测定氧化后油的酸值、沉淀和介质损耗因数, 并通过其大小来判定变压器油的氧化安定性。

2 结果与讨论2.1 泰州石化变压器油生产工艺及性质泰州石化 20 万 t/a 环烷基高压加氢润滑油基础油装置, 采用壳牌公司提供的专利技术工艺包, 采用全加氢工艺, 生产环烷基润滑油产品装置的流程简图见图 1图 1 20 万 t/a 环烷基润滑油加氢装置流程 下载原图该套环烷基润滑油加氢装置主要用于生产 SBS 橡胶填充油 N4006 和 N4010, 但副产物 2cSt 的环烷基润滑油基础油的产量也较大, 2cSt 环烷基润滑油基础油的产品性质见表 1表 1 泰州石化 2cSt 环烷基润滑油基础油性质 下载原表 表 1 泰州石化 2cSt 环烷基润滑油基础油性质 下载原表 从表 1 可以看出, 泰州石化 2cSt 环烷基润滑油基础油的高低温黏度性能好, 同时环烷烃含量很高、总硫含量很低, 是生产特殊变压器油的优质原料但产品的芳香碳含量太低, 会使变压器油的析气性差, 也会降低变压器油的油泥溶解性, 对产品的抗氧化安定性产生不利影响, 即使精制深度高的变压器油基础油对抑制剂的感受性好, 变压器油运行初期的氧化安定性会较好, 但一旦抑制剂消耗尽了以后, 变压器油的氧化安定性会非常差[3]。

因此泰州石化 2cSt 环烷基润滑油基础油不能直接作为特殊变压器油使用2.2 滨州沥青公司变压器油生产工艺及性质中海炼化滨州沥青公司变压器油基础油生产是采用加氢脱酸-糠醛白土精制传统工艺其中绥中 36-1 原油的常二侧线馏分油用于生产 I-20℃变压器油基础油;而秦皇岛 32-6 原油的常二侧线馏分油用于生产 I-30℃变压器油基础油, 具体的工艺流程见图 2, 产品性质见表 2图 2 滨州沥青公司生产流程 下载原图表 2 滨州沥青公司 I-20℃和 I-30℃变压器油基础油性质 下载原表 表 2 滨州沥青公司 I-20℃和 I-30℃变压器油基础油性质 下载原表 由表 2 数据可知, 滨州沥青公司的 I-20℃和 I-30℃变压器油基础油的大部分性能基本符合指标要求, 但 I-20℃变压器油基础油的倾点不符合-30℃特殊变压器油的要求而 I-30℃变压器油基础油的功能特性和精制/稳定特性均符合特殊变压器油要求, 但其芳香烃含量高, 加入抑制剂后造成变压器油的氧化安定性差两种变压器油基础油的芳香碳含量高, 产品的析气性能好、溶解油泥的能力好, 但过高的芳香碳含量会降低变压器油的抗氧化安定性能。

2.3 特殊变压器油基础油调制通过上述中海炼化泰州石化和滨州沥青公司变压器油基础油性质分析可知, 泰州石化变压器油基础油的硫含量低但析气性较差而滨州沥青公司变压器油基础油的析气性好而硫含量高, 因此可以利用两种变压器油基础油各自的优点调制出符合 GB2536-2011 特殊变压器油的基础油调合后的变压器油基础油主要考察倾点、硫含量、碳型、芳烃和析气性, 由于我国环烷基变压器油主要由新疆克拉玛依石化公司生产, 因此, 以克拉玛依的 KI45X 为标准油进行对比表 3为不同调合比例调合的特殊变压器油基础油的性质分析表 3 不同比例调合的 I-30℃特殊变压器油基础油析气性和氧化安定性 下载原表 由表 3 分析数据可知, 泰州变压器油基础油和滨州 I-20℃变压器油基础油调合后方案 1 和方案 2 的调合样品低温流动性优于 KI45X, 但析气性较 KI45X 差方案 3 调合样品的倾点稍高于 KI45X, 析气性优于 KI45X方案 4 调合样品的倾点较 KI45X 高, 但析气性最好泰州变压器油基础油和滨州 I-30℃变压器油基础油调合后, 样品的低温流动性均优于 KI45X但方案 5 和方案 6 的调合样品析气性较 KI45X 差。

