全氫工藝生產系列變壓器油的研究

王海軍，魏浩然，劉燕，劉杰

(中海油氣(泰州)石化有限公司，江蘇 泰州 225300)

0 引言

變壓器油是電力輸變系統的重要原材料之一，主要用于變壓器、電抗器、互感器、油開關等充油電氣設備中，起到散熱冷卻和絕緣等作用。環烷基變壓器油具有優異的低溫性能，經過簡單的生產工藝就能生產出性能優異的變壓器油，因此國內外大多變壓器油產品長期以來都是從環烷基原油中制備。中海油氣(泰州)石化有限公司(以下簡稱泰州石化)于2016年成功投產20萬t/a環烷基潤滑油高壓加氫裝置，該裝置采用殼牌公司全氫工藝的專利技術，以綏中36-1(SZ36-1)原油的減二、減三線餾分油作為潤滑油加氫裝置的原料，生產橡膠增塑劑以及變壓器油(產量較少)，產品市場反饋良好[1-5]。

目前，變壓器油市場需求量日趨上升[6-8]，泰州石化針對此情況對原料進行調整，以SZ36-1原油的減一線作為原料生產變壓器油，再復合高效抗氧添加劑配方，調合出滿足GB 2536-2011標準要求的變壓器油系列產品，提高收率和經濟效益。

1 工藝流程

20萬t/a環烷基高壓加氫潤滑油裝置，采用加氫處理/脫蠟—加氫后精制全加氫工藝，加氫處理/脫蠟采用非貴金屬催化劑，加氫后精制采用貴金屬催化劑。流程示意圖如圖1所示。

圖1 流程示意

因加氫后精制中采用的是貴金屬催化劑，在裝置中設置了高壓汽提罐，使用熱高分氣對前段加氫后的產物進行汽提，去除反應產物中的硫和氮，從而將進入加氫后精制反應器原料中的雜物盡可能降低(進料中硫含量少于20 mg/kg、氮含量少于5 mg/kg)。裝置還設置循環氫脫硫系統，使得進入加氫后精制反應器的循環氫中硫化氫含量低于20 mg/kg。

2 原料油性質

中海油SZ36-1減一線餾分油性質見表1。

表1 原料油主要性質

由表1數據可知，SZ36-1減一線餾分油密度(20 ℃)為924.5 kg/cm3，環烷烴含量較高，是典型的環烷基油；傾點較低，是生產優質變壓器油基礎油的原料。

3 催化劑

該裝置催化劑采用殼牌公司的專利催化劑，催化劑的裝填情況見圖2。

圖2 催化劑的裝填方案

在加氫處理/脫蠟反應器中，使用非貴金屬硫化態催化劑，在氫氣及高溫高壓環境中反應，進行脫金屬、脫硫、脫氮、脫芳構化、脫蠟的過程。在加氫后精制反應器中，使用貴金屬催化劑，使反應液相產物在氫氣環境下反應，完成加氫后精制反應。

4 主要反應條件

加氫處理—臨氫降凝串聯工藝的主要反應條件見表2。

表2 反應條件

5 變壓器油系列產品的制備研究

以SZ36-1減一線餾分油為原料，經過三段高壓加氫工藝，產品性質如表3所示。

表3 變壓器油基礎油性質

表3(續)

從表3可以看出，生產出的變壓器油基礎油具有更低的酸值、更低的硫含量，較低的傾點，由于是全氫工藝，沒有糠醛，稠環芳烴含量低，對環境友好。

5.1 I-20 ℃變壓器油(特殊)制備研究

以SZ36-1減一線餾分油為原料生產的變壓器油基礎油各項指標均滿足I-20 ℃變壓器油產品要求，將其與高效抗氧添加劑復配，制備出I-20 ℃變壓器油產品，其性質見表4。

表4 I -20 ℃變壓器油產品性質

從表4可以看出，經過全氫工藝生產出的變壓器油，其理化性能、電氣性能和抗氧化性能均能滿足GB 2536-2011標準要求，性能與國內知名品牌產品相當。

5.2 I-30 ℃變壓器油(特殊)制備研究

以SZ36-1原油的減一線作為原料生產的變壓器油收率高，經過抗氧添加劑復配后滿足GB 2536-2011中I-20 ℃變壓器油(特殊)指標要求產品。但要生產符合I-30 ℃變壓器油的基礎油，則需調整切割條件，提高低溫性能，這樣不僅提高了加工成本，也會降低收率。為了避免工藝調整帶來的加工成本和收率問題，本文利用泰州石化自產的石蠟基基礎油組分(見表5)與環烷基變壓器油基礎油進行調合，并復配高效抗氧添加劑，其性能見表6。

表5 石蠟基基礎油性質分析

表6 I-30 ℃變壓器油產品性質

從表6可以看出，變壓器油產品滿足GB 2536-2011標準中I-30 ℃變壓器油(特殊)要求，與國內知名品牌對比，傾點更低，不含糠醛，環境友好，經過500 h氧化后酸值和油泥很低，說明經過調合后具有更為優異的抗氧化性能。

6 結論

(1)采用中海油環烷基原油SZ36-1減一線餾分油作為原料，經加氫處理/脫蠟—加氫后精制全加氫工藝，可成功生產出性能優異的環烷基變壓器油基礎油。

(2)SZ36-1減一線餾分油生產的變壓器油基礎油經過抗氧劑復配，產品各項指標均滿足GB 2536-2011標準中的I-20 ℃特殊級別變壓器油產品要求。

(3)采用泰州石化石蠟基基礎油與生產的環烷基基礎油進行復配，再添加抗氧劑，制備出的I-30 ℃變壓器油產品符合GB 2536-2011標準中的I-30 ℃特殊級別變壓器油產品要求。