三元合成酯绝缘油的全套技术工艺方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种便捷高效的链脂肪酸三羟甲基丙烷酯

【技术实现步骤摘要】
三元合成酯绝缘油的全套技术工艺方法及系统


[0001]本专利技术属于绝缘油精炼
，更具体地，涉及一种三元合成酯绝缘油的全套技术工艺方法及系统
。

技术介绍

[0002]电气绝缘材料无论是固体
、
液体还是气体，都在发输配电网络中发挥着重要作用
。
液体绝缘材料在电力变压器中提供电气绝缘和冷却的作用，充分了解这类绝缘材料在电网设备中的介电行为，可以提高电力网络的可靠性，并将故障概率降到最低
。
[0003]基于运行安全的考量，多氯联苯
(PCB)
与硅油被先后运用于变压器，但受限于它们的毒性与高粘度，这些绝缘液体逐渐由更环保的酯类绝缘油替代，包括但不限于，天然酯与合成酯
。
[0004]天然酯绝缘油由油料作物种子制取的植物油精炼而来，具有优良的电气性能与防火安全性，能够满足变压器运行要求
。
但同时它的粘度与倾点较高，氧化稳定性仍有待提升，雷电冲击长间隙击穿强度偏弱等问题依然是限制天然酯绝缘油在电力能源领域推广应用的主要障碍
。
[0005]绝缘油优异的理化与电气特性是决定变压器性能水平的前提，但其在复杂工况条件下维持稳定表现才是变压器长期安全运行的保障
。
变压器运行期间，绝缘油长期在热应力作用下不断劣化，进而造成变压器安全隐患
。
因此绝缘油的热稳定性对于变压器的长期安全服役具有重要意义
。
[0006]现有技术文件
1(CN115872861A)
公开了一种基于复合催化剂的合成酯绝缘油及其制备方法，具体步骤包括：
S1、
将醇
、
酸和催化剂进行真空干燥，干燥后将醇
、
酸倒入反应容器中，加热搅拌；
S2
：称取干燥后的催化剂加入反应容器中，加热搅拌，之后升温，持续搅拌，反应3～
4h
，加入碱性催化剂，继续搅拌，反应1～
3h
，离心，水洗，最后进行真空脱水
、
脱气，制得合成酯绝缘油，但该现有技术文件1的不足之处在于转化率仍然比较低
、
反应时间较长且催化剂没有比较突出的加快反应速率的有益技术效果
。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种三元合成酯绝缘油的全套技术工艺方法，获得了理化性能均衡的
MTE
绝缘油，得到了其宏观基础性能与分子结构之间的基本映射关系
。
[0008]本专利技术采用如下的技术方案
。
本专利技术的第一方面提供了一种三元合成酯绝缘油的全套技术工艺方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1，向反应容器中投入反应物和催化剂，反应物为设定比例的脂肪酸和
TMP
；
[0010]步骤2，密封反应容器，并控制反应容器内部真空度和反应温度至设定的区间，维持设定的时间，实施真空酯化反应；
[0011]步骤3，对反应产物进行提纯，直至获得酸值与介质损耗因数达到设定指标的
MTE
绝缘油
。
[0012]优选地，步骤1中，脂肪酸包括：直链酸
、
不饱和酸和支链酸；直链酸包括：正辛酸
、
正壬酸和正癸酸；不饱和酸包括：油酸；支链酸包括：异辛酸
。
[0013]优选地，步骤1中，脂肪酸与
TMP
的摩尔比为
3.2
：
1。
[0014]优选地，步骤1中，催化剂为对甲苯磺酸
。
[0015]优选地，步骤1中，催化剂的用量为
1wt.
％
。
[0016]优选地，步骤2中，反应容器内部真空度为
5kPa。
[0017]优选地，步骤2中，反应温度为
120℃。
[0018]优选地，步骤2中，反应时长
8h
，橄榄型搅拌子转速
200rpm。
[0019]优选地，步骤3中，减压蒸馏的气压设置为
0.2kPa
至
0.6kPa。
[0020]优选地，步骤3中，减压蒸馏的温度设置为
160℃。
[0021]本专利技术的第二方面提供了一种三元合成酯绝缘油的全套技术工艺系统，执行所述的一种从三元合成酯绝缘油的全套技术工艺方法，具体包括：
[0022]混合模块，用于称量及将反应物和催化剂投入反应容器中进行混合；
[0023]真空酯化模块，将混合模块中的反应容器进行密封，调整真空度
、
温度及反应时间进行真空酯化反应；
[0024]提纯模块，将真空酯化模块中获得的产物，依次进行减压蒸馏
、
碱炼
、
水洗吸附
、
真空干燥和滤膜抽滤，直至获得酸值与介质损耗因数达到设定指标的
MTE
绝缘油
。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少包括：
[0026](1)
提出了一套便捷高效的
MTE
绝缘油制备方法，获得了理化性能均衡的
MTE
绝缘油，得到了其宏观基础性能与分子结构之间的基本映射关系
。
[0027](2)
采用真空酯化法，获得了催化剂种类
、
催化剂含量与内部气压
‑
温度等关键反应条件对
MTE
绝缘油酯化率的影响；并得到的最优化制备工艺为：脂肪酸：
TMP
摩尔比为
3.2
：1，
1wt.
％对甲苯磺酸作为催化剂，反应温度
120℃
，体系气压
5kPa
，反应时长
8h
，最终酯化率高达
97.5
％
。
[0028](3)
获得了三羟甲基丙烷酯绝缘油的宏观基础性能
、
热稳定性与其分子结构之间的关联关系，为合成酯绝缘油的分子结构调控及其服役稳定性优化提供了一定的理论参考与数据支撑
。
[0029](4)
催化剂已经与
SnCl2比较突出有益技术效果，并且给出了催化剂优选质量份数
。
在同等催化剂含量条件下，
SnCl2的效率要远远低于
TsOH。
添加有
2wt.
％的
SnCl2反应的最终酯化率仍不足
90
％，而添加有
1wt.
％
TsOH
的反应
6h
后酯化率即高达
95
％，反应终止时则高达
97.5
％，
[0030](5)
转化率相比于现有文件1有提高
。
[0031](6)
反应时间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种三元合成酯绝缘油的全套技术工艺方法及系统，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，向反应容器中投入反应物和催化剂，反应物为设定比例的脂肪酸和
TMP
；步骤2，密封反应容器，并控制反应容器内部真空度和反应温度至设定的区间，维持设定的时间，实施真空酯化反应；步骤3，对反应产物进行提纯，直至获得酸值与介质损耗因数达到设定指标的
MTE
绝缘油
。2.
如权利要求1所述的一种三元合成酯绝缘油的全套技术工艺方法及系统，其特征在于：步骤1中，脂肪酸包括：直链酸
、
不饱和酸和支链酸；直链酸包括：正辛酸
、
正壬酸和正癸酸；不饱和酸包括：油酸；支链酸包括：异辛酸
。3.
如权利要求2所述的一种三元合成酯绝缘油的全套技术工艺方法及系统，其特征在于：步骤1中，脂肪酸与
TMP
的摩尔比为
3.2
：
1。4.
如权利要求1所述的一种三元合成酯绝缘油的全套技术工艺方法及系，其特征在于：步骤1中，催化剂为对甲苯磺酸
。5.
如权利要求4所述的一种三元合成酯绝缘油的全套技术工艺方法及系统，其特征在于：步骤1中，催化剂的用量为
1wt.
％
。6.
如权利要求1所述的一种三元合成酯绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：周健，王飞鹏，钱艺华，黄正勇，王强，陈伟根，李剑，潘建宇，周湶，王有元，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：