電力用油第一章

電力用油陳傳緣油絕緣油是電力系統(tǒng)中重要的礦物液體絕緣介質(zhì)，如變壓器、斷路器、電流和電壓互感器、套管等中大都充以絕緣油，以起絕緣、散熱冷卻和熄滅電弧作用。汽輪機油汽輪機油又稱透平油，是電力系統(tǒng)中重要的潤滑介質(zhì)，主要用于汽輪發(fā)電機組、水輪發(fā)電機組及調(diào)相機的油系統(tǒng)中，起潤滑、散熱冷卻、調(diào)速和密封等作用。第一章電力用油的煉制加工第一節(jié)石油的化學(xué)組成第二節(jié)電力用油的化學(xué)組成第三節(jié)

電力用油的加工程序第四節(jié)電力用油的分類及其質(zhì)量標準第一節(jié)石油的化學(xué)組成一、石油的元素組成

在其化學(xué)組成中，碳含量約為83％～87％，氫含量約為11％～14％，還有少量硫、氧、氮約為1％左右。此外還有極微量的金屬元素：鐵、鎳、銅、鉛、釩、鎂、鉀、鈣、錳等，以及微量的非金屬元素：磷、硅、氯等。二、石油餾分石油是多組分的混合物，每一組分有各自不同的沸點。石油的分餾是按組分間沸點的差別，用蒸餾裝置將各組分分開的工藝過程。為了得到理想的石油產(chǎn)品，同時為了加工方便，可把整個石油按一定的沸點范圍分成若干個部分，每個部分稱為一個“餾分”（即餾出部分的油品）。餾分仍是一個多組分的混合物，但它所包含的組分數(shù)比整個石油少，而且各組分的沸點均在一個較窄的范圍內(nèi)。一般，常把＜200℃的石油餾分稱汽油餾分或低沸點餾分；200～300℃的稱為煤油餾分；300～350℃的餾分稱為柴油餾分；350～500℃的餾分稱為潤滑油餾分或高沸點餾分。電力用油（汽輪機油、變壓器油等）皆由潤滑油餾分精制而成。

三、石油的烴類組成石油中的烴類化合物烷烴烷烴又稱石蠟烴，其分子通式為CnH2n+2，在一般情況下，分子中含有1～4個碳原子的烷烴為氣態(tài)；含5～15個碳原子的烷烴為液態(tài)，是石油的主要成分；含16個碳原子以上的烷烴為固態(tài)，懸浮在石油中。烷烴含量超過25％～30％的石油稱為烷基（或稱石蠟基）石油。

環(huán)烷烴環(huán)烷烴的分子通式為CnH2n、CnH2n-2，CnH2n-4，等。環(huán)烷烴幾乎是一切石油的主要成分。它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，有單環(huán)、雙環(huán)和多環(huán)，并帶有烷基側(cè)鏈。由于環(huán)烷烴具有較高的抗爆性，低凝點及較好的潤滑性，并會使制得的油品具有良好的熱安定性和化學(xué)安定性，是電力用油的主要理想成分之一。石油中含有75％～83％的環(huán)烷烴稱為環(huán)烷基石油，是煉制絕緣油的最好原油。

芳香烴芳香烴的分子通式為CnH2n-6，CnH2n-12等。最簡單的芳香烴是苯C6H6。芳香烴分為對稱結(jié)構(gòu)的烴（如苯、萘、蒽）和帶側(cè)鏈的芳香烴（如甲苯）。所有的潤滑油成分中都含有芳香烴，電力用油中當(dāng)然也不例外。芳香烴比環(huán)烷烴化學(xué)性質(zhì)活潑，它們的活性是完全由側(cè)鏈的數(shù)量和大小決定。芳香烴是生成渣滓的主要物質(zhì)，但完全除去芳香烴而不使油過度凈化是不可能的，也是不必要的。石油中含芳香烴的量約在14％～30％之間變化。

石油中的非烴類化合物含硫化合物含氮化合物含氧化合物膠狀物質(zhì)非烴類化合物在天然石油中的含量少，其分子中具有極性原子或基團，化學(xué)穩(wěn)定型、熱穩(wěn)定型及光穩(wěn)定型都很差，是形成油泥沉淀的主要組分，它們對石油產(chǎn)品的質(zhì)量和使用均有一定的不良影響，一般在煉制過程中應(yīng)盡量除去。四、石油及其餾分的烴類組成表示法1.單體烴組成用單個烴的含量表示石油及其餾分中的烴類組成，即為單體烴組成。該種表示方法一般適用石油氣和低沸點石油餾分。2.烴族組成所謂族就是化學(xué)結(jié)構(gòu)相似的一類化合物。當(dāng)不可能或不需要進行單體化合物組成分析時，常用烴族組成來表示石油的化學(xué)組成。即用烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴等烴化合物的總含量表示石油及其餾分中的烴類組成，即為族組成。由于所用的分析方法不同，中沸點以上餾分的族組成通常以飽和烴（烷烴和環(huán)烷烴）、輕芳烴（單環(huán)芳烴）、中芳烴（雙環(huán)芳烴）、重芳烴（多環(huán)芳烴）等的含量表示。該種方法簡單而實用。3.結(jié)構(gòu)族組成在高沸點餾分中，所含化合物的分子量較大，其結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜，往往一個分子中有芳香環(huán)、環(huán)烷環(huán)和烷基側(cè)鏈同時存在，很難說它屬于哪一族烴，無法用族組成表示。結(jié)構(gòu)族組成表示法是把整個餾分（各種烴分子的混合物）當(dāng)作一種“平均分子”組成，并認為它是由某些“結(jié)構(gòu)單位”（芳香環(huán)、環(huán)烷環(huán)和烷基側(cè)鏈）所組成，因而可用“平均分子”中的環(huán)數(shù)以及每種“結(jié)構(gòu)單位”在“平均分子”中所占的分量（每個結(jié)構(gòu)單位上的碳原子數(shù)占分子中總碳原子數(shù)的百分數(shù)）表示。

