一种降低天然酯绝缘油倾点的处理方法技术

本发明专利技术提供了一种降低天然酯绝缘油倾点的处理方法，属于天然酯绝缘油深度精炼技术领域。一种降低天然酯绝缘油倾点的处理方法包括结晶分提处理和添加剂添加处理。本方法通过结晶分提处理，大大降低了天然酯绝缘油中高熔点甘油酯和蜡的含量，并与添加剂有效结合可使天然酯绝缘油倾点降至‑25℃以下，且保持良好的理化、电气性能，能够满足天然酯绝缘油在我国大部分地区的应用需求。本发明专利技术技术优势明显，适用性强，工艺流程简单，生产成本低，完全满足工业化生产的技术需求，具有良好的技术转化和实施前景。

A treatment method of reducing pour point of natural ester insulating oil

【技术实现步骤摘要】
一种降低天然酯绝缘油倾点的处理方法
本专利技术属于天然酯绝缘油深度精炼
，具体涉及一种降低天然酯绝缘油倾点的处理方法。
技术介绍
绝缘油是重要的液体绝缘介质，主要应用于液浸式高压绝缘设备，如液浸式变压器、断路器和互感器等，通过浸渍和填充来消除电气设备内绝缘的气隙，起到绝缘、散热冷却和熄灭电弧的作用。矿物绝缘油具有良好的电气绝缘及冷却性能，在电气设备中得到了良好的应用，但由于其燃点低、生物降解性差，并不适宜在消防安全和环保要求高的场合使用。作为一种环保新型高燃点液体绝缘介质，天然酯绝缘油（植物绝缘油）具有矿物绝缘油不可比拟的性能优势：闪点达到300℃以上，完全满足电气设备防火性能的要求；28天生物降解率达到95%以上，即便泄露也不会对周边环境造成污染，满足绿色环保的要求；可再生，能够有效缓解电气设备对石油资源的过度依赖。将天然酯绝缘油应用于变压器可赋予其高燃点、环保、低噪声等性能优势，提高变压器的过载能力，延长变压器使用寿命，有效缓解“返乡高负荷”等技术难题，保证电网的安全、稳定运行。国外天然酯绝缘油的研制已有超过30年的历史，并且在液浸式变压器中得到了广泛应用，目前在运行的天然酯绝缘油变压器已超过100万台，遍布电网、新能源、海洋风电、石油和铁路等不同行业。近几年我国在天然酯绝缘油方面取得了较大的突破，现已成功实现了天然酯绝缘油国产化，并且在河南、湖北、山东及江苏等多地的配电变压器中进行了试点应用，起到了良好的示范作用。由于自身的分子构成原因，天然酯绝缘油倾点高于矿物绝缘油（菜籽绝缘油的倾点一般在-16~-18℃，大豆绝缘油的倾点一般在-12~-16℃）。我国北方大部分地区最低环境温度低于-20℃。当环境温度低于其倾点时，天然酯绝缘油会由液态逐渐转变为固态，其理化、电气性能也发生了一定的变化，目前并没有切实有效的方法来改善天然酯绝缘油的倾点，也缺乏天然酯绝缘油变压器冷态启动的相关技术要求，且矿物绝缘油变压器冷态启动方法并不适用于天然酯绝缘油变压器，无法保证天然酯绝缘油变压器在低温条件下的正常启动与投运，大大限制了天然酯绝缘油的应用范围。中国专利CN101538500A公开了一种以植物油为原料的绝缘油制备方法，该专利技术通过对植物油进行碱中和、减压蒸馏、氢化、深精炼等步骤，最后加入添加剂制得。方法中选用的“氢化”工艺虽然提高了绝缘油的抗氧化性，但是在一定程度上提高了绝缘油的饱和程度，导致绝缘油倾点升高，限制了其应用前景。中国专利CN102682869A公开了一种植物绝缘油的制备方法，该专利技术通过对精炼后的植物油进行酯交换、减压蒸馏、脱色、降酸、过滤和深度脱水等工艺，最后加入添加剂制得。方法中选用的“酯交换”工艺能够有效降低植物绝缘油的运动黏度，但是会使其闪点降低，无法满足植物绝缘油的技术要求，且降凝剂的添加虽然在一定程度上降低了植物绝缘油的倾点，但是仍然无法满足其在低温地区的使用要求。中国专利CN101619254A公开了一种混合式绝缘油及制备方法，该方法制备的混合绝缘油以矿物绝缘油为主，混入适当比例的植物绝缘油，能够有效抑制油纸绝缘的老化。虽然绝缘油倾点得到了有效改善，但是已无法满足植物绝缘油的技术要求。中国专利CN104987914A公开了一种低倾点混合绝缘油及制备方法，该方法制备的混合绝缘油以植物绝缘油为主，混入适当比例的矿物绝缘油，可以将绝缘油倾点降至-20℃左右。但是研究表明，植物绝缘油中的矿物绝缘油含量超过10%，就会导致植物绝缘油燃点急剧下降，严重影响其防火性能，无法满足IECK级液体的要求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种降低天然酯绝缘油倾点的处理方法，所得天然酯绝缘油的理化、电气性能优良，倾点达到-25℃以下，可以满足天然酯绝缘油在我国大部分地区的应用需求。本专利技术的目的之二在于提供一种上述处理方法得到的低倾点天然酯绝缘油。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种降低天然酯绝缘油倾点的处理方法，依次对天然酯绝缘油进行结晶分提处理和添加剂添加处理，所述结晶分提处理具体包括以下步骤：1）60～80r/min和-0.096～-0.1Mpa真空条件下，将天然酯绝缘油加热至65～70℃后进行短时超声震荡处理，持续搅拌30～45min；2）调整转速至20～30r/min，将天然酯绝缘油真空冷却至18～22℃，持续搅拌60～80min；3）维持冷却介质与天然酯绝缘油之间的温差在8～10℃，5～8r/min的搅拌条件下将天然酯绝缘油常压冷却至3～5℃，持续8～10h；4）维持冷却介质与天然酯绝缘油之间的温差在4～7℃，3～4r/min的搅拌条件下将天然酯绝缘油常压冷却至-5～-3℃，恒温搅拌18～24h后进行恒温过滤。优选地，所述天然酯绝缘油为大豆绝缘油、菜籽绝缘油和山茶籽绝缘油中的一种。优选地，所述添加剂添加处理具体包括以下步骤：40～50r/min和-0.096～-0.1Mpa真空条件下，将恒温过滤后的天然酯绝缘油加热至70～80℃，加入添加剂，并进行短时超声震荡处理，持续搅拌40～60min后将天然酯绝缘油真空冷却至室温。优选地，所述短时超声震荡处理条件：超声功率100～300W，超声频率16～20kHz，超声处理时间12～30min，并采用“超声震荡1～3min，停止2～3min”的循环模式。优选地，所述添加剂为抗氧化剂和降凝剂，所述抗氧化剂的添加质量为所述天然酯绝缘油质量的0.2～0.5%，所述降凝剂的添加质量为所述天然酯绝缘油质量的0.5～1%。优选地，所述抗氧化剂为叔丁基对苯二酚、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯和4，4亚甲基(2.6-二叔丁基苯酚)中的一种或多种。优选地，所述降凝剂为聚α烯烃、聚甲基丙烯酸酯、辛基萘和醇酯型马来酸酐-醋酸乙烯酯-苯乙烯聚合物中的一种或多种。团队自2008年以来一直从事天然酯绝缘油的研究工作，并于2014年建成了国内首条具有完全独立自主知识产权的天然酯绝缘油精炼生产线，年生产能力达到1500吨，首次实现了国内天然酯绝缘油的工业化生产，使我国成为世界上第4家掌握该技术的国家。同时也建成了“新型绝缘材料研制及性能评估实验室”，专门从事天然酯绝缘油生产、性能检测、新型工艺研发及性能提升等方面的研究工作。为了解决天然酯绝缘油倾点高的问题，团队在实验室进行了大量的试验研究。通过对天然酯绝缘油精炼生产线进行大量的工艺调整与控制参数优化，并结合不同种类的添加剂，使天然酯绝缘油的倾点得到了一定的改善，但仍然无法满足低温条件下的应用需求。考虑到矿物绝缘油倾点较低，且具有良好的低温流动性，团队尝试将两种绝缘油进行混合以达到降低倾点的目的。经过数次的混合比例调整和混合工艺参数优化，发现尽管天然酯绝缘油中混入一定比例的矿物绝缘油可以有效改善其倾点，但是随着矿物绝缘油混入比例的增加，天然酯绝缘油环保特性和消防安全特性不再突显。混入比例超过10%，天然酯绝缘油闪点急剧下降（低于2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低天然酯绝缘油倾点的处理方法，其特征在于：依次对天然酯绝缘油进行结晶分提处理和添加剂添加处理，所述结晶分提处理具体包括以下步骤：/n1）60～80r/min和-0.096～-0.1Mpa真空条件下，将天然酯绝缘油加热至65～70℃后进行短时超声震荡处理，持续搅拌30～45min；/n2）调整转速至20～30r/min，将天然酯绝缘油真空冷却至18～22℃，持续搅拌60～80min；/n3）维持冷却介质与天然酯绝缘油之间的温差在8～10℃，5～8r/min的搅拌条件下将天然酯绝缘油常压冷却至3～5℃，持续8～10h；/n4）维持冷却介质与天然酯绝缘油之间的温差在4～7℃，3～4r/min的搅拌条件下将天然酯绝缘油常压冷却至-5～-3℃，恒温搅拌18～24h后进行恒温过滤。/n

