專利名稱：環(huán)烷烴基油、由環(huán)烷烴基油制得的環(huán)烷烴基介電液體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及“環(huán)烷烴”基油、由環(huán)烷烴基油制得的環(huán)烷烴基介電液體、以及制備所述環(huán)烷烴基油的方法和所述環(huán)烷烴基介電液體。
背景技術(shù)：
介電液體一般由環(huán)烷基原油常壓衍生得到的瓦斯油餾分制備。希望使用其它原料制備的介電液體。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)?zhí)峁┑沫h(huán)烷烴基油含一定量的異鏈烷烴和50-70wt％通式為CnH2n(其中n為15-30)的環(huán)烷烴，所述異鏈烷烴的量低于所述環(huán)烷烴基油的50wt％(由質(zhì)譜測(cè)定)。
本申請(qǐng)還提供一種環(huán)烷烴基介電液體，其包括環(huán)烷烴基油，該基油含一定量異鏈烷烴和50-70wt％通式為CnH2n的環(huán)烷烴，其中n為15-30，所述異鏈烷烴的量低于所述環(huán)烷烴基油的50wt％(由質(zhì)譜測(cè)定)；和一種或多種選自非酚類烷基取代的或部分飽和的含至少一個(gè)活性氫原子的芳族化合物和二芳基化合物的抗析氣劑，該抗析氣劑的量有效降低介電液體的析氣傾向。
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N制備環(huán)烷烴基油的方法，包括在煉制條件下提煉原油，生產(chǎn)沸點(diǎn)范圍為約371-538℃的芳族真空瓦斯油，此芳族真空瓦斯油包括含碳物質(zhì)，大部分含碳物質(zhì)選自環(huán)烷烴和芳烴；將芳族真空瓦斯油與加氫裂化催化劑在加氫裂化條件下接觸，以生產(chǎn)加氫裂化產(chǎn)品；對(duì)加氫裂化產(chǎn)品進(jìn)行汽提，以有效提高選自環(huán)烷烴、環(huán)烯烴及其組合的環(huán)狀烴的含量，并除去硫化氫和氨，得到經(jīng)汽提的加氫裂化產(chǎn)品；使汽提后的加氫裂化產(chǎn)品與包括選自鉑、鈀及其組合的金屬的異構(gòu)/脫蠟/加氫(IDH)催化劑在IDH條件下接觸，以有效將芳烴飽和為環(huán)烷烴，降低正鏈烷烴含量，并生產(chǎn)出IDH產(chǎn)品，該IDH產(chǎn)品包含大于50wt％的選自環(huán)烷烴和環(huán)烯烴的一種或多種環(huán)狀烴；不經(jīng)溶劑抽提，將IDH產(chǎn)品與加氫處理催化劑在加氫處理?xiàng)l件下接觸，以有效生產(chǎn)含大于50wt％環(huán)烷烴的加氫處理產(chǎn)品(通過(guò)質(zhì)譜測(cè)定)；和從所述加氫處理產(chǎn)品中分離出含有低于50wt％異鏈烷烴和50wt％或更高環(huán)烷烴的環(huán)烷烴基油(通過(guò)質(zhì)譜測(cè)定)，所述環(huán)烷烴基油的沸點(diǎn)溫度范圍為約260-371℃。
生產(chǎn)環(huán)烷烴基介電液體的方法包括處理芳族真空瓦斯油并回收環(huán)烷烴基油，該烷烴基油含一定量異鏈烷烴和50-70wt％通式為CnH2n的環(huán)烷烴(其中n為15-30)，所述異鏈烷烴的量低于所述環(huán)烷烴基油的50wt％(通過(guò)質(zhì)譜測(cè)定)；和向所述環(huán)烷烴基油中添加一種或多種試劑，所述試劑選自一定量的抗析氣劑以有效降低環(huán)烷烴基油的析氣傾向和一定量的一種或多種抗氧化劑以有效降低氧化條件下的淤渣生成和總酸值(TAN)(計(jì)為mgKOH/g)。
本申請(qǐng)?zhí)峁┝擞糜谥苽洵h(huán)烷烴基介電液體的環(huán)烷烴基油。
“環(huán)烷烴基油”由芳族基油原料生產(chǎn)，優(yōu)選為由原油煉制得到的“芳族真空瓦斯油”。一般地，任何原油都可用作芳族真空瓦斯油的來(lái)源。適合的原油包括但不限于阿拉伯輕質(zhì)原油、阿拉伯中質(zhì)原油、阿拉伯重質(zhì)原油、Orienta原油、科威特原油、Isthmus原油、瑪雅原油、阿曼原油、布倫特原油及它們的組合物。
在合適的“芳族真空瓦斯油”中，大部分含碳物質(zhì)選自環(huán)烷烴和芳烴。芳族真空瓦斯油一般包括以下含碳物質(zhì)的分布，按濃度降序排列為芳烴＞環(huán)烷烴＞異鏈烷烴＞正鏈烷烴。
適合的芳族真空瓦斯油的沸點(diǎn)范圍為約260℃(500)至約538℃(1000)，優(yōu)選約371℃(700)至約538℃(1000)。適合的芳族真空瓦斯油中芳烴的含量為約40-60wt％(通過(guò)質(zhì)譜測(cè)定)。在優(yōu)選實(shí)施方案中，芳族真空瓦斯油中的芳烴含量為約50-60wt％，更優(yōu)選約55-60wt％(通過(guò)質(zhì)譜測(cè)定)。芳族真空瓦斯油一般還包括約20-30wt％的環(huán)烷烴、約10-15wt％的異鏈烷烴、約5-15wt％的正鏈烷烴(通過(guò)質(zhì)譜測(cè)定)。
