Способ получения электроизоляционного масла

Способ получения электроизоляционного масла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Ааторы изобретения

В.В. Григорьев, К.В. Прокофьев и А.И. Грушин

ВСБСОМЗбдг (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННОГО МАСЛА

Изобретение относится к области получения электроизоляционных масел для пропитки электрической изоляции конденсаторов и кабелей, в частности для пропитки высоковольтных конденсаторов с пленочной изоляцией.

Известен способ получения диэлектрической жидкости с высокой диэлектрической проницаемостью реакцией Фриделя-Крафтса из 1,2-дихлорэтана и о-дихлорбензола или хлорбензола в присутствии хлористого алюминия. Реакцию проводят при 85 в течение 3 ч. Полученный продукт подвергается промывке водой, раствором поташа и перегонке Г13 .

Недостатками данной диэлектрической жидкости являются ее значительная вязкость и высокая температура застывания, что затрудняет пропитку конденсаторов и кабелей н снижает диапазон рабочих температур изделий.

Известен способ приготовления электроизоляционного масла, по которому сырьем для приготовления диэлектрика служат хлорированные парафины нормального строения C® -Сж, .

К хлорпарафинам добавляют бензол в

2-5 кратном количестве по отношению к хлорированному парафину. Реакцию алкилирования бензола осуществляют в присутствии хлористого алюминия (23.

Получаемый продукт также обладает высокими вязкостью и температурой застывания, что усложняет его использование.

Наиболее близким K иэобрФТФнню пР технической сущнООти н дОФтнгаФНОну результату являетая способ палучФ" ния злектроиволяционнОгО масла путФн алкнлировйния МОИРцимлнчФФНОГО ФрО

МФТИЧФСКОГО УГПФЮОДОРОДФ НФНЙФЫЩФН ньм углеводородом с исполъэованнФм в качестве катализатора хлорида иФталла. Основу электроизоляционного масла получают алкилированием бензола а -олефинами (g Cg . Алкилироваяие проводят при 50 С фракцией 4 -оле882980 финов Су-С, выкипающей в пределах

180-240 С, в присутствии 3,2% безВодного xJIopHc Toro алюминия (At СС3 ) при весовом соотношении бензола и

g-олефинов 6:1. Полученную путем фракционирования основу электроизоляционного масла подвергают двухступенчатой контактной очистке над адсорбентом, содержащим 2-20Х цеолита типа У ГЗЗ.

10 .Обладая хорошими электрическими показателями, данное электроиэоляционное масло имеет недостаточную газостойкость, что не позволяет применять его при повышенных напряженнос- тях электрического поля, возникающих

I в конденсаторной изоляции.

Цель изобретения †. улучшение электроизоляционных свойств целевого продукта. 20

Поставленная цель достигается способом получения электроизоляциониого: масла путем алкилирования низших гомологов бензола стиролом при температуре от -20 до +10 С с использова- iS нием в качестве катализатора 25 мас.Х хлористого алюминия или 515 мас.Х четыреххлористого титана, фракционированием полученного продукта алкилирования с получением масляной фракции и последующей очисткой ее коитактированием с адсорбентом.

Отличительными признаками изобретения являются использование определенных реагентов и катализатора и про35 ведением процесса при температуре от -20 до +10 С.

Предлагаемый способ обеспечивает получение электроизоляционного масла со структурой углеводородов типа

l,l-диарилэтанов.

Полученное масло характеризуется значительной газостойкостью в условиях повышенной напряженности электрического поля, превосходя по этим свойствам известное масло, полученное алкилированием ароматических углеводородов a(-олефинами.

Пример 1. К 1 молю о-ксилола, содержащему 2 мас.Х безводного хлористого алюминия и охлажденному до

-15. С, в течение 3 ч при перемешивании добавляют смесь 1 моля о-ксилола и 1 моля стирола. Затем реакционную массу нейтрализуют 10Х-.íûì водным раствором едкого натра, промывают во4 дой и фракционируют в вакууме при остаточном давлении 5 мм рт.ст. с подачей инертного газа и в присутствии твердой щелочи, отбирая целевую фракцию с T„„„ = 134-136 С, которую подвергают контактной очистке отбеливающими глинами, или перколяционной доочистке через алюмосиликатный адсорбент, цеолит или силикагель. Полученная фракция может использоваться непосредственно в качестве электроизоляционного масла. Выход его со.ставляет 72 мас.X. При. необходимости фракция подвергается перегонке под вакуумом для выделения l,l-фенилксилилэтана, явлющегося основным компонентом электроизоляционного масла.

Выход его 52 мас.X.

В;;качестве катализатора можно использовать четыреххлористый титан, который хорошо. растворяется в о-ксилоле. Реакцию проводят в том же интервале температур, что и при использовании хлористого алюминия (см. табл. 3).

П р и м е.р 2. К 1 молю о-ксилола, содержащего 12 мас.Х четыреххло0 ристого титана, при температуре -10 С прибавляют.при перемешивании в течение 3 ч смесь 1 моля о-ксилола и

l моля стирола. Реакционную массу обрабатывают по способу, приведенному в примере 1, выделяют целевую фракцию, из которой получают в результате перегонки I l-фенилксилилэтан.

Выход целевой фракции 91 мас.Х, выход l,l-фенилксилилэтана 72Х.

В аналогичных условиях в реакцию со стиролом вступают бензол, толуол, M- и П-ксилолы, этилбензол, кумол и триметилбензолы.

Пример 3. К 1 молю толуола, содержащего 12 мас.Х четыреххлористого титана и охлажденного до -10 С, в течение 3 ч при перемешивании прибавляют смесь 1-oro моля толуола и

1-ого моля стирола. После разложения реакционной массы, вакуумной отгонки и очистки целевой фракции по способу, приведенному в примере 1, выход 1,1-фенилтолилэтана составляет 52Х, а общий выход электроизоляционного масла .72Х..

Влияние температуры реакции на выход электроизоляционного масла (1,1-диарилэтана) показано в табл.!.

882980

Таблица 1

Общий выход электр.

j масла

Выход, l,l-фенилксилилэтана, мас.Ж

Температура, С

Катализатор, мас.7.

Хлористый алюминий (иск ) 63

-20

52 — 15

° 72

+10

45.60

Четыреххлористый титан (Т1 С(1 )

-20

61 — 10

65

41

Таблица 2

Общий выход элек тр оиэ оляционного масла

Выход

l,l-фенилксилилэтана, мае,X

Хлористый алюминий

-20

68

-20

38

Четыреххлористый. титан

47

-20.78

-20

74

-20

15

-10

12

Из табл. 1 видно, что в исследованном интервале температур (-20—

+10 С) и при постоянной концентрации катализатора (2 мас.X Af Ct или

5 мас.X TiC4 ) злектроизоляционное масло получается с высоким выходом (до 72 мас.7). Содержание l,l-фенилксилилэтана достигает до 52 мас.X.

Увеличение концетрации катализатора

Концентрация катализатора, Температура,. С мас.X

25 с 2 до 15 мас.Х позволяет увеличить выход электроизоляционного масла и

l,l-фенилксилилэтана до 91 мас.X и 72 мас.Ж соответственно.

Влияние концентрации катализатора на выход электроизоляционного мас. ла (l,l-диарилэтана) показано в табл.. 2.

882980 8 ной изоляцией, а также позволяет использовать для маслонаполненных кабелей. Следует ожидать, что за счет повышенной газостойкости масел, полученных по предлагаемому способу, значительно увеличивается срок службы электроаппаратуры, работающей на переменном напряжении.

Сравнительная характеристика элект10 роизоляционных по известному и предлагаемому способам приведена в табл.3.

Таблица 3.Из представленных данных видно, что по предлагаемому способу на основе крупнотоннажных продуктов нефтепереработки могут быть получены с высоким выходом электроизоляционные масла высокого качества. По такому важному электрическому показателю как газостойкость эти масла можно назвать уникальными. Малая вязкость данных масел делает их пригодными для пропитки конденсаторов с пленочПо известному способу о предлагаемому способу

Наименование показателей

Алкилбензольное

Диарилалкановое

На основе На основе фенилкси- дитолиллилэтана этана

Литерат. актичес- данные (3) кие

Литерат. Фактич данные„ кие

Вязкость кинематическая при

50 С, сСт

6,5(30 С) 3,7

2,7

3,8

3, 53

3,27

Кислотное число, мг КОН

0,08

0,06

0,07

0,06

Температура вспышкки, C

122

140

150

154

138

139

Температура застывания, С

-60

-56

-48

-60 — 75

Удельное объемное сопротивление при 80 С,, ом.см

7,5 10 3,9 10 6 ° 10 5 ° 10 6 10

0,0001

Газостойкость (при .10 кВ, 40 С, в среде Н ) -165

-320

-285

-256

-210

-165

Результаты испытаний образцов 1,1диарилэтанов показали, что l,l-фенилксилилэтан полностью соответствует требованиям, предъявляемым электронной промышленностью, и превышает па некоторым своим показателям существующие отечественные и зарубежные жидкие диэлектрики.

Предлагаемый способ имеет значительные преимущества перед известным

=пособом — обеспечивает получение

Тангенс угла диэлектрических потерь при 100 С и частоте 1000 Гц 0,0004

0,0003 0,0008 0,0008 0,0009 электроизоляционного масла, пригодного для работы при повышенных напря50 жениях электрического поля, возникающих в конденсаторной изоляции.

Для получения масла используются недефицитные продукты (<-олефины

G -Cg выпускаются в ограниченном количестве), процесс алкилирования ведется на катализаторах, вырабатываемых промышленностью.

Составитель Л. Боброва

Редактор В. Данко Техред З..Фанта Корректор М, Коста

Заказ 10109/28

Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент". г. Ужгород, ул. Проектная, 4

882980 10

Формула изоб етения ретения предельного углеводорода используют стирол, в качестве катализатора ис-.

Способ получения электроизоляцион- пользуют 2-5 мас.й хлористого алюминого масла путем алкилирования моно- ния или 5-15 мас.7 четыреххлористого циклического ароматического углеводо- титана, и процесс проводят при темрода непредельным углеводородом с ис- пературе от -20 до +IO С. пользованием в качестве катализатора хлорида металла, фракционированием Источники информации, продукта алкилирования с получением принятые во внимание при экспертизе масляной фракции и последующей очист- io 1. Заявка Франции 11 227335), кой ее контактированием с адсорбентом, кл. H Ol В 3/24. отличающийся тем, что, с 2. Патент Японии У 43596, целью улучшения электроизоляционных кл С 10 М, опублик. 1971. свойств целевого продукта, в качест- 3. Авторское свидетельство СССР ве исходного сырья используют низ- У 577I98, кл. С 07 С 3/52, 1977 шие гомологи бензола, в качестве не- (прототип).