CN111804030A - 一种重油过滤装置及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种重油过滤装置及使用方法，涉及重油去杂技术领域。其包括过滤器和PLC监控系统。通过过滤器以滤除重油中的大粒径固体颗粒物，实现大粒径固体颗粒物与去杂重油的分离。去杂后的重油通过管程接管流出。而滞留在过滤器中大粒径固体颗粒物通过后续的冲洗液进行反冲洗，实现过滤器和管路中的杂质和堵塞物的去除。该系统无需停机即可进行过滤器的反冲洗，冲洗完成后还可以继续进行重油的过滤，进而提升了整个系统的过滤能力，实现了高效的重油过滤。

Description

一种重油过滤装置及使用方法
技术领域
本发明涉及重油去杂技术领域，具体而言，涉及一种重油过滤装置及使用方法。
背景技术
目前，重质油品的轻质化技术成为了石油化工行业发展的新方向。催化裂化是重要的重质油品轻质化技术之一，具有过程投资少、操作费用低、原料来源广、轻质油产品收率高、技术成熟的优点，是目前炼油企业获取利润的主要来源。随着重质油品催化裂化加工的深度越来越高，炼厂为了维持催化装置的热平衡，保证处理能力，采取了油浆外甩的操作方式。现阶段这种重质外甩油浆的处理主要以回炼或者作为燃料油为主，造成资源的极大浪费。同时由于油浆中固体催化剂粉末的存在，对燃烧喷嘴产生了极大磨损。此外，细粉颗粒附着在加热炉炉管，还造成了传热效率的降低。
鉴于此，将外甩油浆经过固液分离后用于制造炭黑、石油焦以及芳烃抽提生产橡胶添加剂的原料具有极高的经济价值和应用前景。
根据催化裂化过程中产生的重质油浆的组成和特性，开发高效便捷、经济安全、能够长周期稳定运行的固液分离技术十分必要。但由于重质油浆密度大、黏度大、凝固点高、含有固体催化剂颗粒等不利因素，会产生滤芯易堵塞，设备运行不稳定，清洗再生困难等问题。很多石化企业净化分离油浆的效果都不理想。为了更深入全面地对重油的过滤过程进行分析和研究，提高分离效率，简化清洗步骤，就需要通过实验的手段对过滤过程中的分离效果、装置运转稳定性、清洗过程困难等问题进行研究。但目前并没有用于研究重质油浆、渣油等的实验用反冲洗过滤系统。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种重油过滤装置及使用方法以解决上述技术问题。
本发明是这样实现的：
一种重油过滤装置，其包括过滤器和PLC监控系统，过滤器包括过滤器外筒和滤芯，通过滤芯将过滤器分隔为壳程和管程，过滤器外筒套设于滤芯的外周，且滤芯具有延伸出过滤器外筒套的一端作为管程接管；过滤器外筒套上设置有第一壳程接管；
第一壳程接管外接有第一输油管，且第一输油管上设置有第一阀门，第一输油管上还连接有第二输油管以排出冲洗液，在第二输油管上设置有第二阀门；管程接管外接有第三输油管以排出重油，第三输油上设置有第三阀门；第三输油管上还连接有第四输油管以导入冲洗液，第四输油管上设置有第四阀门；
PLC监控系统电连接第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门。
本发明提供了一种重油过滤装置，该系统可以同时满足重油的过滤和反冲洗，通过过滤器以滤除重油中的大粒径固体颗粒物，实现大粒径固体颗粒物与去杂重油的分离。去杂后的重油通过管程接管流出。而滞留在过滤器中大粒径固体颗粒物通过后续的冲洗液进行反冲洗，实现过滤器和管路中的杂质和堵塞物的去除。该系统无需停机即可进行过滤器的反冲洗，冲洗完成后还可以继续进行重油的过滤，进而提升了整个系统的过滤能力，实现了高效的重油过滤。此外设置PLC监控系统可以实现阀门、流量、液位和压力的在线监控，进而判断过滤器的堵塞情况，通过PLC监控系统适时对管路上的阀门进行控制，实现稳定简易地切换过滤过程以及反冲洗过程。该系统实时反映了过滤器的堵塞状况，满足了实验需求。可以用于实验室研究重质油浆、渣油等的过滤分离。
冲洗液可以是柴油等冲洗油。
本发明提供的系统使用一台泵连续工作即可完成过滤以及清洗工作，清洗的过程同时也对泵进行冲洗，降低了泵发生阻塞的风险。
本发明提供的重油过滤装置结构简单，操作易行，适合实验室中使用。进行过滤和清洗操作仅仅需要控制PLC监控系统调节阀门的开关，无需停车。