芳族真空瓦斯油也可以與其它基油原料混合，包括但不限于溶劑抽提的提余液、軟蠟、含油蠟、由氣體至液體的費(fèi)-托轉(zhuǎn)化得到的潤(rùn)滑油沸程內(nèi)的產(chǎn)品及它們的組合物。
為了生產(chǎn)環(huán)烷烴基油，芳族真空瓦斯油要經(jīng)歷加氫處理?xiàng)l件。在優(yōu)選實(shí)施方案中，加氫處理?xiàng)l件包括將芳族真空瓦斯油與加氫裂化催化劑在加氫裂化條件下接觸，以有效生產(chǎn)加氫裂化產(chǎn)品；對(duì)加氫裂化產(chǎn)品進(jìn)行汽提以有效除去硫化氫和所有氨，并得到汽提后的加氫裂化產(chǎn)品；汽提后的加氫裂化產(chǎn)品與異構(gòu)化/脫蠟/加氫(“IDH”)催化劑在一定條件下接觸，使芳烴有效飽合以制備環(huán)烷烴，降低正鏈烷烴，以生產(chǎn)包含含碳分子的IDH產(chǎn)品，大部分含碳分子包括一種或多種選自環(huán)烷烴和環(huán)烯烴的環(huán)狀烴；在加氫處理?xiàng)l件下，將IDH產(chǎn)品與加氫處理催化劑接觸，以有效生產(chǎn)含大于50wt％環(huán)烷烴(通過(guò)質(zhì)譜測(cè)定)的加氫處理產(chǎn)品；然后對(duì)加氫產(chǎn)品進(jìn)行分離，有效分離出含沸點(diǎn)范圍為約260-371℃的餾分的環(huán)烷烴基油。
環(huán)烷烴基油含量可以用多種方法分析，優(yōu)選方法為質(zhì)譜方法。優(yōu)選的質(zhì)譜方法使用AutospecQ即MICROMASS高分辨磁質(zhì)譜儀，可以從馬薩諸塞米爾福德的Waters公司商購(gòu)得到。本實(shí)施方案中，電離模式是場(chǎng)電離質(zhì)譜(FIMS)，其主要產(chǎn)生帶有很少或沒(méi)有與油相關(guān)的各種烴類片段的分子離子。FIMS數(shù)據(jù)采用Poly32處理，Poly32是一款基于PC的軟件包，其處理質(zhì)譜序列文件，以生成排除粘度的色譜(SEC)型數(shù)據(jù)，并完成其它運(yùn)算。Poly32可以從加利佛尼亞莫德斯托的SierraAnalytics公司商購(gòu)。SEC數(shù)據(jù)包括分子量分布和多分散性計(jì)算。這些由M(質(zhì)量，以道爾頓計(jì))和n(相應(yīng)質(zhì)量范圍的摩爾數(shù))算得。軟件還能通過(guò)質(zhì)量和重復(fù)單元或單體單元如CH2基團(tuán)計(jì)算低聚物系列的百分?jǐn)?shù)。在烴分析時(shí)，會(huì)生成具有每個(gè)碳數(shù)和每種Z系列(Z用烴的通式CnH2n+Z確定)百分?jǐn)?shù)的表格。飽和物的Z系列描述信息基于的假設(shè)是油品含有很少量的芳烴。因此，痕量芳烴和雜質(zhì)在進(jìn)行FIMS分析之前通過(guò)色譜柱(ASTM D 2549)除去。
加氫裂化條件為了生產(chǎn)環(huán)烷烴基油，芳族真空瓦斯油要經(jīng)歷包括加氫裂化催化劑的加氫裂化條件。一般能夠有效提高所希望加氫裂化速率的各種加氫裂化催化劑都是適合的。通常加氫裂化催化劑包括負(fù)載在載體上的適合的加氫裂化金屬。
適合的加氫裂化金屬包括但不限于含一種或多種金屬的硫化催化劑，該金屬選自鈷、鉻、鉬、鎢、鎂、錸、鐵、釕、銥、鎳、鈀、鉑及其組合。在一實(shí)施方案中，加氫裂化金屬是選自Ni/W、Ni/Mo和Co/Mo的一種或多種金屬。在更優(yōu)選的實(shí)施方案中，加氫裂化金屬選自Ni/W和Co/Mo的一種或多種金屬。
加氫裂化催化劑基本包括能提供足夠表面積并且不會(huì)影響加氫裂化的各種載體。適合的載體的實(shí)例包括但不限于金屬氧化物和分子篩。在一實(shí)施方案中，載體選自氧化鋁和結(jié)晶硅酸鋁。
合適的加氫裂化條件包括加氫裂化溫度為約200-450℃；加氫裂化氫氣壓力大于大氣壓，優(yōu)選約30個(gè)大氣壓或更大；加氫裂化氫循環(huán)比為約400SCF/B(每桶標(biāo)準(zhǔn)立方尺)-15000SCF/B；加氫裂化的液時(shí)空速為約0.1-20Hr-1。通常，加氫裂化條件可以將重質(zhì)芳族瓦斯油中的多核芳烴有效轉(zhuǎn)化成更小的部分氫化的芳烴和氫化物質(zhì)，將一些正鏈烷烴轉(zhuǎn)化為異鏈烷烴，和將重質(zhì)芳族瓦斯油中的硫和氮轉(zhuǎn)化為硫化氫和氨。
汽提條件加氫裂化產(chǎn)品要經(jīng)過(guò)汽提處理，以有效除去硫化氫和氨，并生產(chǎn)汽提后的加氫裂化產(chǎn)品。適合的汽提條件包括約200-300℃的溫度和有效的汽提壓力，優(yōu)選大于大氣壓。在更優(yōu)選的實(shí)施方案中，汽提壓力基本與加氫裂化壓力相同，最優(yōu)選為約30個(gè)大氣壓或更高。優(yōu)選地，汽提氣體是基本上不含硫化氫和氨的氫氣。
