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，江苏 泰州 225300)

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，江苏 泰州 225300)

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GB 2536-2011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。

变压器油；芳香碳；氧化安定性

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(CN)、链烷碳(CP)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500 h(加抑制剂油)或164 h(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

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2 cSt的环烷基润滑油基础油的产量也较大，2 cSt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

表1(续)

从表1可以看出，泰州石化2 cSt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2 cSt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

表2 滨州沥青公司 I-20℃和I-30℃变压器油基础油性质

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GB 2536-2011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

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

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

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0.31 mgKOH/g，超出了标准值0.01 mgKOH/g，不符合标准要求。

2.4I-30℃特殊变压器油产品性质

采用泰州石化环烷基2 cSt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

3 结论

(1)中国海油泰州石化公司生产的环烷基2 cSt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2 cSt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。

[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.

Study on the Production of I-30 ℃(Special) Transformer Oil by CNOOC Refining Base Oil

WU Yi-zhi, LIU Jie, WANG Hai-jun, LIN Jian-rong, LIU Yan

(CNOOC Oil amp; Gas (Taizhou) Petrochemical Co., LTD., Taizhou 225300, China)

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.

transformer oil; aromatic carbon; oxidation stability

10.19532/j.cnki.cn21-1265/tq.2017.06.002

1002-3119(2017)06-0009-05

TE626.35

A

2017-06-06。

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@cnooc.com.cn