一種低傾點(diǎn)混合絕緣油及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于絕緣油技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種低傾點(diǎn)混合絕緣油及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]絕緣油是一種重要的液體絕緣介質(zhì)，廣泛應(yīng)用于變壓器、電抗器等電器設(shè)備中，起到提高電氣絕緣強(qiáng)度和改善散熱性能的作用。傳統(tǒng)的礦物絕緣油是不可再生資源，而且燃點(diǎn)低、生物降解性差，既不能滿足高防火性能要求還會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。因此需要尋找礦物油的替代品。
[0003]研宄表明，植物絕緣油是一種高燃點(diǎn)、環(huán)保型、可再生液體絕緣介質(zhì)，燃點(diǎn)高于300°C,自然降解率達(dá)到90%以上，具有良好的介電性能與耐潮性，替代不可再生的礦物絕緣油可以有效緩解變壓器對(duì)石油資源的過(guò)度依賴。但是，植物絕緣油由于其組成成分的分子結(jié)構(gòu)原因，具有運(yùn)動(dòng)粘度高、傾點(diǎn)高的特點(diǎn)，這使得植物絕緣油在低溫情況下的絕緣性能受到極大的影響。
[0004]中國(guó)專利CN101538505A和CN101538500A公開了一種以植物油為基礎(chǔ)的環(huán)保絕緣油及其制備方法。該絕緣油完全由純天然植物油通過(guò)精練得到，具有安全環(huán)保的特點(diǎn)，在自然條件下能夠快速生物降解，滿足了綠色環(huán)保的要求。同時(shí)，該絕緣油具有理想的電氣性能，閃點(diǎn)燃點(diǎn)均達(dá)到300°C以上，具有良好的防火性能。但是，該絕緣油的處理工藝復(fù)雜，制備周期長(zhǎng)，并且存在粘度高、傾點(diǎn)高的問(wèn)題，得到的植物絕緣油傾點(diǎn)一般在-10?_16°C，限制了其應(yīng)用前景。
[0005]中國(guó)專利CN200910104442公開了一種混合式絕緣油及其制備方法。該絕緣油以礦物絕緣油為主，混入適當(dāng)比例的植物絕緣油，并參入少量添加劑制得，具有水飽和度高的特點(diǎn)，能夠抑制絕緣紙的老化。但是，由于植物絕緣油的飽和含水量遠(yuǎn)大于礦物絕緣油，通常植物絕緣油的微水含量比礦物絕緣油大一個(gè)數(shù)量級(jí)，在礦物油中混入少量的植物油也會(huì)大幅提高混合油中的微水含量，這在礦物絕緣油占主體的情況下，極易造成絕緣油的絕緣水平下降；即使能夠采用高成本工藝降低植物油初始含水量，在變壓器長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，植物油的高水飽和度也會(huì)使得絕緣紙板中的水分向油中轉(zhuǎn)移，這雖然降低了紙板含水量，增強(qiáng)紙板抗老化性能，但反過(guò)來(lái)提高了絕緣油整體的微水含量，從而造成油的絕緣性能下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種傾點(diǎn)低、具有良好理化電氣性能和生物降解性能的混合絕緣油及其制備方法。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:
[0008]提供一種低傾點(diǎn)混合絕緣油，該低傾點(diǎn)混合絕緣油各組分及質(zhì)量百分比為:植物油79?89.5 %，礦物絕緣油10?20 %，抗氧化劑0.5?I % ;
[0009]所述植物油為精煉大豆油、精煉菜籽油或精煉葵花籽油；
[0010]所述抗氧劑為2，6- 二叔丁基對(duì)甲酚、特丁基對(duì)苯二酚、迷迭香提取物的一種。
[0011]按上述方案，所述礦物絕緣油為克拉瑪依25#變壓器油。
[0012]按上述方案，所述混合絕緣油傾點(diǎn)為-18?-21 °C，擊穿電壓為60?65kV，微水含量為 33.8 ?47.lmg/Kgo
[0013]本發(fā)明還提供上述低傾點(diǎn)混合絕緣油的制備方法，其步驟如下:
[0014](I)室溫下將植物油真空過(guò)濾，然后將過(guò)濾后的植物油加熱至50±5°C，在此溫度下向植物油中混入礦物絕緣油，隨后對(duì)混合后的絕緣油進(jìn)行機(jī)械攪拌，充分混合均勻得到混合油；
[0015](2)將步驟⑴所得混合油進(jìn)行減壓蒸餾，壓強(qiáng)為10?40mmHg，溫度為90°C，減壓蒸餾的同時(shí)進(jìn)行攪拌，減壓蒸餾結(jié)束后得到蒸餾后的絕緣油；
[0016](3)將步驟⑵所得蒸餾后的絕緣油自然降溫至40°C后置于控溫冷柜內(nèi)，從40°C降溫至0°C后保溫養(yǎng)晶，同時(shí)配合慢速攪拌，攪拌速率為10?15r/min，養(yǎng)晶時(shí)間為18?24h，然后繼續(xù)緩慢降溫至-18 °C，配合低速攪拌20?30r/h，到達(dá)-18 °C后保溫持續(xù)攪拌lh，并在保溫條件下抽濾得到混合絕緣油；
[0017](4)將步驟(3)所得混合絕緣油加熱至40°C后向其中加入抗氧化劑，攪拌的同時(shí)采用超聲分散方式將抗氧化劑與混合絕緣油混合均勻，得到低傾點(diǎn)混合絕緣油，混合絕緣油各組分及質(zhì)量百分比為:植物油79?89.5%，礦物絕緣油10?20%，抗氧化劑0.5?