反冲洗系统中设置有第一壳程接管，壳程接管可以调节在清洗过程中的过滤器中柴油压力以及流量。
在本发明应用较佳的实施方式中，上述过滤器外筒套上还设置有第二壳程接管，第二壳程接管与第一壳程接管间隔设置，第二壳程接管外接有第五输油管以排出过滤器中的冲洗液，第五输油管上设置有第五阀门。
第一输油管的进油口连接有重油储油装置，第四输油管的进油口连接有柴油储油装置，第二输油管和第五输油管的出油口连接有柴油收集装置，第三输油管的出油口连接有重油收集装置。
第一输油管与第四输油管共用一个泵，泵的出油口分别连接第一壳程接管和管程接管。
在其他实施方式中，上述泵与PLC监控系统电连接；
优选地，泵为齿轮泵。
将泵与PLC监控系统电连接可以实时快速准确的控制进出过滤器的流量，也可以根据重油储油装置中的重油液面高度调整泵的进油量。
在其他实施方式中，上述泵也可以是螺杆泵、叶片泵和水环泵，并不限于本发明中的上述几种类型。
在本发明应用较佳的实施方式中，上述滤芯远离管程接管的一端密封，滤芯的周壁阵列有滤孔；
优选地，滤孔的孔径为2-10mm。过滤器用于截留大粒径的固体颗粒物，从而实现重油的固体颗粒物分离。
在过滤重油时，重油从过滤器的第一壳程接管进入过滤器，在过滤器中，大粒径的固体颗粒物无法进入滤芯截留在滤芯外部，而去除大部分固体颗粒物的重油沿滤芯外周的滤孔进入滤芯中，并从滤芯的出口排出过滤器，最后去杂的重油在重油收集装置内汇集。
在清洗时，柴油从滤芯的管程接管直接进入滤芯内部，将滤芯内部的部分颗粒物从滤孔带出，同时也将堵塞滤孔的堵塞物冲下，堵塞物和杂质随着柴油进入过滤器的内部腔室，并分两路从第一壳程接管和第二壳程接管流出过滤器，最后汇集至柴油收集装置。
滤孔的孔径可以根据待滤除重油中固体颗粒物的成分及粒径进行自适应调整，滤孔的排布密度也是可以根据需要进行选择的。
在本发明应用较佳的实施方式中，上述滤芯为金属粉末烧结管。
金属粉末烧结管不易腐蚀，且容易预制滤孔。
在本发明应用较佳的实施方式中，上述第一输油管、第二输油管、第三输油管和第四输油管的外周均设置有伴热带；
优选地，伴热带为电伴热带。
为了保持重油的流动性，本发明在所有的管路上均设置有伴热带以保持全流程的温度，对全流程的管路进行保温或加热，这样设置有效的防止了重油由于低温造成流动性变差而引起管路堵塞管路的堵塞。
使用重油过滤装置进行重油过滤和反冲洗的方法包括如下步骤：打开第一阀门和第三阀门，关闭第二阀门和第四阀门，从第一输油管导入的待分离重油样本经第一壳程接管进入过滤器中，过滤后的重油从过滤器的管程接管流入第三输油管；
当PLC监控系统认定过滤器发生了堵塞后，进行如下反冲洗操作：打开第二阀门和第四阀门，关闭第一阀门和第三阀门，从第二输油管流出的冲洗液进入管程接管并从滤芯流出至壳程进行过滤器的清洗，清洗后冲洗液沿第四输油管导出。
当PLC监控系统认定过滤器发生了堵塞后，进行如下反冲洗操作：打开第二阀门、第四阀门和第五阀门，关闭第一阀门和第三阀门。
在本发明应用较佳的实施方式中，上述根据PLC监控系统显示的过滤器压差判断过滤器是否发生阻塞；优选地，当过滤器压差＜0.8MPa时，判定过滤器未发生阻塞，当过滤器压差≥0.8MPa时，判定过滤器发生了阻塞，需要进行反冲洗。
在本发明应用较佳的实施方式中，上述设置第一输油管、第二输油管、第三输油管、第四输油管和第五输油管的外周伴热带温度为100-200℃。
在其他实施方式中，伴热带的温度也可以根据实际需要进行自适应调整。
在本发明应用较佳的实施方式中，上述阀为电动球阀，通过PLC监控系统对泵、重油储油装置的流量和电动球阀进行控制。这样设置可以实时反映过滤器堵塞的情况，并快速准确的进行过滤和清洗状态的切换。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种重油过滤装置及使用方法，该系统可以同时满足重油的过滤和反冲洗，通过过滤器以滤除重油中的大粒径固体颗粒物，实现大粒径固体颗粒物与去杂重油的分离。去杂后的重油通过管程接管流出。而滞留在过滤器中大粒径固体颗粒物通过后续的冲洗液进行反冲洗，实现过滤器和管路中的杂质和堵塞物的去除。该系统无需停机即可进行过滤器的反冲洗，冲洗完成后还可以继续进行重油的过滤，进而提升了整个系统的过滤能力，实现了高效的重油过滤。