方案 7 和方案 8 调合样品的析气性优于 KI45X这是由于两种基础油调合后产品的芳烃含量逐渐增加, 相应的产品的析气性也逐渐变好由于变压器油的特殊性, 单纯的基础油很难全面满足变压器油的各项要求, 在生产变压器油时, 需添加一定的添加剂来满足其要求此外, 变压器油加入到变压器后, 在运行过程中因受溶解在油中的氧气、温度、电场、电弧及水分、杂质和金属催化剂等的作用, 会生成大量的过氧化物及醇、醛、酮和酸等氧化产物, 因此变压器油的抗氧化性能是非常重要的指标变压器油的添加剂对油品的理化性能和电气性能没有影响, 因此, 以方案 2 调合的油样为基础油, 采用了 5 个添加剂配方进行添加剂复配优化主要通过考察油品的抗氧化性能进行添加剂筛选, 具体数据见表 4表 4 添加剂配方筛选 下载原表 由表 4 可知, 采用配方 1 时, 油品酸值不受负面影响, 但油品的氧化安定性能不能满足 I-30℃特殊变压器油氧化性能指标要求;采用配方 4 时, 油品酸值不受负面影响, 但油品的氧化安定性能不能满足 I-30℃特殊变压器油氧化性能指标要求;采用配方 5 时, 对油品的酸值有负面影响使得油品的酸值超标, 但油品的氧化安定性能满足 I-30℃特殊变压器油氧化性能指标要求;采用配方 2 和配方 3 时, 油品酸值不受负面影响, 且油品具有良好的氧化安定性能, 完全能够满足 I-30℃特殊变压器油氧化性能指标要求;从油品经济成本的角度考虑, 配方 2 要更合适。

采用添加剂配方 2, 考察方案 7、8 调合油样的氧化安定性, 分析结果见表 5表 5 不同基础油方案调合变压器油氧化安定性 下载原表 从表 5 数据可见, 方案 7 调合油样氧化安定性试验后油泥含量较方案 8 调合油样高因为对于同一类变压器油, 芳烃含量越高, 对油泥的溶解性越好, 从油中分离过滤出的沉淀物越少方案 7 调合油样的氧化安定性非常好, 符合标准要求;而方案 8 调合油样的总酸值为 0.31mgKOH/g, 超出了标准值 0.01mgKOH/g, 不符合标准要求2.4 I-30℃特殊变压器油产品性质采用泰州石化环烷基 2cSt 基础油和滨州沥青公司 I-30℃变压器油基础油生产的 I-30℃特殊变压器油产品性质见表 6表 6 采用中海炼化公司基础油生产的 I-30℃特殊变压器油产品性质 下载原表 3 结论(1) 中国海油泰州石化公司生产的环烷基 2cSt 基础油芳香烃含量低, 析气性差, 不能直接作为特殊变压器油使用2) 中国海油滨州沥青公司 I-20℃变压器油基础油倾点不符合-30℃特殊变压器油的要求, I-30℃变压器油基础油氧化安定性差, 不能直接作为特殊变压器油使用。

3) 采用泰州石化环烷基 2cSt 基础油和滨州沥青公司生产的 I-30℃变压器油基础油可以生产出符合 GB 2536-2011 标准的 I-30℃特殊变压器油产品参考文献[1]马蕊燕, 李峻峰, 何军.国内外变压器油的发展现状与趋势[J].新疆石油科技, 2010, 20 (2) :75-78. [2]GB 2536 电工流体变压器和开关用的未使用过的矿物绝缘油[S].2011. [3]张绮, 马书杰, 于会民, 等.变压器油碳型组成对氧化安定性的影响[J].石油炼制与化工, 2015, 46 (12) :73-76. 。