柴油加氢裂化原料反冲洗过滤器SR-101振动大原因分析及对策

张志键

摘 要：柴油加氢裂化装置反冲洗过滤器主要用于脱除液体中的固体颗粒杂质，它采用表面过滤的方式，将大于滤孔尺寸的固体颗粒拦截在濾芯外表面。这些颗粒杂质在过滤器在达到预定的压力降或预定的时间后进行在线脱除，它的正常运行对装置设备和催化剂起到很好的保护作用。

关键词：柴油加氢裂化装置 反冲洗过滤器 探讨

1 装置概况

柴油加氢裂化装置采用中国石化石油化工科学研究院（RIPP）的柴油加氢裂化MHUG技术，采用单段串联和未转化油循环的工艺流程，设计加工直馏柴油、催化柴油以及焦化柴油，经过加氢脱硫、脱氮、芳烃饱和加氢裂化，最大量的生产石脑油。石脑油进一步加工成轻石脑油、重石脑油。其中重石脑油作为连续重整装置原料，轻石脑油一部分做乙烯原料，一部分用做汽油调和。

原料油进入装置界区后，首先与分馏部分的循环油混合，经过原料脱水预过滤器、原料脱水罐，进入原料油缓冲罐，混合油经原料油升压泵升压，通过原料油过滤器（SR-101）除去杂质，进入滤后原料油缓冲罐。当原料油过滤器压差或者时间到达设定值时，自动启动反冲洗程序进行反冲洗，反冲洗污油进入反冲洗污油罐，经反冲洗污油泵升压、经水冷器冷却后送至轻污油罐区。

2 工艺及设备描述

2.1概述

本套反冲洗过滤器主要用于脱除液体中的固体颗粒杂质，它采用表面过滤的方式，将大于过滤孔尺寸的固体颗粒拦截在滤芯外表面。这些颗粒杂质在过滤器在达到预定的压力降或预定的时间后进行在线脱除。

过滤器采用列管式结构，整个过滤系统能够分成多组布置，每组过滤器都由数个标准化滤筒组成。列管式过滤器布置灵活，系统根据所需要处理的流量来确定滤筒的数量，然后再根据现场尺寸进行组合。这些滤筒平均分配流量，单个滤筒所承担的处理小。反冲洗时仅有一个滤筒单独反洗，反冲洗能量集中在一个滤筒上，因此反冲洗效果能得到最佳保证。

2.2工作原理

2.2.1过滤过程

液体进入过滤器后平均分配至各个滤筒，由外向内经过滤芯，大于滤网开孔尺寸的颗粒被拦截在滤芯表面，过滤后液体在出口总管汇总后流出过滤器完成过滤过程。随着颗粒在滤芯表面不断堆积，过滤器差压逐渐上升。当差压值达到设定值时，系统程序开始控制过滤器进行反洗。

2.2.2反冲洗过程

当系统压差到达预设的设定值，控制程序即启动反冲洗。

反冲洗程序开始时，一个滤筒被暂时性的隔离出来，并且进料流体无法流入该滤筒，此时可根据应用的要求对该滤筒进行清洗作业。然后依次清洗过滤机组上的每根滤筒，从而保证全部反冲洗能量可以作用于每根独立的滤芯。反洗结束后控制程序恢复继续检测系统压差，过滤器恢复正常过滤状态。

反冲洗过程中仅有1个滤筒被切出进行反洗，其余多个滤筒正常过滤，因此可以保证系统的连续运行。

本过滤器由DCS控制，其控制模式为自动和手动兼容方式。

a.自动控制模式：可以选择差压设定和时间设定;

b.手动操作模式：按动DCS上的启动按钮或直接在DCS系统上改变压差值来实现强制反冲洗。

2.2.3技术要求

1.当压差大于150KPa时，系统开始反冲洗。过滤器允许清洁压降：40KPa。要求保证合适的反冲频次及污油量，反冲洗时间达到4小时以上。尽量减少污油量。

2.要求过滤流通率不大于2.0gpm/ft2，（过滤器反冲洗时对应最大工艺额定流量）。过滤精度：98wt% （>25 u）。

3.关键零部件如电磁阀、过滤元件等采用不锈钢（316L），滤筒材质为碳钢。控制阀全部采用气动球阀，气动球阀为金属硬密封，ANSI V级，阀体碳钢，阀芯316，每台控制阀配置回讯开关。

