[发明专利]一种以植物油或回收油为原料制备环保绝缘油的方法

说明书

技术领域

本发明属于植物绝缘油技术领域，具体涉及一种以植物油或回收油为原料制备环保绝缘油的方法。

背景技术

矿物绝缘油是充油电力设备应用的最为重要的液体电介质之一。然而，矿物绝缘油燃点低、生物降解性差，是一种不可再生的资源，即将面临着紧缺和枯竭的困境。因此人们一直在寻找矿物油的替代品。例如20世纪30年代采用过聚氯联苯(PCB)，因其有不容易燃烧的特点。后来发现聚氯联苯有毒，对人体和环境的危害比较大，已于70年代在全球停止使用。后来又使用过四氯化二碳和一些人工合成碳氢化合物和酯类化合物来代替矿物油。但是由于四氯化二碳也有毒且合成的成本较高，其应用不太广。20世纪70～80年代采用过高燃点的有机硅液体，但是由于有机硅液体的生物降解率低，价格偏高，并且不能与其它油类混合，所以其应用范围也受到限制。

研究表明，植物绝缘油具有良好的电气性能，闪点高于300℃，生物降解率高达97%，满足电气设备防火性能的要求，是未来替代矿物绝缘油的良好的环保型液体电介质。国外已有研究表明，植物绝缘油能够直接应用于现有的配电变压器中，并具有良好的性能以及更长的使用寿命。目前美国库柏公司已研制以大豆油为原料的FR3植物绝缘油，日本富士电机已研制以棕榈油为原料的绝缘油，我国重庆大学的李剑研究对比了菜籽油、棉籽油及花生油的理化与电气性能，认为菜籽油的综合性能最佳。

虽然国内外对于植物绝缘油的研究已经取得了一定的进展，并且一些产品已经在变压器中得到应用，但是仍然有一些问题有待解决：1、以植物油为原料的绝缘油生产成本较高，其售价约高出矿物油的一倍。主要是因为两方面的原因：植物绝缘油制备需要较好品质的菜籽油、棕榈油、大豆油等植物油做为生产原料，原料成本较高决定了炼制的绝缘油成本高居不下；植物绝缘油与食用油相比生产工艺较繁复，损耗较大，需多次碱练、脱色才能使其达到要求，在操作过程中边脚成分不能得到有效利用。2、以植物油为原料的绝缘油介损、倾点等指标与矿物油相比较差，限制了其使用。解决以上两点问题是植物绝缘油得到广泛应用的关键。

专利公开号为CN101538505A和CN101538500A的中国发明专利公开了一种以植物油为原料的环保绝缘油及其制备方法，它是将植物油进行碱中和、减压蒸馏、氢化、深精炼、减压蒸馏、加入添加剂而制得。该方法所制备植物绝缘油需要较好品质的菜籽油、大豆油、橄榄油、葵花籽油、花生油、沙茶油等植物油做原料，生产成本较高，限制了其在电气设备防火性能场所的应用。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种以植物油或回收油为原料制备环保绝缘油的方法，以低成本的高酸价植物油或地沟油为原料，制备得到高燃点、低介损、低倾点及稳定性好的环保绝缘油，制备工艺简单，回收率高。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种以植物油或回收油为原料制备环保绝缘油的方法，包括以下步骤：

a）将酸值为4～100mgKOH.g^-1植物油或回收油进行低温脱蜡，得到降凝点油；

b）检测降凝点油的酸值，若低于10mgKOH.g^-1直接进行下个步骤，若高于10mgKOH.g^-1，将降凝点油进行催化酯化，直至酸值≤10 mgKOH.g^-1；

c）将降凝点油进行碱中和反应，得到降酸油；

d）将降酸油进行混合脱色，得到脱色油；

e）将脱色油进行减压蒸馏，升温至200～220℃进行水蒸气真空脱臭，得到除臭油；

f）将除臭油再次进行减压蒸馏，得到除水油；

g）将除水油与0.1～0.5wt%的抗氧化剂充分混合，得到环保绝缘油；

其中，所述植物油为花椒籽油、菜籽油、大豆油、棉籽油、葡萄籽油的一种或几种混合物，可以是过期或变质的植物油；

所述回收油为回收的地沟油；

所述抗氧化剂为白黎芦醇、丁基羟基茴香醚、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、特丁基对苯二酚的一种或几种混合物；

所述环保绝缘油为脂肪链为碳原子数为12～22烷烃或烯烃的甘油三酯或醇基为1～10直链醇的脂肪酸中低碳醇酯。

所述步骤a）具体包括以下步骤：

a1）以酸值为4～100mgKOH.g^-1植物油或回收油为原料，-10～-5℃下保持5～10h，分离出高蜡点酯和可流动油；

a2）将分离得到的高蜡点酯与低碳醇在弱碱盐的催化下进行酯交换反应，得到脂肪酸低碳醇酯；