Strona (4)

Pomimo stosowania szeregu nowych metod dawna metoda polegająca na wykorzystaniu H₂S0₄ jest w dalszym ciągu najczęściej wykorzystywana. Działanie H₂S0₄ polega na sulfonowaniu niepożądanych związków i rozpuszczeniu produktów sulfonowania w warstwie kwasu, W zależności od surowca i rodzaju oleju izolacyjnego dobiera się ilość i stężenie kwasu oraz temperaturę i czas reakcji.

W olejach specjalnych dla których wymagana jest minimalna a zarazem stała wartość tg 5, związki aromatyczne usuwa się prawie zupełnie pod działaniem H₂S0₄ , olej taki stabilizuje się inhibitorami zapobiegającymi utlenianiu. W tych przypadkach gdy olej powinien charakteryzować się własnościami wzajemnie wykluczającymi się takimi jak minimalna i stała wartość tgS oraz duża lepkość (cechy wymagające zupełnego usunięcia węglowodorów aromatycznych) i wysoka odporność na utlenianie, należy stosować odpowiednio prowadzoną głębokość rafinacji stężonym H₂S0₄ z zastowaniem inhibitorów. Kwas siarkowy zawierający rozpuszczone w nim zanieczyszczenia oleju oddziela się następnie od oleju. W zbiornikach zwanych ługowniami prowadzi się za pomocą 4% roztworu wodorotlenku sodowego NaOH proces zobojętniania resztek kwasu siarkowego oraz kwasów naftenowych (powstają sole, które rozpuszczają się w warstwie wodorotlenku). Następnie olej kilkakrotnie wymywa się wodą w celu usunięcia resztek NaOH a następnie suszy powietrzem. Cały proces kończy się poprzez wymieszanie oleju z ziemią aktywną w temperaturze 70 - 80°C i poprzez przefiltrowanie mieszaniny.

Przy zastosowaniu jeszcze dokładniejszego oczyszczania uzyskuje się olej kablowy i kondensatorowy, pracujący dłużej bez jakichkolwiek zmian chemicznych.

Najtańsze w produkcji są oleje elektroizolacyjne otrzymywane z rop naftenowych.

3. W płyty poszczególnych składników ropy naftowej na własności olejów mineralnych elektroizolacyjnych.

Głównym składnikiem ropy naftowej są węglowodory. Oprócz nich występują tu w małych ilościach organiczne związki tlenu, siarki, azotu oraz metali takich jak żelazo i wanad. Ponieważ powyższe związki są zasadniczo usuwane podczas rafinacji oleju, cechą charakterystyczną ropy naftowej jako surowca do produkcji olejów elektroizolacyjnych jest skład i charakter chemiczny węglowodorów.

Węglowodory występujące w ropie naftowej zwykle klasyfikuje się następująco:

•    węglowodory szeregu parafinowego,

•    węglowodory szeregu naftenowego,

•    węglowodory szeregu aromatycznego.

Oprócz wyżej wymienionych rodzajów węglowodorów w destylatach w skutek rozkładu termicznego powstają węglowodory nienasycone (olefmy).

Węglowodory nasycone szeregu parafinowego w ogólnym wzorze C_nH_2n42 to metan CH₄, etan C₂H₆, propan C₃H₈, butan C₄H,₀, pentan C₅H_l2. Do propanu włącznie węglowodory te mają budowę wyłącznie prostych łańcuchów

Budową w postaci łańcuchów rozgałęzionych charakteryzują się węglowodory od butanu począwszy. Związki te zwią się izomerami. Im wńększa liczba atomów węgla w ląńcuchu tym większa liczba izomerów danego węglowodoru np. dodekan C₁₂H₂₆ ma 355 izomerów. Węglowodory parafinowe mają pewne wspólne własności fizyczne i chemiczne, które łączą je w jedną grupę tzw. szereg homologiczny.

Podstawowe wspólne cechy to:

•    nierozpuszczalność w wodzie,

•    odporność w wysokich temperaturach,

•    odporność na działanie stężonego kwasu siarkowego i roztworów alkaliów,

•    wysoka stosunkowo temperatura zapłonu.