【技术特征摘要】
1.一种降低天然酯绝缘油倾点的处理方法，其特征在于：依次对天然酯绝缘油进行结晶分提处理和添加剂添加处理，所述结晶分提处理具体包括以下步骤：
1）60～80r/min和-0.096～-0.1Mpa真空条件下，将天然酯绝缘油加热至65～70℃后进行短时超声震荡处理，持续搅拌30～45min；
2）调整转速至20～30r/min，将天然酯绝缘油真空冷却至18～22℃，持续搅拌60～80min；
3）维持冷却介质与天然酯绝缘油之间的温差在8～10℃，5～8r/min的搅拌条件下将天然酯绝缘油常压冷却至3～5℃，持续8～10h；
4）维持冷却介质与天然酯绝缘油之间的温差在4～7℃，3～4r/min的搅拌条件下将天然酯绝缘油常压冷却至-5～-3℃，恒温搅拌18～24h后进行恒温过滤。


2.如权利要求1所述的一种降低天然酯绝缘油倾点的处理方法，其特征在于：所述天然酯绝缘油为大豆绝缘油、菜籽绝缘油和山茶籽绝缘油中的一种。


3.如权利要求1所述的一种降低天然酯绝缘油倾点的处理方法，其特征在于：所述添加剂添加处理具体包括以下步骤：40～50r/min和-0.096～-0.1Mpa真空条件下，将恒温过滤后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨涛，陈上吉，王吉，王震宇，孙鹏，蒲兵舰，马建伟，王天，王伟，周少珍，张嵩阳，赵磊，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，国网河南省电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41