CN104987878A - 页岩油反冲洗过滤系统及过滤方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了页岩油反冲洗过滤系统及过滤方法，该系统包括：过滤器，过滤器包括进料口，滤芯、出料口、排污口；控制阀，分别设置于进料口、出料口、排污口，用作启闭以及介质流向的切换；热油辅助罐，联通至过滤器的出料口并由控制阀切换，用于储存反冲洗介质；加热装置，设置于过滤器和热油辅助罐上，用于对过滤中以及进入热油辅助罐的介质进行加热；传感器，设置于过滤器上，用于检测进料口与出料口间的压力差；PLC控制器，连接传感器以及控制阀，用于接收传感器信号以及控制控制阀的切换。该方法用于上述过滤系统。本发明的目的在于使得页岩油的过滤能够连续运作、并减少人工操作，降低成本，且达到更好的冲洗效果。

Description

页岩油反冲洗过滤系统及过滤方法

技术领域

本发明涉及过滤器领域，更具体的说涉及一种页岩油反冲洗过滤系统及过滤方法。 

背景技术

页岩油，也称油母页岩油或油页岩油，是一种非常规石油。制备方法是加热分解油页岩，加氢或热溶解。这个过程把在岩石中的有机物质转变为合成石油和天然气合成原料。所得的油状物，可以立即作为燃料或用于提供炼油厂。原料的性质可通过加入氢和出去杂质如硫和氮等来改变。其制成的产品可用于和原油相同的目的，具有巨大的经济效益。

页岩油中含有各种杂质，一方面进入装置后使各种机泵机械密封设备结构或堵塞，增加设备的压力降、降低设备运转寿命。另一方面不够清洁的页岩油流入市场在效能上也无法取代常规石油。

因此，需要对页岩油进行过滤，现有技术下由于页岩油中固体颗粒及胶质等聚合物进入过滤器在过滤和反冲洗过程中容易凝结形成滤饼，造成反冲洗困难，难以维持连续运行，只得频繁拆洗。耗费大量开、停工费用，页岩油的过滤成本高，影响经济效益。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种页岩油反冲洗过滤系统及过滤方法，以达到页岩油介质在过滤过程中达到连续运行的指标，并减少频繁的人工操作，且达到更好的冲洗效果，以达到填补页岩油自动反冲洗过滤器长期、连续、稳定、自动、高效运行的空白。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种页岩油反冲洗过滤系统，包括：

过滤器，过滤器包括进料口，滤芯、出料口、排污口；

控制阀，分别设置于进料口、出料口、排污口，用作启闭以及介质流向的切换；

热油辅助罐，联通至过滤器的出料口并由控制阀切换，用于储存反冲洗介质；

加热装置，设置于过滤器和热油辅助罐上，用于对过滤中以及进入热油辅助罐的介质进行加热；

传感器，设置于过滤器上，用于检测进料口与出料口间的压力差；

PLC控制器，连接传感器以及控制阀，用于接收传感器信号以及控制控制阀的切换。

进一步的，还包括用于盛装轻柴油或汽油的浸泡油储罐，浸泡油储罐联通至进料口并由控制阀切换。

 进一步的，还包括浸泡油收集罐，浸泡油收集罐联通至排污口并由控制阀切换。

进一步的，浸泡油收集罐包括位于罐底的沉淀杂质排出口以及位于罐体侧壁的回收口，回收口联通至浸泡油储罐。

进一步的，所述的加热装置为伴热管，其中位于过滤器上的为夹套伴热管，位于热油辅助罐内的为内盘管式伴热。

进一步的，所述传感器为差压变送器。

进一步的，所述控制阀为气动阀门。

进一步的，所述滤芯为楔形缠绕丝滤芯。

   本发明的效果在于，该过滤设备在过滤效果上得到了较大提升，由于页岩油原料中固体颗粒以及胶质聚合物过多，在常温下容易凝结形成滤饼，一旦形成滤饼堵塞滤芯后即难以通过反冲洗去除杂质，本发明通过在过滤器以及热油辅助罐上设置加热装置，可对流经滤芯的介质以及热油辅助罐内的冲洗液进行加热，提高介质的流动性，从而有效的降低了介质的凝结，提高了过滤效果，也方便反冲洗的进行。

反冲洗过程先是通过在热油辅助罐中蓄满过滤后的页岩油，借助虑后页岩油进行反冲洗，与所过滤的介质性质相同，从而避免采用其它介质进行反冲洗而导致原料被污染，达到的过滤效果更好。