該化合物中碳原子的總數(shù)為19，其中芳香環(huán)上的碳原子數(shù)為6，環(huán)烷環(huán)上的碳原子數(shù)為4，烷基側(cè)鏈上的碳原子數(shù)為9。若用CA、CN和CP分別表示芳香環(huán)、環(huán)烷環(huán)和烷基側(cè)鏈上碳原子的百分數(shù)，則CA為31.6％，CN為21.0％，CP為47.4％；總環(huán)數(shù)RT為2，芳香環(huán)RA為1，環(huán)烷環(huán)RN為l。第二節(jié)電力用油的化學(xué)組成一、石油潤滑油餾分的化學(xué)組成潤滑油餾分中飽和烴的含量最大，約在60％以上，芳香烴含量次之，膠質(zhì)含量較少。二、電力用油的烴類組成產(chǎn)地CA%CP%CN%RARNRT日本16.0836.4047.520.531.552.08中東16.9342.2740.800.521.722.24蘭州4.4645.8349.71新疆4.5645.3850.06

三、電力用油的化學(xué)組成對其性質(zhì)的影響不同烴類對油品性質(zhì)的影響烴類密度閃點粘度粘溫性低溫流動性化學(xué)安定性，抗氧化性烷烴正構(gòu)小低小最好差好異構(gòu)高好差環(huán)烷烴少環(huán)中中大好好好多環(huán)差差芳香烴少環(huán)大高大好中好多環(huán)差差第三節(jié)電力用油的加工程序

一、潤滑油餾分的制備1．原油的預(yù)處理原油的預(yù)處理的主要目的是去除其中的水分，分離出原油中存在的機械雜質(zhì)及無機鹽類。預(yù)處理方法熱沉降法離心分離法化學(xué)藥劑法

2．常壓分餾經(jīng)預(yù)處理的原油送入常壓分餾塔中，按不同的沸點范圍截取餾分，一般在350℃以下可得到汽油、煤油餾分；塔底所余下的350℃以上的重油送減壓分餾塔分餾。在常壓蒸餾裝置的底部余下的350℃以上的稱為重油，重油需再進行減壓蒸餾。

3．減壓分餾減壓分餾是根據(jù)降低壓力從而降低液體沸點的原理，將常壓塔內(nèi)、沸點較高的重油送入減壓分餾塔后，利用抽真空的方法（塔內(nèi)真空一般約為98.7kPa（740mmHg））降低重油的沸點，其中的高沸點餾分便可在不太高的溫度下從不同側(cè)線一一分餾出來，即得潤滑油餾分。

二、潤滑油的精制除去餾分油中非理想組分的工藝過程，稱“精制”。成品油精制的目的是提高油品的抗氧化安定性，改善其粘溫性能和低溫流動性等指標。

1．酸堿精制餾分油首先與硫酸進行混合反應(yīng)，分離出反應(yīng)形成的酸渣；然后餾分油再與堿溶液或氧化鈣混合，中和油中殘存的硫酸和（或吸附）反應(yīng)形成的酸性產(chǎn)物；最后經(jīng)過水洗，去除油品中的堿性產(chǎn)物。最后經(jīng)過濾后得到成品油。2．溶劑精制溶劑精制潤滑油是一種物理方法，它不改變潤滑油中任何組分的分子結(jié)構(gòu)，即不起化學(xué)反應(yīng)，只是通過物理溶解除去潤滑油餾分中的非理想組分。目前應(yīng)用最廣泛的溶劑有糠醛（分子式C5H4O2）、N－甲基－2－吡咯烷酮（NMP）、DUO－SUL酚苯酚等。對餾分油中的多環(huán)芳烴、膠狀、瀝青狀物質(zhì)等的溶解度較大，而對理想組分的溶解度小得多，由此可將非理想組分除去。