異構(gòu)/脫蠟/加氫(IDH)條件汽提后的加氫裂化產(chǎn)品要經(jīng)歷加氫條件，優(yōu)選經(jīng)歷異構(gòu)/脫蠟/加氫(IDH)條件，以有效提高氫化或部分氫化的環(huán)狀烴的含量，其中所述環(huán)狀烴選自環(huán)烷烴、環(huán)烯烴及其組合。加氫處理?xiàng)l件、優(yōu)選IDH條件一般還能通過(guò)使正鏈烷烴和近似正鏈烷烴異構(gòu)化為異鏈烷烴而提高異鏈烷烴的含量。在優(yōu)選實(shí)施方案中，加氫處理?xiàng)l件能有效生產(chǎn)含量為約20wt％或更多的異鏈烷烴，優(yōu)選為約20至低于50wt％的異鏈烷烴，更優(yōu)選為約20-40wt％的異鏈烷烴(通過(guò)質(zhì)譜測(cè)定)。
IDH條件一般包括使汽提后的加氫裂化產(chǎn)品與一種或多種IDH催化劑在IDH溫度、IDH壓力和IDH氫流量下接觸，以有效提高選自環(huán)烷烴、環(huán)烯烴及其組合的環(huán)狀烴的含量。IDH條件一般還會(huì)有效提高異鏈烷烴的含量。
適合的IDH催化劑包含一種或多種IDH金屬，包括但不限于鈷、鉻、鉬、鎢、鎂、錸、鐵、釕、銥、鎳、鈀、鉑及其組合。優(yōu)選的IDH金屬包括但不限于鉑、鈀及其組合。
一般IDH金屬沉積在適合的IDH金屬載體上。適合的IDH金屬載體包括但不限于分子篩和金屬氧化物。適合的分子篩包括但不限于沸石和硅鋁磷酸鹽分子篩。適合的金屬氧化物包括但不限于氧化鋁。優(yōu)選的IDH金屬載體包括硅鋁磷酸鹽分子篩。
適合的沸石是中孔沸石。優(yōu)選的中孔沸石的孔徑為約0.35-0.8納米。適合沸石的特定實(shí)例包括但不限于沸石Y、沸石β、沸石θ、絲光沸石、ZSM-3、ZSM-4、ZSM-5、ZSM-11、ZSM-12、ZSM-18、ZSM-20、ZSM-22、ZSM-23、ZSM-35、ZSM-38、ZSM-48、SSZ-32、鉀沸石、鎂堿沸石、沸石α及其混和物。由于它們的異構(gòu)化選擇性，優(yōu)選的沸石包括但不限于ZSM-12、ZSM-23、ZSM-22、SSZ-32及其組合。
適合的硅鋁磷酸鹽分子篩包括但不限于SAPO-11、SAPO-31、SAPO-41及其組合。優(yōu)選的硅鋁磷酸鹽分子篩是SAPO-11。還參見(jiàn)下述美國(guó)專利US 6,090,989、US 4,500,417、US 4,906,350、US 4,943,672、US 5,059,299、US 5,135,63、US 5,282,958、US 5,306,860、US 5,362,378，這些專利在此處引入供參考，和歐洲專利EP 0776959A2。
適合的IDH條件包括IDH溫度為約250-390℃；IDH氣壓大于常壓，優(yōu)選與加氫裂化壓力基本相同，優(yōu)選為約30個(gè)大氣壓或更高；IDH氫循環(huán)比為約400-15000SCF/B；和IDH液時(shí)空速為約0.1-20Hr-1。
加氫處理在優(yōu)選實(shí)施方案中，加氫產(chǎn)品進(jìn)行加氫處理。加氫處理包括使IDH產(chǎn)品與加氫處理催化劑在加氫處理?xiàng)l件下接觸，以有效將IDH產(chǎn)品中不飽和鍵和殘余芳烴、特別是多環(huán)芳烴分別轉(zhuǎn)化為飽和鍵和環(huán)烷烴。
適合的加氫處理?xiàng)l件包括加氫處理溫度為約190-340℃；加氫處理壓力大于常壓，優(yōu)選與加氫裂化和IDH壓力基本相同，優(yōu)選為約30個(gè)大氣壓或更高；氫循環(huán)比為約400-15000SCF/B。
適合的加氫處理催化劑包括能有效提高IDH產(chǎn)品中不飽和鍵和芳烴的氫化率的加氫處理金屬。適合的加氫處理金屬包括但不限于鈷、鉻、鉬、鎢、鎂、錸、鐵、釕、銥、鎳、鈀、鉑及其組合。優(yōu)選的加氫處理金屬選自鎳、鉑、鈀及其組合。
加氫處理金屬一般負(fù)載在適合的載體上，該載體具有足夠的表面積，并且不會(huì)影響加氫處理工藝。適合的加氫處理催化劑載體包括但不限于金屬氧化物和分子篩。優(yōu)選的加氫處理催化劑載體包括能夠有效提高殘余芳烴分子飽和度的分散沸石。
環(huán)烷烴基油的回收所得到的加氫處理產(chǎn)品的沸點(diǎn)溫度范圍為約38℃(100)至約538℃(1000)。加氫處理的產(chǎn)品經(jīng)歷分離條件，以有效分離出環(huán)烷烴基油，優(yōu)選為沸點(diǎn)溫度范圍約260-371℃的環(huán)烷烴基油。只要能有效將沸點(diǎn)溫度范圍為約260-371℃的環(huán)烷烴基油與加氫處理產(chǎn)品的沸點(diǎn)大于700(371℃)的餾分(a)及沸點(diǎn)低于500(260℃)的餾分(b)分離，任意適合的分離條件都可以使用。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，加氫處理產(chǎn)品經(jīng)歷分餾條件，該分餾條件包括作為塔底產(chǎn)品除去沸點(diǎn)大于371℃(700)的加氫處理產(chǎn)品，和作為塔頂產(chǎn)品除去沸點(diǎn)低于260℃(500)的加氫處理產(chǎn)品。
