[go: up one dir, main page]

CN116391005A - 电工流体及其制备方法 - Google Patents

电工流体及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116391005A
CN116391005A CN202080107021.7A CN202080107021A CN116391005A CN 116391005 A CN116391005 A CN 116391005A CN 202080107021 A CN202080107021 A CN 202080107021A CN 116391005 A CN116391005 A CN 116391005A
Authority
CN
China
Prior art keywords
composition
fluid composition
electrical
less
electrical fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080107021.7A
Other languages
English (en)
Inventor
维尔皮·雷莫
索尼娅·科瓦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Neste Oyj
Original Assignee
Neste Oyj
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Neste Oyj filed Critical Neste Oyj
Publication of CN116391005A publication Critical patent/CN116391005A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/50—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids in the presence of hydrogen, hydrogen donors or hydrogen generating compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/20—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances liquids, e.g. oils
    • H01B3/22—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances liquids, e.g. oils hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/10—Liquid materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/42—Catalytic treatment
    • C10G3/44—Catalytic treatment characterised by the catalyst used
    • C10G3/45—Catalytic treatment characterised by the catalyst used containing iron group metals or compounds thereof
    • C10G3/46—Catalytic treatment characterised by the catalyst used containing iron group metals or compounds thereof in combination with chromium, molybdenum, tungsten metals or compounds thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/42—Catalytic treatment
    • C10G3/44—Catalytic treatment characterised by the catalyst used
    • C10G3/47—Catalytic treatment characterised by the catalyst used containing platinum group metals or compounds thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/42—Catalytic treatment
    • C10G3/44—Catalytic treatment characterised by the catalyst used
    • C10G3/48—Catalytic treatment characterised by the catalyst used further characterised by the catalyst support
    • C10G3/49—Catalytic treatment characterised by the catalyst used further characterised by the catalyst support containing crystalline aluminosilicates, e.g. molecular sieves
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
    • C10G45/58—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to change the structural skeleton of some of the hydrocarbon content without cracking the other hydrocarbons present, e.g. lowering pour point; Selective hydrocracking of normal paraffins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G7/00—Distillation of hydrocarbon oils
    • C10G7/04—Dewatering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
    • C10G2400/10—Lubricating oil
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

公开了一种用于生产电工流体组合物的方法。该方法包括：使包含游离脂肪酸和甘油酯的可再生原料在酮化条件下进行酮化；使酮化的可再生原料在加氢处理条件下进行加氢处理以获得可再生链烷烃中间产物；以及使可再生链烷烃中间产物进行至少一次分馏以获得电工流体组合物；其中，该电工流体组合物符合国际标准IEC60296(2012)的要求。

Description

电工流体及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于生产由可再生原料获得的电工流体组合物的方法，还涉及使用该方法生产的组合物以及该组合物的用途。
背景技术
液态或气态电工流体用于电气设备，诸如变压器、电容器、开关设备、套管等。电工流体通常充当电绝缘介质，使设备内的高压和接地部件分离，并充当冷却介质，以传递设备中产生的热量。除了上述基本功能外，电工流体还应符合其他必要的和期望的要求，诸如使用寿命长、在宽温度范围内操作、合适的运动粘度和最小的环境影响。
在电工流体领域，对可持续的、生物来源的和再循环的替代物的最终需求日益增长。尽管对由可再生原料制备的产品的需求越来越大，但使用可再生原料制备电工流体(这样制备的电工流体也符合此类流体的标准要求)一直很困难，这使得为此目的使用可再生原料成为问题。
WO2007/068795A1(Neste Oil Oyj)公开了一种复杂的进料，其用烃稀释，并通过预加氢、酮化、加氢脱氧、汽提、加氢异构化、任选的加氢精制和蒸馏处理成可再生基础油、可再生柴油以及可再生汽油。
WO2014128227公开了一种基于可再生烃的绝缘流体，该可再生烃包含大于70％的异链烷烃。该公开没有教导如何生产满足所需性能的流体或满足所需特性的流体的组合物。