此外设置PLC监控系统可以实现阀门、流量、液位和压力的在线监控，进而判断过滤器的堵塞情况，通过PLC监控系统适时对管路上的阀门进行控制，实现稳定简易地切换过滤过程以及反冲洗过程。该系统实时反映了过滤器的堵塞状况，满足了实验需求，可以用于实验室研究重质油浆、渣油等的过滤分离。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明提供的重油过滤装置示意图；
图2为图1中过滤器的纵剖结构示意图。
图标：1-重油罐；2-齿轮泵；3-过滤器；4-重油收集罐；5-柴油收集罐；6-柴油罐；7-PLC监控系统；8-壳程接管；9-过滤器外筒；10-滤芯；11-管程接管；12-壳程侧接管。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
参照图1和图2所示，本实施例提供了一种重油过滤装置。其包括体积为15L的重油罐1、5L/h(单位时间处理流量)的齿轮泵2、过滤器3、体积为15L的重油收集罐4、体积为10L的柴油收集罐5、体积为10L的柴油罐6和PLC监控系统7。V-1、V-2、V-3、V-4、V-5、V-6和V-7表示7个控制阀门。V-7即为第三阀门，V-4即为第二阀门，V-6即为第五阀门，V-5即为第四阀门，V-3即为第一阀门。
其中，重油罐1与控制阀V-1连接，柴油罐6与V-2连接，V-1和V-2的出油管路相交形成管路会节点，出油管路与齿轮泵2的进油口相连，齿轮泵2引出一路(重油路)通过V-3与过滤器3的壳程接管8相连，另一路(柴油清洗路)通过V-5与管程接管11相连。
过滤器3的管程接管11通过阀门V-7与重油收集罐4相连。过滤器3的壳程接管8通过阀V-4与柴油收集罐5相连，壳程侧接管12通过阀V-6与柴油收集罐5相连。
所有的阀门、齿轮泵2和流量均由PLC监控系统7在线监测与控制。所有的阀门和齿轮泵2均与PLC监控系统7电连接。
在所有管路的外周均设置有伴热带，以保持全流程的温度，对全流程的管路进行保温或加热，这样设置有效的防止了重油由于低温造成流动性变差而引起管路堵塞管路的堵塞。
参照图2所示，图2为本发明重油过滤系统中的过滤器3的纵剖视图，过滤器3包括过滤器外筒9和滤芯10，过滤器外筒9套设于滤芯10的外周，且滤芯10具有延伸出过滤器外筒套9的一端作为管程接管11；壳程接管8和壳程侧接管12外设于过滤器外筒套9上，且壳程接管8和壳程侧接管12分别与过滤器外筒套9内部连通。滤芯10的周壁阵列有滤孔。
本实施例中，设置滤芯10为金属粉末烧结管。其中，滤芯10为一端封死的金属粉末烧结管，其长度为150mm，管径为Φ10，加工方式为内膜，精度2um(即滤孔的孔径为2um)。
本实施例中，重油罐1采用热套式加热的方式来保证重油的流动性，并配有电子显示的探头式液位计对罐内重油进行实时监控。
在过滤工作状态中，重油罐1热套进行加热，管线上的伴热带同时打开待加热。此时阀门V-1、V-3、V-7开启，阀门V-2、V-4、V-5、V-6关闭，重油由重油罐1经齿轮泵2按照额定流量打入过滤器3的壳程接管8，设置过滤器的工作压力不大于0.6MPa。
重油在过滤器中，由壳程接管8进入过滤器壳程，通过滤芯10进行过滤并流入滤芯10内，然后通过管程接管11流出至重油收集罐4中完成过滤。
在过滤过程中，过滤元件的堵塞情况可通过过滤器3的压差在PLC控制柜上进行显示，当过滤器3的压差达到0.8MPa时，认定过滤器3发生了堵塞，需要进行反冲洗过程。
在清洗过程中，保持齿轮泵2运转，切换阀门V-1、V-3、V-7为关闭状态，阀门V-2、V-4、V-5为开启状态。此时重油罐1中的重油停止流出，清洗用的柴油通过泵V-2打入过滤器3的管程接管11，柴油在金属粉末烧结管内由内向外进行杂质和堵塞物的冲洗。
之后从过滤器3的壳程接管8流入柴油收集罐5中。
在冲洗过程中，由于重油杂质过多，造成堵塞过滤器压力快速升高的情况时，可以同时打开阀门V-5和V-6，由壳程接管8以及壳程侧接管12同时流入柴油收集罐。