在環(huán)烷烴基油中，大部分含碳分子包括環(huán)烷烴，優(yōu)選為烷基取代的環(huán)烷烴。優(yōu)選地，環(huán)烷烴基油中含50wt％或更多、優(yōu)選約60wt％或更多、甚至更優(yōu)選約66wt％或更多的環(huán)烷烴，優(yōu)選為烷基取代的環(huán)烷烴，通過(guò)質(zhì)譜測(cè)定。
環(huán)烷烴一般具有通式CnH2n，其中n是碳原子總數(shù)。在優(yōu)選實(shí)施方案中，基油所含環(huán)烷烴中n為約15-30。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，大部分環(huán)烷烴包括烷基取代的環(huán)烷烴。優(yōu)選地，約70wt％或更多、更優(yōu)選約80wt％或更多、甚至更優(yōu)選約90wt％或更多和最優(yōu)選約99wt％或更多的環(huán)烷烴包括烷基取代的環(huán)烷烴，通過(guò)質(zhì)譜測(cè)定。
環(huán)烷烴基油含少于50wt％的異鏈烷烴，優(yōu)選含約20至低于50wt％的異鏈烷烴，更優(yōu)選含約20-40wt％的異鏈烷烴，通過(guò)質(zhì)譜測(cè)定。根據(jù)測(cè)試方法D1274，環(huán)烷烴基油優(yōu)選還含有約15ppm或更低的硫(在此引用供參考)。
環(huán)烷烴基介電液體的制備本申請(qǐng)的環(huán)烷烴基油具有廣泛用途，包括但不限于用作環(huán)烷烴基介電液體中的基油。優(yōu)選實(shí)施方案中，環(huán)烷烴基油用來(lái)生產(chǎn)滿足ASTMD3487要求(電器中使用的礦物絕緣油標(biāo)準(zhǔn))的環(huán)烷烴基介電液體。最優(yōu)選地，環(huán)烷烴基油用來(lái)生產(chǎn)適用于變壓器油的介電液體。
多種類型的常規(guī)電氣設(shè)備含有介電流體，用來(lái)驅(qū)散供電部件產(chǎn)生的熱量，并使之與設(shè)備外圍和其它內(nèi)部構(gòu)件及設(shè)備之間絕緣。這種裝置的實(shí)例包括但不限于變壓器、電容器、開(kāi)關(guān)、調(diào)壓器、斷路器、電纜、自動(dòng)開(kāi)關(guān)和X射線裝置。
變壓器通過(guò)電磁效應(yīng)將電能從一個(gè)回路轉(zhuǎn)移到另一個(gè)回路。變壓器用于電力輸送。
較大變壓器一般要求在溫度過(guò)壓及瞬態(tài)過(guò)壓時(shí)線圈和/或?qū)w要絕緣，以保護(hù)變壓器在正常電壓下工作，這些過(guò)壓是由于雷擊或轉(zhuǎn)換操作導(dǎo)致的。絕緣失效時(shí)，可能會(huì)發(fā)生內(nèi)部故障或短路。這種情況可能造成設(shè)備故障，一般會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)中斷，并可能危害設(shè)備附近的人員。
為了從變壓器內(nèi)核和線圈組件有效移走熱量并保持在可接受的操作溫度范圍內(nèi)，常規(guī)變壓器使用相對(duì)大量的介電液體作為絕緣體。
過(guò)去，利用鏈烷烴油制備的介電液體傾向于具有固有的低溫粘度性能較差的特點(diǎn)，也沒(méi)有表現(xiàn)出如ASTM D3487要求的低析氣性能。
環(huán)烷烴基介電液體的析氣傾向是在規(guī)定實(shí)驗(yàn)條件下，介電液體吸入或脫出氫氣的速度的量度。低析氣性能是很重要的，因?yàn)槿绻螂姂?yīng)力作用產(chǎn)生氫氣，具有低析氣傾向的液體將吸收產(chǎn)生的氫氣，從而降低了發(fā)生爆炸的可能性。
本申請(qǐng)的環(huán)烷烴基介電液體同時(shí)表現(xiàn)出低溫粘度性能和低析氣傾向。
析氣傾向是通過(guò)添加一種或多種抗析氣劑來(lái)降低的。優(yōu)選地，抗析氣劑將介電液體的析氣傾向降低到+30微升/分鐘或更少，優(yōu)選15微升/分鐘或更少，更優(yōu)選5微升/分鐘或更少，優(yōu)選0微升/分鐘或更少，參照ASTM測(cè)定方法D2300。
抗析氣劑通常是除酚化合物之外的抗析氣芳烴，其含一個(gè)或多個(gè)活性氫原子或含二芳基，其可以含有或不含一個(gè)或多個(gè)活性氫原子。適合的抗析氣劑的實(shí)例包括但不限于二芳基化合物和選自烷基取代的芳族化合物、烷基取代的部分飽和的芳族化合物及其組合的具有9-11個(gè)碳原子的試劑。
適合的二芳基化合物具有如下通式 其中，
R選自單連續(xù)鍵(使二芳基為聯(lián)苯)和具有約1-4個(gè)碳原子的亞烷基(使二芳基為二芳基烷烴)；和R1-R6獨(dú)立地選自“無(wú)”和具有約1-2個(gè)碳原子的烷基。
在R為單鍵(R＝0)時(shí)，二芳基就是具有如下通式的聯(lián)苯 其中R1-R6獨(dú)立地選自“無(wú)”和具有約1-2個(gè)碳原子的烷基。在優(yōu)選實(shí)施方案中，R1-R6選自甲基。在另一優(yōu)選實(shí)施方案中，聯(lián)苯基是未取代的，其中，R1-R6為“無(wú)”。在另一實(shí)施方案中，聯(lián)苯基是二均三甲苯基，其中R1-R6是甲基。