WO2018078024公开了一种用于电动汽车的电工流体，其沸点在200℃至400℃的范围内且沸程在80℃以下，该流体包含按重量计大于95％的异链烷烃和按重量计小于3％的环烷烃，按重量计至少95％的生物碳含量，含有按重量计小于100ppm的芳香族化合物。该公开没有教导如何制备满足标准要求的流体或满足标准要求的流体的组合物。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于生产烃组合物的方法，该烃组合物适合作为电工流体组合物并且减少了上述缺点。本发明还涉及一种满足IEC60296要求的电工流体组合物，并且该电工流体组合物可以通过该方法制备。此外，本发明涉及电工流体组合物的用途。
本发明人惊奇地发现，根据IEC60296，可再生基础油(Renewable Base Oil，RBO)工艺的侧流可用于制备满足此类产品标准要求的电工流体。发明人发现，令人惊讶的是，来自RBO工艺的部分侧流可用于生产满足标准要求的电工流体组合物，使得可再生原材料(即用于RBO工艺中的原料)完全增值，这是因为废物流由此减少。这产生了一种更环保的工艺，因为来自RBO工艺的废物流减少，且替代性地用作电工流体组合物的原料，从而也减少了其他类型的原料的量，这些原料转而将用于制备电工流体组合物。
在一个优选实施方式中，电工流体组合物用作变压器油，其优点在于蒸发量小于已知的变压器油。
在下面的描述中将更详细地阐述实施方式的一个或多个实例。其他特征在说明书和权利要求将中是易理解的。
具体实施方式
以下实施方式是示例性的。尽管说明书可以在多个位置提及“一种(an)”、“一个(one)”或“一些(some)”实施方式，但这并不一定意味着每个此类提及都是指相同的实施方式，或者该特征仅适用于单个实施方式。不同实施方式的单个特征也可以组合以提供其他实施方式。此外，词语“包括/包含(comprising)”、“包含/含有(containing)”和“包括/包含(including)”应理解为非限制性描述实施方式仅由已经提到的那些特征组成，而是这样的实施方式还可以包含没有具体提到的特征/结构。
除非另有说明，本文引用的所有标准均为现行最新修订版。
本发明公开了一种生产电工流体组合物的方法、一种电工流体组合物和该电工流体组合物用途。
更具体地，本发明公开了一种生产电工流体组合物的方法，该方法包括可再生原料的酮化和加氢处理(诸如加氢脱氧和异构化)以获得可再生链烷烃中间产物，然后分馏，优选蒸馏。
在一个实施方式中，所获得的可再生链烷烃中间产物经历至少一次分馏过程，以回收沸程在约280℃至约400℃范围内的烃组合物(EN ISO3405:2011)。这种更宽的范围具有的好处是使用了更多的馏分(cut)，即获得了更高的产量。
在一个实施方式中，所获得的可再生链烷烃中间产物经历至少一次分馏过程，以回收沸程在约280℃至约375℃范围内的烃组合物(EN ISO3405:2011)。
在一个实施方式中，所获得的可再生链烷烃中间产物经历至少一次分馏过程，以回收沸程在约280℃至约350℃范围内的烃组合物(EN ISO3405:2011)。这种更窄的范围的好处是，与使用更宽的蒸馏温度范围相比，产品具有更好的性能。
本发明还涉及一种符合IEC60296(2012)要求的电工流体，并且该电工组合物可以通过本发明的方法制备。
根据IEC60296(2012)的要求为，20℃时的最大密度为895kg/m3，最大倾点为-40℃，40℃时最高运动粘度为12mm2/s，-30℃时最高运动粘度为1800mm2/s，最小闪点为135℃，最高总硫含量为500mg/kg，最大总酸度为0.3mg KOH/g，最大含水量(本体)为30mg/kg和最小界面张力为40nM/m，如本申请表4所给出的。
此外，本发明涉及一种电工流体的用途。
可再生链烷烃中间产物可以通过可再生(生物源)原料(即可再生原料)进行酮化和加氢处理(例如通过加氢脱氧和异构化)来获得。可再生原料的碳数分布在C4至C26的范围内，主要包括C16和C18。由此获得的可再生链烷烃中间产物的碳数分布在C4至C51的范围内，主要包括C31-C35。可再生链烷烃中间产物主要包括正链烷烃和异链烷烃。
回收沸程在约280℃至约400℃范围内的烃组合物的分馏过程后获得的馏出物的碳数分布在C15至C25范围内。
在一个实施方式中，用于分离/分馏的可再生链烷烃中间产物通过可再生原料的催化酮化和催化加氢处理来提供。
在另一个实施方式中，加氢处理包括催化加氢脱氧和加氢异构化。
在另一个实施方式中，分离过程包括通过蒸馏进行分馏。蒸馏可以连续进行，也可以分批进行。
在一个实施方式中，酮化和加氢处理(例如加氢脱氧和异构化)的步骤之后是加氢精制。
沸程涵盖从定义为获得第一滴蒸馏产物的温度的初始沸点IBP到最高沸点化合物蒸发时的最终沸点FBP的温度区间。
根据一个实施方式，所获得的可再生链烷烃中间产物可以经历至少一次分馏以获得电工组合物，其中，进行分馏以使回收的电工流体组合物的沸程在约280℃至约400℃的范围内(EN ISO3405:2011)。
根据一个实施方式，所获得的可再生链烷烃中间产物可以经历至少一次分馏以获得电工组合物，其中，进行分馏以使回收的电工流体组合物的沸程在约280℃至约375℃的范围内(EN ISO3405:2011)。
根据一个实施方式，所获得的可再生链烷烃中间产物可以进行至少一次分馏以获得电工流体组合物，其中，进行分馏以使回收的电工流体组合物的沸程在约280℃至约350℃的范围内(EN ISO3405:2011)。
在一个实施方式中，至少一次分馏是通过蒸馏获得的。
通过本公开的方法获得的电工组合物满足符合IEC60296(2012)国际标准对此类产品的要求。
EN ISO 3405:2011和ASTM D86:2015标准“Standard Test Method forDistillation of Petroleum Products and Liquid Fuels at Atmospheric Pressure(常压下石油产品和液体燃料蒸馏的标准试验方法)”，以及ASTM D7345:2017标准“Standard Test Method for Distillation of Petroleum Products and Liquid Fuelsat Atmospheric Pressure(Micro Distillation Method)(常压下石油产品和液体燃料蒸馏的标准试验方法(微蒸馏法))”描述了一种用于测量沸程在0℃至400℃范围内的液体燃料产品沸点分布的蒸馏方法(ASTM D7345：20℃到400℃)。使用ASTM D86或ASTM D7345，在25体积％的蒸馏下测量沸点。也可以在88％蒸馏下报告沸点。
方法描述
术语“酮化”是指，羧酸及其衍生物的酮化反应，特别是脂肪酸、相应的酯、醇、醛和酸酐的酮化反应。在反应中，官能团相互反应生成酮。两种羧酸的酮化反应通过酸酐中间体进行，在反应中释放出酮、水和二氧化碳。对于醇和酯，酮化反应通过醛进行，得到蒂什琴科酯(Tishchenko ester)，并进一步生成酮，对于醛则通过蒂什琴科酯生成酮。在最后两个反应中，一氧化被释放出来。
术语“加氢处理”是指，通过各种方式的分子氢对有机材料进行的催化处理。优选地，加氢处理从有机氧化合物中以水的形式去除氧，即通过加氢脱氧(hydrodeoxygenation，HDO)。另外/可替换地，加氢处理可以从有机硫化合物中以二氢硫化物(H2S)的形式去除硫，即通过加氢脱硫(hydrodesulphurisation，HDS)，可以从有机氮化合物中以氨(NH3)的形式去除氮，即通过氢化脱氮(hydrodenitrofication，HDN)进行，可以去除卤素，例如氯，从有机氯化物化合物中以盐酸(HCl)的形式，即通过氢脱氯(HDCl)，和/或可以去除芳香族化合物以获得无芳香族化合物的产物，即通过加氢脱芳(hydrodearomatisation，HDA)。
术语“加氢脱芳”(hydrodearomatisation，HDA)是指，芳香族化合物在催化剂的影响下通过分子氢而饱和或开环。
例如甘油三酯或其他脂肪酸衍生物或脂肪酸的术语“加氢脱氧”(hydrodeoxygenation，HDO)是指，在催化剂的影响下通过分子氢以水的形式去除例如羧基氧。
适用于可再生原料的加氢脱氧和所得正链烷烃异构化的反应条件和催化剂是已知的。FI100248的实施例1-3和WO 2015/101837 A2中介绍了此类工艺的实例。
术语“脱氧”是指，通过前面描述的任何方法从有机分子(诸如脂肪酸衍生物、醇、酮、醛和/或醚)中去除氧，或脱羧或脱羰。
术语“异构化”是指，一种分子转化为另一种具有完全相同原子但原子排列不同的分子的过程。在本文中，异构化既指链烷烃羧酸及其烷基酯的异构化，也指加氢异构化。
