CN107362756A - 采用错流过滤器的石化生产装置及生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种采用错流过滤器的石化生产装置，包括反应釜，设于反应釜上的液体原料进管、颗粒装催化剂进管、蒸汽进管、冷凝水进管、生成物出管，所述液体原料进管与隔膜调节阀连接，所述隔膜调节阀与错流过滤器连接；所述错流过滤器包括过滤筒体、上端头、物料出口、上法兰、物料进口、下法兰、压差调节阀、滤芯、滤液出口、空气震动器；还包括氮气进管连接、远程自动控制系统、隔膜泵连接。本发明还提供生产装置的生产工艺，采用错流过滤器，且设置多个空气震动器，可连续性过滤，结合自动化控制系统，可远程监控操作，实现自动化连续生产，减少人力资源成本，有效降低安全隐患，生产效率高，过滤效率和精度高、效果好，生产成本低，实用性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产装置，具体涉及一种采用错流过滤器的石化生产装置及生产工艺。
背景技术
目前，应用于石化行业的主要是死端过滤技术为主，死端过滤器主要有板框过滤、网筛、砂芯过滤，而死端过滤的过滤速度，取决于对悬浮体的压力、沉淀层的厚度、沉淀的结构和特征、悬浮体的组成和液体的温度等。压力越大，过滤速度也越快。在沉淀压缩时，由于压力的增加，过滤速度也加快。当压力达到一定值时，即使增加压力，过滤的速度也不再加快，此时的压力称之为临界压力，超过这个压力，过滤层将被击穿。压力除了压缩过滤层以外，有些比较小的微粒，在强大压力作用下进入渠道的孔隙，并且造成堵塞。除了塞住渠道的入口外，部分微粒钻入渠道内部，也会使渠道的直径变小，而在渠道弯曲的地方所产生的堵塞更加明显。部分微粒粘附在渠道壁上，这种吸附作用的积累根据过滤层的材质和物理状态，给液体通过造成了不同的困难程度，造成间歇性过滤，且过滤效率和精度低、效果差，需要添加辅助过滤添加剂，生产成本高。
而石化行业生产中大部分工艺都需要过滤工序，例如固液催化反应、原油脱色等等，由于过滤间歇性进行，导致不能持续生产，生产效率低，需人工添加辅助过滤添加剂，不能自动化生产，劳动力资源成本高，且存在安全隐患。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种采用错流过滤器的石化生产装置及生产工艺，本生产装置采用错流过滤器，可连续性过滤，结合自动化控制系统，可远程监控操作，实现自动化连续生产，减少人力资源成本，有效降低安全隐患，生产效率高，且过滤效率和精度高、效果好，生产成本低，实用性好。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案：
采用错流过滤器的石化生产装置，包括反应釜，所述反应釜的上端均通过球阀分别连接有液体原料进管、颗粒装催化剂进管、蒸汽进管，所述液体原料进管上还设有一止回阀，所述反应釜的底端通过截止阀、疏水阀连接有一冷凝水进管，所述反应釜的底端还设有一生成物出管，所述液体原料进管通过管道与一隔膜调节阀连接，所述隔膜调节阀通过管道与一错流过滤器连接；所述错流过滤器包括呈圆筒状的过滤筒体，所述过滤筒体的上端设有呈梯形状的上端头，所述上端头的顶端开设有物料出口，且所述物料出口上设有与其配合连接的上法兰，所述过滤筒体的下端开设有物料进口，所述物料进口上设有与其配合连接的下法兰，所述物料出口、物料进口均与一压差调节阀连接，所述过滤筒体内设有滤芯，所述过滤筒体一侧的上端、中端、下端均开设有一滤液出口，所述过滤筒体的外壁上环形对称分布有偶数个空气震动器；所述物料出口还与一设有截止阀的氮气进管连接，且所述物料进口、物料出口、隔膜调节阀均与一远程自动控制系统连接实现自动化生产，所述物料出口连接一物料排出口，所述物料出口通过设有球阀的管道与一隔膜泵连接，所述隔膜泵通过设有球阀的管道与生成物出管连接，所述生成物出管、液体原料进管均通过设有球阀的管道与物料出口连接。
作为优选技术方案，为了保证过滤筒体受力均匀，保证过滤面积使用效率，从而过滤充分且高效，所述空气震动器设于过滤筒体外壁的环向中心处。
作为优选技术方案，为了使过滤筒体可高效震动，提高过滤效率，同时有效控制过滤器的制造成本，所述空气震动器设置4个。
