Способ получения электроизоляционного масла

а) ОПИСАНИЕ БЗОБРЕТЕБЯ к авторскому свидетельству Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(71) Всесоюзный научно-исследовательскийинститут по переработке нефти(56) Авторское свидетельство СССР Я1072462, кл. С 106 65/12, 1983. Авторскоесвидетельство СССР Х 1356444, кл.С 10665/12, 1987,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННОГО МАСЛА(57) Использование: нефтепереработка,Сущность: нефгяное сырье подвергают гидроочистке, денара фини зации и пщрообработке, Гид роочистку осуществляют вприсутствии катализатора следующего состава, мас,%: оксид кобальта или никеля(51) 6 С 1 О 6 65/ 0,5 - 5,0; оксид молибдена 2,0 - 15,0; оксид алюминия - остальное, при 320390 С и давлении 15 - 30 МПа, Депарафинизацию осуществляют на катализаторесостава, 7 О: оксид молибдена (Ч) и/илиникеля (1) 0,5 - 4,0; оксид бора 2,015,0; оксид алюминия 10,0 - 40,0; высококремнеземный цеолит - остальное, при 320- 390 С, давлении 15 - 30 МПа. Гидрообработку проводят в присутствии катализатора состава, %: оксид или сульфидникеля (11) 7,0 - 25,0; оксид или сульфидвольфрама и/илимолибдена (Ч 1) 2045,0; оксид алюминия - остальное,при340 - 420 С, давлении 15 - 30 МПа. Процесс проводят при соотношениях загрузоккатализаторов, об,%: гидроочистки 3,06,0; депарафинизации 28,0 - 60,0; гидрирования - остальное. 1 табл,1815994 Для определения термоокислительнойстабильности в масло добавляют 0,2 мас.%ионола и определяют индукционный периодокисления масла по методике Международной электротехнической компании, Испытание масла проводят следующим образом;через слой масла при 120 С в присутствиимедной проволоки продувают кислородсо скоростью 1 л/ч. За критерий стабильности масла принимают длительность индукционного периода, т.е. время, за которое иэмасла выделится количество низкомолеку-. лярных летучих кислот, эквивалентное0,28 мг едкого кали на 1 г масла. Индукционный период окисления масла по методуМЭК составляет 19 д ч. Выход масла на исходную прямогонную нефтяную фракцию -59,2 мас.%.П р и м е р 2. Прямогонную нефтянуюфракцию, описанную в примере 1, подвергают превращению в реакторе, в которыйзагружена следующая композиция катализаторов;гидроочистки состава, мас,о : оксид кобальта (И) 0,5; оксид молибдена (Чо 2, оксидалюминия - до 100;депарафинизации состава, мас,%; оксид молибдена (И) 4; оксид бора 5; оксидалюминия 40; высококремнеземный цеолитдо 100;гидрирования состава, мас. 6: оксид никеля (И) 15; оксид молибдена 45; оксид алюминия - до 100,Соотношение объемов загрузки катализаторов гидроочистки: депарафинизации:гидрирования составляет 5:47,5;47,5.Процесс осуществляют при давлении23 МПа, температуре в слое катализаторовгидроочистки депарафинизации 355 ОС, вслое катализатора гидрирования 350 С,объемной скорости подачи сырья 0,6 ч ,циркуляции ВСГ 15000 нл/л сырья,Характеристика трансформатооногомасла, выделенного перегонкой из полученного гидрогенизата, приведена в таблице.Масло характеризуется достаточно высокойтермоокислительной стабильностью и низкими диэлектрическими потерями, Индукционный период масла равен 186 ч, Выходтрансформаторного масла, считая на исходную нефтяную фракцию, составляет57,5 мас.%.П р и м е р 3. Прямогонную нефтянуюфракцию, описанную в примере 1, подвергают превращению в реакторе, в которыйзагружена следующая композиций катали-заторов:гидроочистки состава, мас.: оксид никеля (И) 5; оксид молибдена (В) 15; оксидалюминия - до 100; депарафинизации состава, мас.: оксид молибдена (Ч 1) 0,5; оксид бора 15; оксидалюминия 10; высококремнеземный цеолит - до 100;5 - гидрирования состава, мас.6: оксидникеля (И) 25; оксид вольфрама (Ч 1) 45, оксидалюминия - до 100,Соотношение обьемов загрузки катализаторов гидроочистки: депарафинизации:10 гидрирования составляет 3:47;50.