適合的抗析氣劑的實(shí)例包括但不限于二芳基化合物、二氫菲、苯基鄰二甲苯基乙烷、烷基化苯(包括二乙基苯)、四氫-5-(1-苯乙基)-萘、苊、四氫萘、烷基化四氫萘和四氫喹啉。
一般地，一種或多種抗析氣劑在環(huán)烷烴基油中的加入量約為5wt％或更少，更優(yōu)選為約2wt％或更少，甚至更優(yōu)選為約0.5-1wt％，最優(yōu)選為約1wt％，基于基油的體積計(jì)算。
在一實(shí)施方案中，抗析氣劑含約80wt％的1，5-二甲基萘和約20wt％的異構(gòu)二甲基萘。
另一實(shí)施方案中，基油含2wt％或更少、優(yōu)選1wt％或更少、更優(yōu)選低于1wt％的抗析氣劑，該抗析氣劑選自烷基取代或未取代的聯(lián)苯基烷烴和烷基取代或未取代的二芳基烷烴。優(yōu)選的抗析氣劑選自聯(lián)苯基(未取代)和二均三甲苯基化合物。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，還向環(huán)烷烴基油中加入抗氧化劑(如上所述)，以改善環(huán)烷烴基介電液體的氧化穩(wěn)定性，并降低儲(chǔ)存、處理和使用過(guò)程中油渣和酸度的進(jìn)展。減少氧化會(huì)降低導(dǎo)電性和金屬腐蝕，提高系統(tǒng)壽命，提高電擊穿強(qiáng)度，并確保令人滿意的傳熱。
優(yōu)選地，在進(jìn)行酸渣測(cè)試(ASTM D2440)時(shí)，環(huán)烷烴基介電液體在72小時(shí)產(chǎn)生的淤渣質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.15或更低，72小時(shí)的“總酸值”或“TAN”為0.5mgKOH/g或更低。環(huán)烷烴基介電液體還優(yōu)選在164小時(shí)產(chǎn)生的淤渣質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.5或更低，TAN為0.6mgKOH/g或更低。
一般地，加入抗氧化劑是為了減少淤渣和降低TAN。在優(yōu)選實(shí)施方案中，基于介電液體的重量，介電液體含約0.01-1.0wt％的抗氧化劑，優(yōu)選約0.07-0.30wt％的抗氧化劑。
基本上，任何適用于特定類型的介電液體的抗氧化劑都是適合的。電氣絕緣用油中使用的優(yōu)選抗氧化劑是受阻酚、肉硅酸酯型酚酯和烷基化聯(lián)苯胺。更優(yōu)選的抗氧化劑(特別是用于變壓器油的)選自2，6-二叔丁基對(duì)甲酚、2，6-二叔丁苯酚及其組合。最優(yōu)選的抗氧化劑是2，6-二叔丁基對(duì)甲酚與2，6-二叔丁苯酚的組合物。
如果需要，可以向環(huán)烷烴基油中加入一定量的一種或多種傾點(diǎn)降低劑，以將產(chǎn)品的傾點(diǎn)降低到約-30℃或更低，優(yōu)選降低到約-40℃或更低?？梢允褂枚喾N傾點(diǎn)降低劑。適合的傾點(diǎn)降低劑包括但不限于基于聚甲基丙烯酸酯化學(xué)物質(zhì)的傾點(diǎn)降低劑。如果添加傾點(diǎn)降低劑，傾點(diǎn)降低劑的添加量以環(huán)烷烴基油重量計(jì)通常為約0.01-0.2wt％。
環(huán)烷烴基介電液體滿足多種用途的規(guī)格要求，包括但不限于電氣絕緣用油。環(huán)烷烴基介電液體的優(yōu)選用途是用作變壓器油。
除了抗氧化性和低析氣傾向，環(huán)烷烴基介電液體優(yōu)選具有多種其它性能，包括但不限于電阻和熱穩(wěn)定性。在最優(yōu)選的實(shí)施方案中，環(huán)烷烴基介電液體滿足ASTM D3487所規(guī)定的電氣絕緣用油的物理、電學(xué)和化學(xué)相關(guān)指標(biāo)。在優(yōu)選實(shí)施方案中，環(huán)烷烴基介電液體還滿足其它相關(guān)指標(biāo)，這些指標(biāo)在此引入供參考，包括但不限于國(guó)家電氣制造業(yè)協(xié)會(huì)(NEMA)TR-P8-1975；美國(guó)政府軍方標(biāo)準(zhǔn)VV-I-530A和I類流體與II類流體(分別為I型和II型)的第二次修訂標(biāo)準(zhǔn)，其淘汰了海軍技術(shù)規(guī)格OS-1023；NATO代號(hào)為S-756的標(biāo)準(zhǔn)，英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS-148。
