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反冲洗过滤器

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自动反冲洗过滤器的开发及在 脱硫溶剂系统的应用

发布时间:2017-06-29 09:32:31 4年前 热度:1379 ℃

1前言

炼厂气(焦化干气、催化干气等)或天然气因其中含有较高的H2S,一般不能作燃料或原料,必须经脱硫处理。目前常用的脱硫剂有MEA,DEA,MDEA等。由于焦化干气容易携带焦粉,催化干气中含,在脱硫过程中产生沉淀物及H2s等酸性气体对设备腐蚀生成铁镑等,造成溶剂污染,引起溶剂起泡,易发生拦液和带液现象,严重时还损坏设备,使装置停工,尤其采用高效脱硫剂的装置更加明显。

长岭分公司焦化干气脱硫装置是将焦化干气脱硫后用作制氢原料,使用MEA溶剂,主要工艺流程如图1所示。由于焦化干气带来大量焦溶剂发泡,一直无法长周期处理全部焦化干气,高效脱硫剂的浓度只能用到30%,严重影响了经济效益。

由上述分析可见,清除溶剂中的焦粉、铁锈、降解物等固体颗粒,对避免溶剂发泡,对于保护设备、延长装置开工周期、提高经济效益意义重大.


2过滤器的设计思路

分离出焦化干气中的焦粉可采用旋风分离的方法,但不能彻底解决溶剂发泡的问题。在溶剂系统增设高密度的过滤器,可滤除不论何种原因产生的固体颗粒,消除发泡源。通过采样,脱硫溶剂中固体颗粒含量及分布如图2U)所示。

粉,加上溶剂系统的腐蚀溶解物、铁锈等残渣,系统一直很脏,每次大检修均为清理重点。1999年1月〜2000年1月,因溶剂发泡、拦液等原因停工3次。

图1焦化干气脱硫原则流程图长岭分公司另一套脱硫装置,采用的溶剂为从图2U)可知:溶剂中固体颗粒主要在0.4pm〜60jLtm的范围,而3^m〜10pm的颗粒为最多(约占50%),小于扣m的颗粒大约占了25%,因此要求过滤网的密度大,能除去大部分颗粒而做到压降最小。

基于以上分析,若在贫液泵一吸收塔之间增设一台高密度差压式自动反冲洗过滤器,既能满足反冲洗压差的需要,又能保证进吸收塔的溶剂干净,如图2(b)所示。为此,经过与温州海米特集团公司一年多的研究开发,2002年4月

高效脱硫剂,加工的主要气体为催化干气,因怕

图2脱硫溶剂中固体颗粒含量及分布


3反冲洗过滤器的工作原理

反冲洗过滤器由过滤器(2台)、执行机构、程序控制器三部分组成,它的主要特点是根据系统的压差信号来触发程序控制器,致使程序控制器通过执行机构对过滤容器进行自动冲洗,整个冲洗的过程不影响系统的正常过滤,通过对程序控制器的设定,可以使整个系统实现交替过滤、并联过滤、串联过滤、旁路4种工作模式,以满足用户的不同使用要求。过滤器的控制流程如图3所示a新的溶剂过滤器在长岭分公司焦化干气脱硫装置投用,投用后效果良好,能除去溶剂中绝大部分的焦粉、铁锈、腐蚀产物等杂质,使溶剂变清,不再发生拦液。

图3过滤器控制流程

此过滤器采用的程序控制器为PLC可编程程序控制器,PLC是以差压开关或时间继电器作为触发信号,通过输出触发信号使现场的电磁阀动作,从而带动执行机构动作,使过滤器系统按预先设定的程序进行工作。程序控制器有以下功能:

a)设定4种工作程序(即工作模式);

b)设定定时反冲洗功能;

c)强制反冲洗功能。

4种工作模式中,除旁路不经过过滤器外,其余3种模式介绍如下:

a)交替过滤模式

当过滤器处于交替过滤工作模式时,在正常过滤过程中,只有一个容器处于在线过滤状态•而另一个容器在反冲洗后处于待机状态。过滤器A处于在线过滤状态,则当差压信号到达设定值P后,程序控制器指令执行机构迅速将过滤器B投人在线过滤,然后对过滤器A进行反冲洗后离线处于待机状态,系统继续检测差压值P,如P值到达设定值后则过滤器A处于在线工作,过滤器B进行反冲洗后处于待机状态。

b)并联过滤模式

当过滤器处于并联过滤工作模式时,过滤器A,B都处于正常过滤状态,当差压信号到达设定值P后,通过程序控制器,使过滤器A处于反冲洗状态,过滤器B仍然在线过滤,过滤器A反冲洗后切回到过滤状态,过滤器B处于反冲洗状态,反冲洗后将过滤器B切回到在线过滤状态,系统继续检测差压值P,如:P值到达设定值后,继续执行反冲洗程序。

c)串联过滤模式


当过滤器处于串连过滤工作模式时,过滤器A为一级过滤单元,过滤器B为二级过滤单元,即原料先通过过滤器A过滤后,再通过过滤器B过滤。当差压信号到达设定值P后,通过程序控制器,首先将过滤器A走旁路,即所有的原料通过过滤器B进行过滤,然后对过滤器A进行反冲洗,反冲洗后将过滤器A切回到在线过滤状态,紧接着将过滤器B走旁路,对过滤器B进行反冲洗,反冲洗后将过滤器B切回到在线过滤状态,系统恢复到串连工作模式下继续检测差压值P。

4过滤器的使用效果

反冲洗过滤器于2002年4月投用,获得一次成功,取得了很好的效果。

通过过滤器投用前后溶剂采样的比较,投用过滤器前溶剂为黑色,投用后溶剂明显清澈,表明绝大部分焦粉被滤去。

通过对贫液的泡高及消泡时间分析发现,过滤后泡高比过滤前大幅降低,消泡时间也变短,说明泡沫的稳定性也降低了。具体数据见表1。

表1过滤器投用前后效果比较

项目

泡高/mm

消泡时间

颜色

是否拦液

过滤前

300

12秒1

黑色

过滤后

60

6秒5

清澈

从装置运行效果看,投用过滤器前,频频拦液,操作难以正常,拦液严重时.焦化干气(标准状态)只有3000mVh左右即出现拦液;投用

过滤器后,十气流量C标准状态)高达5700m'/h,也没有出现拦液现象。


5使用过滤器经济分析

采用此种自动反冲洗过滤器后,可避免溶剂发泡,保持装置长周期运转,对因害怕溶剂发泡采用MEA的企业,可考虑改用高效脱硫剂,经济效益显著。以本装置为例,每年可节约费用20万元人民币,详见表2。

表2采用过滤器效益分析万元’a

项目

投资额

操作费用

溶剂费用

合计

采用

+40

一100

^-40

-20

不采用

0

0

0

6结论

长岭分公司与温州海米特集团公司联合开发的用在脱硫溶剂系统自动反冲洗过滤器设计先进,使用效果好,有推广价值。


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