Процесс осуществляют в оперативныхусловиях примера 1. Характеристикатрансформаторного масла, выделенногоперегенкой из полученного гидрогениэата,15 приведена в таблице, Температура застывания масла составляет минус 45 С, что нижечем у масла, полученного в условиях примера 1, но достаточно для обеспечения требуемого качества масла, Индукционный20 период окисления масла 190 ч,Выход масла, на исходную прямогоннуюнефтяную фракцию, составляет 59,0 мас. ,П р и м е р 4. Прямогонную нефтянуюфракцию, описанную в примере 1, подвер 25 гают превращению в реакторе, в которыйзагружена следующая композиция катализаторов:гидроочистки состава,мас.%: оксид кобальта (И) 1,2; оксид молибдена (И) 4,3; ок 30 сид алюминия - до 100;депарафинизации состав, мас,о : оксидникеля (И) 3,2; оксид бора 5; оксид алюминия35; высококремнеземный цеолит - до 100;гидрирования состава, мас. О : оксид ни 35 келя (И) 15; оксид молибдена (Ы) 45; оксидалюминия - до 100.Соотношение обьемов загрузки в реактор катализаторов гидроочистки: депарафинизации: гидрирования составляет 6;28:66.40 Процесс осуществляют при давленииводорода 15 МПа, температуре в слое катализаторов гидроочистки и депарафинизации390 С, в слое катализатора гидрирования340 С, обьемной скорости подачи сырья45 0,5 ч и циркуляции ВСГ 1500 нл/л сырья.Характеристика трансформаторногомасла, выделенного перегонкой из гидрогенизата, полученного в условиях примера 4,приведена в таблице. Индукционный пери 50 од окисления масла равен 192 ч. Выходтрансформаторного масла, считая на сырьепроцесса, составляет 58,4 мас. :П р и м е р 5. Прямогонную нефтянуюфракцию, описанную в примере 1, подвер 55 гают превращению в реакторе, в который: загружена следующая композиция катали: - заторов;гидроочистки состава, мас,: оксид кобальта (И) 4,2; оксид молибдена (И) 14,3;оксид алюминия - до 100депарафинизации состава, мас.%: оксид молибдена (И) 3,4; оксид бора 5,0; оксидалюминия 35, высококремнеземный цеолит - до 100,гидрирования состава, мас.%; сульфид 5никеля( ) в пересчете на никель 16,1, сульфидвольфрама (Ч) в пересчете на оксид вол ьф рама (Ч) 32; сера в сульфидах никеля и вольфрама 17,4, оксид алюминия - до 100.Соотношение объемов загрузки катализаторов в реактор составляет 3;60;37,Процесс осуществляют при давленииводорода 30 МПа, температуре в слое катализаторов гидроочистки и депарафинизации320 С, в слое катализатора гидрирования 15400 С, объемной скорости подачи сырья0,7 ч 1 и циркуляции В СГ 1500 нл/л.Характеристика трансформаторногомасла, выделенного перегонкой из гидрогенизата, полученного в условиях примера 5 20приведены в таблице. Индукционный период окисления масла равен 156 ч, а температура застывания масла составляет минус046 С, Выход трансформаторного масла считая на исходное сырье, 57,2 мас.%. 25Г р и м е р 6. Прямогонную нефтянуюфракцию, описанную в примере 1, смешивают в объемном соотношении 60;50 с рециркулятом, в качестве которого используюттрансформаторное масло, полученное в условиях примера 1, Полученную в результатенефтяную Фракцию со следующими характеристиками:Вязкость при 50 С, мм/с 7,2Температура 35застывания, С +6Содержание серы, мас,% 0,25Содержание общего. азота,мас% 0036Плотность при 20 С, кг/м 865 40Показатель преломленияпри 20 С 1,4882Содержание ароматическихуглеводородов, мас.% 38,2подвергают превращениюв условиях примера 1, но при температуре в слое катализатора депарафиниэации 3550 С и объемнойскорости подачи сырья 0,8 чв том числе попрямогонной фракции сырья О,6 ч,Характеристика трансформаторного БОмасла, выделенного перегонкой из гидрогенизата, полученного в условиях примера 6приведена в таблице. Индукционный период окисления масла по методу МЭК составляет 200 ч. Выход трансформаторного 55масла, не считая на прямогонное сырье;состаляет 60,3 мас,%.