[0018]按上述方案，步驟(I)所述機(jī)械攪拌的速率為50?80r/min，攪拌時(shí)間為30min。
[0019]按上述方案，步驟(2)所述減壓蒸餾時(shí)間為2?3h;步驟⑵所述攪拌速率為20 ?30r/min。
[0020]按上述方案，步驟(3)所述從40°C降溫至0°C的工藝條件為:首先以30?45°C /h的降溫速率降溫至10°C，然后以5°C /h的降溫速率緩慢降溫至0°C。
[0021]按上述方案，步驟(3)所述緩慢降溫速率為3?5°C /h。
[0022]按上述方案，步驟(4)所述超聲分散的時(shí)間為30min。
[0023]本發(fā)明首先對(duì)植物油和礦物絕緣油的混合油進(jìn)行減壓蒸餾處理，除去油中水分和微量雜質(zhì)，進(jìn)而采用干法分提工藝，將混合油脂冷卻，使之在低溫下分級(jí)結(jié)晶便于將結(jié)晶與液態(tài)油分離，以達(dá)到除去油中高熔點(diǎn)物質(zhì)的目的。油脂干法分提一般分三個(gè)過(guò)程:1、晶核形成；2、晶體成長(zhǎng)；3、固-液相分離。晶核形成和晶體成長(zhǎng)統(tǒng)稱為油脂結(jié)晶過(guò)程，在該過(guò)程中油脂中的一些凝固點(diǎn)相對(duì)較高的甘油三酯首先結(jié)晶，形成許多微觀顆粒，這些晶粒和油脂中可能存在的微觀固體雜質(zhì)顆粒，在結(jié)晶過(guò)程中起晶核的作用。液態(tài)油脂中未結(jié)晶的甘油三酯不斷凝結(jié)在這些晶核表面，晶核不斷長(zhǎng)大，形成宏觀晶體，無(wú)論是微觀晶核的產(chǎn)生或晶核長(zhǎng)大，均通過(guò)溶液過(guò)飽和度這種濃度差而實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明通過(guò)對(duì)結(jié)晶過(guò)程中溫度變化速率和結(jié)晶溫度區(qū)域的調(diào)整，可以對(duì)結(jié)晶度和晶粒尺寸進(jìn)行控制，然后將生成的結(jié)晶與液態(tài)油分離，主要目的在于去除油脂中高熔點(diǎn)甘油三酯或非脂類物質(zhì)，使油脂在溫度較低的外界環(huán)境下也能保持澄清。
[0024]本發(fā)明的有益效果在于:1、本發(fā)明通過(guò)減壓蒸餾等步驟除去混合絕緣油中的水分，步驟較為簡(jiǎn)單，除水效果好，以植物油為主要原料，更為環(huán)保；2、本發(fā)明制備的低傾點(diǎn)混合絕緣油傾點(diǎn)低、水含量少，具有良好的低溫電氣性能，相比單一礦物絕緣油或以礦物油為主體的混合絕緣油具有更高的水飽和度，能夠在有效抑制絕緣紙板的絕緣老化的同時(shí)，保證絕緣油理化、電氣性能的穩(wěn)定性，達(dá)到延長(zhǎng)變壓器使用壽命的目的。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0026]實(shí)施例1
[0027]本實(shí)施例低傾點(diǎn)混合絕緣油各組分及其質(zhì)量百分含量為:植物油(精煉大豆油)79%，礦物絕緣油(克拉瑪依25#變壓器油)20%，抗氧化劑2，6- 二叔丁基對(duì)甲酚I %。