了达到连续运行的目的，本发明还包括有PLC控制器、以及传感器，随着滤芯上截留的聚集物增多，进料口和出料口之间的差压逐渐增大，当此差压达到某一设定值时，PLC控制器接受传感器信号，从而驱动控制阀动作，由控制阀驱动过滤器各口的开和闭，从而达到从正常过滤状态切换至反冲洗状态以及复位的功能，真正实现了对页岩油过滤进行连续运作的指标，减少了人工操作，降低了生产成本。

 基于上述的页岩油反冲洗过滤系统，本发明还提供了一种页岩油反冲洗过滤方法，包括如下步骤：

步骤一，页岩油原料由进料口进入过滤器，经过滤芯过滤，流入热油辅助罐内，待热油辅助罐蓄满，控制阀关闭出料口与热油辅助罐之间的流通，出料口切换至正常出料；

步骤二，加热装置对热油辅助罐内的介质进行加热，并同时对过滤器中的介质进行加热，防止介质凝结；

步骤三，传感器检测到进料口与出料口之间压力差到达一定值时，并将信号输送至PLC控制器，PLC控制器控制进料口、出料口关闭，出料口与热油辅助罐间的流通打开，排污口打开，过滤器进入反冲洗工作状态；

步骤四，反冲洗完毕后，PLC控制器，控制控制阀切换至步骤一状态，同时差压变送器复位，以至差压变送器检测到下一反冲洗信号。

进一步的，步骤三与步骤四之间，还包括浸泡过滤步骤，PLC控制器控制浸泡油储罐中的轻柴油或汽油进入过滤器内并进行浸泡，此时排污口、出料口均处于关闭状态，待浸泡结束，排污口的控制阀切换至浸泡油收集罐，进料口关闭，浸泡后的轻柴油或汽油流入浸泡油收集罐。

本方法的效果在于，基于上述页岩油反冲洗过滤系统，本方法可达到对页岩油过滤进行连续运作，降低人工操作，降低生产成本，且达到更好的过滤效果的作用。

附图说明

图1为本发明页岩油反冲洗过滤系统实施例的结构示意图；

图2为本发明所采用过滤器的一种实施例示意图；

图3为本发明所采用热油辅助罐的一种实施例示意图。

附图标记说明：1、过滤器；2、热油辅助罐；3、PLC控制柜；4、浸泡油储罐；5、浸泡油收集罐；6、控制阀；7、夹套伴热管；8、内盘管式伴热；9、差压变送器接口；11、进料连接管；12、出料连接管；13、排污连接管；14、常规进料通道；15、常规出料通道；16、常规排污通道；17、进料口；18、出料口；19、排污口；21、热油辅助罐进口；22、热油辅助罐出口；51、沉淀杂质排出口；52、回收口；71、夹套伴热管伴热介质进口；72、夹套伴热管伴热介质出口；81、内盘管式伴热介质进口；82、内盘管式伴热介质出口。

具体实施方式

参照图1至图3对本发明实施例做进一步说明。

本实施例所述的页岩油反冲洗过滤系统，参照图1、图2所示，包括：

    过滤器1，过滤器1包括进料口17，滤芯、出料口18、排污口19，过滤器1以根据流量大小需要由多个排列一起，进料口17联通进料连接管11、出料口18连接出料连接管12，排污口19连接排污连接管13；

    控制阀6，分别设置于进料口17、出料口18、排污口19，用作启闭以及介质流向的切换；其中控制阀6优选为气动阀门，气动阀门连接气管，气管设置防爆级的电磁阀，电磁阀通过接收PLC控制器的输出信号，并将该信号转换为气信号驱动气动阀门的执行机构，对气动阀进行动作，其中该控制阀6可以为多通气动阀门也可以由多个单一气动阀门组成或者两者组合；

    热油辅助罐2，联通至过滤器1的出料口18并由控制阀6切换，用于储存反冲洗介质；热油辅助罐2为单独设置的罐体，保证了反冲洗拥有足够量的冲洗液以及冲洗强度，使附着于滤芯上的胶质、颗粒等杂质被有效剥离。该处控制阀6切换至开启时，过滤后的页岩油由出料口18流入热油辅助罐2内，切换至正常状态时，为正常的出料；

    加热装置，设置于过滤器1和热油辅助罐2上，用于对过滤中以及进入热油辅助罐2的介质进行加热；加热装置为伴热管，其中位于过滤器1上的为夹套伴热管7，位于热油辅助罐2内的为内盘管式伴热8。夹套伴热管7可套于过滤器1外可对过滤器1内的页岩油进行均匀的加热，有效防止过滤器1中的介质凝结，同理也要防止热油辅助罐2中的冲洗介质凝结，故于热油辅助罐2中设置有内盘管式伴热8，伴热管作为加热稳定温度的装置均带有温度控制装置，以设定最佳温度值，该温控为常规现有技术，此处不多赘述；

    传感器，设置于过滤器1上，用于检测进料口17与出料口18间的压力差；

此处传感器优选为差压变送器，差压变送器具有防爆型可供选择，且技术相对成熟，其连接进料口17与出料口18端用于检测两者差压并反馈至PLC控制器；

    PLC控制器，连接传感器以及控制阀6，用于接收传感器信号以及控制各个控制阀6的切换。

本发明的效果在于，该过滤设备在过滤效果上得到了较大提升，由于页岩油原料中固体颗粒以及胶质聚合物过多，在常温下容易凝结形成滤饼，一旦形成滤饼堵塞滤芯后即难以通过反冲洗去除杂质，本发明通过在过滤器1以及热油辅助罐2上设置加热装置，可对流经滤芯的介质以及热油辅助罐2内的冲洗液进行加热，提高介质的流动性，从而有效的降低了介质的凝结，提高了过滤效果，也方便反冲洗的进行。

   反冲洗过程先是通过在热油辅助罐2中蓄满过滤后的页岩油，其中热油辅助罐2中页岩油的蓄满可通过由PLC控制器控制热油辅助罐2连接的控制阀6的开启时间达到，也可在热油辅助罐2内设置液位传感器，由液位传感器反馈给PLC控制器，蓄满后由PLC控制器驱动该处控制阀6的切换。借助虑后页岩油进行反冲洗，与所过滤的介质性质相同，从而避免采用其它介质进行反冲洗而导致原料被污染，达到的过滤效果更好。

   为了达到连续运行的目的，本发明还包括有PLC控制器、以及传感器，随着滤芯上截留的聚集物增多，进料口17和出料口18之间的差压逐渐增大，当此差压达到某一设定值时，PLC控制器接受传感器信号，从而驱动控制阀6动作，由控制阀6驱动过滤器1各口的开和闭，从而达到从正常过滤状态切换至反冲洗状态以及复位的功能，真正实现了对页岩油过滤进行连续运作的指标，减少了人工操作，降低了生产成本。

   进一步的，还包括用于盛装轻柴油或汽油的浸泡油储罐4，浸泡油储罐4联通至进料口17并由控制阀6切换。反冲洗过程虽然能够将滤芯中的大部分杂质冲洗干净，但还是会有少量残留，本发明通过设置浸泡油储罐4，浸泡油储罐4联通至进料口17，同样由控制阀6切换，常规状态下切换为正常的进料，在反冲洗结束后可切换至浸泡油储罐4，浸泡油储罐4中的轻柴油或汽油进入过滤器1内进行浸泡，由于轻柴油或汽油均是从石油中提纯得到，其与页岩油的主要性质相同，其一不会对原料造成污染，其二，其纯度较高，通过浸泡可将过滤器1内一些残留的杂质融入其中，并伴随浸泡油的流出被带出，从而更深层的对滤芯上的杂质进行冲洗，冲洗效果更佳。由于进过反冲洗过后的残留较少，该浸泡步骤不用每次操作，可隔多次后操作一次即可，也可由人工操作。

   进一步的，还包括浸泡油收集罐5，浸泡油收集罐5联通至排污口19并由控制阀6切换。浸泡后的轻柴油或汽油由排污口19流入浸泡油收集罐5内，浸泡油收集罐5可对浸泡后的轻柴油或汽油进行沉淀。

进一步的，浸泡油收集罐5包括位于罐底的沉淀杂质排出口51以及位于罐体侧壁的回收口52，回收口52联通至浸泡油储罐4。沉淀后位于浸泡油收集罐5底部的杂质可通过打开底部的沉淀杂质排出口51排放，经过沉淀后的上层干净的轻柴油或汽油可通过打开回收口52再度流回浸泡油储罐4回收利用，降低成本。

进一步的，所述滤芯为楔形缠绕丝滤芯。该滤芯由楔形丝绕制而成，楔形丝之间的微小缝隙形成断面有利于反冲洗。

基于上述的页岩油反冲洗过滤系统，本发明还提供了一种页岩油反冲洗过滤方法，包括如下步骤：

步骤一，页岩油原料由进料口17进入过滤器1，经过滤芯过滤，流入热油辅助罐2内，待热油辅助罐2蓄满，控制阀6关闭出料口18与热油辅助罐2之间的流通，出料口切换至正常出料；

步骤二，加热装置对热油辅助罐2内的介质进行加热，并同时对过滤器1中的介质进行加热，防止介质凝结；

步骤三，传感器检测到进料口17与出料口18之间压力差到达一定值时，并将信号输送至PLC控制器，PLC控制器控制进料口17、出料口18关闭，出料口18与热油辅助罐2间的流通打开，排污口19打开，过滤器1进入反冲洗工作状态；

步骤四，反冲洗完毕后，PLC控制器，控制控制阀6切换至步骤一状态，同时差压变送器复位，以至差压变送器检测到下一反冲洗信号。

进一步的，步骤三与步骤四之间，还包括浸泡过滤步骤，PLC控制器控制浸泡油储罐4中的轻柴油或汽油进入过滤器1内并进行浸泡，此时排污口19、出料口18均处于关闭状态，待浸泡结束，排污口19的控制阀6切换至浸泡油收集罐5，进料口17关闭，浸泡后的轻柴油或汽油流入浸泡油收集罐5。

    本方法的效果在于，基于上述页岩油反冲洗过滤系统，本方法可达到对页岩油过滤进行连续运作，降低人工操作，降低生产成本，且达到更好的过滤效果的作用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种页岩油反冲洗过滤系统，其特征在于，包括：

过滤器，过滤器包括进料口，滤芯、出料口、排污口；

控制阀，分别设置于进料口、出料口、排污口，用作启闭以及介质流向的切换；

热油辅助罐，联通至过滤器的出料口并由控制阀切换，用于储存反冲洗介质；

加热装置，设置于过滤器和热油辅助罐上，用于对过滤中以及进入热油辅助罐的介质进行加热；

传感器，设置于过滤器上，用于检测进料口与出料口间的压力差；

PLC控制器，连接传感器以及控制阀，用于接收传感器信号以及控制控制阀的切换。

2.根据权利要求1所述的页岩油反冲洗过滤系统，其特征是：还包括用于盛装轻柴油或汽油的浸泡油储罐，浸泡油储罐联通至进料口并由控制阀切换。

3.根据权利要求2所述的页岩油反冲洗过滤系统，其特征是：还包括浸泡油收集罐，浸泡油收集罐联通至排污口并由控制阀切换。

4.根据权利要求3所述的页岩油反冲洗过滤系统，其特征是：浸泡油收集罐包括位于罐底的沉淀杂质排出口以及位于罐体侧壁的回收口，回收口联通至浸泡油储罐。

5.根据权利要求1所述的页岩油反冲洗过滤系统，其特征是：所述的加热装置为伴热管，其中位于过滤器上的为夹套伴热管，位于热油辅助罐内的为内盘管式伴热。

6.根据权利要求1所述的页岩油反冲洗过滤系统，其特征是：所述传感器为差压变送器。

7.根据权利要求1所述的页岩油反冲洗过滤系统，其特征是：所述控制阀为气动阀门。

8.根据权利要求1所述的页岩油反冲洗过滤系统，其特征是：所述滤芯为楔形缠绕丝滤芯。

9.一种页岩油反冲洗过滤方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，页岩油原料由进料口进入过滤器，经过滤芯过滤，流入热油辅助罐内，待热油辅助罐蓄满，控制阀关闭出料口与热油辅助罐之间的流通，出料口切换至正常出料；

步骤二，加热装置对热油辅助罐内的介质进行加热，并同时对过滤器中的介质进行加热，防止介质凝结；

步骤三，传感器检测到进料口与出料口之间压力差到达一定值时，并将信号输送至PLC控制器，PLC控制器控制进料口、出料口关闭，出料口与热油辅助罐间的流通打开，排污口打开，过滤器进入反冲洗工作状态；

步骤四，反冲洗完毕后，PLC控制器，控制控制阀切换至步骤一状态，同时差压变送器复位，以至差压变送器检测到下一反冲洗信号。

10.根据权利要求9所述的页岩油反冲洗过滤方法，其特征是：步骤三与步骤四之间，还包括浸泡过滤步骤，PLC控制器控制浸泡油储罐中的轻柴油或汽油进入过滤器内并进行浸泡，此时排污口、出料口均处于关闭状态，待浸泡结束，排污口的控制阀切换至浸泡油收集罐，进料口关闭，浸泡后的轻柴油或汽油流入浸泡油收集罐。