3．吸附精制（白土補充精制）利用漂白土的物理吸附性能，除去油品中的少量極性雜質(zhì)。優(yōu)點是可以明顯的改善油品的顏色、氣味，提高油品的抗氧化安定性

4．脫蠟潤滑油脫蠟過程的目的是從潤滑油餾分中，分離出在低溫下容易從油中析出，且熔點較高的結(jié)晶烴類——蠟，以降低油品的凝點、解決油品在低溫使用條件下的流動性。

冷榨脫蠟是將餾分油冷至低溫，通過壓榨機將凝固的蠟從油中分離，該法只適用于變壓器油和輕質(zhì)潤滑油等的脫蠟。溶劑脫蠟是在粘度較大的餾分油中加入適當(dāng)?shù)娜軇ū捅?甲苯等混合溶劑），使其粘度變小，然后再用冷凍、過濾等方法將蠟狀物除去。尿素脫蠟一般只適用于變壓器油，是利用尿素與高分子正構(gòu)烷烴、長側(cè)鏈的環(huán)狀烴等形成包合物，從而將其除去。分子篩脫蠟，是利用分子篩對蠟狀物的選擇吸附，來達到脫蠟的目的。加氫脫蠟也叫加氫降凝，是利用具有高選擇性的催化劑使?jié)櫥宛s分中的正構(gòu)烷烴發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楫悩?gòu)烷烴；或進行選擇性加氫反應(yīng)，使高分子烷烴變?yōu)榈头肿油闊N，而對其他烴類基本上不發(fā)生反應(yīng)，這樣就使油中的固態(tài)烴大量轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)烴，從而使油品的凝點顯著降低。

5．加氫精制該法是在一定溫度、壓力和催化劑的作用下，加入氫氣使部分芳環(huán)變成環(huán)烷烴或開環(huán)，不飽和烴變成飽和烴，含氧、含氮及含硫化合物，分別變成H2O、NH3及H2S等氣體，從而與油分離，使油得到精制。6.聯(lián)合精制工藝物理聯(lián)合處理工藝溶劑精制＋溶劑脫蠟＋白土補充精制物理－化學(xué)聯(lián)合處理工藝溶劑預(yù)精制＋加氫裂化＋溶劑脫蠟加氫裂化＋溶劑脫蠟＋高壓加氫補充精制溶劑精制＋溶劑脫蠟＋中低壓加氫補充精制化學(xué)處理工藝加氫裂化＋催化脫蠟＋加氫精制

三、調(diào)合調(diào)合工藝是制取電力用油的最后工序。這一工藝是根據(jù)不同型號的油品，在粘度、凝點等方面的不同要求，將精制后所得的基礎(chǔ)油按不同的比例進行調(diào)合，并根據(jù)要求加入抗氧化劑等類添加劑，經(jīng)充分混勻、檢驗合格后便可得商品性的電力用油。第四節(jié)電力用油的分類及其質(zhì)量標準一、石油產(chǎn)品的分類石油產(chǎn)品及潤滑劑共分為F、S、L、W、B、C等六大類。其中L類為潤滑劑及相關(guān)產(chǎn)品，根據(jù)潤滑劑的不同應(yīng)用場合，把L類產(chǎn)品又分成了19個組。如N組應(yīng)用場合是電器絕緣，T組應(yīng)用于汽輪機。

1．石油產(chǎn)品及潤滑劑的總分類見表類別相應(yīng)的含義F燃料（Fuels）S溶劑和化工原料（Solventsandrawmaterialsforthechemicalindustry）L潤滑劑和有關(guān)產(chǎn)品（lubricantsindustrialoilandrelatedproducts）W蠟（Waxes）B瀝青（Bitumen）C焦（Coke）

2．潤滑劑和有關(guān)產(chǎn)品（L類）的分類見表組別應(yīng)用場合組別應(yīng)用場合A全消耗系統(tǒng)P風(fēng)動工具B脫模Q熱傳導(dǎo)C齒輪R暫時保護防腐蝕D壓縮機（包括冷凍機和真空泵）T汽輪機E內(nèi)燃機U熱處理F主軸、軸承和離合器X用潤滑脂的場合G導(dǎo)軌Y其它應(yīng)用場合H液壓系統(tǒng)Z蒸汽氣缸M金屬加工S特殊潤滑劑應(yīng)用場合N電器絕緣

二、電力用油的分類

類別組別牌號代號名稱代號電氣用油（D）變壓器油B10號變壓器油DB－1025號變壓器油DB－2545號變壓器油DB－45斷路器油U電纜油L38KV電纜油DL－3866KV電纜油DL－66110KV電纜油DL－110潤滑油（H）汽輪機油U20號汽輪機油HU－2030號汽輪機油HU－3045號汽輪機油HU－4555號汽輪機油HU－55變壓器油的牌號是根據(jù)其凝點劃分。如：10號和25號變壓器油的凝固點分別為-10℃和-25℃。汽輪機油的牌號是根據(jù)該油品在50℃時的運動粘度的平均數(shù)劃分。如：20號和30號汽輪機油的運動粘度（50℃）分別為18～22mm2/s和28～32mm2/s。

三、電力用油的質(zhì)量標準（1）要有良