本生产装置的生产工艺，包括以下工序：
(1)初始阶段：进行第一次反应时，开启液体原料进管、颗粒装催化剂进管上的球阀，使液体原料、固体颗粒催化剂分别经液体原料进管、颗粒装催化剂进管进入反应釜中，通过智能控制器设定压力、温度和反应时间，使液体原料、固体颗粒催化剂在反应釜中完成反应工序，反应完成后，启动错流过滤器，通过隔膜泵加压，使反应后的液固混合物由生成物出管进入物料进口，进入错流过滤器中进行过滤，改变两个压差调节阀的大小，使料液在压力和流体推动作用下，滤液经过滤芯后切向流出进入外管收集后流出进入滤液出口进行收集，固体催化剂继续沿错流过滤器推进，在推力作用下，从物料出口经液体原料进管返回反应釜中，完成一次错流过滤过程，如此反复，同时通过控制一定压差，确保回流固体含残留液体小于10％以下，即过滤完成；
(2)重复阶段：在初始反应结束后，需再启动第二轮反应，启动错流过滤器，料液在空气震动锤的作用下，由液体原料进管经物料出口反向进入错流过滤器中，关闭3个滤液出口，使料液及其催化剂固料由物料出口经生成物出管反冲洗进入反应釜中，由于强力震动作用，使依附在过滤芯上的残留固体脱落，可以将残留在过滤器上的固体快速、最大化的回收，重新进入反应釜中，从而进行第二波反应；
(3)排废阶段：固体催化剂在长期使用后有失效问题，需排除再生，打开氮气进管上的截止阀，使氮气进入错流过滤器内，关闭3个滤液出口及其物料出口与液体原料进管的球阀，空气震动锤的震动，依附在错流过滤器内的废固体物料脱落，在重力作用下由物料出口排出至物料排出口15，反应釜1中的废固体物料通过生成物出口也排出至物料排出口，进行重新再生使用。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
1、本生产装置采用错流过滤器，且错流过滤器对称设置三个滤液出口、多个空气震动器，可连续性过滤，结合自动化控制系统，可远程监控操作，实现自动化连续生产，减少人力资源成本，有效降低安全隐患，生产效率高，且过滤效率和精度高、效果好，生产成本低，实用性好。
2、空气震动器设于过滤筒体外壁的环向中心处，使过滤筒体受力均匀，保证过滤面积使用效率，从而过滤充分且高效。
3、空气震动器设置4个，一方面保证过滤筒体可高效震动，提高过滤效率，另一方面有效控制过滤器的制造成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地详细说明。
图1为本发明的结构示意图；
图2为错流过滤器的结构示意图；
图3为滤芯的结构示意图；
图4为滤板和滤孔的结构示意图；
附图标号：1、反应釜，2、球阀，3、液体原料进管，4、颗粒装催化剂进管，5、蒸汽进管，6、止回阀，7、截止阀，8、疏水阀，9、冷凝水进管，10、生成物出管，11、隔膜调节阀，12、错流过滤器，12-1、过滤筒体，12-2、上端头，12-3、物料出口，12-4、上法兰，12-5、物料进口，12-6、下法兰，12-7、滤液出口，12-8、空气震动器，12-9、压差调节阀，12-10、滤芯，12-11、设备铭牌，12-12、耳座，13、氮气进管，14、远程自动控制系统，15、物料排出口，16、隔膜泵，17、搅拌部件，18、智能控制器。
具体实施方式
如图1所示提出本发明一种具体实施例，采用错流过滤器的石化生产装置，包括反应釜1，所述反应釜1的上端均通过球阀2分别连接有液体原料进管3、颗粒装催化剂进管4、蒸汽进管5，且液体原料进管3、颗粒装催化剂进管4、蒸汽进管5均连接有驱动电源，所述液体原料进管2上还设有一止回阀6、球阀2，所述反应釜1的底端通过截止阀7、疏水阀8连接有一冷凝水进管9，所述反应釜1的底端还设有一生成物出管10，所述反应釜1内还设有带有驱动电源的搅拌部件17，所述反应釜1还连接可自动控制其反应情况的智能控制器18，所述液体原料进管3通过管道与一隔膜调节阀11连接，所述隔膜调节阀11通过管道与一错流过滤器12连接；所述错流过滤器12包括呈圆筒状的过滤筒体12-1，所述过滤筒体12-1的上端设有呈梯形状的上端头12-2，且所述上端头12-2从上往下由窄变宽，所述上端头12-2的顶端开设有物料出口12-3，且所述物料出口12-