本發(fā)明涉及泔水油利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種利用泔水油生產(chǎn)植物絕緣油的方法。
背景技術(shù)：
絕緣油是一種重要的液體絕緣材料，主要用于各種電抗器、互感器、油浸式電力變壓器等電力設(shè)備中，通過(guò)浸漬和填充消除設(shè)備內(nèi)的氣隙，起到提高絕緣電氣強(qiáng)度的作用，同時(shí)可改善設(shè)備的散熱性能，對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行有著直接的影響。
目前在各國(guó)電力設(shè)備中使用最廣泛的絕緣油是礦物絕緣油，礦物絕緣油主要是由天然石油煉制而成的。礦物絕緣油的電氣絕緣性和冷卻性能良好，成本也不高，因此在油浸絕緣電力設(shè)備中有一百多年的應(yīng)用歷史。但隨著對(duì)絕緣油各種性能要求的提高，礦物絕緣油還存在不少缺點(diǎn)，如：閃點(diǎn)較低，防火性能差；生物降解性能差，泄漏時(shí)會(huì)污染環(huán)境；不可再生等。
在石油資源日益短缺的形勢(shì)下，開發(fā)一種綠色、環(huán)保的新型絕緣油成為大家關(guān)注的熱點(diǎn)。其中，以植物油為原料的絕緣油因其環(huán)境友好性及可再生性重新引起許多科學(xué)工作者的重視。
目前大部分都是以植物油為原料來(lái)加工絕緣油，同樣消耗了資源，成本高，限制了其應(yīng)用前景?，F(xiàn)如今對(duì)泔水油的研究技術(shù)越來(lái)越多，將泔水油轉(zhuǎn)化為新產(chǎn)品的技術(shù)值得研究，使廢棄資源可以得到合理利用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提供一種利用泔水油生產(chǎn)植物絕緣油的方法，通過(guò)對(duì)泔水油與乙醇進(jìn)行酯交換，得到高純的脂肪酸乙酯，通過(guò)脂肪酸乙酯與季戊二醇反應(yīng)，經(jīng)過(guò)精制工序得到高品質(zhì)的植物絕緣油，性能與礦物油及進(jìn)口植物絕緣油相比優(yōu)勢(shì)明顯。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：一種利用泔水油生產(chǎn)植物絕緣油的方法，包含以下步驟：
(a)以泔水油為主原料制備脂肪酸乙酯；
(b)以脂肪酸乙酯為主原料制備植物絕緣油。
上述步驟a具體包含以下步驟：
1)選取原料：以精制泔水油為主原料，反應(yīng)原料為乙醇、催化劑為KOH或NaOH、中和試劑為磷酸；
2)將上述原料添加到脂肪酸乙酯反應(yīng)釜中，乙醇添加量占泔水油重量的10％至15％，催化劑添加量占泔水油重量的0.1％至0.15％，溫度調(diào)整為65℃，快速攪拌，在脂肪酸乙酯反應(yīng)釜中反應(yīng)1小時(shí)，沉淀靜置2個(gè)小時(shí)，在脂肪酸乙酯反應(yīng)釜中放出下部分甘油，保留上層；
3)再次添加乙醇和催化劑：乙醇添加量占泔水油重量的10％至15％，催化劑添加量占泔水油重量的0.05％至0.15％，溫度為65℃，快速攪拌，在脂肪酸乙酯反應(yīng)釜中反應(yīng)時(shí)間為1-2小時(shí)；
4)向脂肪酸乙酯反應(yīng)釜中加入磷酸，微調(diào)PH至7(中性)，沉淀靜置5個(gè)小時(shí)，放出下層甘油及乙醇混合物，保留上層，上層為含乙醇的粗脂肪酸乙酯；
5)將含乙醇的粗脂肪酸乙酯中的乙醇去除：將脂肪酸乙酯反應(yīng)釜的含乙醇的粗脂肪酸乙酯泵入到閃蒸罐中，連續(xù)循環(huán)，在溫度為100℃，壓強(qiáng)為-0.1MPa的真空狀態(tài)下，維持1個(gè)小時(shí)，從閃蒸罐閃蒸出的氣體經(jīng)過(guò)過(guò)濾器過(guò)濾出雜質(zhì)，即得到粗脂肪酸乙酯；
6)粗脂肪酸乙酯蒸餾：粗脂肪酸乙酯經(jīng)過(guò)析氣罐，析出氣體雜質(zhì)，然后進(jìn)入蒸餾塔中，真空度為50Pa～60Pa，取餾出物即脂肪酸乙酯。