П р и м е р 7. Прямогонную нефтянюфракцию, описанную в примере 1, смешивают в объемном соотношении 60:40 с рециркулятом, в качестве которого используюттрансформаторное масло, полученное в условиях примера 1. Полученную в результатенефтяную фракцию со следующими характеристиками:Вязкость при 50 С, мм /с 7,3Температуразастывания, С +2Содержание серы, мас.% 0,2Содержание общего азота,мас % 0,025Плотность при 20 С, кг/м 872Показатель преломленияпри 20 С 1,4840Содержание ароматическихуглеводородов, мас.% 30,5подвергают превращению в условиях примера 1; но при температуре в слое катализатора депарафинизации 355 С и объемнойскорости подачи сырья 1,0 ч 1, в том числепо прямогонной фракции сырья 0,6 ч 1.Характеристика трансформаторногомасла, выделенного перегонкой из гидрогенизата, полученного в условиях примера 7,приведена в таблице.Температура застывания масла равнаминус 51 С, а индукционный период окисления 226 ч, Таким образом, введение рециркулята в сырье позволяет увеличить глубинудепарафиниэации и повысить термоокислительную стабильность масла по сравнениюс достигнутыми в условиях примера 1 присохранении такой же производительности,по прямогонной нефтяной фракции. Выходтрансформаторного масла, не считая на исходную прямогонную фракцию, составляет61,4%.П р и м е р 8. Нефтяную фракцию,описанную в примере 7, подвергают превращению в условиях этого примера, но загружают катализатор гидри рова нияследующего состава, мас.%; оксид никеля7,0, оксид вольфрама (И) 2,0; оксид молибдена 24,2; оксид алюминия - до 100.Гидрирование на данном катализаторе осуществляют при температуре 420 С.Характеристика трансформаторногомасла, выделенного перегонкой из полученного в примере гидрогенизата, дана в таблице. Масло характеризуется высокойтермоокислительной стабильностью. Выходмасла, считая на исходное прямогонноесырье, составляет 56,8 мас,%:П р и м е р 9, Нефтяную фракцию,описанную в примере 7, подвергают превращению в условиях этого примера, но загружают катализатор гидрированияследующего состава, мас,%: оксид никелявание на данном катализаторе осуществля- Характеристика трансформаторногоют и ри 390 С, Характеристика трансформа- масла, выделенного перегонкой из полученторного масла, выделенного перегонкойного гидрогенизата, приведена в таблице.из полученного в примере 9 гидрогениэа- Температура застывания. масла равна минуста, дана в таблице. Выход масла, считая на 5 38 С, т.е. не достигается требуемая глубинаисходное прямогонное сырье, составляет удаления парафиновых углеводородоввследствие блокирования активных центровП р и м е р ы 1-9 показывают, что пред- узкопористого цеолитного компонента калагаемый способ получения электроизоля- тализатора депарафинизации смолистымиционного масла с использованием 10 соединениями, содержащимися в прямооговоренной в формуле изобретения после- гонной нефтяной фракции.довательности стадий процесса и компози- П р и м е р 13 (для сравнения), Прямоции катализаторовобеспечиваетвыработку гонную нефтяную фракцию, описанную втрансформаторного масла в единой ре- примере 1, подвергают превращению в реакторной системе с выходом, считая на ис акторе, в который загружена композиция каходное прямогонное нефтяной сырье, тализаторов, описанная в примере 1, ноо/,последовательность загрузки обратная по отИз технологической схемы производст- йошению к примеру 1, т,е. нефтяное сырьева исключается отдельная установка депа- первоначально подвергают гидрированию,рафинизации, что позволяет снизить 20 затем депарафинизации и гидроочистке.эксплуатационные расходы, Процесс осуществляют в оперативныхПредлагаемый способ обеспечивадт условиях примера 1. Характеристикаполучение трансформаторного масла высо- трансформаторного масла, выделенного пекогокачества - индукционный периодокис- регонкой из полученного гидрогенизата,ления по методу МЭК составляет 156-226 ч, 25 приведена в таблице. Температура застываП р и м е р 10 (для сравнения). Прямо- ния масла составляет минус 25 С, т.