Изучение сорбционных свойств органических растворителей в условиях тонкослойной и колоночной хроматографии

Большое внимание уделяется рассмотрению причин старения трансформаторного масла под влиянием техногенных и природных факторов. Рассмотрен механизм деструкции бумажной изоляции, в результате которой образуются фурановые соединения, которые попадают в трансформаторное масло и ухудшают его диэлектрические характеристики. Приведены характеристики отечественного трансформаторного масла марки ГК-1, получаемого с использованием технологии гидрокрекинга в среде водорода. В отработанном трансформаторном масле образуются фурановые соединения, которые контролируются с использованием хроматографических методов анализа по стандартам методикам. Был определен групповой состав трансформаторного масла с использованием тонкослойной хроматографии. В качестве растворителя использовали н-Гексан. Для извлечения из трансформаторного масла фурановых соединений используются различные органические растворители, физико-химически свойства которых приведены в настоящей работе. Установлено, что время удерживания исследуемых сорбатов соответствует повышению температур их кипения для этилацетата, метилэтилкетона и додекана. В случае изопропанола, который имеет близкую температуру кипения с этилацетатом и метилэтилкетоном наблюдается существенное повышение времени удерживания, что связывается с образованием межмолекулярной водородной связи. Установлена зависимость диаметра пятна фурановых веществ от их концентрации в условиях тонкослойной хроматографии на пластиках «Sorbfil». При этом наиболее эффективное разделение характерно для фурфурола. В этом случае хроматографические пятна имею малые размеры с хорошей четкостью воспроизведения. Методом колоночной жидкостной хроматографии в восходящем режиме определена зависимость времени удерживания стандартных сорбатов от длины сорбционного слоя Силохром С-80, которая является параболической. Установлено, что наиболее высокие значения времени удерживания характерны для этоксиэтанола и изопропанола, что согласуется с известными теоретическими положениями жидкостной хроматографии. Приведены гистограммы влияния времени удерживания стандартных сорбатов от их природы и температуры кипения, где изопропанол и 2-Этоксиэтанол имеют экстремальные значения. При этом изопропанол, имеющий более низкую температуру кипения чем 2- Этоксиэтанол удерживается на сорбенте сильнее, что связывается с образованием межмолекулярных водородных связей с поверхностными силанольными группами сорбента.

1. Козлов В.К., Садитов А.Х. Степень полимеризации бумажной изоляции силовых трансформаторов // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2018. Т 20. № 9-10. С. 34-38.

2. Новиков В.Ф. Диагностика маслонаполненного электрооборудования хроматографическими методами // В кн. Новые технологии, материала и оборудования. В 3т. / Под общ. Ред. Абдуллазянова Э.Ю., Шамсутдинова Э.В. Казанский государственный энергетический. университет. 2018. Т. 3.С. 138-160.

3. Козлов В.К., Сабитов А.Х., Низамутдинов Б.Р. Исследование процесса старения бумажномасляной изоляции в видимом диапазоне // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2015. № 3-4. С. 81-85.

4. Kurakina O.E., Kozlov V.K., Turanova O.A., et al. Research of the Changes in the Structural Group Composition of Transformer Oil During Operation // Problemele energeticii regionale. 2018. N 2. (37).pp. 39-45.

5. Новиков В.Ф., Карташова А.А., Танеева А.В. Инструментальные методы анализа. В трех частях. Ч.III. Газохроматографический контроль производственных процессов в энергетике: Монография. Казань: Казанский государственный энергетический университет. 2018. 328с.

6. Mackenzie E., Crossey J., De Pablo A., et al. On-line monitoring and diagnostics for power transformers // IEEE International symposium on electrical insulation conference. 2010. pp. 1-5.

7. Ding H., Heywood R., Lapworth G., et al. Learning from success and failure in transformer fault gas analysis and interpretation // International conference onreliability of transmission and distribution networks. 2011. pp. 1-6.

8. Krause Ch., Piovan U., Tschudi D. Building reliable AC and DC UHV power transformers dielectric design principles, suitable pressboard insulation and issues related to HVDC testing// Proceeding of international conference on UHV transmission.- Beiying,China. 2009. P. 28-34.

9. Baird P., Herman H., Stevens G. Spectroscopic measurement and analysis of water and oil intransformer insulating paper// IEEE Transactions on Dielectric and Electrical Insulation. 2006. V. 13. P. 293-308.

10. Zukowski P., Koltunowicz T., Kierczynski K., et al. An analysis of AC conductivity in moist oilimpregnated insulation pressboard // IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation.2015. V. 22. N 4. pp. 2156-2164.

11. Sarathi R., Yadav K.S., Swarna M. Understanding the surface discharge characteristics of thermally aged copper sulphide diffused oil impregnated pressboard material // IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation. 2015. V. 22. N5. pp. 2513-2521.

12. Bo Qi, Xiaolin Zhao, Chengrong Li, et al. Transient electric field characteristics in oil-pressboard composite insulation under voltage polarity reversal // IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation.2015.V.22. N4. pp. 2148-2155.

13. Карташова А.А., Новиков В.Ф. Определение фурановых соединений втрансформаторном масле газохроматографическим методом с использованием новых сорбентов // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2016. № 1-2. С. 47-52.

14. РД 34.43.206-94. Методика количественного химического анализа. Определение содержания производных фурана в электроизоляционных маслах методом жидкостной хроматографии. М.: ОРГРЭС.1995. 12с.

15. РД 34.43.208-95. Методика количественного химического анализа. Определение содержания присадок в энергетических маслах методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. М.: ОРГЭС.1995. 12с.

16. Львов Ю.Н., Писарева Н.А., Сапожников Ю.М. Применение тонкослойной хромотографии при определении микроколичеств фурановых производных в изоляционном масле электрооборудования // Электрические станции. 1993. № 8. С. 48-51.

17. Карташова А.А. Новиков В.Ф. Тонкослойная хроматография как метод контроля фурановых соединений в трансформаторном масле // Известия высших учебных заведении. Проблемы энергетики. 2016. № 1-2.С. 138-145.

18. Танеева А.В., Зиатдинова Р.В., Стойков И.И., др. Влияние природы растворителей на сорбционные свойства тонкослойных пластинок «Sorbfil», модифи- цированных наночастицами тиакаликс[4]арен/SiO2 . Сорбционные и хроматографические процессы. 2018. Т. 18. № 6. С. 865-871.