术语“中间产物”是指，一种由原料(feedstock)在至少一个工艺步骤之后，例如在酮化和加氢处理之后，获得的组合物，但其经历额外的工艺步骤(诸如分馏)以获得最终产物。
在本发明的方法中，对可再生原料进行酮化和加氢处理，优选进行加氢脱氧和异构化。在使用不饱和羧酸和/或不饱和羧酸的酯作为原料的情况下，优选脂肪酸和/或脂肪酸烷基酯作为原料的情况下，异构化可以在酮化之前进行，然后加氢脱氧，或者异构化在酮化和加氢脱氧步骤之后进行，或者甚至同时进行。
在一个实施方式中，酮化、加氢脱氧和异构化的步骤之后是加氢精制步骤。
可再生原料
可再生原料(即生物来源的原料)是指衍生自含有油和/或脂肪的生物原料组分的原料，通常含有脂质(如脂肪酸或甘油酯)，诸如植物油/脂肪、植物油/脂肪、动物油/脂肪，鱼油/脂肪和藻类油/脂肪或来自其他微生物过程的油/脂肪，转基因的藻类油/脂肪、来自其他微生物过程的转基因的油/脂肪以及转基因的植物油/脂肪。最好是废料或残渣材料。也可以使用这些材料的组分或衍生物，例如烷基酯(通常为C1-C5烷基酯，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基酯)或烯烃。
可再生油和/或脂肪可以包括单一种类的油、单一种类的脂肪、不同油的混合物、不同脂肪的混合物、油和脂肪的混合物，脂肪酸、甘油和/或上述的混合物。
这些油和/或脂肪通常包含C8-C24脂肪酸及其衍生物，包括脂肪酸酯、甘油酯，即脂肪酸的甘油酯。甘油酯可以具体包括单甘油酯、二甘油酯和甘油三酯。
14C同位素含量可以用作原料或产品可再生或生物来源的证据。与化石来源的碳原子相比，可再生材料的碳原子包含更高数量的不稳定放射性碳(14C)原子。因此，通过分析12C和14C同位素的比例，可以区分来自生物来源的碳化合物和来自化石来源的碳化合物。因此，同位素的特定比例可用于识别可再生碳化合物，并将其与不可再生碳化合物即化石碳化合物区分开来。同位素比率在化学反应过程中不会发生变化。用于分析来自生物源的碳含量的合适方法的实例是ASTM D6866(2020)。Dijs等人的文章Radiocarbon,48(3),2006,pp 315-323中提供了如何应用ASTM D6866来确定燃料中的可再生含量的实例。为了本发明的目的，如果含碳材料(例如原料或产品)含有90％或更多的现代碳(modern carbon)(pMC)，诸如使用ASTM D6866测量的100％的现代碳，则被认为是生物的，即可再生来源。
在一个实施方式中，本发明的电工流体组合物具有至少5％，特别是至少60％，诸如至少75％，或甚至100％的现代碳含量(pMC)。
可再生链烷烃中间体的制备
通常，可再生链烷烃中间体产品可以使用任何已知的方法由可再生原料制备。欧洲专利申请EP 1963461A1中提供了制备可再生链烷烃中间体产品的方法的具体实例。
在一个实施方式中，可再生原料包括脂肪酸或脂肪酸衍生物(诸如甘油三酯)或它们的组合。
酮化
本发明的可再生链烷烃中间产物的制备涉及可再生原料的原料的酮化。酮化反应的工艺条件是已知的，例如已知于EP 1963461A1中。例如，酮化反应可以使用金属氧化物催化剂进行。典型的金属包括Na、Mg、K、Ca、Sc、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sr、Ti、Y、Zr、Mo、Rh、Cd、Sn、La、Pb、Bi和稀土金属。这些金属氧化物可以负载在载体上，典型的载体是红土、铝土矿、二氧化钛、二氧化硅和/或氧化铝。催化剂优选为金属氧化物催化剂，选自含Ti、Mn、Mg、Ca和Zr的金属氧化物催化剂中的一种或多种。酮化催化剂更优选包括TiO2。酮化催化剂最优选为TiO2，任选地负载在载体上。例如，催化剂可以是锐钛矿形式的TiO2，其具有
Figure BDA0004217190470000091
至
Figure BDA0004217190470000092
的平均孔径和/或40m2/g至140m2/g的BET面积和/或0.1cm3/g至0.3cm3/g的孔隙率。
酮化反应可以例如在0.1MPa至5MPa、优选0.1MPa至1MPa的压力下进行，而温度可以为100℃至500℃，优选100℃至400℃，更优选300至400℃。酮化反应可以在0.1-10 1/h、优选0.3-5 1/h、更优选0.31/h至3 1/h的进料流速WHSV下进行。酮化反应可以在气体(诸如惰性气体，如氮气、氢气或二氧化碳)的存在下进行。优选地，该气体选自CO2、H2、N2、CH4、H2O中的一种或多种。最优选为CO2。气体的量可以从大过量到小过量不等。出于成本原因，气体流量优选在0.1气体/进料比(w/w)至1.5气体/进料比(w/w)的范围内。
加氢处理
酮化之后是加氢处理，其中酮化的进料在催化剂存在下在压力下经受氢气，该催化剂优选至少一种选自Ni、Mo、Co或W的催化剂。加氢处理通常去除不饱和键，诸如双键、氧(脱氧)和其他杂原子，诸如氮、硫和氯。可以使用不同的催化剂和定制的反应条件在几个步骤中选择性地进行加氢处理。
加氢脱氧
酮化之后可以进行加氢处理，优选包括加氢脱氧(HDO)，其中发生氧键的氢化，以H2O的形式除去氧。加氢脱氧的工艺条件是本领域已知的。例如，可再生原料的加氢脱氧可以在金属硫化物催化剂上进行。金属可以是一种或多种第VI族金属，诸如Mo或W，或一种或几种第VIII族非贵金属，诸如Co或Ni或它们的混合物。催化剂可以负载在任何方便的载体上，诸如氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化钛、无定形碳、分子筛或它们的组合。通常，金属以金属氧化物的形式浸渍或沉积在载体上。随后通常转化为金属硫化物。用于加氢脱氧的典型催化剂的实例是负载在氧化铝或二氧化硅上的含钼催化剂、NiMo、CoMo或NiW催化剂，但许多其他加氢脱氧催化剂是本领域已知的，并且已经与NiMo和/或CoMo催化剂一起描述或相比较。加氢脱氧优选在硫化的NiMo或硫化的CoMo催化剂的影响下在氢气的存在下进行。
加氢脱氧可以在1MPa至15MPa的氢气压力下进行，温度为150℃至400℃，优选200℃至400C，WHSV为0.51/h至31/h。在使用硫化催化剂的加氢脱氧步骤期间，可以通过在气相中添加硫或通过使用具有与可再生原料混合的含硫矿物油的原料来维持催化剂的硫化状态。进行加氢脱氧的总进料的硫含量可以在例如50wppm(重量ppm)至20000wppm的范围内，例如50wppm、100wppm、500wppm、1000wppm、1500wppm、2000wppm、2500wppm、3000wppm、3500wppm、4000wppm、4500wppm、5000wppm、5500wppm、6000wppm、6500wppm、7000wppm、7500wppm、8000wppm、8500wppm、9000wppm、9500wppm、10 000wppm、10 500wppm、11000wppm、11 500wppm、12 000wppm、12 500wppm、13 000wppm、13 500wppm、14 000wppm、14500wppm、15 000wppm、15 500wppm、16 000wppm、16 500wppm、17000wppm、17500wppm、18000wppm、18500wppm、19000wppm、19500wppm或20000wppm，优选在50wppm至1000wppm的范围内，更优选在50wppm至570wppm的范围内。
用于加氢脱氧的有效条件可以使原料的氧含量降低至小于1重量％，例如小于0.5重量％或小于0.2重量％，例如0.2重量％至0.05重量％，至基本无氧状态。在一些情况下，可以选择条件以实现对应于至少40重量％、至少50重量％或至少75重量％脱氧的部分加氢脱氧。
在优选的实施方式中，加氢脱氧反应条件包括以下一种或多种：250℃至400℃的温度；在2MPa至8MPa范围内的压力；WHSV在0.1-10 1/h的范围内，优选在0.3-5 1/h，更优选在0.5-3 1/h；以及350-900纳升H2/升进料的H2流量。加氢脱氧反应在负载于活性炭、氧化铝和/或二氧化硅载体上的加氢脱氧催化剂如Pd、Pt、Ni、NiMo、CoMo或NiW金属的存在下在进行，优选在负载于氧化铝载体上的NiMo的存在下进行。
异构化反应
本发明的可再生链烷烃中间产物可以通过对已经进行酮化的原料中的至少直链烃进行异构化处理以制备可再生链烷烃中间产物来提供。
异构化处理导致酮化和加氢处理原料的烃链分支，即异构化。烃链的分支改善了低温性能，即与酮化和加氢处理原料相比，异构化处理形成的异构体组分具有更好的低温性能。