本发明提供的重油过滤装置可以在过滤过程和清洗过程间不停工切换，提高过滤效率。过滤以及清洗过程的物流参数以及泵和阀门的开关均由PLC监控系统7控制。
本发明提供的重油过滤装置针对催化裂化中密度大黏度大凝固点高的重油以及渣油都有很好的过滤效果。具有设备运行稳定、清洗再生简单的优点，提高了泵的使用寿命。同时对于整个过滤清洗过程有很准确的数据监控，有效利用流量以及压力判断堵塞情况。通过计算机集成控制阀门和泵，更有利于实验室研究。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，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)

1.一种重油过滤装置，其特征在于，其包括过滤器和PLC监控系统，所述过滤器包括过滤器外筒和滤芯，通过所述滤芯将所述过滤器分隔为壳程和管程，所述过滤器外筒套设于所述滤芯的外周，且所述滤芯具有延伸出所述过滤器外筒套的一端作为管程接管；所述过滤器外筒套上设置有第一壳程接管；
所述第一壳程接管外接有第一输油管，且所述第一输油管上设置有第一阀门，所述第一输油管上还连接有第二输油管以排出冲洗液，在所述第二输油管上设置有第二阀门；所述管程接管外接有第三输油管以排出重油，所述第三输油上设置有第三阀门；所述第三输油管上还连接有第四输油管以导入冲洗液，所述第四输油管上设置有第四阀门；
所述PLC监控系统电连接所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门。
2.根据权利要求1所述的重油过滤装置，其特征在于，所述过滤器外筒套上还设置有第二壳程接管，所述第二壳程接管与所述第一壳程接管间隔设置，所述第二壳程接管外接有第五输油管以排出所述过滤器中的冲洗液，所述第五输油管上设置有第五阀门。
3.根据权利要求2所述的重油过滤装置，其特征在于，所述第一输油管的进油口连接有重油储油装置，所述第四输油管的进油口连接有柴油储油装置，所述第二输油管和所述第五输油管的出油口连接有柴油收集装置，所述第三输油管的出油口连接有重油收集装置。
4.根据权利要求3所述的重油过滤装置，其特征在于，所述第一输油管与所述第四输油管共用一个泵，所述泵的出油口分别连接所述第一壳程接管和所述管程接管。
5.根据权利要求4所述的重油过滤装置，其特征在于，所述泵与所述PLC监控系统电连接；
优选地，所述泵为齿轮泵。
6.根据权利要求1所述的重油过滤装置，其特征在于，所述滤芯远离所述管程接管的一端密封，所述滤芯的周壁阵列有滤孔；
优选地，所述滤孔的孔径为2-10mm；
所述滤芯为金属粉末烧结管。
7.根据权利要求1所述的重油过滤装置，其特征在于，所述第一输油管、第二输油管、第三输油管和第四输油管的外周均设置有伴热带；
优选地，所述伴热带为电伴热带。
8.一种使用权利要求1-7任一项所述的重油过滤装置进行重油过滤和反冲洗的方法，其特征在于，其包括如下步骤：打开第一阀门和第三阀门，关闭第二阀门和第四阀门，从第一输油管导入的待分离重油样本经所述第一壳程接管进入所述过滤器中，过滤后的重油从所述过滤器的管程接管流入所述第三输油管；
当PLC监控系统认定过滤器发生了堵塞后，进行如下反冲洗操作：打开所述第二阀门和第四阀门，关闭所述第一阀门和第三阀门，从第二输油管流出的冲洗液进入所述管程接管并从滤芯流出至壳程进行过滤器的清洗，清洗后冲洗液沿第四输油管导出。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当PLC监控系统认定过滤器发生了堵塞后，进行如下反冲洗操作：打开所述第二阀门、第四阀门和第五阀门，关闭所述第一阀门和第三阀门。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据PLC监控系统显示的过滤器压差判断过滤器是否发生阻塞；优选地，当过滤器压差＜0.8MPa时，判定过滤器未发生阻塞，当过滤器压差≥0.8MPa时，判定过滤器发生了阻塞，需要进行反冲洗。
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