专利名称：二级过滤的催化裂化装置外甩油浆过滤装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及石油设备领域，特别涉及炼油厂催化裂化装置外甩油浆过滤领域，尤指一种二级过滤的催化裂化装置外甩油浆过滤装置。
背景技术：
催化裂化装置的外甩油浆是在炼油厂催化裂化装置中生产过程中无法裂化的尾料，通过“外甩”的形式排出装置。由于催化裂化装置采用流化床反应，外甩油浆中不可避免地含有固体催化剂粉末(主要成分A1203，Si02),固体含量为3000-20000ppm。目前，一般在外甩油浆的固体处理方面，只有沉降和过滤两种方法。对于使用过滤技术，目前都是采用具有反冲洗功能的过滤系统。也就是在正常过滤工作过程中，含有固体颗粒的油浆在压力差的作用下，从过滤材料的一面流向另一面，固体颗粒就会被截留在过滤材料的表面上，形成滤饼。随着过滤时间的延长，积累在过滤材料表面上的滤饼厚度会增力口，产生进出料压差。当压差达到设定值或过虑时间达到设定值，过滤器就停止进料，反向加压，快速打开进料侧的排渣阀门，过滤器内的液体会产生爆破性的反向流动，将滤饼推离过滤材料，从排渣口流出过滤器，完成反冲洗。过滤器重新进料，进行下一周期的过滤过程。全球在外甩油浆的过滤方面，现在的过滤工艺技术无法满足长周期连续运转的需要。从全国范围来看，所有在运行的外甩油浆过滤系统进行时间一般在3个月以内就堵
O我国目前炼油厂的催化裂化装置与国外不同，都是参渣比很高的重油催化裂化装置，这样的催化裂化装置的外甩油浆中的浙青质含量很高(不同的催化裂化装置中的外甩油浆中的浙青质含量与装置的原料性质、操作情况有关，各不相同。一般19Γ5%)。这些浙青质成分既不是固体，也不是液体，属于胶体。如果浙青质接触到过滤材料，就会黏附在过滤材料上，并且在过滤过程的压力作用下，进入多孔的过滤材料内部，并产生形变，无法通过反冲洗的办法使其与过滤材料分离。并且黏附到过滤材料内部，造成滤芯堵塞，无法反冲洗再生。使整个过滤系统在比较短的时间内就会被堵塞，无法长期稳定运转。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二级过滤的催化裂化装置外甩油浆过滤装置，解决了现有的过滤装置无法连续运转周期短，最多只能连续开工3个月，费用昂贵，以及现有的过滤系统根本无法满足目前国内的重油催化裂化装置的至少一年操作的基本要求等问题。本发明解决技术问题所采用的技术方案是
一级过滤器采用的滤芯为楔形金属丝缠绕滤芯，该楔形金属丝缠绕滤芯是由截面是楔形的金属丝缠绕而成的，每一圈金属丝和相邻的金属丝之间的缝隙是固定的，并且是连续的漏斗形。过滤过程就是让液体由外向内穿过逐渐变宽的过滤缝隙，而比楔形金属丝缠绕滤芯外表面缝隙大的颗粒就会被截留在缝隙外，形成滤饼。楔形金属丝缠绕滤芯的特点是固体颗粒不会停留在滤芯内部，同时，如果油浆中的浙青质接触到滤芯上，浙青质可以通过形状的改变穿过楔形金属丝缠绕滤芯。不会将楔形金属丝缠绕滤芯堵塞，但这种楔形金属丝缠绕滤芯的缝隙大。当有滤饼形成后，楔形金属丝缠绕滤芯表面的滤饼就可以将浙青质拦截住，使浙青质不能穿过楔形金属丝缠绕滤芯。这种楔形金属丝缠绕滤芯的结构保证了在有浙青质这种胶体物料的环境中也可以正常工作，但是基于流通量的考虑，不能将过滤缝隙设计太小，因此，虽然楔形丝缠绕滤芯能够保证不会被堵塞，但是过滤精度不能满足要求。