王猛

摘要：加氢类装置反应器为固定床反应器，原料油的清洁度对反应催化剂的长周期运行起到至关重要的作用。本文简述了柴油加氢装置自动反冲洗过滤器结构、工作原理，针对反冲洗过滤器在装置运行过程中出现的问题，从滤网结构及过滤原理进行分析，提出了对应的过滤器改造方案，并对改造后的效果进行评价。

关键词：反冲洗过滤器  金属楔形丝网  过滤器  改造

1.引言

某石化公司280万吨/年柴油加氢改质装置于2015年1月建成投产，装置以催化柴油、直馏柴油和焦化柴油的混合油为原料，由于原料油中不可避免的会含有固体颗粒等杂质，如原料油不经过过滤直接进入装置，有可能会污染催化剂，影响反应器床层压降及催化剂的活性及寿命，增加装置检修、换剂的成本，降低装置经济效益。因此，装置内设置自动反冲洗过滤器，脱除大于25微米的固体颗粒，以减缓反应器压降增长速度，保证装置长周期运行。

2.反冲洗过滤器的结构及工作原理

加氢改质装置原自动反冲洗过滤器采用颇尔氮气自动反冲洗过滤技术，该过滤系统采用三个并联的自动反冲洗过滤器，内部滤芯采用金属烧结丝网滤芯，每台过滤器共有滤芯171根，设计过滤精度25微米，反冲洗周期≥4小时，当过滤器压差或时间达到设定值时，反冲洗工作开始进行，其中一台在反洗，另外两台正常过滤，过滤工作的转换是由DCS自动控制完成的，可交替清洗每台过滤器，每次反冲洗只有一罐容器体积的废液污油（1.5m3）产生。

正常工作状态时，介质由外向内通过滤芯，滤芯的有效过滤层将介质中大于过滤精度的颗粒杂质挡在滤芯外表面，干净液体由内排出，并由过滤器出口进入系统，完成过滤流程;反冲洗工作状态时，滤后液在辅助气体压力作用下，由内向外地流经流芯，将过滤元件的外表面上堆积的固体颗粒冲洗掉，完成反冲洗流程。

自动反冲洗过滤器可通过内部控制程序五种参数的设定，实现每台过滤罐的过滤及冲洗过程的时间调节。单台过滤器过滤冲洗过程实际上为充油、过滤、充压、排渣、备用的一个循环过程，根据装置实际工况合理设置各过程的参数，保证过滤及反冲洗的效果。

3.过滤器运行存在的问题

过滤器2015年1月投用，2016年4月检修，将过滤器滤芯取出后发现滤芯表面附着大量杂质，经高温焙烧及超声波清洗后回装。2016年5月再次投用，运转10个月左右过滤器过滤效果开始变差，最频繁时每一个小时冲洗一次，达不到每4个小时冲洗一次的设计要求，严重影响装置进料，为了满足进料要求及减少原料损失，将过滤器副线稍开，减少过滤器的冲洗频次。装置2019年大修对过滤器进行改造，以满足装置长周期运行的要求。

4.原因分析及改造方案

从过滤元件结构进行分析，装置原过滤器使用滤芯结构为金属烧结丝网滤芯，其编织丝网为五层，丝网内杂质走向无规律，利用气体反冲方式很难将滤网夹层内的杂质冲洗下去，造成丝网内部杂质逐渐增多，不能满足装置的长周期运行要求。通过结构对比发现，金属楔形丝网为单层楔形结构，介质流程有规律，具有较好的过滤、反冲效果。

楔形丝网依靠滤饼实现精细过滤作用，大尺寸的颗粒被截留在过滤器表面，并部分封堵滤孔，这些被部分封堵的滤孔起到精细过滤的作用，随着过滤时间的增加，被截留的大颗粒逐渐形成过滤滤饼，滤除更精细颗粒。随着滤饼厚度的增加，过滤器压差也随之增大，为了保证更好的过滤效果，则需要对滤芯进行反冲洗，去除滤芯表面附着的滤饼。因此，反冲洗过滤器的滤饼是一个逐渐形成和去除的循环过程。滤饼层的微观结构极其复杂，难以用传统的几何学描述，文中只简单进行描述。

楔形丝网滤芯为筒装结构，固定在轴向骨架上，正常工作时，介质由外向内通过滤芯，完成过滤流程;反冲洗工作时，滤后液在辅助气体压力作用下，由内而外地流经滤芯，将外表面上堆积的滤饼颗粒冲洗掉，完成反冲洗流程，由于滤网为单层楔形结构，杂质颗粒较容易被反冲洗下去，且冲洗较为彻底。

改造将原三台过滤器壳体利旧，过滤元件由金属烧结网滤芯更换为楔形丝网滤芯。2019年过滤器改造发现过滤器金属烧结网滤芯已堵塞严重。

针对过滤压差影响因素，受氮气缓冲罐和氮气压缩机设计因素限制，反吹气压力为0.8MPa氮气已无提升空间。而原过滤器反冲洗污油回收流程有5个弯头共6米管线，且自下而上进入反冲洗污油罐，按反冲洗污油罐正常控制平均液位50%来计算，反吹下游管路静压约为在0.07MPa，实际含管路阻力应大于0.07MPa。

改造对反冲洗污油管线走向进行优化，以减少污油入罐的阻力，具体方式为新增一层平台，原平台利旧改造，改造原进出口管线、排污管线及相应配套管線，将排污线改造为与反冲洗污油管入口管线标高一致，将反冲洗背压降至最低，改造后的反吹下游管路静压仅为0.01MPa（管路阻力可忽略不计）。

5.过滤器改造前后对比

2017年3月末，由于过滤器滤芯堵塞，反冲洗过滤器每1.5小时冲洗一次，已影响装置正常进料，被迫稍开过滤器副线阀门，保证过滤器每4小时反冲洗一次或者过滤器压差达到0.1MPa时进行冲洗。

改造后过滤器副线阀关闭，过滤器基本上按时限要求每4小时冲洗一次，极少出现因为压差达到0.1MPa进行反冲洗。

6.结束语

自动反冲洗过滤器制造技术成熟，过滤精度较高且自动化程度高，广泛应用于炼油化工行业，尤其是各类加氢装置中。反冲洗过滤器的良好运行，直接或间接的影响装置的经济效益，因此，在设备选型过程中应充分考虑炼厂及装置的特点，选用合适的滤芯及反冲洗形式，本装置改造所用的金属楔形丝网滤芯结构简单，开孔率一致性达到99.99%，反冲效率为普通滤芯7倍以上，较好的适应装置进料组成多，杂质复杂的工况，为装置的长周期运行提供可靠地保证。

参考文献

[1]郭蒙.反冲洗过滤器在蜡油加氢裂化装置中的应用[J].装备应用与研究，2019，26（596）：32--35.

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