一种超高压换流变压器油的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超高压换流变压器油的制备方法，该方法以高温、中低温煤焦油的全馏分为原料，使用悬浮床

【技术实现步骤摘要】
一种超高压换流变压器油的制备方法


[0001]本专利技术属于煤焦油加工
，特别涉及一种超高压换流变压器油的制备方法，具体地说是使用煤焦油悬浮床加氢制备超高压换流变压器油的方法。

技术介绍

[0002]变压器是电力系统中极其重要的输变电设备，其发展与电力工业的整体发展密切相关。随着国民经济的快速发展我国电力需求也快速增长，随着电力建设发展，电力电气设备需求空前增长。为了满足大容量、长距离的电力输送，采用超高压、特高压的直流、交流输电是输变电技术的主要发展方向。超高压、特高压直流输电具有输电距离远、调节性能好、过电压水平低、线路损耗小等优点，主要应用场景是点对点长距离传输、海底电缆、大电网联接与隔绝等。在我国具有广阔的发展空间。
[0003]直流换流变压器是一种将交流电变直流电，再将直流电变交流电的特殊电气设备，这就要求该设备充入的变压器油要比普通交流变压器油的质量性能高。直流换流变压器是远距离直流输电技术的关键，由于直流换流变压器工作性质的特殊性，特别是其阀侧绕组，在工作电压中，既包含交流、直流，还包含了系统倒换极性时的极性反转电压，因此对绝缘性能要求更高，这也就要求换流变直流变压器油的性能指标比普通变压器油的高。用于直流换流变压器的变压器油要求有高绝缘强度：要求变压器油具有更好的电气性能既要求更高的击穿电压和更低的介质损耗因数；高清洁度：要求变压器油具有低粘度有利于冲洗和过滤换流变中的杂质，同时要求变压器油本身杂质含量低；容量大、运行温度相对较高：要求变压器油具有较低粘度有利于变压器油的流动，从而更有利于变压器冷却散热，高闪点有利于安全，高氧化安定性，防止变压器氧化变质，低析气性，防止影响变压器油的绝缘性能，保证变压器长周期运行。
[0004]目前生产变压器油的方法一般都是以单一的矿物油组分生产，石蜡基变压器油基础油倾点高，易氧化生产大量的酸性化合物，且芳烃含量少，在变压器油的寿命、抗氧化、抗析气等方面存在一些不足。而环烷基变压器油基础油既能满足变压器油的绝缘、冷却等要求，又能长期稳定工作，因此成为大家公认的生产变压器油基础油的最佳原料。现有的环烷基馏分油加工变压器油技术主要有两大类，一类加氢脱酸
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糠醛精制
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白土补充精制的“老三套”工艺；另一类是高压加氢处理或裂化
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高压临氢降凝或异构脱蜡
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高压补充精制的高压全氢工艺技术。“老三套”工艺使基础油保留了部分芳烃，在抗析气性能和溶解性能方面优异，但抗氧化性能不好，且存在环境污染的问题；加氢生产工艺，使基础油具有显著的性能优势，如优良的低温性能、抗氧化稳定性及热稳定性，且无环境污染，但存在抗析气性能和溶解性能比较差的缺点，更重要的是，环烷基原油作为世界各类原油中的宝贵资源，其储量仅占原油总储量的2.2％，环烷基原油在世界、在我国都是一种短缺的石油资源，已经呈现出供不应求的局面。
[0005]专利CN115404102A公开了一种变压器油基础油及其制备方法，以环烷基馏分油为原料，经固定床反应器进行加氢处理
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临氢降凝
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加氢补充精制联合加氢后分馏，得到所述
变压器油基础油。该方法能够制备具有低硫、低氮、低凝和低芳特点的变压器油基础油，但仅满足GB2536
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2011标准中T
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40℃变压器油(通用)基础油的要求，并不适用于超高压换流变压器，同时存在环烷基馏分油资源有限的问题。
[0006]专利CN103113963A公开了一种超高压变压器油及其生产工艺，由环烷基基础油、十二烷基苯、金属脱活剂(苯并三氮唑及其衍生物或噻二唑及其衍生物)、光稳定剂组成，后经白土精制得超高压换流变压器油。此工艺生产的变压器油抗氧化性能优异且稳定、析气性适中，能够抑制变压器油流带电，适于作为超高压换流变压器用油，但该方法使用了苯并三氮唑或噻二唑添加剂，这是新IEC 60296
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2020标准中所限制的，且使用了白土精制，存在一定的环境污染问题，并不符合目前变压器油的发展方向，更重要的是存在环烷基馏分油资源有限问题。
[0007]专利CN107619706B公开了一种变压器油及其制备方法，该方法是以环烷基和石蜡基减压馏分油为原料，经固定床反应器进行加氢裂化
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加氢异构
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加氢补充精制加氢生产工艺，并添加组合芳烃添加剂、抗氧剂制得。该工艺制得的变压器油其碳型结构和抗析气性能、低温性能和抗氧化性能均十分优异，产品部分性质高于市场现有产品，但存在环烷基馏分油资源有限的问题。
[0008]由上述可见，CN115404102A、CN103113963A、CN107619706B采用的原料均为石油馏分，且均采用传统固定床反应器进行加氢，对原料的残炭和金属含量有严格的要求，原料适应性差，催化剂用量大，且不能实现在线添加，更重要的是存在环烷基馏分油资源有限的问题。
[0009]我国缺油、少气、富煤的资源禀赋，决定我国油气供求矛盾将长期存在，从长期发展来看以煤炭为主的能源消费结构难以改变，中低温煤焦油是煤炭热解过程中产生的液相副产物，其芳香族化合物含量较高，经过多种加氢反应的耦合，可以使产品做到无硫、无氮、极低金属含量的水平，加氢后的产品中含有大量的环烷烃和异构烷烃组分，可作为低温性能优秀、电气性能优秀、氧化安定性良好的高档变压器油使用。
[0010]专利CN103436289B公开了一种煤焦油生产环烷基变压器油基础油的方法，该方法通过将低温煤焦油经加氢处理(包括加氢精制
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催化脱蜡)得到加氢产物，再经分馏得到变压器油馏分，变压器油馏分再通过溶剂精制
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白土精制得到合格的变压器油基础油产品。该工艺方法所得到的变压器基础油仅满足GB2536
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1990《变压器油》中45号变压器油的标准要求，并不适用于超高压换流变压器，且不能规避后续溶剂精制和白土精制等传统落后手段。
[0011]专利CN103789019B公开了一种中低温煤焦油加氢生产变压器油基础油的方法，以中低温煤焦油预处理、分馏得到的轻馏分为原料，切割点为480～510℃，经固定床反应器进行加氢处理
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加氢改质
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加氢补充精制联合加氢的方法生产变压器油基础油。该工艺方法尽管使用中低温煤焦油为原料制备变压器油基础油，但所得变压器油基础油性质仅满足GB2536
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1990《变压器油》中45号变压器油的性能参数指标，并不适用于超高压换流变压器。
[0012]专利CN105419864B公开了一种全氢型煤焦油制备高辛烷值汽油、航煤和环烷基基础油的系统及方法，以全馏分中低温煤焦油或部分中低温煤焦油的馏分油或减压蒸馏切割510℃之前的高温煤焦油馏分油或蒽油为原料，经预处理、固定床反应器进行加氢精制
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深度精制
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异构降凝
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后精制处理，之后通过石脑油脱氢处理、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高压换流变压器油的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤1：预处理及悬浮床加氢以中低温煤焦油或高温煤焦油的全馏分为原料，依次经过离心机(1)离心、加热器(2)加热、脱水罐(3)破乳和脱水、闪蒸脱水塔(4)闪蒸后，加入油溶性催化剂前体和硫化剂，经高压进料泵升压后与氢气混合进入第一加热炉(5)，经第一加热炉(5)加热后送入悬浮床加氢反应器(6)，在悬浮床加氢反应器(6)内进行悬浮床加氢反应，悬浮床加氢产物经第一高压分离器(7)分离为气液两相，气相进入第一冷低压分离器(8)进一步分离为氢气和石脑油，液相进入第一热低压分离器(9)进一步分离为石脑油和悬浮床生成油，悬浮床生成油送入第一分馏塔(10)进行常减压分馏，分馏为石脑油、180～360℃馏分、360～486℃馏分、大于486℃减底油；第一冷低压分离器(8)分离的氢气经循环氢压缩机升压后循环利用，第一冷低压分离器(8)和第一热低压分离器(9)分离的石脑油以及第一分馏塔(10)分馏的石脑油均作为产品输出，第一分馏塔(10)分馏的360～486℃馏分作为生产工业白油、橡胶增塑剂的深度加氢精制原料输出，减底油及催化剂循环返回悬浮床加氢反应器(6)，继续进行悬浮床加氢反应；步骤2：固定床深度加氢精制将步骤1中第一分馏塔(10)分馏的180～360℃馏分与硫化剂、氢气混合后进入第二加热炉(11)进行加热，继而送入固定床深度加氢精制反应器(12)进行深度加氢精制反应，固定床深度加氢精制产物经第二高压分离器(13)分离为气液两相，气相进入第二冷低压分离器(14)进一步分离为氢气和石脑油，液相进入第二热低压分离器(15)进一步分离为石脑油和深度加氢精制生成油，深度加氢精制生成油进入第一汽提塔(16)进行硫化氢、氨气的汽提，第一汽提塔(16)上部出石脑油、下部汽提后油品送入第二分馏塔(17)进行常减压分馏，分馏为石脑油、轻柴油、280～330℃馏分、330～360℃馏分；第二冷低压分离器(14)分离的氢气经循环氢压缩机升压后循环利用，第二冷低压分离器(14)、第二热低压分离器(15)、第一汽提塔(16)分离的石脑油以及第二分馏塔(17)分馏的石脑油均作为产品输出，第二分馏塔(17)分馏的轻柴油作为产品输出；第二分馏塔(17)分馏的280～330℃馏分一部分作为芳烃油使用、另一部分与第二分馏塔(17)分馏的330～360℃馏分通过管线混合后作为异构降凝原料；步骤3：固定床异构降凝将步骤2中通过管线混合的异构降凝原料与氢气混合后进入第三加热炉(18)进行加热，继而送入固定床异构降凝反应器(19)，在固定床异构降凝反应器(19)内进行异构降凝反应，异构降凝产物经第三高压分离器(20)进行气液分离，气相进入第三冷低压分离器(21)进一步分离为石脑油和氢气，液相进入第三热低压分离器(22)进一步分离为石脑油和异构降凝生成油，异构降凝生成油进入第二汽提塔(23)进行硫化氢、氨气的汽提，第二汽提塔(23)上部出石脑油、下部汽提后油品送入第三分馏塔(24)进行常减压分馏，分馏为石脑油、180～280℃馏分、280～330℃馏分、330～360℃馏分；第三冷低压分离器(21)分离的氢气经循环氢压缩机升压后循环利用，第三冷低压分离器(21)、第三热低压分离器(22)、第二汽提塔(23)分离的石脑油以及第三分馏塔(24)分馏的石脑油均作为产品输出，第三分馏塔(24)分馏的180～280℃馏分作为轻质白油继续送入...

【专利技术属性】
技术研发人员：马忠印，王升龙，任帅，杨军，王树宽，白云冈，王伟，逯俊庆，刘召召，
申请(专利权)人：神木富油能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：