洛阳分公司列管式自动反冲洗过滤器在蜡油加氢装置上应用分析

1、列管式自动反冲洗过滤器在蜡油加氢装置上应用分析刘志成（中国石油化工股份有限公司洛阳分公司 河南洛阳 471012）摘要：中国石化洛阳分公司蜡油加氢处理装置于2009年5月开工，在该装置自动反冲洗过滤器采用了和国内同类型装置不同设备型式的设计方式，没有选择传统的“双罐式”，而采用了“列管式”的设计型式。在一年多的实际运行中，该设备运行基本稳定，但也出现了一些实际问题，本文就出现的问题和解决方法进行简要分析。关键词：列管式自动反冲洗过滤器 加氢处理装置 应用分析中国石化洛阳分公司蜡油加氢处理装置是洛阳分公司800万吨/年炼油扩能改造、油品质量升级一期工程的重点装置之一，装置处理能力为220

2、5;104t/a，总体设计开始于2005年，2009年5月一次开车成功。该装置设计加工原料油为减压蜡油、焦化蜡油以及脱沥青油的混合油，产品为硫含量小于1700mg/g加氢精制蜡油，供催化装置做原料。该装置的自动反冲洗过滤器设计采用了列管式的设计，工艺位号为FI5101，过滤器设计为四列，每列五组过滤单元。1 加氢装置中自动反冲洗过滤器的简介在2007年，中国石化洛阳分公司蜡油加氢处理装置筹建过程中，对国内加氢装置的自动反冲洗过滤器进行了调研，镇海炼化分公司、广州分公司等同类型蜡油加氢处理装置自动反冲洗过滤器均采用了“双罐式”型式设计，列管式自动反冲洗过滤器在国内加氢处理装置应用的经验也局限于柴

3、油、汽油等组分较轻的加氢处理装置，在洛阳分公司蜡油加氢处理装置的设计中，洛阳石化工程公司没有选用传统的“双罐式”型式，而是采用了“列管式”的设计型式。2 洛阳分公司蜡油加氢处理装置列管式自动反冲洗过滤器的简介图1 金属锲形缠绕丝网滤芯结构简图蜡油加氢处理装置列管式自动反冲洗过滤器采用机械分离原理，使用进口(比利时Trislot公司)的316L不锈钢金属锲形缠绕丝网滤芯(约翰逊网)将原料油中杂质分离出来。过滤器设计有4列共20组并联的过滤单元组成。当原料油流经装有滤芯（图1为金属锲形缠绕丝网滤芯结构简图，正常流程由外至内，反冲洗时由内至外）的过滤容器时，颗粒物逐渐沉积并聚集在滤芯外表面区域形成滤

4、饼。随着滤饼厚度的增加，液流越来越难于穿过滤芯，压差增大，当压差或时间达到预先的设定值时，首先关闭该组的原料油进口阀，接着快速打开硬密封的反冲洗阀，利用滤后的干净滤液从过滤器顶部到过滤器底部，形成一个压迫流，将滤芯表面的滤饼脱掉，卸下的滤饼全部排入污油线，待该列的5组全部反冲洗一遍后，关闭排污阀，恢复正常过滤流程，再依次反冲洗另三列。图2为反冲洗过滤器其中一列的工艺流程简图。反冲洗过滤器的主要设计参数如表1。图2 蜡油加氢处理装置列管式自动反冲洗过滤器工艺流程简图表1 洛阳分公司蜡油加氢处理装置反冲洗过滤器设计主要参数项目数值最大流率/kg.h-1270107Base*110%密度(157)/

5、kg.m-3852.2粘度(157)/cp5.2327温度/157230压力/MPa(G)0.951.04(关闭压力)原料油背压/MPa(G)0.35正常时过滤器压差/MPa(G)0.150.2过滤精度/µm25进口管直径/mm250出口管直径/mm250反洗周期/h6滤芯尺寸/mm直径37.5，长度1300滤芯数量/条.壳-119(共760条)滤芯面积/m2.壳-12.907(116.28m2/台)开孔率，%3流通率/m3.h-1.m-23.001允许压降/MPa0.150.2反冲洗过滤器型号ZFG-11 0/5.025m由上述设计参数可以计算得出：每列过滤器的过滤能力=3.001

6、m3/h.m2×2.907m2/壳×10壳×852.2kg/m3=74345.08kg/h，也就是每列过滤器能满足设计110%负荷（270107kg/h）的27.5%的过滤能力。当其中一列过滤器检修时，其他三列按照正常过滤承受能力只能满足82.6%的设计负荷过滤需求。3 列管式自动反冲洗过滤器在运行中出现的问题洛阳分公司蜡油加氢处理装置自2009年5月份开工以来，由于分公司油品质量的需要，装置一直处于满负荷生产状态。在一年多的实际生产过程中，装置负荷在90%100%水平运行时，列管式自动反冲洗过滤器反洗周期可以控制在6h设计值以上，但如果负荷在105%110%水平