е, негонную нефтяную фракцию, описанную в достигается требуемая глубина удаленияпримере 1, подвергают превращению в ус- парафиновых углеводородов иэ-эа отравловияхпримера 4, носоотношениеэагрузок ления кислотных активных центров катакатализаторов гидроочистки: депарафини лизатора депарафинизации аммиаком,зации: гидрирования составляет 6;24:70, образующимся в результате гидрогенизацииХарактеристика трансформаторного азотсодеркащих соединений прямогонноймасла, выделенного перегонкой из гидроге- нефтяной фракции на алюмоникельвольфнизата, приведена в таблице. Температура рамовом сульфидном катализаторе гидризастывания полученноготрансформаторно рования, В известном способе указанногого масла равна минус 40 С, т.е, данное со- явления не наблюдается, так как процессотношение обьемовзагрузки катализаторов осуществляют на раздельных технологичедепарафиниэации и гидрирования не обес- ских установках, а аэотсодержащие соеди. печиваетдостижениятребуемойтемперату- нения полностью гидрируются на стадииры застывания масла, 40 гидрокрекинга.П р и м е р 11 (для сравнения). Прямо- , П р и м е р 14 (для сравнения). Прямогонную нефтяную фракцию; описанную в гонную нефтяную фракцию, описанную впримере 1, подвергают превращению в ус- примере 1, смешивают в обьемном соотноловиях примера 5, но соотношение загрузок шении 50:50 с рециркулятом, в качестве кокатализаторов гидроочистки; депарафини торого используют трансформаторноезации; гидрирования составляет 4:68;28, масло, полученное в условиях примера 1.Характеристика трансформаторного Полученную в результате нефтяную фракмасла, выделенного перегонкой из получен- цию со следующими характеристиками:ного гидрогениэата, представлена в табли- . Вязкость при 50 С, мм /с 7,4це. Масло имеет температуру застывания 50. Температура застывания, С 0минус 50 С, но индукционный период окис- Содержание серы, мас. 0,18ления по методике МЭК равен 135 часов, что Содержание общегонедостаточно для обеспечения требуемого азота, мас. 5 0,02уровня термоокислительной стабильности Плотность при 20 С 878масла. 55 Показатель преломленияП р и м е р 12 (для сравнения). Прямо- . при 20 С 1,4832гонную нефтяную фракцию., описанную в Содержаниеароматическихпримере 1, подвергают превращению в ус-: углеводородов, мас.26,8ловияхпримера 1, но катализаторгидроочи- . подвергают превращению в условияхстки не загружают. примера 7, но при обьемной скорости подачи-50 138 142 138 0,04 0,09 0,06 0,06 0,07 0,06 005 004 176 56,8 190 194 186 156 200 226 59,0 59,2 57,5 58,4 57,2 60,3 61,4 1,1 ч, в том числе по прямогонной фракции-1сырья 0,6 чу 1,Характеристика трансформаторного масла, выделенного перегонкой из полученного гидрогенизата, приведена в таблице. Температура застывания масла составляет минус 52 С, а индукционный период окисления 225 ч, т.е, увеличение абьемного соотношения прямогонное сырье: рециркулят до 50:50 не приводит к существенному улучшению качества трансформаторного масла, полученного в условиях примера 7,П р и и е р 15 (для сравнения). Прямогонную нефтяную фракцию, описанную в примере 7, подвергаю превращению в условиях примера 8, но используют катализатор гидрирования состава, мас.;6: оксид никеля (И) 7,5; оксид вольфрама (О) 5,0; оксид молибдена (И) 23,4; оксид кремния (В) 14,2; оксид алюминия - до 100.