异构化步骤可以在异构化催化剂的存在下进行，并且任选地在添加到异构化过程中的氢气的存在下执行。合适的异构化催化剂包含分子筛和/或选自元素周期表第VIII族的金属和任选的载体。优选地，异构化催化剂包含SAPO-11、或SAPO-41、或ZSM-22、或ZSM-23、或铁橄榄石、以及Pt、Pd、或Ni、和Al2O3、或SiO2。典型的异构化催化剂是例如Pt/SAPO-11/Al2O3、Pt/ZSM-22/Al2O3、Pt/ZSM-23/Al2O3和Pt/SAPO-11/SiO2。催化剂可以单独使用，也可以组合使用。添加的氢气的存在对于减少催化剂失活是特别优选的。在优选的实施方式中，异构化催化剂是贵金属双功能催化剂，例如Pt-SAPO催化剂和/或Pt-ZSM催化剂，其与氢气组合使用。异构化步骤可以例如在200℃至400℃、优选280℃至400℃的温度和1MPa至15MPa、优选1MPa至10MPa的压力下进行。异构化步骤可以包括进一步的中间步骤，例如纯化步骤和分馏步骤。异构化可以在例如300℃至350℃的温度下进行。
在一个实施方式中，异构化反应条件包括以下一种或多种：250℃至400℃的温度；在3MPa至6MPa范围内的压力；WHSV在0.5-3 1/h的范围内；100-800纳升H2/升进料的H2流量。加氢异构化反应在异构化催化剂(例如包含VIII族金属和分子筛的催化剂)的存在下进行，任选地，该异构化催化剂负载在氧化铝和/或二氧化硅载体上。
顺便提及，异构化处理是主要用于使加氢处理的原料异构化的步骤。也就是说，虽然HDO通常根据所选择的反应条件导致较小程度的异构化(通常小于5重量％)，但可用于本发明的异构化步骤是使得异链烷烃含量显著增加的步骤。
本发明的馏分具有低于-40℃的倾点，并且鉴于此，其应具有非常高的异构化程度，例如至少90％，优选至少95％。因此，不同的工艺使不同的产品在碳链分布、支化和性能方面存在差异，即使去掉相同的馏分。
加氢脱氧步骤和异构化步骤可以同时进行或依次进行。加氢脱氧步骤和异构化步骤可以在同一催化剂床上的单一步骤中进行，使用用于该组合步骤的单一催化剂，例如NiW，或Pt催化剂，诸如Pt/SAPO与负载在载体上的Mo催化剂的混合物，例如负载在氧化铝上的NiMo。
加氢精制步骤
在加氢脱氧和异构化步骤之后，可以对原料进行加氢精制以去除任何剩余的双键和芳香族化合物，但该步骤不是必须的。加氢精制可以在催化剂的存在下使用氢气进行，压力范围为1MPa至20MPa，优选2MPa至15MPa，特别优选3MPa至10MPa。温度可以在50之间和500℃之间，优选在200之间和400℃之间并且特别优选在200之间到300℃之间。在加氢精制中，可以使用含有元素周期表第VIII族金属的特殊催化剂，且可使用载体。加氢精制催化剂优选为负载型Pd、Pt或Ni催化剂，该负载型为氧化铝和/或二氧化硅。精加工也可以通过使用吸附材料(诸如粘土或分子筛)去除极性组分来实现。
分馏步骤
任何已知的分馏方法或分馏方法的组合都可用于从可再生链烷烃中间产物制备本发明的电工流体组合物，以回收沸程在约280℃至约400℃范围内的烃组合物(ENISO3405:2011)，或在约280℃至约350℃的范围内的烃组合物(EN ISO3405:2011)。
优选地，选择分离以使沸程为280℃至400℃的馏分中的碳数分布使得馏出物包含0重量％至4重量％的C15链烷烃、18重量％至21重量％的C16链烷烃、10重量％至13重量％的C17链烷烃、9重量％至11重量％的C18链烷烃、8.5重量％至10.5重量％的C19链烷烃、8.5重量％至10.5重量的C20链烷烃、8重量％至10重量％的C21链烷烃、7.5重量％至9.5重量％的C22链烷烃，7重量％至9.5重量％的C23链烷烃、6重量％至8重量％C24的链烷烃和4.5重量％至6.5重量％的C25-C29链烷烃。
优选地，选择分离以使沸程为280-350℃的馏分中的碳数分布使得馏出物包含0-重量％至5重量％的C15链烷烃、27重量％至30重量％的C16链烷烃、16.5重量％至19重量％的C17链烷烃、15.5重量％至18.5重量％的C18链烷烃、15.5重量％至18重量％的C19链烷烃、11.5重量％至14.5重量％的C20链烷烃、2.5重量％至5.5重量％的C21链烷烃和0.1重量％至2重量％的C22链烷烃。
如上所述的碳数分布并不排除存在其他碳数，但这些碳数优选仅以每个碳数小于0.3重量％的量存在。
优选地，选择分离使得大部分异链烷烃最终在回收的蒸馏馏分中。
在一个实施方式中，通过使可再生链烷烃中间产物经历至少一种包括蒸馏的分离过程来生产电工流体组合物。
在一个实施方式中，初始沸点IBP为280℃，且最终沸点FBP为400℃(EN-ISO3405:2011)。
在一个实施方式中，初始沸点IBP为280℃，且最终沸点FBP为375℃(EN-ISO3405:2011)。
在一个实施方式中，初始沸点IBP为280℃，且最终沸点FBP为350℃(EN-ISO3405:2011)。
在一个实施方式中，该方法包括两个或更多个分离步骤。
关于有利特性的可再生原料的选择，诸如选择具有大量碳链长度在C16和C18处达到峰值的化合物的可再生原料，可以用于提高产品的产率，该产品包括电工流体组合物和可再生基础油。
通过选择可再生链烷烃中间体产品生产过程中的工艺条件，也可以提高电工流体组合物的产率。
在根据图1的本发明的一个实施方式中，将包含游离脂肪酸和甘油的原料在酮化条件下进行酮化，然后在加氢脱氧条件下进行加氢脱氧。然后对酮化和加氢脱氧的原料进行异构化，然后进行任选的加氢精制步骤。然后对产品进行初始分馏，例如通过蒸馏塔或汽提塔进行初始分馏，将对产品进行分馏为除雾器石脑油、汽提塔石脑油和底部产品。汽提塔石脑油经过进一步分馏，产生中间馏分，诸如柴油馏分和汽油，与从除雾器石脑油中获得的汽油一起使用。底部产物进一步分馏成中间馏分，诸如柴油和可再生基础油馏分。可再生基础油馏分进一步分馏，收集280℃至400℃或280℃至350℃的蒸馏馏分，并就作为电工流体组合物的性能进行评估。较重的馏分包括可再生基础油产品。
在一个实施方式中，本发明涉及一种生产电工流体组合物的方法，该方法包括使包含游离脂肪酸和甘油酯的可再生原料在酮化条件下进行酮化，使酮化的可再生原料在加氢处理条件下进行加氢处理，以获得可再生链烷烃中间产物，对该可再生链烷烃中间产物进行至少一次分馏以获得该电工流体组合物，其中该电工液体组合物符合IEC60296(2012)国际标准的要求。
在一个实施方式中，电工流体组合物在20℃下的密度等于或小于895kg/m3，优选地小于800kg/m3。
在一个实施方式中，电工流体组合物的倾点低于-40℃(ISO 3016)。
在一个实施方式中，电工流体组合物在40℃下的运动粘度等于或小于12mm2/s，优选地小于10mm2/s，更优选地小于8mm2/s，诸如小于6mm2/s。
在一个实施方式中，电工流体组合物在-30℃下的运动粘度等于或小于1800mm2/s，优选地小于150mm2/s，诸如小于120mm2/s。
在一个实施方式中，电工流体组合物具有等于或高于135℃的闪点。
在一个实施方式中，电工流体组合物的总酸度等于或小于0.01mg KOH/g，诸如小于0.005mg KOH/g。
在一个实施方式中，电工流体组合物的含水量等于或小于30mg/kg，优选小于20mg/kg。
在一个实施方式中，至少一次分馏的实施方式为，回收的电工组合物的沸程在约280℃至约400℃的范围内，优选在约280℃至约400℃的范围内(EN ISO3405:2011)，更优选在约280℃至约350℃的范围内(EN ISO 3405:011)。
在一个实施方式中，至少一次分馏通过蒸馏提供。
在一个实施方式中，至少一次分馏通过分馏蒸馏提供。
在一个实施方式中，酮化在100℃和500℃之间、优选100℃到400℃之间、更优选300℃到40℃之间的温度范围内进行。
在一个实施方式中，酮化在0.1MPa至5MPa、优选0.1MPa至1MPa的压力下进行。
在一个实施方式中，酮化以0.1-10l/h、优选0.3-5l/h、更优选0.3-3l/h的进料流速WHSV进行。
在一个实施方式中，酮化在至少一种金属氧化物酮化催化剂的存在下进行。
在一个实施方式中，金属氧化物酮化催化剂包括Ti，更优选TiO2，甚至更优选其中催化剂由TiO2组成。
在一个实施方式中，酮化条件包括：100℃至400℃的温度，0.1MPa至5MPa的压力和在金属氧化物酮化催化剂的存在，其中酮化催化剂优选包括TiO2。
在一个实施方式中，加氢处理条件包括氢气和至少一种选自Ni、Mo、Co或W的催化剂的存在。
在一个实施方式中，加氢处理包括同时或依次进行的在加氢脱氧条件下的加氢脱氧和在异构化条件下的异构化。
在一个实施方式中，加氢脱氧在150℃和400℃之间、优选在200℃和400℃的温度范围内进行。
在一个实施方式中，加氢脱氧在1MPa至15MPa、优选2MPa至8MPa的压力下进行。