[0028]制備低傾點(diǎn)混合絕緣油的步驟如下:
[0029]將精煉大豆油真空過(guò)濾、預(yù)熱至45°C，在熱植物油中加入礦物絕緣油，并輔助轉(zhuǎn)速為50r/min的機(jī)械攪拌，持續(xù)30min，充分混合均勾得到混合油。將混合均勾的混合油進(jìn)行減壓蒸飽，控制減壓蒸飽溫度為90°C，壓強(qiáng)40mmHg，攪拌速度20r/min，蒸飽時(shí)間2h，減壓蒸餾結(jié)束后得到蒸餾后的絕緣油。待蒸餾后的絕緣油自然降溫至40°C后轉(zhuǎn)入控溫冷柜中進(jìn)行干法分提處理，首先以45°C /h的降溫速度降至10°C，然后以5°C /h的速度降溫至0°C，同時(shí)配合慢速攪拌lOr/min，保持0°C攪拌18h進(jìn)行養(yǎng)晶，然后繼續(xù)以5°C /h的速度降溫至_18°C，控制攪拌速度為20r/h，到達(dá)設(shè)定溫度_18°C后持續(xù)攪拌lh，最后在保溫條件下抽濾得到混合絕緣油。最后將抽濾得到的混合絕緣油預(yù)熱到40°C，加入抗氧化劑2，6- 二叔丁基對(duì)甲酚，攪拌的同時(shí)采用超聲分散方式將抗氧化劑與混合絕緣油混合均勻，超聲分散的時(shí)間為30min，得到低傾點(diǎn)混合絕緣油。
[0030]經(jīng)測(cè)試，本實(shí)施例制備的低傾點(diǎn)混合絕緣油擊穿電壓為60.1kV,傾點(diǎn)為_20°C，微水含量 34.7mg/Kg。
[0031]實(shí)施例2
[0032]本實(shí)施例低傾點(diǎn)混合絕緣油各組分及其質(zhì)量百分含量為:植物油(精煉大豆油)84.25 %，礦物絕緣油(克拉瑪依25#變壓器油)15%，抗氧化劑2，6- 二叔丁基對(duì)甲酚0.75%。
[0033]制備低傾點(diǎn)混合絕緣油的步驟如下:
[0034]將精煉大豆油真空過(guò)濾、預(yù)熱至45°C，在熱植物油中加入礦物絕緣油，并輔助轉(zhuǎn)速為60r/min的機(jī)械攪拌，持續(xù)30min，充分混合均勾得到混合油。將混合均勾的混合油進(jìn)行減壓蒸餾，控制減壓蒸餾溫度90°C，壓強(qiáng)lOmmHg，攪拌速度20r/min，蒸餾時(shí)間2h，減壓蒸餾結(jié)束后得到蒸餾后的絕緣油。待蒸餾后的絕緣油自然降溫至40°C后轉(zhuǎn)入冷卻柜進(jìn)行干法分提處理，首先以40°C /h的降溫速度降至10°C，然后以5°C /h的速度降溫至(TC，同時(shí)配合慢速攪拌lOr/min，保持0°C攪拌24h進(jìn)行養(yǎng)晶，然后繼續(xù)以3°C /h的速度降溫至_18°C，控制攪拌速度為20r/h，到達(dá)設(shè)定溫度后持續(xù)攪拌lh，最后在保溫條件下抽濾得到混合絕緣油。最后將抽濾得到的混合絕緣油預(yù)熱到40°C，加入抗氧化劑2，6_ 二叔丁基對(duì)甲酚，攪拌的同時(shí)采用超聲分散方式將抗氧化劑與混合絕緣油混合均勻，超聲分散的時(shí)間為30min，得到低傾點(diǎn)混合絕緣油。
[0035]經(jīng)測(cè)試，本實(shí)施例制備的低傾點(diǎn)混合絕緣油擊穿電壓為60.5kV，傾點(diǎn)為_21°C，微水含量 33.8mg/Kg。