Характеристика трансформаторного масла, выделенного перегонкой иэ гидрогениэата, дана в таблице. Масло характеризуется высокой термоокислительной стабильностью, но его выход, считая на исходное прямогонное сырье, составляет 52,2 мас.,П р и м е р 16 (известный способ), Прямогонную нефтяную фракцию, описанную в примере 1, подвергают гидрокрекингу при давлении 23 МПа, температуре 380 С, скорости подачи сырья 1,0 ч , циркуляции водородсодержащего газа 1000 нл/л сырья в час на катализаторе, содержащем, мас,: оксида никеля 18,5; оксид молибдена 30,0, аморфный 7,5 алюмосиликат с размером Вязкость при 50 С, мм /сТемпература застывания, СТемпература вспышки, СТангенс угла диэлектрическихпотерь при 90 С,Термоокислительная стабильность масла (по методу МЭК)" индукционный период окисления, чВыход масла, считая на исходное прямогонное сырье, мас,частиц 0,4 мм и оксид алюминия 44,0, Иэполученного гидрогенизата перегонкой выделяют целевую фракцию трансформаторного масла, выкипающуа выше 280 С5 (выход фракции составляет 77,4 мас. О), которую подвергают каталитической депарафинизации, совмещенной с гидроочисткойна катализаторе, содержащем 6,6оксидамолибдена, 26,8 оксида алюминия, 5,5 ф10 оксида кальция и 61,1 высококремнеземного цеолита. В низ реактора депарафиниэацйи загружают катализатор гидроочисткив обьеме 20 от загрузки катализатора депарафимизации. Депарафиниэацию прово 15 дят при давлении 3,5 МПа, температуре320 С,скорости подачисырья 1,2 ч , Харак-,теристика трансформаторного масла, выделенного иэ полученного гидрогенизата,дана в таблице. Выходдепарафинированно 20 го масла на стадии депарафиниэации составляет 68,5 мас. ,Индукционный период окисления масларавен 195 ч, Выход трансформаторногомасла, считая на исходную прймогонную25 нефтяную фракцию, рассчитанный какпроизведение выходов целевой фракции,выкипающей выше 280 С, на стадии гид-рокрекинга и каталитической депарафиниэации, равен 0,774 х 0,685 0,53 или30 53,0 мас.36.Таким образом, предлагаемый способпозволяет увеличить выход злектроизоляционного масла, считая на исходную прямогой- .ную нефтяную фракцию с 53,0 (прототип) до35 61;4 мас,.1815994 14 13 Продолжение таблицы Примеры Показатели 15 13 10 14 7,9 7,6 7,8 7,3 7,0 7,3 7,4-48- 40 139 135 138 137 137 0,05 0,1 0,04 0,06 0,06 225 180 165 135 ния, ч 57,4 52,2 59,6 67,3 53,0 61,2 57,1 Вязкость при 50 С, мм /сТемпература застывания, СТемпература вспышки, С Тангенс угла диэлектрических потерь при.90 С,Термоокислительная стабильность масла (по методу МЭК) -гиндукционный период окислеВыход масла, считая на исходное прямогонное сырье, мас,Формула изобретения1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРО- ИЗОЛЯЦИОННОГО МАСЛА с использованием стадий гидроочистки в присутствии окис ного катализатора и стадии гидродепарафинизации нефтяного сырья в присутствии катализатора, содержащего оксид металла, оксид алюминия, вы- сококремнеземный цеолит, проводимых при повышенных температуре и давлении, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, гидроочистке подвергают исходное сырье, полученный продукт подвергают гидродепарафинизации с использованием катализатора, содержащего в качестве оксида металла оксид молибдена (В) и/или оксид никеля (И) и дополнительно оксид бора при следующем соотношении компонентов, мас.:Оксид молибдена (ЧОи/или оксид никеля (И) 0,5 -. 4,0 Оксид бора 2,0 - 15,0 Оксид алюминия . - 10,0 - 40,0 Высококремнеземный цеолит Остальноепродукт гидродепарафинизации дополнительно подвергают гидрировэнию в присутствии катализатора, содержащего, мэс,%: Оксид или сульфид никеля(и) 70 - 250Оксид или сульфид вольфрама и/или молибдена (Ч) 2,0 - 45,0Оксид алюминия Остальноеи процесс проводят при следующихсоотношениях загрузок катализаторов,10 об.:Катализатор гидроочистки 3,0 - 6,0Катализатор депарафинизэции 28,0 - 60,0Катализатор гидрирования Остальное2. Способ по п.1, отличающийсятем, что используют катализатор гидроочистки, содержащий, мас.:Оксид кобальта или никеля 0,5 - 5,0Оксид молибдена 2,0 - 15Оксид алюминия Остальноеи гидроочистку проводят при температуре 320 -. 390 С, давлении 15 - 30МПа.25 3. Способ по п,1, отличающийся,тем, что гидродепарэфинизацию проводят при 320 - 390 С, давлении 15 - 30МПа.4. Способ по п,1, отличающийся30.тем, чтогидрирование проводят и ри340 -420 С, давлении 15 - 30 МПа,