在一个实施方式中，加氢脱氧以0.1-10 1/h、优选0.3-5 1/h，更优选0.5-3 1/h的进料流速WHSV进行。
在一个实施方式中，加氢脱氧在350-900纳升H2/升进料的H2流量下进行。
在一个实施方式中，加氢脱氧在至少一种加氢脱氧催化剂的存在下进行。
在一个实施方式中，加氢脱氧催化剂包括选自Pd、Pt、Ni、CoMo、NiMo、NiW和CoNiMo的至少一种金属。
在一个实施方式中，催化剂可以负载在载体上，该载体选自氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化钛、无定形碳、分子筛或它们的组合。
在一个实施方式中，加氢脱氧条件包括：1至15MPa的氢气压力，在150℃至400℃的温度下，以及存在含有Pd、Pt、Ni、NiMo、CoMo或NiW金属以及活性碳、氧化铝和/或二氧化硅载体的催化剂。
在一个实施方式中，异构化条件包括200℃至400℃、优选250℃至400℃、更优选280℃至400℃的温度范围，。
在一个实施方式中，异构化条件包括1MPa至15MPa，优选1MPa至10MPa的压力。
在一个实施方式中，异构化条件包括0.5-3/1/h的进料流速WHSV。
在一个实施方式中，异构化条件包括100-800纳升H2/升进料的H2流。
在一个实施方式中，异构化条件包括加氢异构化催化剂的存在。
在一个实施方式中，加氢异构化催化剂选自VIII族金属，优选Pd、Pt或Ni，任选地负载在氧化铝和/或二氧化硅载体上。
在一个实施方式中，异构化条件包括：1-15MPa的氢气压力，在200℃至400℃的温度下和存在选自分子筛的催化剂以及Pd、Pt或Ni金属和/或载体，该载体是氧化铝和/或二氧化硅。
在一个实施方式中，该方法进一步包括使可再生链烷烃中间产物经历第二次或进一步的分馏，诸如第三次分馏，以获得符合API III类基础油规范的可再生基础油产物，具有>90重量％的饱和烃、<0.03重量％的硫和>120的粘度指数。
在一个实施方式中，本发明涉及电工流体组合物或通过根据本发明的方法获得的电工流体组合物。这些电工流体组合物包含基于组合物的总重量计的大于95重量％、优选大于97重量％、甚至更优选大于99重量％的C15-C29范围、优选C15-C25范围的链烷烃，并且其中该电工组合物符合IEC60296的要求。
以下实施方式既适用于电工流体组合物，也适用于通过根据本发明的方法获得的电工流体组合物。
在一个实施方式中，电工流体组合物在20℃下的密度等于或小于895kg/m3，优选地小于800kg/m3。
在一个实施方式中，电工流体组合物的倾点小于-40℃(ISO 3016)。
在一个实施方式中，电工流体组合物在40℃下的运动粘度等于或小于12mm2/s，优选地小于10mm2/s，更优选地小于8mm2/s。
在一个实施方式中，电工流体组合物在-30℃下的运动粘度等于或小于1800mm2/s，优选地小于150mm2/s。
在一个实施方式中，电工流体组合物具有等于或高于135℃的闪点。
在一个实施方式中，电工流体组合物具有等于或小于0.01mg KOH/g的总酸度。
在一个实施方式中，电工流体组合物的含水量等于或小于30mg/kg，优选小于20mg/kg。
在一个实施方式中，电工组合物包含基于组合物的总重量计大于0.01重量％、优选大于2.5重量％，但至多5重量％的C15链烷烃。
在一个实施方式中，电工组合物包含基于组合物的总重量计大于5重量％、优选大于18重量％、甚至更优选大于20重量％、更优选大于25重量％、例如大于28重量％，但至多35重量％的C16链烷烃。
在一个实施方式中，电工组合物包含基于组合物的总重量计大于5重量％、优选大于10重量％、优选多于15重量％、更优选多于17重量％，但至多24重量％的C17链烷烃。
在一个实施方式中，电工组合物包含基于组合物总重量计大于5重量％、优选大于8重量％、优选多于15重量％、更优选多于16重量％，但至多23重量％的C18链烷烃。
在一个实施方式中，电工组合物包含基于组合物总重量计大于5重量％、优选大于8重量％、优选多于15重量％、更优选多于16重量％，但至多23重量％的C19链烷烃。
在一个实施方式中，电工组合物包含基于组合物总重量计大于5重量％、优选大于8重量％、优选多于9重量％、更优选多于12重量％，但至多19重量％的C20链烷烃。
在一个实施方式中，电工组合物包含基于组合物的总重量计小于12重量％、优选小于10重量％、优选低于9重量％、更优选低于5重量％，但至少1重量％的C21链烷烃。
在一个实施方式中，电工组合物包含基于组合物的总重量计小于12重量％、优选小于10重量％、优选低于9重量％、更优选低于1重量％，但至少0.1重量％的C22链烷烃。
在一个实施方式中，电工组合物包含基于组合物的总重量计小于14重量％、优选小于10重量％、优选低于9重量％、更优选低于1重量％、甚至更优选低于0.25重量％，但至少0.05重量％的C23链烷烃。
在一个实施方式中，电工组合物包含基于该组合物的总重量计小于8重量％、优选小于7重量％、更优选小于0.5重量％、甚至更优选小于0.1重量％的C24链烷烃。
在一个实施方式中，电工流体组合物的总异链烷烃基于所组合物计的总含量大于93重量％但小于99重量％，优选大于94重量％但小于98重量％，更优选大于95重量％但小于97重量％。
在一个实施方式中，基于组合物的总重量计，异链烷烃的量与正链烷烃的量的重量比大于20。
在一个实施方式中，基于组合物的总重量计，异链烷烃的量与正链烷烃的量的重量比小于32。
在一个实施方式中，电工流体根据ENISO 3104测得的在40℃下的运动粘度为12mm2/s或更低，通常在3和4.5mm2/s之间，根据ENISO 3104测得的在-30℃下运动粘度等于或小于1800mm2/s，通常低于120mm2/s，根据ENISO 2719测得的闪点(PM)等于或高于135℃，通常至少137℃，酸度等于或小于0.3mg KOH/g，通常低于0.009mg KOH/g。
在一个实施方式中，电工流体在根据ENISO 3104测得的在40℃下的运动粘度为12mm2/s或更低，通常在4mm2/s和8mm2/s之间，根据ENISO 3104测得的在-30℃下运动粘度为1800mm2/s或更低，通常在500mm2/s以下，根据ENISO 2719测得的闪点(PM)为至少135℃，通常至少135℃，且酸度等于或小于0.3mg KOH/g、典型地为0.002mg KOH/g。
在一个实施方式中，电工组合物具有高达C29的碳数范围。
在一个实施方式中，电工组合物具有高达C25的碳数范围。
在一个实施方式中，电工组合物具有低至C15的碳数范围。
在一个实施方式中，本发明涉及本发明的电工流体组合物在变压器中的用途，优选在电力变压器中的用途。
在一个实施方式中，本发明涉及本发明的电工流体组合物作为变压器油或作为变压器油、电池冷却剂、传热流体、冷却剂、绝缘油、轴承座吸收流体(chock absorbingfluid)或电缆油的组分的用途。
在一个实施方式中，本发明涉及本发明的电工流体组合物作为电动车辆电池冷却剂的用途。
在一个实施方式中，本发明涉及本发明的电工流体组合物作为服务器场冷却剂的用途。
在一个实施方式中，本发明涉及一种电工流体组合物，其包含基于组合物总重量的大于95重量％、优选大于97重量％、甚至更优选大于99重量％的C15-C29范围内、优选C15-C25范围内的链烷烃，并且其中该电工组合物符合IEC60296的要求。
实施例1(比较)
表1总结了实施例1的NRI-A(比较)的组合物的物理和化学性能。
表2总结了实施例1的NRI-A的组合物的碳数分布。
实施例1的样品组合物通过如上所述的可再生来源原料的加氢脱氧和异构化制备。在加氢脱氧之前未进行酮化反应。异构化步骤之后是蒸馏步骤，以回收初始沸点(IBP)为275℃且最终沸点(FBP)为300℃的烃组合物。
实施例1的组合物的碳数分布如表2所示。实施例1的组合物显示出非常窄的碳数分布，其中C15链烷烃构成组合物的0.02重量％，C16链烷烃构成组合物的2.31重量％，C17链烷烃构成组合物的24.97重量％，C18链烷烃构成组合物的70.65重量％，C19链烷烃构成组合物的1.59重量％，C20链烷烃构成组合物的0.45重量％，C21链烷烃构成组合物的0.01重量％。99.97重量％的所有链烷烃在C16-C20范围内。
表1.比较组合物NRI-A的物理和化学性能
Figure BDA0004217190470000211
Figure BDA0004217190470000221
表2.比较组合物NRI-A的碳数分布
Figure BDA0004217190470000222
Figure BDA0004217190470000231
实施例2(比较)
表3总结了三种商用产品(商用样品A、商用样品B和Neste NRI-B)组合物的物理和化学性能(比较)。