3上设有与其配合连接的上法兰12-4，所述过滤筒体12-1的下端开设有物料进口12-5，所述物料进口12-1上设有与其配合连接的下法兰12-6，所述物料出口12-3、物料进口12-5均与一压差调节阀12-9连接，通过调节两压差调节阀12-9的开关大小，来实现过滤过程中过滤筒体12-1的压差调控，所述过滤筒体12-1内设有滤芯12-10，所述滤芯12-10包括滤板和带微孔的磁性过滤体，如图3所示，滤板和磁性过滤体的布置安排如图4所示，所述过滤筒体12-1一侧的上端、中端、下端均开设有一滤液出口12-7，则三个滤液出口12-7均匀分布在过滤筒体12-71的一侧上，所述过滤筒体12-1的外壁上环形对称分布有偶数个空气震动器12-8，所述过滤筒体1的外壁上还对称设有两个耳座12-12，所述耳座12-12用于过滤筒体12-1的吊装、拆卸、运输等，所述过滤筒体12-1的外壁上还设有一设备铭牌12-11；所述物料出口12-3还与一设有截止阀7的氮气进管13连接，且所述物料进口12-3、物料出口12-5、隔膜调节阀11均与一远程自动控制系统14连接实现自动化生产，所述物料出口12-3连接一物料排出口15，所述物料出口15通过设有球阀2的管道与一隔膜泵16连接，所述隔膜泵16通过设有球阀1的管道与生成物出管10连接，所述生成物出管10、液体原料进管3均通过设有球阀2的管道与物料出口12-3连接。
所述空气震动器8设于过滤筒体1外壁的环向中心处，则所有空气震动器8位于过滤筒体1外壁的中间，使过滤筒体1受力均匀，保证过滤面积使用效率，从而过滤充分且高效。
所述空气震动器8设置4个，空气震动器8数量设置过多，制造成本高，空气震动器8数量设置过少，不能保证过滤筒体1的高效震动，设置4个空气震动器8，一方面保证过滤筒体1可高效震动，提高过滤效率，另一方面有效控制过滤器的制造成本。
本生产装置的生产工艺，包括以下工序：
(1)初始阶段：进行第一次反应时，开启液体原料进管3、颗粒装催化剂进管4上的球阀2，使液体原料、固体颗粒催化剂分别经液体原料进管3、颗粒装催化剂进管4进入反应釜1中，通过智能控制器18设定压力、温度和反应时间，使液体原料、固体颗粒催化剂在反应釜中完成反应工序，反应完成后，启动错流过滤器12，通过隔膜泵16加压，使反应后的液固混合物由生成物出管10进入物料进口12-5，进入错流过滤器12中进行过滤，改变两个压差调节阀12-9的大小，使料液在压力和流体推动作用下，滤液经过滤芯12-10后切向流出进入外管收集后流出进入滤液出口12-7进行收集，固体催化剂继续沿错流过滤器12推进，在推力作用下，从物料出口12-3经液体原料进管3返回反应釜1中，完成一次错流过滤过程，如此反复，同时通过控制一定压差，确保回流固体含残留液体小于10％以下，即过滤完成；
(2)重复阶段：在初始反应结束后，需再启动第二轮反应，启动错流过滤器12，料液在空气震动锤12-8的作用下，由液体原料进管3经物料出口12-3反向进入错流过滤器12中，关闭3个滤液出口12-7，使料液及其催化剂固料由物料出口12-5经生成物出管10反冲洗进入反应釜1中，由于强力震动作用，使依附在过滤芯上的残留固体脱落，可以将残留在过滤器上的固体快速、最大化的回收，重新进入反应釜中，从而进行第二波反应；
(3)排废阶段：固体催化剂在长期使用后有失效问题，需排除再生，打开氮气进管13上的截止阀7，使氮气进入错流过滤器12内，关闭3个滤液出口12-7及其物料出口12-5与液体原料进管2的球阀，空气震动锤12-10的震动，依附在错流过滤器12内的废固体物料脱落，在重力作用下由物料出口12-5排出至物料排出口15，反应釜1中的废固体物料通过生成物出口10也排出至物料排出口15，进行重新再生使用。
附图1中“→”表示进料过程中物料走向，另一个符号表示过滤过程中物料走向。生产工序可应用于石化生产中许多工艺中，尤其固液催化反应、原油脱色等石化生产工序中。
