油漿過濾技術的應用及改進

蔣明濤 楊玉峰

摘 要：介紹了中石油云南石化有限公司3.3Mt/a重油催化裂化裝置油漿過濾系統的應用情況，運行半年后出現過濾器泄漏造成濾清液固含量超標，通過改進過濾器濾芯固定方式，將螺栓固定改為焊接固定后，消除了過濾器濾芯泄漏的隱患，濾清液固含量滿足焦化指標要求。

關鍵詞：油漿過濾;過濾器;濾清液;催化劑細粉

近年來隨著原油的重質化和劣質化，為提高煉廠的經濟效益，新建催化裂化裝置以重油催化裂化工藝為主，加工加氫渣油等重油原料，油漿產量一般約占催化裂化加工量的6%～8%[1]。為實現油漿的高效利用，多數煉廠將油漿作為焦化裝置的原料，但由于催化油漿中含有2000mg/kg以上的催化劑固體顆粒，易造成焦化裝置設備管道的磨損。采用油漿過濾技術可將油漿中的固含量（灰分）降低至500mg/kg以下，可滿足焦化原料要求。云南石化公司催化裂化裝置油漿過濾系統運行半年后，過濾器泄漏造成濾清液固含量不合格，通過改進過濾器濾芯的固定方式，運行效果較好，滿足生產指標需求。

1 油漿過濾系統介紹

1.1 概況

云南石化公司重油催化裂化裝置處理量為330萬t/a，設計油漿收率為6.9%，于2017年8月投產。油漿過濾器采用上海藍科石化環保科技股份有限公司工藝包，設計處理量為27t/h，最大處理量為35t/h，由2臺預過濾器，2臺精過濾器，1臺濾餅接收罐，1臺干氣穩定罐以及相應的配套管線、閥門和系統操作所需要的儀表組成。

1.2 工藝流程

催化裝置來高溫油漿經預過濾器過濾后進入精過濾器，出精過濾器的濾清液被送到下游裝置，過濾過程中，被過濾下的催化劑和油漿混合物，先用回煉油進行轉換，然后再用干氣進行加壓，反沖洗，送入濾餅接收罐，然后通過干氣加壓送至催化裂化裝置原料油罐或者通過濾渣泵加壓后冷卻至90℃以下后送至罐區。工藝流程分為柴油浸潤、預熱流程;回煉油置換、預熱流程;預過濾器的過濾、反吹流程;精過濾器的過濾、置換、反吹流程;排渣流程。其中柴油浸潤流程和回煉油置換流程為開工流程。兩臺預過濾器和兩臺精過濾器按照“同時在線、輪流下線”的方式工作，單臺預過濾器和精過濾器串聯能夠滿足總過濾量的要求。

1.3 過濾原理

當油漿從過濾器管板下部進入過濾器后，過濾過程開始，油漿會穿過濾芯的多孔金屬材料。由于催化劑固體的尺寸大于多孔金屬的孔徑，會被截留在濾芯的外表面，形成濾餅。清潔的油漿會穿過濾餅，穿過濾芯，從過濾器流出，形成濾后液。

1.4 過濾器濾芯介紹

油漿過濾系統的核心元件是過濾器內部的濾芯，預過濾器采用Trislot公司的楔形絲濾芯，過濾精度為15μm，精過濾器采用GKN公司的覆膜金屬粉末燒結濾芯，過濾精度為0.5μm。

1.5 操作模式

油漿過濾系統操作分自動可控制模式和手動方式兩種。自動控制模式：過濾系統將按照操作人員設定的參數依次進行預熱，過濾，反沖洗，填充，以及濾餅接收罐排渣等操作。在這種操作方式下，無需操作人員干預。手動方式：沒有控制程序運行，允許操作人員通過操作界面對單臺設備的性能進行檢驗和操作。

2 運行工況及總結

2.1 首次投用運行工況

云南石化油漿過濾系統自2017年11月投用運行，中間1月份曾出現過因旁路手閥未完全關閉，出現的濾清液超標現象，此后到4月下旬前一直保持正常運行，濾清液指標合格。見表1。

從該表可看出油漿過濾系統運行效果良好，油漿灰分脫除率達93%以上，濾清液全部送至焦化裝置做原料，與油漿直接外賣相比經濟效益良好。

自4月27日開始濾清液固含量出現兩次超過0.05%，5月6日后濾清液固含量則開始持續大于0.05%。根據此情況，聯系油漿過濾系統廠家上海藍科環保科技有限公司對濾清液進行粒度分析，結果顯示濾清液中出現了明顯的粒度大于20μm的粒度分布峰，大于20μm的顆粒達17%左右，大粒度顆粒的占比較大。

對比4月份和5月份預過濾器和精過濾器的運行工況，見表2。從表中可看出油漿固含量和處理量增加的情況，預過濾器下線頻次明顯降低，精過濾器延長下線時間至33h壓差仍只能達到180kPa，升不到規定的下線壓差200kPa。結合不合格濾清液的粒度分析，可推斷出濾清液固含量不合格為過濾器泄漏造成。

2.2 初期檢修情況

根據上述論斷，2018年7月油漿過過濾系統切除檢修，打開大蓋后發現濾芯固定板上堆滿催化劑泥，見下圖1。從圖中還可看出，局部濾芯未堆有催化劑泥的點則為墊片泄漏的點。此次檢修更換了濾芯墊片和彈簧墊圈，但檢修投用后運行不到一周，過濾器壓差上漲較慢，濾清液固含量超出0.05%。2018年11月再次檢修，發現濾芯墊片仍然泄漏，且有少量濾芯損壞，此次檢修除了更換濾芯墊片和彈簧墊圈，并增強濾芯螺栓安裝扭矩值，更換損壞濾芯，但運行后仍效果不好。

3 改進措施

3.1 改變精過濾器濾芯固定方式

從上兩次檢修得出精過濾器濾芯采用螺栓固定形式不能解決泄漏狀況，因此2019年3月檢修方案為將精過濾器濾芯固定模式改為焊接模式，且在底部加固定托盤，避免下線反吹時濾芯振動幅度過大，造成濾芯折斷。

3.2 停止濾渣回煉

針對濾清液固含量指標不合格查找原因時，發現2018年4月23日濾渣改至催化原料罐后，油漿固含量逐漸上升，造成精過濾器下線頻次增加，回煉油置換使用量增加，則將精過濾器下線壓差提至250kPa，而后精過濾器泄漏嚴重，壓差上漲變慢。經分析為濾渣中催化劑細粉含量高，且為油漿過濾產生，當濾渣返原料罐回煉時，濾渣進入提升罐反應，但其中的催化劑細粉在沉旋中無法回收，繼續進入分餾油漿系統中，如此循環造成油漿固含量逐漸上升，不利于油漿過濾系統的長期平穩運行。故濾渣停止進催化原料罐回煉，改回原來流程送至罐區處理。

3.3 其他措施

除了改變過濾器濾芯的固定方式，通過對油漿過濾系統運行分析發現，當油漿循環泵切換時，當天油漿固含量會大幅度上漲，超過10g/L。原因為油漿系統有催化劑細粉沉積，當油漿循環油漿泵切換時將沉積的催化劑細粉攪動起來，油漿固含量上升，待切泵結束，油漿循環量穩定后，油漿固含量恢復正常。油漿固含量上升超出油漿過濾系統的原料設計要求（油漿固含量不大于0.6%），將對油漿過濾系統造成沖擊，過濾器壓差快速上漲，造成過濾器頻繁下線，不利于濾芯的長周期運行。因此當循環油漿泵需切換時，應先臨時切除油漿過濾系統，當切換結束油漿循環量穩定后，再投用油漿過濾系統，可有效避免對過濾器造成沖擊，影響濾芯使用壽命。

3.4 改進后的效果

2019年3月檢修改變精過濾器濾芯固定方式后，運行工況見表3。從改表可以看出精過濾器無泄漏現象，過濾效果良好，油漿灰分脫除率達97.67%。但由于過濾器泄漏及檢修造成濾芯堵塞嚴重，從下線時間和下線壓差可以看出運行條件已不如首次投用時的工況。

4 結論

精過濾率器濾芯固定方式由螺栓固定改為焊接固定，可有效避免過濾器泄漏造成濾清液固含量超標，滿足焦化原料的指標要求，具有良好的經濟效益。同時要保證油漿過濾系統長期穩定運行，還需優化操作，避免油漿固含量超高對濾芯造成沖擊，應避免濾渣返原料罐回煉，并在循環油漿泵切換前臨時切除油漿過濾系統。

參考文獻：

[1]張艷梅，趙廣輝，盧竟蔓，等.催化裂化油漿高值化利用技術研究現狀[J].化工進展，2016，35（3）：754-757.

作者簡介：

蔣明濤（1985- ），男，西北大學應用化學專業畢業，本科，中石油云南石化有限公司生產一部工程師。