上述步驟b具體包含以下步驟：
1)選取原料：以脂肪酸乙酯為主原料，反應(yīng)原料為季戊二醇，催化劑為單丁基氧化錫，過(guò)濾劑為硅藻土、白土、活性炭；
2)以氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，先通入氮?dú)庵脫Q季戊二醇二脂肪酸酯反應(yīng)釜內(nèi)、管線及線路上設(shè)備內(nèi)的空氣，使設(shè)備、管線內(nèi)的空氣徹底置換；
3)將脂肪酸乙酯、季戊二醇、催化劑、過(guò)濾劑加入到季戊二醇二脂肪酸酯反應(yīng)釜中，季戊二醇添加量占脂肪酸乙酯重量的14％，保持通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，溫度調(diào)185至190℃，在真空狀態(tài)下，快速攪拌，使各組分在季戊二醇二脂肪酸酯反應(yīng)釜中反應(yīng)3個(gè)小時(shí)；
4)將上述季戊二醇二脂肪酸酯反應(yīng)釜中的物料泵入到脫雜罐中，保持通入 氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，溫度為190℃，真空度為30Pa左右，蒸出脂肪酸乙酯、季戊二醇單酯、催化劑以及季戊二醇，降溫得到粗季戊二醇二脂肪酸酯；
5)上述得到的粗季戊二醇二脂肪酸酯進(jìn)入第一高效混合器，同時(shí)加入磷酸，控制PH值在3-5，然后進(jìn)入酸反應(yīng)釜，溫度為85℃，在酸反應(yīng)釜中反應(yīng)一個(gè)小時(shí)；
6)進(jìn)入第二高效混合器，同時(shí)加入占脂肪酸乙酯重量的10％稀堿液，經(jīng)過(guò)第二高效混合器混合后，進(jìn)入堿反應(yīng)釜，加入濃度為1％～2％的堿液，溫度為85℃，快速攪拌，在堿反應(yīng)釜中反應(yīng)一個(gè)小時(shí)，經(jīng)過(guò)離心機(jī)除去水、膠質(zhì)、皂及雜質(zhì)；
7)經(jīng)過(guò)第三高效混合器，加入占脂肪酸乙酯重量的10％去離子水，溫度為85℃，快速攪拌，在水反應(yīng)釜中反應(yīng)一個(gè)小時(shí)，經(jīng)過(guò)離心機(jī)去水及雜質(zhì)；
8)然后進(jìn)入閃蒸罐，將溫度升為100℃，真空度為-0.1MPa，經(jīng)過(guò)閃蒸罐去除水份；
9)將閃蒸罐中的物料泵入到過(guò)濾混合釜中，快速攪拌，加入占脂肪酸乙酯重量的1％的白土、1％的活性炭、1％的硅藻土，溫度調(diào)為85℃，吸附反應(yīng)半個(gè)小時(shí)，經(jīng)過(guò)濾機(jī)過(guò)濾得到季戊二醇二脂肪酸酯；
10)通入過(guò)熱蒸汽，升溫到210℃，真空度為200Pa左右，在氣提塔內(nèi)氣提，去除低碳連雜質(zhì)、氣味，經(jīng)過(guò)濾器得到無(wú)色、無(wú)味的季戊二醇二脂肪酸酯，得到植物絕緣油。
進(jìn)一步地，所述酸反應(yīng)釜、堿反應(yīng)釜、水反應(yīng)釜中均通入有蒸汽。
進(jìn)一步地，所述步驟9)重復(fù)多次。
其中，所述精制泔水油的酸價(jià)在1mgKOH/g以內(nèi)，無(wú)水無(wú)雜。
本發(fā)明的有益效果在于：本方法生產(chǎn)的絕緣油由泔水油提煉得到，不含有毒物質(zhì)，不會(huì)對(duì)環(huán)境和人體造成傷害，可快速地被生物降解，是一種環(huán)保型絕緣液體；
利用泔水油生產(chǎn)絕緣油，合理利用廢棄資源，能源得到最大化利用，同時(shí)還保護(hù)了環(huán)境，降低了生產(chǎn)成本；
通過(guò)本方法合成的植物絕緣油比礦物油的黏度更低，只有礦物油的0.6倍；比礦物油的閃點(diǎn)更高，是礦物油的1.2倍；相對(duì)介電常數(shù)接近絕緣紙，可期待通過(guò)調(diào)整介電常數(shù)來(lái)提高絕緣特能。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1
一種利用泔水油生產(chǎn)植物絕緣油的方法，包含以下步驟：
(a)以泔水油為主原料制備脂肪酸乙酯：
1)選取原料：以精制泔水油(酸價(jià)在1mgKOH/g以內(nèi)，無(wú)水無(wú)雜)為主原料，反應(yīng)原料為乙醇、催化劑為KOH、中和試劑為磷酸；
2)將上述原料添加到脂肪酸乙酯反應(yīng)釜中，乙醇添加量占泔水油重量的10％，KOH添加量占泔水油重量的0.1％，溫度調(diào)整為65℃，以60轉(zhuǎn)/分的攪拌速度攪拌，使各組分在脂肪酸乙酯反應(yīng)釜中反應(yīng)1小時(shí)，沉淀靜置2個(gè)小時(shí)，在脂肪酸乙酯反應(yīng)釜中放出下部分甘油，保留上層；
3)再次添加乙醇和催化劑：乙醇添加量占泔水油重量的10％，KOH添加量占泔水油重量的0.05％，溫度調(diào)整為65℃，以60轉(zhuǎn)/分的攪拌速度攪拌，使各原料在脂肪酸乙酯反應(yīng)釜中反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)；
4)向脂肪酸乙酯反應(yīng)釜中，加入微量磷酸調(diào)整PH至7(中性)，沉淀靜置5個(gè)小時(shí)，放出下層甘油及乙醇混合物，保留上層，上層為含乙醇的粗脂肪酸乙酯；
5)將含乙醇的粗脂肪酸乙酯中的乙醇去除：將脂肪酸乙酯反應(yīng)釜的含乙醇的粗脂肪酸乙酯泵入到閃蒸罐中，連續(xù)循環(huán)，在溫度為100℃，壓強(qiáng)為-0.1MPa的真空狀態(tài)下，維持1個(gè)小時(shí)，從閃蒸罐閃蒸出的氣體經(jīng)過(guò)過(guò)濾器過(guò)濾出微量雜質(zhì)，即得到粗脂肪酸乙酯；
6)粗脂肪酸乙酯蒸餾：粗脂肪酸乙酯經(jīng)過(guò)析氣罐，析出微量氣體雜質(zhì)，然后進(jìn)入蒸餾塔中，壓強(qiáng)調(diào)至50Pa，取餾出物即脂肪酸乙酯。
前餾分、塔底黑油為副產(chǎn)品，我們只取中間餾分產(chǎn)品，此產(chǎn)品指標(biāo)：外觀無(wú)色、無(wú)氣味、酸價(jià)0.17mgKOH/g左右、酯含量大于99％。
通過(guò)對(duì)泔水油與乙醇進(jìn)行酯交換，降低泔水油的粘度，去除泔水油中的雜質(zhì)，得到高純的脂肪酸乙酯，以備后用。
作為優(yōu)選：催化劑還可以采用為NaOH，量與KOH相同。
(b)以脂肪酸乙酯為主原料制備植物絕緣油：
1)選取原料：以脂肪酸乙酯為主原料，反應(yīng)原料為季戊二醇，催化劑為單丁基氧化錫，過(guò)濾劑為硅藻土、白土、活性炭；
2)以氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，先通入大量氮?dú)庵脫Q季戊二醇二脂肪酸酯反應(yīng)釜內(nèi)、管線及線路上設(shè)備內(nèi)的空氣，使設(shè)備、管線內(nèi)的空氣徹底置換；
3)將脂肪酸乙酯、季戊二醇、催化劑、過(guò)濾劑加入到季戊二醇二脂肪酸酯反應(yīng)釜中，季戊二醇添加量占脂肪酸乙酯重量的14％，保持通入極其微量氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，溫度調(diào)185℃，真空度為微真空，以60轉(zhuǎn)/分的攪拌速度攪拌，使各組分在季戊二醇二脂肪酸酯反應(yīng)釜中反應(yīng)3個(gè)小時(shí)；
4)將上述季戊二醇二脂肪酸酯反應(yīng)釜中的物料泵入到脫雜罐中，保持通入極其微量氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，溫度調(diào)至190℃，真空度為微真空，真空度為30Pa左右，蒸出過(guò)量脂肪酸乙酯，少量的季戊二醇單酯，以及微量的催化劑、季戊二醇，降溫得到粗季戊二醇二脂肪酸酯；
5)將上述得到的粗季戊二醇二脂肪酸酯經(jīng)過(guò)第一高效混合器，加入微量磷酸，控制PH值在3-5，混合后進(jìn)入酸反應(yīng)釜，溫度為85℃，在酸反應(yīng)釜中反應(yīng)一個(gè)小時(shí)；
6)加入占脂肪酸乙酯重量的10％稀堿液，經(jīng)過(guò)第二高效混合器，加入濃度為1％堿液，混合后進(jìn)入堿反應(yīng)釜，溫度為85℃，以40轉(zhuǎn)/分的攪拌速度攪拌，在堿反應(yīng)釜中反應(yīng)一個(gè)小時(shí)，經(jīng)過(guò)離心機(jī)除去水、膠質(zhì)、皂及雜質(zhì)；
7)經(jīng)過(guò)第三高效混合器，加入占脂肪酸乙酯重量的10％去離子水，混合后進(jìn)入水反應(yīng)釜，溫度為85℃，以60轉(zhuǎn)/分的攪拌速度攪拌，在水反應(yīng)釜中反應(yīng)一個(gè)小時(shí)，經(jīng)過(guò)離心機(jī)去水及雜質(zhì)；
8)進(jìn)入閃蒸罐，將溫度升為100℃，真空度為-0.1MPa，經(jīng)過(guò)閃蒸罐去除水份；
9)將閃蒸罐中的物料泵入到過(guò)濾混合釜中，以60轉(zhuǎn)/分的攪拌速度攪拌，加入占脂肪酸乙酯重量的1％的白土、1％的活性炭、1％的硅藻土，溫度調(diào)為85℃，吸附反應(yīng)半個(gè)小時(shí)，經(jīng)過(guò)過(guò)濾機(jī)過(guò)濾得到季戊二醇二脂肪酸酯；
10)通入微量的過(guò)熱蒸汽1.0MPa，升溫到210℃，真空度為200Pa左右，在氣提塔內(nèi)氣提，出去除低碳連雜質(zhì)、氣味，經(jīng)拋光袋式過(guò)濾器得到成品無(wú)色、 無(wú)味季戊二醇二脂肪酸酯，得到植物絕緣油。
實(shí)施例2
一種利用泔水油生產(chǎn)植物絕緣油的方法，包含以下步驟：
(a)以泔水油為主原料制備脂肪酸乙酯：
1)選取原料：以精制泔水油(酸價(jià)在1mgKOH/g以內(nèi)，無(wú)水無(wú)雜)為主原料，反應(yīng)原料為乙醇、催化劑為KOH、中和試劑為磷酸；
2)將上述原料添加到脂肪酸乙酯反應(yīng)釜中，乙醇添加量占泔水油重量的15％，KOH添加量占泔水油重量的0.15％，溫度調(diào)整為65℃，以60轉(zhuǎn)/分的攪拌速度攪拌，使各組分在脂肪酸乙酯反應(yīng)釜中反應(yīng)1小時(shí)，沉淀靜置2個(gè)小時(shí)，在脂肪酸乙酯反應(yīng)釜中放出下部分甘油，保留上層；
3)再次添加乙醇和催化劑：乙醇添加量占泔水油重量的15％，KOH添加量占泔水油重量的0.15％，溫度調(diào)整為65℃，以60轉(zhuǎn)/分的攪拌速度攪拌，使各原料在脂肪酸乙酯反應(yīng)釜中反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)；
4)向脂肪酸乙酯反應(yīng)釜中，加入微量磷酸調(diào)整PH至7(中性)，沉淀靜置5個(gè)小時(shí)，放出下層甘油及乙醇混合物，保留上層，上層為含乙醇的粗脂肪酸乙酯；
5)將含乙醇的粗脂肪酸乙酯中的乙醇去除：將脂肪酸乙酯反應(yīng)釜的含乙醇的粗脂肪酸乙酯泵入到閃蒸罐中，連續(xù)循環(huán)，在溫度為100℃，壓強(qiáng)為-0.1MPa的真空狀態(tài)下，維持1個(gè)小時(shí)，從閃蒸罐閃蒸出的氣體經(jīng)過(guò)過(guò)濾器過(guò)濾出微量雜質(zhì)，即得到粗脂肪酸乙酯；
6)粗脂肪酸乙酯蒸餾：粗脂肪酸乙酯經(jīng)過(guò)析氣罐，析出微量氣體雜質(zhì)，然后進(jìn)入蒸餾塔中，壓強(qiáng)調(diào)至60Pa，取餾出物即脂肪酸乙酯。
前餾分、塔底黑油為副產(chǎn)品，我們只取中間餾分產(chǎn)品，此產(chǎn)品指標(biāo)：外觀無(wú)色、無(wú)氣味、酸價(jià)0.17mgKOH/g左右、酯含量大于99％。
通過(guò)對(duì)泔水油與乙醇進(jìn)行酯交換，降低泔水油的粘度，去除泔水油中的雜質(zhì)，得到高純的脂肪酸乙酯，以備后用。
作為優(yōu)選：催化劑還可以采用為NaOH，量與KOH相同。
(b)以脂肪酸乙酯為主原料制備植物絕緣油：
1)選取原料：以脂肪酸乙酯為主原料，反應(yīng)原料為季戊二醇，催化劑為單丁基氧化錫，過(guò)濾劑為硅藻土、白土、活性炭；
2)以氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，先通入大量氮?dú)庵脫Q季戊二醇二脂肪酸酯反應(yīng)釜內(nèi)、管線及線路上設(shè)備內(nèi)的空氣，使設(shè)備、管線內(nèi)的空氣徹底置換；
3)將脂肪酸乙酯、季戊二醇、催化劑、過(guò)濾劑加入到季戊二醇二脂肪酸酯反應(yīng)釜中，季戊二醇添加量占脂肪酸乙酯重量的14％，保持通入極其微量氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，溫度調(diào)190℃，真空度為微真空，以60轉(zhuǎn)/分的攪拌速度攪拌，使各組分在季戊二醇二脂肪酸酯反應(yīng)釜中反應(yīng)3個(gè)小時(shí)；
4)將上述季戊二醇二脂肪酸酯反應(yīng)釜中的物料泵入到脫雜罐中，保持通入極其微量氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，溫度調(diào)至190℃，真空度為微真空，真空度為30Pa左右，蒸出過(guò)量脂肪酸乙酯，少量的季戊二醇單酯，以及微量的催化劑、季戊二醇，降溫得到粗季戊二醇二脂肪酸酯；
5)將上述得到的粗季戊二醇二脂肪酸酯經(jīng)過(guò)第一高效混合器，加入微量磷酸，控制PH值在3-5，混合后進(jìn)入酸反應(yīng)釜，溫度為85℃，在酸反應(yīng)釜中反應(yīng)一個(gè)小時(shí)；
6)加入占脂肪酸乙酯重量的10％稀堿液，經(jīng)過(guò)第二高效混合器，加入濃度為2％堿液，混合后進(jìn)入堿反應(yīng)釜，溫度為85℃，以40轉(zhuǎn)/分的攪拌速度攪拌，在堿反應(yīng)釜中反應(yīng)一個(gè)小時(shí)，經(jīng)過(guò)離心機(jī)除去水、膠質(zhì)、皂及雜質(zhì)；
7)經(jīng)過(guò)第三高效混合器，加入占脂肪酸乙酯重量的10％去離子水，混合后進(jìn)入水反應(yīng)釜，溫度為85℃，以60轉(zhuǎn)/分的攪拌速度攪拌，在水反應(yīng)釜中反應(yīng)一個(gè)小時(shí)，經(jīng)過(guò)離心機(jī)去水及雜質(zhì)；
8)進(jìn)入閃蒸罐，將溫度升為100℃，真空度為-0.1MPa，經(jīng)過(guò)閃蒸罐去除水份；
9)將閃蒸罐中的物料泵入到過(guò)濾混合釜中，以60轉(zhuǎn)/分的攪拌速度攪拌，加入占脂肪酸乙酯重量的1％的白土、1％的活性炭、1％的硅藻土，溫度調(diào)為85℃，吸附反應(yīng)半個(gè)小時(shí)，經(jīng)過(guò)過(guò)濾機(jī)過(guò)濾得到季戊二醇二脂肪酸酯；
11)通入微量的過(guò)熱蒸汽1.0MPa，升溫到210℃，真空度為200Pa左右，在氣提塔內(nèi)氣提，出去除低碳連雜質(zhì)、氣味，經(jīng)拋光袋式過(guò)濾器得到成品無(wú)色、無(wú)味季戊二醇二脂肪酸酯，得到植物絕緣油。
步驟9)重復(fù)多次，即多次經(jīng)過(guò)過(guò)濾混合釜和過(guò)濾機(jī)處理，以便于過(guò)濾得更充分。
此段通過(guò)脂肪酸乙酯與季戊二醇反應(yīng)，經(jīng)過(guò)精制工序得到高品質(zhì)的植物絕 緣油，性能與礦物油及進(jìn)口植物絕緣油相比優(yōu)勢(shì)明顯。
通過(guò)本方法合成的植物絕緣油比礦物油的黏度更低，只有礦物油的0.6倍；比礦物油的閃點(diǎn)更高，是礦物油的1.2倍；相對(duì)介電常數(shù)接近絕緣紙，可期待通過(guò)調(diào)整介電常數(shù)來(lái)提高絕緣特能，通過(guò)此表可見本方法加工出的植物絕緣油性能優(yōu)勢(shì)明顯。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。