表3.商业样品A、商业样品B和Neste NRI-B的物理和化学性能
Figure BDA0004217190470000232
实施例3
RBO工艺
棕榈油脂肪酸馏出物(palm oil fatty acid distillate，PFAD)用作酮化阶段的原料。所使用的分馏进料主要由C16:0脂肪酸组成。酮化在中试连续操作的固定床反应器系统中进行，该系统在350℃、1.8MPa的压力下使用TiO2催化剂在CO2气氛(650l/h)下运行。进料速率为2.2kg/h，气体比为0.6g/g，且WHSV为1.1 1/h。将形成的气体与液体酮产物分离，引导至包括NiMo催化剂的连续固定床HDO反应器。在309℃温度下，在6.0MPa压力下，在氢气(1270l/h)中，对主要含有C31酮的酮产物进行加氢脱氧，其中进料速率为1.4kg/h，气体比为712纳升/升。将获得的链烷烃液体HDO产物进一步进行加氢异构化和加氢精制。加氢异构化反应器在340℃、4.5MPa压力下运行，使用商业加氢异构化催化剂，WHSV为0.9l/h，气体(氢气)与进料比为674纳升/升。加氢精制反应器在相同压力下的温度为285℃，WHSV为3.0l/h。
电工流体的回收
RBO工艺的可再生链烷烃支链中间产物通过蒸馏分馏为除雾器石脑油(demisternaphtha)、石脑油、柴油、电工流体组分和可再生基础油组分。收集了两种不同的电工流体成分；一种馏分在280-400℃，另一种馏分在280-350℃。根据性能和电工用途的适用性，对这些馏分进行了评估。
对两种分馏馏分的性能的评估表明，蒸馏馏分非常适合用作电工组合物。
表4总结了实施例3的两种电工组合物的物理和化学性能，蒸馏温度为280-400℃或280-350℃。
表5总结了在280-400℃下蒸馏馏分的组合物的碳数分布，表6总结了在280-350℃下蒸馏馏分的组合物碳数分布。
表4. 280-350℃和280-400℃下蒸馏馏分的电工组合物的物理和化学性能
Figure BDA0004217190470000251
表5. 280-400℃下进行蒸馏的电工成分的碳数分布
总重量％ 异构体
碳数 iP nP 总计
3 0.00 0.00 0.00
4 0.00 0.00 0.00
5 0.00 0.00 0.00
6 0.00 0.00 0.00
7 0.01 0.00 0.01
8 0.02 0.00 0.02
9 0.02 0.00 0.02
10 0.01 0.00 0.01
11 0.01 0.00 0.01
12 0.03 0.00 0.03
13 0.03 0.00 0.03
14 0.06 0.01 0.07
15 1.71 0.45 2.15
16 17.99 1.44 19.43
17 11.02 0.38 11.39
18 9.72 0.13 9.85
19 9.28 0.10 9.38
20 9.48 0.07 9.55
21 8.81 0.18 8.99
22 8.40 0.15 8.55
23 8.03 0.19 8.22
24 6.87 0.10 6.97
25-29 5.30 0.00 5.30
30-36 0.01 0.00 0.01
＞C36 0.00 0.00 0.00
总计 96.79 3.21 100.00
表6. 280-350℃下进行蒸馏的组合物的碳数分布
总重量％ 异构体
碳数 iP nP 总计
3 0.00 0.00 0.00
4 0.00 0.00 0.00
5 0.00 0.00 0.00
6 0.00 0.00 0.00
7 0.00 0.00 0.00
8 0.00 0.00 0.00
9 0.00 0.00 0.00
10 0.00 0.00 0.00
11 0.00 0.00 0.00
12 0.00 0.00 0.00
13 0.00 0.00 0.00
14 0.00 0.00 0.00
15 2.30 0.61 2.91
16 26.24 2.20 28.44
17 17.04 0.73 17.77
18 16.79 0.13 16.93
19 16.01 0.30 16.31
20 12.71 0.28 12.99
21 3.92 0.06 3.98
22 0.58 0.01 0.59
23 0.08 0.00 0.08
24 0.01 0.00 0.01
25-29 0.00 0.00 0.00
30-36 0.00 0.00 0.00
≥C36 0.00 0.00 0.00
总计 95.68 4.32 100.00
对于在280-400℃下的蒸馏馏分，所有链烷烃的99.78重量％在C15-C29范围内。与例如实施例1的电工组合物(即NRI-A)相比，例如可以在使用本发明方法时获得的产物中的更高异构化程度方面看到改进(实施例1中NRI-A的正链烷烃为4.59％，相比之下，根据本发明，在280-400℃的温度下为3.21％)。
对于在280-400℃和280-350℃下的蒸馏馏分，可以看出，与在制备方法中不发生酮化的实施例1的组合物相比，在根据本发明的电工组合物中可以获得更高分子量的组分，即甚至高达C25-C29，其中产物的高分子量组分在C20处结束。
基于组合物中C15异链烷烃的重量和C15正链烷的重量计，C15异链烷的量与C15正链烷烃的量的比为3.8。基于组合物中C16异链烷的重量和C16正链烷烃的重量计，C16异烷烃的量与C16正烷烃的量的比为12.5。基于组合物中C17异链烷的重量和C17正链烷烃的重量计，C17异烷烃的量与C17正烷烃的量的比为29.0。基于组合物中C18异链烷烃的重量和C18正链烷的重量计，C18异烷烃的量与C18正烷烃的量的比为74.8。基于C19异链烷烃的重量和C19正链烷烃在组合物中的重量计，C19异烷烃的量与C19正烷烃的量的比率为92.8。基于组合物中C20异链烷烃的重量和C20正链烷烃的重量计，C20正链烷的量与C20正链链烷烃的量的比为135.4。基于组合物中C21异链烷烃的重量和C21正链烷的重量计，C21异烷烃的量与C21正烷烃的量的比为48.9。基于组合物中C22异链烷烃的重量和C22正链烷的重量计，C22异烷烃的量与C22正烷烃的量的比为56.0。基于组合物中C23异链烷烃的重量和C23正链烷的重量计，C23异烷烃的量与C23正烷烃的量的比为42.3。基于组合物中C24异链烷烃的重量和C24正链烷的重量计，C24异烷烃的量与C24正烷烃的量的比率为68.7。
对于在280-350℃下的蒸馏馏分，100重量％的所有链烷烃在C15-C29范围内，99.92重量％的所有烷烃在C15-C22范围内。基于组合物中C15异链烷烃的重量和C15正链烷的重量计，C15异链烷的量与C15正链烷烃的量的比为3.8。基于组合物中C16异链烷的重量和C16正链烷烃的重量计，C16异烷烃的量与C16正烷烃的量的比为11.9。基于组合物中C17异链烷的重量和C17正链烷烃的重量计，C17异烷烃的量与C17正烷烃的量的比为23.3。基于组合物中C18异链烷烃的重量和C18正链烷的重量计，C18异烷烃的量与C18正烷烃的量的比为129.2。基于C19异链烷烃的重量和C19正链烷烃在组合物中的重量计，C19异烷烃的量与C19正烷烃的量的比为53.4。基于组合物中C20异链烷烃的重量和C20正链烷烃的重量计，C20正链烷的量与C20正链链烷烃的量的比为45.4。基于组合物中C21异链烷烃的重量和C21正链烷的重量计，C21异烷烃的量与C21正烷烃的量的比率为65.3。基于组合物中C22异链烷烃的重量和C22正链烷的重量计，C22异烷烃的量与C22正烷烃的量的比率为58.0。
从表中可以看出，在280-350℃下和在280-400℃下对馏分进行了变压器油性能评估，结果良好。两种分馏馏分的结果均符合标准要求。280-350℃下的馏分比280-400℃下的具有更低的粘度、更低的浊点和更高的界面张力。
280-350℃下的馏分的芳香族化合物含量根据UOP495进行测量，基于组合物的总重量，芳香族化合物含量低至0.001重量％。这样低的量有利于安全和解决毒性问题，并且与具有更高芳香族化合物含量的其他电工组合物相比是一个很大的益处。此外，对于280-350℃下的馏分，根据UOP495测量了环烷烃的含量，且含量<0.001，即有益的低值，这是因为环烷烃物质是致癌物。
随着技术的进步，对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以以各种方式实现本发明的发明构思。本发明及其实施方式不限于上述实施例，而是可以在权利要求的范围内变化。

Claims (37)

1.一种用于生产电工流体组合物的方法，所述方法包括：
a)使包含游离脂肪酸和甘油酯的可再生原料在酮化条件下进行酮化，
b)使酮化的所述可再生原料在加氢处理条件下进行加氢处理，以获得可再生链烷烃中间产物，