7、运行，反洗周期明显缩短。尤其是在2010年7月1日，蜡油加氢处理装置原料发生波动后，反洗周期更是缩短到不到20分钟，现场利用蒸汽线进行多次强制反冲洗，效果不大。7月6日，蜡油加氢处理装置决定降量至210t/h运行，FI5101自动反冲洗过滤器拆开清洗滤芯。滤芯拆开后，发现约翰逊网外表面没有大颗粒的杂质，有一层粘稠状黑色油污。拆卸出的滤芯，在现场用新鲜水进行过滤器的反冲洗，滤芯表面仅出现表面渗漏，表现为滤芯堵塞明显反冲洗不畅。反冲洗过滤器滤芯表面黑色油污经分析为焦粉、重油混合物，并含有胶质。该黑色混合物用柴油试清洗后，容易溶解脱落。拆卸的十组滤芯经过碱煮和外表面清洁等措施，滤芯表面黑色油污去除后

8、，再次用新鲜水反冲洗，情况明显良好。图6 滤芯清洗后用新鲜水反冲洗的情况4 列管式反冲洗过滤器运行问题的简要分析（1）蜡油加氢处理装置原料为157的减压蜡油、焦化蜡油以及脱沥青油的混合油。在实际生产运行中，作为混合油主要成分的减压蜡油的粘度平均在7 mm2/s，在2010年6月份后，平均粘度达到了 8 mm2/s，而过滤器设计粘度为5.2327 mm2/s，粘度过大，超出滤芯的设计过滤粘度，造成过滤器滤芯过滤困难和反冲洗效果不良。（2）焦化蜡油以及掺炼的焦化汽油所含焦粉颗粒，该焦粉粒径较小，有很大一部分是粒径小于25m的微细颗粒，在初始过滤时可以通过滤芯，但在滤芯的表面有了一定的杂质之后，随滤

9、芯的过滤孔径减小，焦化汽油含有的微细颗粒会很快引起过滤器的差压上升，而脱沥青油中含有的一些胶质会成为焦化蜡油、焦化汽油中携带焦粉的成核剂，使本应该能通过滤芯过滤的大量焦粉吸附在胶质周围，引起过滤器滤网的堵塞，造成频繁冲洗。（3）自动反冲洗过滤器设计过滤能力卡边，在一列过滤器检修时，其他三列过滤器按正常设计只能承担82.6%的装置负荷过滤需求。5 列管式反冲洗过滤器运行问题的解决措施和建议针对装置需要继续满负荷运行一年时间，对列管式反冲洗过滤器在线控制采取以下措施：（1）控制含焦粉最多的焦化汽油的掺炼量。焦化汽油中所携带的焦粉含量最多，焦粉微粒是引起过滤器堵塞，造成差压上升的主要原因，控制原料中

10、焦粉是保证反冲洗过滤器正常运行的主要措施。（2）针对反冲洗过滤器频繁反冲洗的临时处理措施：利用蒸汽反冲洗线接口，增加柴油反冲洗流程，柴油由蜡油加氢处理装置内柴油泵出口引出，利用柴油泵出口的200、1.0MPa的精制柴油作为较混合蜡油更为清洁的反冲洗介质引入反冲洗过滤筒内，手动控制对差压高的滤芯进行浸泡和反冲洗。由于精制柴油清洁、油质轻、温度高、压力也高于蜡油反冲洗压力，而且还可以有浸泡作用，所以该方法应优于蜡油反冲洗，但是由于是利用接临时线的方法，所以只能做为过滤器差压高时的临时应急处理措施。具体流程图如图3。图3 自动反冲洗过滤器FI5101柴油临时线流程示意图根据分公司生产实际情况的分析和

11、混合蜡油介质粘度高、焦粉含量高等特点，在装置停工检修时建议采取以下措施：（1）综合国内同类型蜡油加氢处理装置双罐式过滤器的柴油浸泡程序的优点，建议在现有过滤器的基础上进行设备改型，由滤后蜡油自反冲改为由精制柴油外反冲的列管过滤器。外反冲洗过滤器可在原过滤器上进行改造，滤芯和滤筒可不做改动，增加外反冲流程线和所需要的阀门。在反冲洗程序的改动中，可增加柴油浸泡的程序，以提高反冲洗效果。外冲洗介质可以考虑蜡油加氢装置的精制柴油，但要经过工艺核算，以免影响精制柴油的运行。建议改造的外冲洗过滤器示意图如图4。图4 自动反冲洗过滤器FI5101外冲洗改造示意流程图（2）建议在原四列过滤器的基础上增加一列，以扩大反冲洗过滤器的过