4.各序列过滤器的反冲洗顺控，由DCS控制系统完成。

5.过滤器为直列式自动反冲洗过滤器，滤壳的直径不大于DN200，滤芯与花板采用螺纹密封连接，可拆卸。反冲洗介质采用内部的过滤后原油。每个过滤元件采用单独气动阀。

3故障处理：

自柴油加氢裂化装置开工以来，原料反冲洗过滤器SR-101在冲洗过滤时，每次都引起过滤器本体和一根连接至反冲洗污油罐D-116的管径为DN200mm，长度为40m的污油管线的强烈振动和液击现象。

初期通过在污油管线上加多个支撑，来消减振动，但效果并不明显。运行过程中发现支撑上的螺栓经常松动，多个支撑焊口开裂，振动还引起了导流阀填料破损，导致原料油泄漏。

由于污油管线通过管廊到达D-116入口，反冲洗时也会引起管廊上其他的管线振动，对装置的安全产生了严重的威胁，因此每次在过滤器反冲洗时，生产人员都需要到SR-101处观察监护，防止发生管线焊口及法兰开裂和泄漏事故而导致的非计划停工。

通过观察过滤器反冲洗时的现象，发现排污切断阀每次开启和关闭的时间为1秒左右，在切断阀关闭后，会有多次强烈的振动。针对上述现象组织人员进行了分析和探讨，此条污油管线全长40m，高度12m，可以容纳约1.1吨的污油，污油为80℃混合柴油。当排污切断阀打开时，由于阀门前后背压较高，污油会以较大的流速进入D-116内，冲洗完成后，切断阀瞬间关闭，管内的污油还具有一定动能，一部分污油会继续进入D-116内，由于气体不会马上进入管线的底部，这时管线底部会形成负压，一部分污油会在底部发生汽化，形成较大的气泡。当管内的污油动能为0时，因为管线较高，此时这部分污油具有较大的位能，由于重力作用，会倒流回来，而油气此时会向管线顶部流动，管线底部由负压短时间迅速变成正压，油气一部分液化，另一部分流入管线顶部，这个过程中就会产生严重的液击。由于管线有多处弯头，所以液体和气体的流态较为复杂，这时就会产生多次液击现象，从而导致产生多次振动现象。

当把切断阀的关闭时间延长时，管线内污油的流速会逐渐变小，直至为0，这时切断阀全关，管线内的污油全部停留在管线内，不会继续进入D-116内，这样就不会产生液击现象。

针对以上分析，我们尝试延长切断阀关闭时间来尝试消除液击，在排污切断阀的电磁阀处加上调节消音器，通过减小切断阀消音器的开度，来对仪表风的气量进行调节，调整阀门关阀的速度，从而使液击振动减小（关阀时间从1秒改至4.5秒左右）。处理过后过滤器在反冲洗时，便不会产生液击，振动明显减小。

同时更换了过滤器填料，保证现场无漏油现象。

4结束语：

自动反冲洗过滤器的良好运行对柴油加氢裂化装置的催化剂和设备起到了较为明显的保护作用。通过对现场管线的加固和阀门行程时间的调整，长期以来困扰大家的液击问题被彻底解决，避免了因振动造成大量泄漏而非计划停工的风险，为装置的“安、稳、长、满、优”运行增加了一份保障。

参考文献：

[1]卢丰.蜡油加氢裂化装置中反冲洗过滤器的应用研究[J].当代化工研究，2021（02）：84-85.