c)使所述可再生链烷烃中间产物进行至少一次分馏，以获得电工流体组合物，
其中，所述电工流体组合物符合国际标准IEC60296(2012)的要求。
2.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一次分馏以使得回收的所述电工组合物的沸程在280℃至400℃之间(ENISO3405:2011)的方式进行。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一次分馏通过蒸馏提供。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述酮化条件包括：100℃至500℃的温度、0.1MPa至5MPa的压力和在金属氧化物酮化催化剂的存在下，其中，所述酮化催化剂优选包括TiO2。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述加氢处理条件包括在氢气和至少一种选自Ni、Mo、Co或W的催化剂的存在下。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述加氢处理包括：在加氢脱氧条件下的加氢脱氧和在异构化条件下的异构化，所述加氢脱氧和异构化同时进行或依次进行。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述加氢脱氧条件包括：1MPa至15MPa的氢气压力、在150℃至400℃的温度下以及在催化剂的存在下，所述催化剂含有Pd、Pt、Ni、NiMo、CoMo或NiW金属以及活性碳、氧化铝和/或二氧化硅载体。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述异构化条件包括：1MPa至15MPa的氢气压力、在200℃至400℃的温度下以及在催化剂的存在下，所述催化剂选自分子筛，和Pd、Pt或Ni金属，和/或载体，所述载体为氧化铝和/或二氧化硅。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：使所述可再生链烷烃中间产物进行至少一次分馏，以进一步获得符合API III类基础油规范的可再生基础油产品，具有>90重量％的饱和烃、<0.03重量％的硫且粘度指数>120。
10.一种电工流体组合物，所述电工流体组合物通过根据权利要求1至9中任一项所述的方法获得，包含基于所述组合物的总重量的大于95重量％、优选大于97重量％、甚至更优选大于99重量％的C15-C29范围、优选C15-C25范围的链烷烃，且其中，所述电工流体组合物符合IEC60296(2012)的要求。
11.根据权利要求10所述的电工流体组合物，其中，所述电工流体组合物在20℃下的密度等于或小于895kg/m3，优选小于800kg/m3。
12.根据权利要求10或11所述的电工流体组合物，其中，所述电工流体组合物的倾点小于-40℃(ISO 3016)。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的电工流体组合物，其中，所述电工流体组合物在40℃下的运动粘度等于或小于12mm2/s，优选小于10mm2/s，更优选小于8mm2/s。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的电工流体组合物，其中，所述电工流体组合物在-30℃下的运动粘度等于或小于1800mm2/s，优选小于150mm2/s。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的电工流体组合物，其中，所述电工流体组合物的闪点等于或大于135℃。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的电工流体组合物，其中，所述电工流体组合物的总酸度等于或小于0.01mg KOH/g。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的电工流体组合物，其中，所述电工流体组合物的含水量等于或小于30mg/kg，优选小于20mg/kg。
18.根据权利要求10-17中任一项所述的电工流体组合物，其中，所述电工组合物包含基于所述组合物的总重量计的0.01重量％至5重量％，优选0.01重量％至4重量％的C15链烷烃。
19.根据权利要求10至18中任一项所述的电工流体组合物，其中，所述电工组合物包含基于所述组合物的总重量计的5重量％至35重量％，优选18重量％至32重量％的C16链烷烃。
20.根据权利要求10-19中任一项所述的电工流体组合物，其中，所述电工组合物包含基于所述组合物的总重量计的5重量％至24重量％，优选10重量％至22重量％的C17链烷烃。
21.根据权利要求10至20中任一项所述的电工流体组合物，其中，所述电工组合物包含基于所述组合物的总重量计的5重量％至23重量％，优选8重量％至21重量％的C18链烷烃。
22.根据权利要求10至21中任一项所述的电工流体组合物，其中，所述电工组合物包含基于所述组合物的总重量计的5重量％至23重量％，优选8重量％至21重量％的C19链烷烃。
23.根据权利要求10至22中任一项所述的电工流体组合物，其中，所述电工组合物包含基于所述组合物总重量计的5重量％至19重量％，优选8重量％至17重量％的C20链烷烃。
24.根据权利要求10至23中任一项所述的电工流体组合物，其中，所述电工组合物包含基于所述组合物总重量计的1重量％至12重量％，优选2重量％至10重量％的C21链烷烃。
25.根据权利要求10至24中任一项所述的电工流体组合物，其中，所述电工组合物包含基于所述组合物总重量计的0.1重量％至12重量％，优选0.3重量％至10重量％的C22链烷烃。
26.根据权利要求10至25中任一项所述的电工流体组合物，其中，所述电工组合物包含基于所述组合物总重量计的0.05重量％至14重量％，优选0.05重量％至10重量％的C23链烷烃。
27.根据权利要求10至26中任一项所述的电工流体组合物，其中，所述电工组合物包含基于所述组合物的总重量计的小于8重量％、优选小于7重量％、更优选小于0.5重量％、甚至更优选小于0.1重量％的C24链烷烃。
28.根据权利要求10至27中任一项所述的电工流体组合物，其中，所述组合物的异链烷烃总含量基于所述组合物的总重量计为大于93重量％但小于99重量％，优选大于94重量％但小于98重量％，更优选大于95重量％但小于97重量％。
29.根据权利要求10至28中任一项所述的电工流体组合物，其中，基于所述组合物的总重量计，异链烷烃的量与正链烷烃的量的重量比大于20。
30.根据权利要求10至29中任一项所述的电工流体组合物，其中，基于所述组合物的总重量计，异链烷烃的量与正链烷烃的量的重量比小于32。
31.根据权利要求10至30中任一项所述的电工流体组合物，其中，所述电工流体具有：
根据ENISO 3104测量的40℃下的等于或小于12mm2/s，通常在3mm2/s至4.5mm2/s之间的运动粘度；
根据ENISO 3104测量的-30℃下的等于或小于1800mm2/s，通常低于120mm2/s运动粘度；
根据ENISO 2719测量的等于或大于135℃，通常至少137℃的闪点(PM)；以及
等于或小于0.3mg KOH/g、通常低于0.009mg KOH/g的酸度。
32.根据权利要求10至30中任一项所述的电工流体组合物，其中，所述电工流体具有：
根据ENISO 3104测量的40℃下等于或小于12mm2/s，通常在4mm2/s至8mm2/s之间的运动粘度；
根据ENISO 3104测量的-30℃下等于或小于1800mm2/s，通常低于500mm2/s的运动粘度；
根据ENISO 2719测得的至少135℃，通常至少135℃的闪点(PM)；以及
等于或小于0.3mg KOH/g、通常0.002mg KOH/g的酸度。
33.根据权利要求10至32中任一项所述的电工流体组合物在变压器中，优选在电力变压器中的用途。
34.根据权利要求10至32中任一项所述的电工流体组合物作为变压器油或变压器油、电池冷却剂、传热流体、冷却剂、绝缘油、轴承座吸收流体或电缆油的组分的用途。
35.根据权利要求10至32中任一项所述的电工流体组合物作为电动车辆电池冷却剂的用途。
36.根据权利要求10至32中任一项所述的电工流体组合物作为服务器场冷却剂的用途。
37.一种电工流体组合物，包含基于所述组合物总重量计的大于95重量％、优选大于97重量％、甚至更优选大于99重量％的C15-C29范围的、优选C15-C25范围的链烷烃，且其中，所述电工组合物符合IEC60296(2012)的要求。