對(duì)于電氣絕緣用油的ASTM物理性能要求包括但不限于色度為約0.5或更低，使用測(cè)試方法D1500測(cè)定；閃點(diǎn)為約145℃或更高，使用測(cè)試方法D92測(cè)定；25℃下的界面張力為約40達(dá)因/厘米或更高，使用測(cè)試方法D971測(cè)試；傾點(diǎn)為約-40℃或更低，使用測(cè)試方法D92測(cè)定；相對(duì)密度為0.91或更低，使用測(cè)試方法D1298測(cè)定；視覺(jué)檢查清澈并透明，使用測(cè)試方法D1524測(cè)定；及0℃時(shí)的粘度為約76厘沲或更低，40℃時(shí)為約12.0厘沲，和100℃時(shí)為約3.0厘沲或更低，使用測(cè)試方法D445測(cè)定。
環(huán)烷烴基介電液體還優(yōu)選滿足電氣絕緣用油的電學(xué)性能要求，包括但不限于ASTM要求采用盤電極，在60赫茲下的介質(zhì)擊穿電壓為30千伏或更高，按測(cè)試方法D877測(cè)定；按D1816(在此作為參考引用)，使用新油，在60赫茲下的介質(zhì)擊穿電壓為20千伏或更高和間隙為1.02毫米(0.040英寸)；按照測(cè)試方法D3300測(cè)定，在25℃下，利用針和球之間的間隙為25.4毫米(1英寸)時(shí)，介質(zhì)擊穿電壓脈沖為約145千伏或更高；和使用測(cè)試方法D924測(cè)定，25℃下60赫茲下的功率因數(shù)為0.05％或更低，和100℃下為0.30％或更低。
環(huán)烷烴基介電液體還優(yōu)選滿足電氣絕緣用油的化學(xué)性能要求，包括但不限于ASTM要求I型油的抗氧化劑含量為0.08wt％或更低，II型油為0.3wt％或更低，使用測(cè)試方法D2668測(cè)定，或者當(dāng)抗氧化劑是2，6-二叔丁基甲酚時(shí)，使用測(cè)試方法D1473測(cè)定；元素硫和熱不穩(wěn)定含硫化合物的含量低，以避免與介電液體接觸的金屬如銅和銀發(fā)生腐蝕，使用測(cè)試方法D1274測(cè)定；水含量為35ppm或更低，使用測(cè)試方法D1533測(cè)定；中和值為0.03mgKOH/g或更低，使用測(cè)試方法D974測(cè)定；和檢測(cè)不到的多氯聯(lián)苯(PCB)含量，或其含量低于1ppm，使用測(cè)試方法D4059測(cè)定。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，環(huán)烷烴基介電液體的色度為約0.5或更低，按ASTM D1500測(cè)定；閃點(diǎn)為約145℃或更高，按ASTM D92測(cè)定；25℃下的界面張力為約40達(dá)因/厘米或更大，按ASTM D971測(cè)定；相對(duì)密度為0.91或更小，按ASTM D1298測(cè)定；視覺(jué)檢查清澈并透明，按ASTM D1524測(cè)定；粘度按ASTM D445測(cè)定，0℃為約76厘沲或更低，40℃為約12.0厘沲或更低，和100℃為約3.0厘沲或更低；按ASTMD1533測(cè)定，水含量為約35ppm或更低；按ASTM D4059測(cè)定，多氯聯(lián)苯(PCB)含量低于1ppm；按ASTM D877測(cè)定，采用盤電極，60赫茲下的介質(zhì)擊穿電壓為30千伏或更高；按ASTM D1816測(cè)定，使用新油，60赫茲下的介質(zhì)擊穿電壓為20千伏或更高和間隙為1.02毫米(0.040英寸)；按照ASTM D3300測(cè)定，在25℃下，利用針和球之間的間隙為25.4毫米(1英寸)時(shí)，介質(zhì)擊穿電壓脈沖為約145千伏或更高；按ASTMD924測(cè)定，25℃下60赫茲下的功率因數(shù)為0.05％或更低，和100℃下為0.30％或更低。
具體實(shí)施例方式
參考以下實(shí)施例可以更好地理解本申請(qǐng)，這些實(shí)施例僅起說(shuō)明作用實(shí)施例1按上述方法生產(chǎn)的環(huán)烷烴基油經(jīng)分析和檢測(cè)具有如下性能API 31.6比重g/cc 0.8676傾點(diǎn)，℃() -42.8(-45)濁點(diǎn)，℃() -30.5(-22.9)粘度@40℃mm2/s(厘沲)*9.172粘度@100℃mm2/s(厘沲)2.397粘度指數(shù) 68.7*粘度測(cè)量是用佳能CAV4自動(dòng)儀器進(jìn)行的。粘度計(jì)按ASTM D445，在此引入作為參考。
實(shí)施例2按上述方法生產(chǎn)的環(huán)烷烴基油經(jīng)分析和檢測(cè)具有如下性能


實(shí)施例3對(duì)按上述方法生產(chǎn)的環(huán)烷烴基油進(jìn)行分析。利用氣相色譜進(jìn)行模擬蒸餾以測(cè)定基油5wt％和95wt％的餾出溫度(℃)。ASTM D6352“利用氣相色譜測(cè)定174-700℃沸程內(nèi)的石油餾分沸程分布的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法”在此引入供參考。下表給出了測(cè)試結(jié)果以及基油的物理性能5％餾出溫度，℃() 267.8(514)95％餾出溫度，℃()400.6(753)粘度@40℃mm2/s(厘沲)9.9粘度@100℃mm2/s(厘沲) 2.5粘度指數(shù)53密度，g/ml@15.6℃(60) 0.854API比重 34.1傾點(diǎn)，℃()-45(-49)平斯基-馬丁閉口杯(PMCC)閃點(diǎn)，℃ 148UV芳烴，mmol/100g 6硫，ppm 1氮，ppm 1實(shí)施例4實(shí)施例3得到的環(huán)烷烴基油與0.075wt％或0.28wt％的丁基化羥基甲苯(BHT)(由CRI精細(xì)化學(xué)藥品公司獲得)混合。制備的樣品不含添加的芳族油、含2.0wt％C9-C11烷基苯(“AB”)、含0.5wt％C9-C11烷基苯、含0.5wt％二甲基萘(“DMN”)、含1wt％的添加的DMN和含2.0wt％的聯(lián)苯。在110℃浴溫下在銅催化劑線圈存在下，所得混和物通過(guò)使氧氣鼓泡通過(guò)平行測(cè)試樣品各72和164小時(shí)進(jìn)行氧化。在每次老化結(jié)束后，通過(guò)測(cè)量生成的淤渣和酸的量來(lái)評(píng)價(jià)環(huán)烷烴基油。測(cè)試樣品用正庚烷稀釋，然后將溶液過(guò)濾除去淤渣。將淤渣干燥并稱重。不含淤渣的溶液在室溫下用0.01N氫氧化鉀滴定至終點(diǎn)，滴定終點(diǎn)通過(guò)加入的對(duì)萘酚苯溶液的顏色變化指示(綠色變褐色)。ASTM D2440，在此引入供參考。實(shí)施測(cè)試方法D2300程序B(在此引入供參考)，用析氣池組件和滴定管組件測(cè)定總析氣傾向。
將樣品與酸化亞甲藍(lán)水溶液混合，然后用氯仿抽提疏水離子對(duì)。合并的氯仿抽提物用酸溶液洗滌，以除去少量疏水離子對(duì)(分配系數(shù)較低)。
氯仿抽提物中的殘余藍(lán)色強(qiáng)度用約650納米的最大吸附波長(zhǎng)測(cè)定。結(jié)果如下表

含有0.28wt％BHT和2.0wt％AB時(shí)，樣品表現(xiàn)很好，呈現(xiàn)出負(fù)析氣傾向。含有0.28wt％BHT和0.5wt％AB時(shí)，樣品表現(xiàn)很好，呈現(xiàn)出負(fù)析氣傾向。含有0.075wt％BHT時(shí)，含0.5wt％DMN和1.0wt％DMN的樣品表現(xiàn)很好。含2.0wt％AB、0.5wt％AB、1.0wt％DMN和2.0wt％聯(lián)苯的樣品表現(xiàn)異常好，呈現(xiàn)出了負(fù)析氣傾向。據(jù)信164小時(shí)的TAN結(jié)果是由實(shí)驗(yàn)誤差造成的。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在不偏離其思想和范圍的前提下可以對(duì)前述內(nèi)容進(jìn)行許多改進(jìn)。此處描述的實(shí)施方案只是用來(lái)說(shuō)明，而不應(yīng)看作是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明在以下權(quán)利要求中進(jìn)行了限定。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)烷烴基油，其包含一定量的異鏈烷烴和50-70wt％通式為CnH2n的環(huán)烷烴，其中n為15-30，所述異鏈烷烴的量低于所述環(huán)烷烴基油的50wt％。
2.權(quán)利要求1的環(huán)烷烴基油，其包含約20-40wt％的異鏈烷烴。
3.權(quán)利要求1或2的環(huán)烷烴基油，其中大部分環(huán)烷烴包括烷基取代的環(huán)烷烴。
4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的環(huán)烷烴基油，其沸點(diǎn)溫度范圍為約260℃(500)至約371℃(700)。
5.權(quán)利要求中3的環(huán)烷烴基油，其中70wt％或更多、優(yōu)選80wt％或更多、更優(yōu)選90wt％或更多的環(huán)烷烴包括所述烷基取代的環(huán)烷烴。
6.一種環(huán)烷烴基介電液體，其包含權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的環(huán)烷烴基油，和一種或多種選自非酚類烷基取代的或部分飽和的含至少一個(gè)活性氫原子的芳族化合物和二芳基化合物的抗析氣劑，其含量有效降低介電液體的析氣傾向。
7.權(quán)利要求6的環(huán)烷烴基介電液體，還包含一定量的一或多種抗氧化劑，該抗氧化劑選自受阻酚、肉桂酸酯型酚酯和烷基化二苯胺，其含量有效降低氧化條件下的淤渣生成和以mgKOH/g計(jì)的總酸值(TAN)。
8.權(quán)利要求6或7的環(huán)烷烴基介電液體，其包含約60wt％或更多的環(huán)烷烴。
9.權(quán)利要求6-8的環(huán)烷烴基介電液體，其中大部分環(huán)烷烴包括烷基取代的環(huán)烷烴，優(yōu)選70wt％或更多的環(huán)烷烴包括烷基取代的環(huán)烷烴。
10.權(quán)利要求6-9任一項(xiàng)的環(huán)烷烴基介電液體，其析氣傾向?yàn)?30微升/分鐘或更少，優(yōu)選+15微升/分鐘或更少，更優(yōu)選+5微升/分鐘或更少。
11.權(quán)利要求6-10任一項(xiàng)的環(huán)烷烴基介電液體，其中所述抗析氣劑選自二芳基化合物、二氫菲、苯基鄰二甲苯基乙烷、烷基化苯、四氫-5-(1-苯乙基)萘、苊、四氫萘、烷基化四氫萘和四氫喹啉。
12.權(quán)利要求6-11任一項(xiàng)的環(huán)烷烴基介電液體，其中所述抗析氣劑選自具有如下通式的二芳基化合物 其中R選自單連續(xù)鍵和具有約1-4個(gè)碳原子的亞烷基；和R1-R6獨(dú)立地選自“無(wú)”和具有約1-2個(gè)碳原子的烷基；具有9-11個(gè)碳原子的烷基取代的芳族化合物、烷基取代的部分飽和的芳族化合物及其組合；和含80wt％的1，5-二甲基萘和20wt％的異構(gòu)二甲基萘的組合。
13.權(quán)利要求6-12任一項(xiàng)的環(huán)烷烴基介電液體，其中所述抗析氣劑的量基于介電液體的重量為約5wt％或更少，優(yōu)選2wt％或更少。
14.權(quán)利要求6的環(huán)烷烴基介電液體，其包含基于介電液體重量約2wt％或更少的抗析氣劑，其中所述抗析氣劑選自二苯基和二均三甲苯基；具有9-11個(gè)碳原子的烷基取代的芳族化合物、烷基取代的部分飽和的芳族化合物及其組合；和
80wt％的1，5-二甲基萘和20wt％的異構(gòu)二甲基萘的組合。
15.權(quán)利要求6-14任一項(xiàng)的環(huán)烷烴基介電液體，其中72小時(shí)時(shí)淤渣的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.15或更低，72小時(shí)時(shí)的TAN為0.5或更低，164小時(shí)時(shí)淤渣的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.5或更低，TAN為0.6或更低。
16.權(quán)利要求6-15任一項(xiàng)的環(huán)烷烴基介電液體，其傾點(diǎn)為約-40℃或更低，按ASTM D92測(cè)定。
17.權(quán)利要求1的環(huán)烷烴基油的生產(chǎn)方法，包括提煉原油，以生產(chǎn)沸點(diǎn)溫度范圍為371-538℃的芳族真空瓦斯油，該芳族真空瓦斯油包括含碳物質(zhì)，大部分該含碳物質(zhì)選自環(huán)烷烴和芳烴；利用加氫裂化催化劑對(duì)芳族真空瓦斯油進(jìn)行加氫裂化，以生產(chǎn)加氫裂化產(chǎn)品；汽提加氫裂化產(chǎn)品，以提高環(huán)狀烴的含量，該環(huán)狀烴選自環(huán)烷烴、環(huán)烯烴及其組合，和除去硫化氫和氨，并生產(chǎn)汽提的加氫裂化產(chǎn)品；將汽提的加氫裂化產(chǎn)品與包含選自鉑、鈀及其組合的金屬的異構(gòu)化/脫蠟/加氫(IDH)催化劑接觸，以將芳烴飽和成為環(huán)烷烴，降低正鏈烷烴含量，并生產(chǎn)IDH產(chǎn)品，該IDH產(chǎn)品含有大于50wt％的一種或多種選自環(huán)烷烴和環(huán)烯烴的環(huán)狀烴；不經(jīng)溶劑抽提，將IDH產(chǎn)品與加氫處理催化劑接觸，以生產(chǎn)含有大于50wt％的環(huán)烷烴的加氫處理產(chǎn)品；和從所述加氫處理產(chǎn)品中分離出含低于50wt％的異鏈烷烴和50wt％或更多的環(huán)烷烴的環(huán)烷烴基油，所述環(huán)烷烴基油的沸點(diǎn)溫度范圍為約260-371℃。
18.權(quán)利要求17的方法，包括從加氫處理產(chǎn)品中分離出含50-70wt％環(huán)烷烴的環(huán)烷烴基油，其中所述環(huán)烷烴的通式為CnH2n，其中n為15-30。
19.權(quán)利要求17或18的方法，其中所述IDH步驟在如下條件下實(shí)施IDH溫度為約250-390℃；IDH氣壓大于大氣壓；IDH氫循環(huán)比為約400-15000SCF/B；和IDH液時(shí)空速為約0.1-20Hr-1。
20.權(quán)利要求17-19任一項(xiàng)的方法，其中加氫裂化在大于大氣壓的壓力下進(jìn)行，汽提在大于大氣壓的汽提壓力下進(jìn)行，和IDH在大于大氣壓的IDH壓力下進(jìn)行。
全文摘要
環(huán)烷烴基油、環(huán)烷烴基油的制備方法以及含環(huán)烷烴基油的介電液體，所述環(huán)烷烴基油含一定量的異鏈烷烴和50－70wt％通式為C
文檔編號(hào)H01B3/22GK101069244SQ200580040065
公開(kāi)日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2005年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月8日
發(fā)明者S·A·霍姆斯, A·R·德克拉克爾, J·R·鮑爾斯, M·P·史密斯 申請(qǐng)人:國(guó)際殼牌研究有限公司