当然，上面只是结合附图对本发明优选的具体实施方式作了详细描述，并非以此限制本发明的实施范围，凡依本发明的原理、构造以及结构所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.采用错流过滤器的石化生产装置，包括反应釜(1)，所述反应釜(1)的上端均通过球阀(2)分别连接有液体原料进管(3)、颗粒装催化剂进管(4)、蒸汽进管(5)，所述液体原料进管(3)上还设有一止回阀(6)，所述反应釜(1)的底端通过截止阀(7)、疏水阀(8)连接有一冷凝水进管(9)，所述反应釜(1)的底端还设有一生成物出管(10)，其特征在于：所述液体原料进管(3)通过管道与一隔膜调节阀(11)连接，所述隔膜调节阀(11)通过管道与一错流过滤器(12)连接；所述错流过滤器(12)包括呈圆筒状的过滤筒体(12-1)，所述过滤筒体(12-1)的上端设有呈梯形状的上端头(12-2)，所述上端头(12-2)的顶端开设有物料出口(12-3)，且所述物料出口(12-3)上设有与其配合连接的上法兰(12-4)，所述过滤筒体(12-1)的下端开设有物料进口(12-5)，所述物料进口(12-5)上设有与其配合连接的下法兰(12-6)，所述物料出口(12-3)、物料进口(12-5)均与一压差调节阀(12-9)连接，所述过滤筒体(12-1)内设有滤芯(12-10)，所述过滤筒体(12-1)一侧的上端、中端、下端均开设有一滤液出口(12-7)，所述过滤筒体(12-1)的外壁上环形对称分布有偶数个空气震动器(12-8)；所述物料出口(12-3)还与一设有截止阀(7)的氮气进管(13)连接，且所述物料进口(12-5)、物料出口(12-3)、隔膜调节阀(11)均与一远程自动控制系统(14)连接实现自动化生产，所述物料出口(12-3)连接一物料排出口(15)，所述物料出口(15)通过设有球阀(2)的管道与一隔膜泵(16)连接，所述隔膜泵(16)通过设有球阀(2)的管道与生成物出管(10)连接，所述生成物出管(10)、液体原料进管(3)均通过设有球阀(2)的管道与物料出口(12-3)连接。
2.根据权利要求1所述的采用错流过滤器的石化生产装置，其特征在于：所述空气震动器(8)设于过滤筒体(1)外壁的环向中心处。
3.根据权利要求1或2所述的采用错流过滤器的石化生产装置，其特征在于：所述空气震动器(8)设置4个。
4.权利要求1～3任意一项所述的采用错流过滤器的石化生产装置的生产工艺，其特征在于，包括以下工序：
(1)初始阶段：进行第一次反应时，开启液体原料进管(3)、颗粒装催化剂进管(4)的球阀(2)，使液体原料、固体颗粒催化剂进入反应釜1中，通过智能控制器18设定压力、温度和反应时间，使液体原料、固体颗粒催化剂在反应釜中完成反应工序，反应完成后，启动错流过滤器(12)，通过隔膜泵(16)加压，使反应后的液固混合物由生成物出管(10)进入物料进口(12-5)，进入错流过滤器(12)中进行过滤，改变两个压差调节阀(12-9)的大小，使料液在压力和流体推动作用下，滤液经过滤芯(12-10)后切向流出进入外管收集后流出进入滤液出口(12-7)进行收集，固体催化剂继续沿错流过滤器(12)推进，在推力作用下，从物料出口(12-3)经液体原料进管(3)返回反应釜(1)中，完成一次错流过滤过程，如此反复，同时通过控制一定压差，确保回流固体含残留液体小于10％以下，即过滤完成；
(2)重复阶段：在初始反应结束后，需再启动第二轮反应，启动错流过滤器(12)，料液在空气震动锤(12-8)的作用下，由液体原料进管(3)经物料出口(12-3)反向进入错流过滤器(12)中，关闭3个滤液出口(12-7)，使料液及其催化剂固料由物料出口(12-5)经生成物出管(10)反冲洗进入反应釜(1)中，由于强力震动作用，使依附在过滤芯上的残留固体脱落，可以将残留在过滤器上的固体快速、最大化的回收，重新进入反应釜中，从而进行第二波反应；
(3)排废阶段：打开氮气进管(13)上的截止阀(7)，使氮气进入错流过滤器(12)内，关闭3个滤液出口(12-7)及其物料出口(12-5)与液体原料进管(2)的球阀，空气震动锤(12-10)的震动，依附在错流过滤器(12)内的废固体物料脱落，在重力作用下由物料出口(12-5)排出至物料排出口(15)，反应釜(1)中的废固体物料通过生成物出口(10)也排出至物料排出口(15)，进行重新再生使用。
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