CN202080107021.7A 2020-11-11 2020-11-11 电工流体及其制备方法 Pending CN116391005A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/FI2020/050743 WO2022101540A1 (en) 2020-11-11 2020-11-11 Electrotechnical fluid and a method for manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116391005A true CN116391005A (zh) 2023-07-04

Family

ID=81602182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080107021.7A Pending CN116391005A (zh) 2020-11-11 2020-11-11 电工流体及其制备方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20240021338A1 (zh)
EP (1) EP4244309A4 (zh)
JP (1) JP2024500610A (zh)
KR (1) KR20230105331A (zh)
CN (1) CN116391005A (zh)
CA (1) CA3193663A1 (zh)
WO (1) WO2022101540A1 (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150018581A1 (en) * 2012-01-31 2015-01-15 Neste Oil Oyj Simultaneous Production of Base Oil and Fuel Components from Renewable Feedstock
US20190382666A1 (en) * 2017-01-24 2019-12-19 Avantherm Ab Biogenic low viscosity insulating oil
CN110770326A (zh) * 2017-06-19 2020-02-07 奈斯特化学公司 产生RBO的酮化反应中的TiO2催化剂
US20200048522A1 (en) * 2016-10-27 2020-02-13 Total Marketing Services Use of biodegradable hydrocarbon fluids as heat-transfer media
US20200270544A1 (en) * 2017-11-09 2020-08-27 Total Marketing Services Gear lubricant composition

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2941455A1 (en) * 2013-01-04 2015-11-11 Evonik Oil Additives GmbH Heat transfer-fluid with electrical insulating properties
PL3012310T3 (pl) * 2014-10-24 2019-05-31 Neste Oyj Sposób ketonizacji materiału biologicznego
EP3315590A1 (en) * 2016-10-27 2018-05-02 Total Marketing Services Use of hydrocarbon fluids in electric vehicles
US11718806B2 (en) * 2017-09-11 2023-08-08 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Transformer oil basestock and transformer oil composition comprising the same
FI128524B (en) * 2018-12-31 2020-07-15 Neste Oyj Method for the production of renewable base oil and renewable fuel components
CA3122907C (en) * 2018-12-31 2023-01-03 Neste Oyj Method for producing renewable base oil and renewable fuel components using feedstocks of biological origin comprising free fatty acids and fatty acid glycerols
CA3122217C (en) * 2018-12-31 2023-08-08 Neste Oyj Process for integrated production of renewable fuels and chemicals

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150018581A1 (en) * 2012-01-31 2015-01-15 Neste Oil Oyj Simultaneous Production of Base Oil and Fuel Components from Renewable Feedstock
US20200048522A1 (en) * 2016-10-27 2020-02-13 Total Marketing Services Use of biodegradable hydrocarbon fluids as heat-transfer media
US20190382666A1 (en) * 2017-01-24 2019-12-19 Avantherm Ab Biogenic low viscosity insulating oil
CN110770326A (zh) * 2017-06-19 2020-02-07 奈斯特化学公司 产生RBO的酮化反应中的TiO2催化剂
US20200270544A1 (en) * 2017-11-09 2020-08-27 Total Marketing Services Gear lubricant composition

Also Published As

Publication number Publication date
EP4244309A1 (en) 2023-09-20
CA3193663A1 (en) 2022-05-19
KR20230105331A (ko) 2023-07-11
WO2022101540A1 (en) 2022-05-19
EP4244309A4 (en) 2024-07-24
JP2024500610A (ja) 2024-01-10
US20240021338A1 (en) 2024-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7520974B2 (ja) パラフィン系製品の製造
CN101326267B (zh) 生产饱和烃组分的方法
CN101784638B (zh) 生产支链烃的方法
JP5281409B2 (ja) 炭化水素成分の製造方法
EP3797144B1 (en) Paraffinic products, a method for producing paraffinic products and a use of paraffinic products
EP2847302A1 (en) Process for making high vi lubricating oils
JP2009518534A (ja) ベースオイル
KR20160088355A (ko) 방향족 및 황 함량이 낮은 탄화수소 유체의 제조 방법
FI130833B1 (en) Process for making a jet fuel component
CN116391005A (zh) 电工流体及其制备方法
CN101356257B (zh) 基础油
HK40063559A (zh) 链烷烃产品、用於生产链烷烃产品的方法和链烷烃产品的用途
CN117280014A (zh) 用于源自可再生资源的原料的加氢处理和加氢转化的优化方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination