Учитывая технические требования к качеству трансформаторных масел, возможны следующие направления в производстве их из нефти.
Получение неингибированных масел с оптимальным химическим составом, обеспечивающим высокую стабильность. В связи с ужесточением технических требований по противоокислительной стабильности и малой изменяемости электроизоляционных показателей в процессе эксплуатации задача получения неингибированных качественных масел становится весьма трудной.
Такие масла могут быть получены из особо отборного сырья путем относительно неглубокой очистки, в результате которой масло содержит достаточное количество ароматических углеводородов, способных эффективно тормозить окисление насыщенных углеводородов. Но нефти, из которых можно получить масла таким путем (масляная балаханская, беспарафинистая доссорская), добываются в недостаточном количестве и не могут быть использованы для этой цели.
Стабильные неингибированные масла могут быть получены путем компаундирования достаточно глубоко очищенного масла и фракции ароматических, в основном фенантреновых углеводородов в количестве от 1 до 5 % (по массе).
По существу эти ароматические углеводороды играют роль особых естественных ингибиторов окисления. В связи с указанными трудностями в получении высококачественных неингибированных масел в настоящее время все трансформаторные масла ингибируются присадкой ионол.
По-видимому, эта тенденция в получении ингибированных масел сохранится долго, по крайней мере на ближайшее пятилетие.
Получение ингибированных масел глубокой очистки. Восприимчивость масел к присадкам, в том числе ионолу повышается по мере снижения концентрации ароматических углеводородов. Состав насыщенной части масла в значительно меньшей степени влияет на восприимчивость к присадке. Отсюда следует, что практически из любого нефтяного сырья можно получить высококачественное масло путем глубокой очистки, позволяющей оставить в масле 8—20 % ароматических углеводородов, и добавления к базовому маслу 0,2—0,5 % (масс.) ионола.
Этот путь лег в основу получения масел Т-750 и Т-1500 (ГОСТ 982-80). Но выработка этих масел ограничена, поскольку они получаются методом кислотно-контактной очистки, отходом которого являются трудно используемые кислый гудрон и отработанная отбеливающая глина. Значительная часть трансформаторных масел получается из уникального сырья дистиллята анастасиевской нефти. Этот дистиллят практически не содержит твердых кристаллизующихся углеводородов, и поэтому масло из него без депарафинизации характеризуется низкой температурой застывания (ниже — 50 °С). Этот дистиллят содержит более 40 % ароматических и нафтено-ароматических углеводородов.
Применение методов кислотно-контактной и в особенности непрерывно-адсорбционной очисток для получения трансформаторных масел из высокоароматизированного дистиллята анастасьевской нефти является необоснованным, вынужденным.
Применение селективной очистки этого дистиллята вполне оправдано, поскольку при этом удается глубоко очистить дистиллят и получить высококачественное ингибированное ионолом масло, отвечающее указанным выше техническим требованиям, и одновременно получить в качестве экстракта селективной очистки сырье для нефтехимии.
Для малоароматизированного сырья типа некоторых бакинских нефтей оправдано получение ингибированных масел методом адсорбционной очистки.
Высококачественные уникальные масла можно получить термодиффузионным методом. Но он не нашел до сих пор промышленного применения.
Перспективным является производство масел методами, позволяющими преобразовывать по своему усмотрению химическую структуру молекул их составляющих. К этому направлению переработки относятся процессы гидрокрекинга — деструктивной гидрогенизации.
Трансформаторные масла, полученные гидрокрекингом из сибирских нефтей и ингибированные ионолом, по своим качественным показателям, в том числе по противоокислительной стабильности, превосходят лучшие зарубежные образцы. Получение таких масел из сибирских нефтей по схеме, включающей гидрокрекинг и депарафинизацию, является перспективным.
Особо стоит вопрос о допустимой концентрации серы в трансформаторных маслах.
Известно, что некоторые сернистые соединения являются ингибиторами окисления и пассиваторами металлов.
Выделенный из дистиллята концентрат сернистых соединений, содержащий сульфиды, обладает ингибирующим действием. Фракции сераорганических соединений, не содержащих сульфиды, не являются ингибиторами.
Экспериментально доказано, что при фенольной очистке дистиллята сернистых нефтей наибольшей стабильностью обладает масло, содержащее 0,3—0,4 % серы.
При селективной очистке дистиллята сернистых нефтей одновременно с удалением смолистых веществ и ароматических углеводородов идет экстракция сернистых соединений. Поэтому содержание серы в масле в первую очередь говорит о глубине его очистки. Исходя из этого, оптимальная глубина очистки неингибированного масла косвенно определяется содержанием серы в нем; повышенная восприимчивость масла к действию антиокислителей достигается более глубокой очисткой, т. е. при меньшем содержании серы.
Масло фенольной очистки, содержащее 1 % серы, нестабильно как в чистом виде, так и при наличии присадки ионол в концентрации до 0,7 % (результаты испытаний в трансформаторах в стендовых условиях).
В мировой практике массовое содержание серы в маслах ограничивается 0,2 %.