二级过滤器 采用金属粉末烧结滤芯来保证过滤精度，金属粉末烧结的多孔金属上的微孔尺寸可以控制在比最小固体颗粒还小的尺寸。因此可以得到很高的过滤精度。但是，金属粉末烧结滤芯内部的流道空隙是曲折的，如果有滤清质接触到过滤元件，容易造成堵塞。无论对于第一级过滤器还是针对第二级过滤器，在滤芯表面外形成滤饼后，由于 “架桥”等现象，形成的滤饼也是多孔结构，并且具有过滤作用，而且过滤精度大大高于过滤材料本身。所以，包括浙青质在内的所有物料，只要能够穿过滤饼层，就会穿过楔形金属丝缠绕滤芯，不会对楔形金属丝缠绕滤芯造成堵塞，如果不能穿过滤饼层，就会被截流在滤饼层上，也不会对楔形金属丝缠绕滤芯造成堵塞。滤饼层在正常过滤过程中对楔形金属丝缠绕滤芯就可以起保护作用。对于第二级过滤系统而言，如果过滤器反冲洗完成后重新上线工作时，由于表面没有滤饼层的保护，这时如果有浙青质接触到金属粉末烧结滤芯，就会堵塞金属粉末烧结滤芯表面的微孔，造成系统堵塞。本发明按照滤饼可以保护滤芯不接触浙青质的原则，设置第一级过滤器的反冲洗再生时间总是在第二级过滤器形成滤饼层之后。这样，就可以保证不能接触浙青质的第二级过滤器始终有滤饼保护。同时，第一级过滤器可以过滤掉70%以上的固体，使第二级过滤器的工作时间大大延长，也使滤芯直接裸露在没有滤饼保护物料中的时间大大缩小，从这方面也保护了第二级过滤器。本发明的二级过滤的催化裂化装置外甩油浆过滤装置，包括串联的第一级过滤与第二级过滤，该第一级过滤为一台或二台过滤器1，该第二级过滤为至少二台过滤器2 ；第一级过滤的过滤器1采用的滤芯为楔形金属丝缠绕滤芯11，该楔形金属丝缠绕滤芯11由截面为楔形的金属丝缠绕构成，每一圈金属丝和相邻的金属丝之间的缝隙为1(Γ50微米，并且是连续的漏斗形；第二级过滤的过滤器2采用金属粉末烧结滤芯3。外甩油浆过滤器主要是由过滤器的壳体、管板以及滤芯组成。所述的楔形金属丝缠绕滤芯11及金属粉末烧结滤芯3是安装在过滤器管板上的管状过滤元件，该滤芯与管板连接端开口，另一端封闭；滤芯管状表面上有缝隙或微孔。所述的楔形金属丝缠绕滤芯11及金属粉末烧结滤芯3还可以为对称的多孔金属结构或表面带涂层的非对称结构的滤芯。所述的第一级过滤的过滤器1的反冲洗再生时间总是在第二级过滤的过滤器2 形成滤饼层之后。
本发明的工作过程是在液体流动压力的作用下，液体从过滤器1下部的油浆入口 12 进入过滤器，能够从外向内穿过楔形金属丝缠绕滤芯11，从顶端的开口流出楔形金属丝缠绕滤芯11，所有滤芯上部开口流出的液体在管板上方汇集到一起，从过滤器壳体上方的滤清液出口 13流出过滤器，经管线进入第二级过滤的过滤器2。同时，固体催化剂颗粒会被阻挡在楔形金属丝缠绕滤芯11表面上，形成滤饼层。随着过滤时间的延长，滤饼层的厚度逐渐增加，流阻也相应增大，当滤饼层达到一定的厚度，也就是过滤器进出料的压差达到设定值或过滤器的过滤工作时间达到设定值，过滤器就需要通过反冲洗再生。 反冲洗过程就是先关闭过滤器的油浆入口 12和过滤器的滤清液出口 13的阀门， 用回炼油对过滤器内部的油浆进行置换，当置换完成后，关闭回炼油进料阀和滤清液出口阀，打开反冲洗气入口 14的阀门，对过滤器进行加压，当压力达到设定值，快速打开过滤器底部排放口 15的阀门，反冲洗气体的压力会作用在滤清液16上方，推动滤清液16反向快速流动，快速流动的滤清液会将滤饼推离滤芯，从底部排放口 15流出过滤器，形成反冲洗过程。反冲洗完成后，过滤器就可以重新进入下一周期的过滤过程。