Трансформаторное масло (стр. 6 )

Рис. 1-7. Хроматограммы парафиновых фракций электроизоляционных масел А и Б, полученные методом газожидкостной хроматографии [Л. 1-32].

Цифры в верхней рамке указывают число атомом углерода в парафиновых цепях; величина пика характеризует количество данного углеводорода. Условия опыта: колонка из нержавеющей стали, общая длина 50 м, диаметр 0,2 мм, носитель №2, жидкая фаза апиезол Л, температура колонки 120-250 °С.

леозойской нефти нафтено-ароматических структур. Невысокая кислотность является признаком отсутствия длинных парафиновых цепей. Ароматическая часть масла

Рис.1-8. Хромотограммы электроизоляционного масла с различным содержанием ингибитора (ионола).

А-0%; Б-0,4%; Г-1,3% (получены методом газожидкостной хроматографии) [Л. 1-32]. (Условия опыта см рис. 1-7.)

из доссорской нефти окисляется аналогично цетил-нафталину, по-видимому, не содержит большого числа колец и имеет длинные боковые цепи. Наличие низкомолекулярных кислот среди продуктов окисления позволяет предполагать разветвленность боковых цепей.

Таблица 1-11

Окисление ароматических и нафтеновых фракций из масел и некоторых индивидуальных углеводородов [Л. 1-33]

Углеводороды	Анализ продуктов реакции после окисление при температуре 150° С и давлении кислорода 15 атв течении 3 ч
Кислотное число мг КОН/г	Асфальтены, %	Окислоты, %	Смолы, %
Ароматические углеводороды
Ароматические, выделенные из остаточного масла сураханской парафинистой нефти	2,25	0	0	-
Цетилнафталин	2,33	0	0	-
Ароматические из машинного масла тяжелой бакинской нефти	13,9	7,8	16,3	13,2
Октогидроантрацен	11,4	11,4	32,5	12,1
Ароматические из машинной фракции грозненской парафинистой нефти	2,82	11,3	-	57,0
Трифенилметан	5,0	8,3	-	36,6
Ароматические из масла нижнепалеозойской нефти (нерастворимые в феноле)	0,08	1,31	0,36	-
То же из доссорской нефти	4,5	0	Следы	-
Нафтеновые углеводороды, выделенные из фракции, выкипающей в пределах температур 350-400° С
Доссорской нефти	36,0	-	3,10	11,7
Грозненской беспарафинистой нефти	42,5	-	4,10	17,3
Балаханской легкой нефти	57,2	-	4,2	16,3

Характер продуктов окисления нафтеновых фракций грозненской и доссорской нефтей указывает на сходствово структур углеводородов, содержащихся в них. Более высокое значение кислотности у продуктов окисления нафтенов из балаханскои нефти свидетельствует о наличии длинных боковых цепей и т. д.

1-2. НЕУГЛЕВОДОРОДНЫЕ

КОМПОНЕНТЫ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ МАСЕЛ

В число неуглеводородных компонентов трансформаторного масла входят асфальто-смолистые вещества, серо - и азотсодержащие органические соединения, нафтеновые кислоты, эфиры, спирты и соединения, содержащие металл.

А. Асфальто-смолистые вещества

В процессе очистки трансформаторных дистиллятов из них обычно удаляется большая часть асфальто-смолистых веществ. Содержание последних в готовом трансформаторном масле, как правило, не превышает 2,0-2,5%. Несмотря на такую сравнительно невысокую концентрацию, некоторые из соединений этого типа оказывают существенное влияние на эксплуатационные свойства трансформаторных масел. Асфальто-смолистые соединения придают трансформаторному маслу характерный цвет; некоторые из них обладают ингибирующим действием, другие, наоборот, угнетают, пассивируют антиокислительные присадки; наконец смолы при окислении переходят в состав осадка.

В работах ([Л. 1-33, 1-34] дана следующая классификация асфальто-смолистых веществ:

1. Нейтральные смолы-соединения, растворимые в петролейном эфире[2], нефтяных фракциях, обладающие жидкой или полужидкой консистенцией; плотность

их около 1,0.