Są to cechy pozytywne jeśli weźmie się pod uwagę węglowodory parafinowe jako surowiec do produkcji oleju

Podstawowe wady węglowodorów parafinowych to:

•    znaczna zmienność lepkości wraz ze zmianą temperatury,

•    podwyższenie jego temperatury krzepnięcia oleju.

Węglowodory szeregu naftenowego mają budowę pierścieniową (ogólny wzór C_nH_2n).

W ropie występują zwykle w postaci pochodnych cyklopentanu oraz cykloheksanu. Wśród pochodnych naftenów występują również izomery.

Nafteny w tym przede wszystkim nafteny wielopierścieniowe i nafteny z bocznymi tąńcuchami sa mniej odporne chemicznie niż węglowodory parafinowe. Po utlenieniu przechodzą one w kwasy naftenowe i oksynaftenowe wytrącające się następnie z olejów w postaci lepkich osadów, które mogą kondensować i zestalać się. Jest to zjawisko niekorzystne o ile otrzymany olej elektroizolacyjny ma być stosowany w transformatorach. Podstawowe zalety tych węglowodorów to niska temperatura krzepnięcia oraz fakt, że jako związki niepolarne charakteryzują się małą i stałą wartością tg5. Z tych tez powodów stanowią one zasadniczy surowiec do produkcji olejów izolacyjnych.

Frakcje naftenowe nietrwale w stanie czystym, stają się bardziej odporne na procesy utleniania, wówczas gdy zawierają węglowodory aromatyczne w ilości właściwej dla danego surowca tj. od 8 do 10 %.

Węglowodory szeregu aromatycznego mają budowę symetryczną. Nadmiar węglowodorów aromatycznych w olejach jest niepożądany ze względu na skłonność do powstawania osadów i wzrost tgS. Można je usunąć za pomocą stężonego kwasu siarkowego i wówczas przechodzą w tzw. sulfokwasy. Zbyt głęboka rafinacja w celu całkowitego usunięcia związków aromatycznych jest jednak niepożądana. Pewna ich ilość zapewnia bowiem trwałość oleju pod względem chemicznym.

Węglowodory nienasycone (olefiny) mają budowę podobną do węglowodorów parafinowych z tą tylko różnicą że posiadają one jedno lub więcej podwójnych wiązań między węglami w łańcuchu. Powstają one wskutek termicznego rozkładu węglowodorów w trakcie destylacji ropy naftowej. W surowej ropie znajdują się one w niewielkich ilościach (poniżej 0,5%) i są usuwane w trakcie rafinacji. Olefmy sa również produktem procesu starzenia się oleju, oraz produktem działania łuku elektrycznego. Są domieszkami szkodliwymi, gdyż są mało odporne na czynniki chemiczne oraz tworzą osady.

Rozpuszczalność wody w olejach zwiększa się wraz ze wzrostem temperatury. Pod tym względem lepsze są węglowodory parafinowe i naftenowe niż związki aromatyczne i nienasycone

Wzrost ilości związków aromatycznych i olefin w czasie postępującego procesu starzenia oleju zwiększa rozpuszczalność wody w oleju.

Ze wszystkich typów węglowodorów olefiny mają tą podstawową zaletę, że absorbują gazy, które powstają podczas wyładowań elektrycznych.

Należy również podkreślić, że oleje otrzymywane z węglowodorów parafinowych wykazują większą skłonność do tworzenia kwasów rozpuszczalnych w wodzie w porównaniu z olejami, które produkuje się z frakcji ropy bezparafinowej.

Zawartość siarki w ropie naftowej z reguły nie przekracza 1,5%.

Siarka występuje tu w dwóch różnych postaciach tzn. jako tzw. siarka aktywna i nieaktywna. Siarkę aktywną tworzą: siarka elementarna, siarkowodór, niższe siarczki, dwusiarczek węgla, tiomerkaptany. Wszystkie te składniki są szkodliwe i powodują korozję