本发明的有益效果在于与目前现有装置相比较，现有的过滤系统最多只能连续开工3个月，就会堵塞，滤芯就需要拆下来运到国外进行清洗再生，或者更换新的滤芯。需要很高的费用。更重要的是，对于所有炼油装置，必须要保证装置连续运转一年才进行一次停车检修。而现有的过滤系统根本无法满足目前国内的重油催化裂化装置的至少一年操作的基本要求。采用二级过滤的催化裂化装置外甩油浆过滤装置后，过滤系统的操作可以连续使用2年再进行离线清洗。大大延长了过滤器的连续操作时间，节省费用，保证了重油催化裂化装置连续运转的要求，实用性强。
图1为本发明的结构示意图。图2为本发明的控制原理图。
具体实施例方式实施例1
参见图1及图2，本发明的二级过滤的催化裂化装置外甩油浆过滤装置，包括串联的第一级过滤与第二级过滤，该第一级过滤为一台或二台过滤器1，该第二级过滤为至少二台过滤器2 ；第一级过滤的过滤器1采用的滤芯为楔形金属丝缠绕滤芯11，该楔形金属丝缠绕滤芯11由截面为楔形的金属丝缠绕构成，每一圈金属丝和相邻的金属丝之间的缝隙根据油浆中固体催化剂颗粒尺寸分布，选择一个合适的尺寸，范围为10-50微米，可选为10微米、 15微米、20微米、25微米、30微米、35微米、40微米、45微米或50微米等不同的尺寸，并且是连续的漏斗形；第二级过滤的过滤器2采用金属粉末烧结滤芯3。外甩油浆过滤器主要是由过滤器的壳体、管板以及滤芯组成。所述的楔形金属丝缠绕滤芯11及金属粉末烧结滤芯3是安装在过滤器管板上的管状过滤元件，该滤芯与管板连接端开口，另一端封闭；滤芯管状表面上有缝隙或微孔。所述的楔形金属丝缠绕滤芯11及金属粉末烧结滤芯3还可以为对称的多孔金属结构或表面带涂层的非对称结构的滤芯。所述的第一级过滤的过滤器1的反冲洗再生时间总是在第二级过滤的过滤器2形成滤饼层之后。实施例2 —级过滤器的操作过程实施例
一级过滤器是在要保护的过滤器即将离线反冲洗时开始工作的。油浆从过滤器1的底部进入过滤器，油浆在压力的作用下由楔形金属丝缠绕滤芯11的外部穿过滤芯从过滤器的滤清液出口 13流出。大部分的固体催化剂颗粒会在楔形金属丝缠绕滤芯11外表面形成滤饼。过滤在线循环时间可以设定。当形成预定的滤饼后，预过滤器就停止工作，用回炼油进行滤饼清洗。当一级过滤器1完成反冲洗后，重新上线工作时，油浆首先会通过一级过滤器1，将不能穿透一级过滤器1上的滤饼的浙青质和颗粒拦截下来，部分小颗粒的催化剂会进入下游二级过滤器2形成滤饼层。二级过滤器2的滤饼形成后，一级过滤器1下线进入反冲洗再生，准备进入下一个过滤循环。实施例3 二级过滤器操作过程实施例
过滤过程是在油浆(从管板下)流入过滤器中并且流经金属粉末烧结滤芯3时发生的。固体(催化剂粉末)由于尺寸大于孔径被阻挡在滤芯表面以外形成滤饼。干净的油浆流经过滤饼层，穿过金属粉末烧结滤芯3，成为干净的滤清油流出过滤器。
在过滤过程中，滤饼会逐渐加厚并且流通阻力逐渐增加。通过增加滤芯的内外壁的压差保持设定的流量。在这种方式下，过滤不断进行直到最后的滤芯压差到了设定值或者到达设定的过滤最长时间，这时就必须进行过滤器反冲洗来冲掉滤饼。
二级过滤器反冲洗也是要切断流入的液体并且隔离过滤器。在过滤器壳体中的油浆会被回炼油置换出去。之后，用干气稳定罐中的干气对过滤器增压，直到设定的反冲洗压强， 打开底部排渣阀，快速泄放的压力和反向液流使滤芯内壁的滤饼与滤芯剥离，从底部的排渣阀流入反冲洗接收罐。为了保证整体过滤系统的流量连续，二级过滤器要至少2台。通过合理安排二级过滤器的反冲洗时间，可以实现只使用一台一级过滤器，使一级过滤器先形成阻挡浙青质的滤饼层，然后让一级过滤器轮流与没有形成滤饼保护层的刚开始在线过滤的二级过滤器进行串联。实施例4
本发明也可以采用2台一级过滤器，分别与二级过滤器串联的工艺路线。所有进入二级过滤器的油浆都可以首先在一级过滤器内先进行一次过滤。这样，进入二级过滤器的油浆中的固体含量将大大减少，使二级过滤器的在线工作时间大大延长，可以减少二级过滤器的反冲洗频次，使二级过滤器内的滤芯的使用寿命延长。实施例5
2010年，在锦州石化公司安装了本发明的二级过滤的催化裂化装置外甩油浆过滤装置。处理能力为25吨/小时，第一级过滤采用一台楔形丝缠绕滤芯的过滤器，第二级采用 2台金属粉末烧结滤芯的过滤器，第一级过滤器轮流与第二级过滤器串联操作，2台第二级过滤器在形成滤饼后并联操作，这时第一级过滤器进行反冲洗。全套过滤系统采用PLC自动控制，包括过滤、反冲洗在内的所有过程都是自动操作的，不需要人为干预。该过滤系统已经连续运1年以上。一级过滤可以滤除70%的固体杂质，二级过滤器可以滤除剩余杂质， 滤清液的固体含量小于lOOppm。
权利要求
1.一种二级过滤的催化裂化装置外甩油浆过滤装置，其特征在于包括串联的第一级过滤与第二级过滤，该第一级过滤为一台或二台过滤器(1 )，该第二级过滤为至少二台过滤器(2)；第一级过滤的过滤器(1)采用的滤芯为楔形金属丝缠绕滤芯(11)，该楔形金属丝缠绕滤芯(11)由截面为楔形的金属丝缠绕构成，每一圈金属丝和相邻的金属丝之间的缝隙根据不同催化裂化油浆中固体颗粒尺寸分布情况，选择为1(Γ50微米，并且是连续的漏斗形； 第二级过滤的过滤器(2)采用金属粉末烧结滤芯(3)。
2.根据权利要求1所述的二级过滤的催化裂化装置外甩油浆过滤装置，其特征在于 所述的楔形金属丝缠绕滤芯(11)及金属粉末烧结滤芯(3)是安装在过滤器管板上的管状过滤元件，该滤芯与管板连接端开口，另一端封闭；滤芯管状表面上有缝隙或微孔。
3.根据权利要求1或2所述的二级过滤的催化裂化装置外甩油浆过滤装置，其特征在于所述的楔形金属丝缠绕滤芯(11)及金属粉末烧结滤芯(3)为对称的多孔金属结构或表面带涂层的非对称结构的滤芯。
4.根据权利要求1所述的二级过滤的催化裂化装置外甩油浆过滤装置，其特征在于 所述的第一级过滤的过滤器(1)的反冲洗再生时间总是在第二级过滤的过滤器(2)形成滤饼层之后。
全文摘要
本发明涉及一种二级过滤的催化裂化装置外甩油浆过滤装置，其特征在于包括串联的第一级过滤与第二级过滤，该第一级过滤为一台或二台过滤器，该第二级过滤为至少二台过滤器；第一级过滤的过滤器采用的滤芯为楔形金属丝缠绕滤芯，该楔形金属丝缠绕滤芯由截面为楔形的金属丝缠绕构成，每一圈金属丝和相邻的金属丝之间的缝隙是固定的，并且是连续的漏斗形；第二级过滤的过滤器采用金属粉末烧结滤芯。优点在于采用二级过滤的催化裂化装置外甩油浆过滤装置，过滤系统的操作可以连续使用2年再进行离线清洗。大大延长了过滤器的连续操作时间，节省费用，保证了重油催化裂化装置连续运转的要求，实用性强。
文档编号B01D36/02GK102151433SQ20111003202
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月30日 优先权日2011年1月30日
发明者周旭, 王丹宁 申请人:周旭, 王丹宁