加氫工藝技術(shù)生產(chǎn)變壓器油的研究

王海軍,顧善龍,王月慧

(中海油氣(泰州)石化有限公司，江蘇 泰州 225300)

0 引言

變壓器制造行業(yè)是我國(guó)的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，隨著輸變電不斷增容和擴(kuò)建，變壓器油市場(chǎng)需求量日趨上升。變壓器油基礎(chǔ)油的生產(chǎn)工藝目前主要是加氫處理-糠醛白土工藝和全氫工藝，隨著環(huán)保要求越來(lái)越嚴(yán)格，全氫工藝成為近年來(lái)新建項(xiàng)目的主流工藝[1-4]。中海油氣(泰州)石化有限公司(以下簡(jiǎn)稱泰州石化)環(huán)烷基加氫裝置引進(jìn)的是殼牌公司的兩段高壓加氫技術(shù)，通過(guò)加工中海油綏中36-1原油的減二、減三線餾分油生產(chǎn)潤(rùn)滑油產(chǎn)品，但此工藝生產(chǎn)的變壓器油收率較低，因此對(duì)此進(jìn)行了原料及工藝的調(diào)整，以中海油綏中36-1原油的減一線餾分油作為原料，采用一段加氫工藝生產(chǎn)變壓器油，此加工工藝相比較兩段高壓加氫工藝，能耗低，收率高，采用此工藝生產(chǎn)的變壓器油再?gòu)?fù)合添加劑，研究其性能是否滿足GB 2536-2011標(biāo)準(zhǔn)要求的變壓器油產(chǎn)品[5-9]。同時(shí)本文還利用泰州石化全氫工藝生產(chǎn)的不同基屬變壓器油與其進(jìn)行組成優(yōu)化試驗(yàn)，再?gòu)?fù)合高效添加劑，研制出滿足高等級(jí)變壓器油標(biāo)準(zhǔn)要求的產(chǎn)品。

1 主要分析方法及試驗(yàn)儀器

本試驗(yàn)采用的主要分析項(xiàng)目、分析方法和主要試驗(yàn)儀器及生產(chǎn)廠家見(jiàn)表1和表2。

表1 分析項(xiàng)目及分析方法

表1(續(xù))

表2 試驗(yàn)儀器及廠家

2 工藝流程及催化劑

泰州石化20萬(wàn)t/a環(huán)烷基高壓加氫潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油裝置，采用加氫處理/脫蠟-加氫后精制兩段串聯(lián)全加氫工藝，經(jīng)過(guò)工藝調(diào)整后采用的是一段加氫處理工藝，流程示意圖如圖1。

圖1 流程示意圖

該裝置是由殼牌公司提供的專利技術(shù)工藝包，催化劑采用的是標(biāo)準(zhǔn)公司提供的加氫處理催化劑LF-19、脫蠟催化劑SLD-800，一段加氫處理/脫蠟工藝采用的催化劑在氫氣環(huán)境下，進(jìn)行脫硫、脫氮、脫金屬、脫芳烴和脫蠟反應(yīng)，裝置運(yùn)行良好。

3 反應(yīng)條件

加氫處理-臨氫降凝工藝的主要反應(yīng)條件見(jiàn)表3。

表3 反應(yīng)條件

4 原料油性質(zhì)

中海油綏中36-1原油減一線餾分油性質(zhì)見(jiàn)表4。

表4 減一線餾分油主要性質(zhì)

由表4數(shù)據(jù)可知，綏中36-1減一線餾分油傾點(diǎn)較低，餾程范圍適宜，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)變壓器油基礎(chǔ)油的理想原料。

5 系列變壓器油制備研究

20萬(wàn)t/a環(huán)烷基加氫裝置以綏中36-1減一線餾分油為原料，經(jīng)過(guò)一段高壓加氫工藝，生產(chǎn)的變壓器油基礎(chǔ)油性質(zhì)如表5。

表5 變壓器油基礎(chǔ)油性質(zhì)

表5(續(xù))

從表5可以看出，一段高壓加氫工藝生產(chǎn)的變壓器油基礎(chǔ)油酸值低、硫含量低，傾點(diǎn)較低，電氣絕緣性能較好，擊穿電壓高、介質(zhì)損耗因數(shù)小，其收率高達(dá)90%。從碳型分析看芳烴含量較高，需進(jìn)一步研究油品氧化安定性能。

5.1 I-30 ℃變壓器油(通用)制備研究

以綏中36-1減一線餾分油為原料，經(jīng)過(guò)一段高壓加氫工藝，生產(chǎn)的變壓器油加入高效添加劑復(fù)配后，制備出I-30 ℃變壓器油(通用)產(chǎn)品，其性質(zhì)見(jiàn)表6。

表6 I-30 ℃變壓器油(通用)產(chǎn)品性質(zhì)

從表6性質(zhì)可以看出，經(jīng)過(guò)添加添加劑后的產(chǎn)品，其理化性能、電氣性能等均能滿足GB 2536-2011標(biāo)準(zhǔn)中I-30 ℃變壓器油(通用)性能要求。

5.2 HI50X換流變壓器油制備研究

以綏中36-1減一線餾分油為原料，經(jīng)過(guò)一段高壓加氫工藝生產(chǎn)的變壓器油基礎(chǔ)油產(chǎn)品芳烴含量較高，氧化性能只達(dá)到通用級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)要求。本文考慮利用泰州石化全氫工藝生產(chǎn)的不同基屬變壓器油基礎(chǔ)油組分(見(jiàn)表7)與其進(jìn)行組成優(yōu)化，加入高效添加劑復(fù)配后，研制出高等級(jí)變壓器油產(chǎn)品，其性能見(jiàn)表8。

表7 全氫工藝基礎(chǔ)油性質(zhì)分析

表8 HI50X變壓器油產(chǎn)品性能

表8(續(xù))

從表7可以看出，1#變壓器油是典型的石蠟基變壓器油，鏈烷烴含量高。2#變壓器油是典型的環(huán)烷基變壓器油，這兩種變壓器油經(jīng)過(guò)全氫工藝加工后，精制程度高，傾點(diǎn)低，不含芳烴。

從表8可以看出，經(jīng)過(guò)組成優(yōu)化后的變壓器油產(chǎn)品滿足HI50X換流變壓器油質(zhì)量指標(biāo)要求，產(chǎn)品芳烴含量適宜，與國(guó)內(nèi)知名品牌產(chǎn)品對(duì)比性能基本相當(dāng)，在低溫性能方面更優(yōu)，不含糠醛環(huán)境友好，硫含量低，減少了對(duì)銅等有色金屬的腐蝕以及硫在高溫下轉(zhuǎn)變?yōu)楦g性硫的可能性。

6 結(jié)論

(1)采用中海油綏中36-1減一線餾分油作為原料，經(jīng)過(guò)一段高壓加氫工藝，可生產(chǎn)出性能優(yōu)異的環(huán)烷基變壓器油基礎(chǔ)油，且能耗低收率高。

(2)中海油綏中36-1減一線餾分油生產(chǎn)的變壓器油基礎(chǔ)油，經(jīng)過(guò)高效添加劑復(fù)配后，變壓器油產(chǎn)品滿足GB 2536-2011標(biāo)準(zhǔn)中的I-30 ℃通用級(jí)別指標(biāo)要求。

(3)利用不同加工工藝生產(chǎn)的變壓器油，經(jīng)過(guò)組成優(yōu)化再添加高效添加劑，制備出的變壓器油產(chǎn)品符合HI50X換流變壓器油質(zhì)量指標(biāo)要求。