2. Асфальтены - твердые вещества, нерастворимые в петролейном эфире, но растворимые в бензоле и соединениях ряда бензола, хлороформе, сероуглероде; плотность их более 1.

3. Карбены - вещества, нерастворимые в обычных растворителях и лишь частично растворимые в пиридине и сероуглероде.

4. Асфальтогеновые кислоты и их ангидриды - отличаются от нейтральных смол кислым характером, нерастворимостью в петролейном эфире и растворимостью в спирте.

Считают [Л. 1-35], что асфальтены и нейтральные смолы представляют собой кислородсодержащие полициклические соединения, имеющие не более одной двойной связи. Специфические реакции позволили определить в составе смол ароматические ядра, серу и азот, на основании чего их относят к нейтральным полициклическим гетеросоединениям [Л. 1-33].

В табл. 1-12 приведен элементарный состав смол различных нефтей, дающий представление о соотношении между углеводородной частью, серой, азотом и кислородом в этих соединениях [Л. 1-33, 1-35, 1-36].

Таблица 1-12

Элементарный состав смол и асфальтенов

Характер смол, асфальтенов	Элементарный состав, %
C	H	O	S	N
Смолы (молекулярный вес 450-900)
Из грозненской парафинистой нефти [Л. 1-331:
нерастворимые в феноле	86,60	11,50	1,52	0,38	-
растворимые в феноле	86,83	10,52	2,23	0,42	-
Из карачухурской нефти [Л. 1-33]:
нерастворимые в феноле	87,24	12,08	0,41	0,27	-
растворимые в феноле	87,58	10,62	1,54	0,35	-
Из грозненской беспарафиновой нефти [Л. 1-36]:
десорбированные из силикагеля четыреххлористым углеродом	84,62	10,21	3,42	0,58	1,17
то же бензолом	83,86	10,10	4,22	0,65	1,17
то же смесью ацетона и бензола	81,25	10,00	5,41	1,16	2,18
Из ставропольской нефти [Л. 1-37]-выделены на силикагеле	82,97	9,56	3,13	3,47	0,87
Из палванташской нефти [Л. 1-37]-выделены на силикагеле	86,32	9,40	2,35	0,94	0,99
Из эмбенских масляных нефтей[Л. 1 -37], растворимые в пропане, и нерастворимые в феноле	84,18	11,21	2,80	1,31	0,50
Из туймазинской нефти [Л. 1-37] нерастворимые в феноле	79,84	11,50	-	2,84	0,14
Асфальтены (молекулярный вес около 1 900)
Ставропольская нефть [Л. 1-37]	80,16	8,08	6,64	3,90	1,22
Палванташская нефть [Л. 1-37]	87,17	8,30	1,75	1,68	1,10

Структурно-групповой анализ смол (табл. 1-13) свидетельствует о наличии в их составе полициклических структур, главным образом ароматических. В некоторых случаях количество ароматических и нафтеновых структур примерно одинаково.

Таблица 1-13

Структурно-групповой состав смол [Л. 1-37]

Продукт	Число колец на среднюю молекулу
общее	ароматические	нафтеновые
Смолы, растворимые в пропане, из туймазинской нефти	5	3,4	1,6
Смолы, растворимые в пропане, из эмбенских масляных нефтей	5	2,7	2,3
Смолы из дистиллята эмбенских смолистых нефтей	4,5	3,7	0,8
Смолы из мухановского масляного дистиллята	5-6	3,3-38	2-2,2
Смолы из небитдагского масла сернокислотной очистки	4-5	2,6-3,3	1,4-1

Б. Сернистые соединения

Сернистые соединения содержатся во всех нефтях, однако количество их варьирует от десятых долей процента до 20% (по весу) и это оказывает существенное влияние на свойства нефтей и определяет особенности их переработки.

Достаточно подробные данные по химии сернистых соединений, содержащихся в нефтях, приведены в [Л. 1-38, 1-39].

Если в низкокипящих фракциях нефти (бензин, керосин и др. ) установлено наличие почти всех типов сернистых соединений, то фракции, выкипающие при температурах выше 200° С, характеризуются сернистыми соединениями циклической структуры, главным образом ароматического характера.