袋式过滤器的选型及在45t/h溶剂再生装置上的应用

袋式过滤器的选型及在 45t/h溶剂再生装置上的应用

曹学良 刘树繁

陕西延长石油（集团）延安石油化工厂联合四车间 陕西延安 727406

摘 要： 45t/h溶剂再生装置在大检修中，在富液线上置换安装了一台袋式过滤器，投用后过滤效果良好。与之前的自动反冲洗过滤器相比，该过滤器的应用可以有效降低胺液中的杂质及胺液的发泡频次，改善了液化气、干气脱硫系统的运行状况。

关键词：袋式过滤器 选型 胺液净化

在众多的工艺设计中，经常会选用过滤器。随着技术手段的不断发展，袋式过滤器已经得到了广泛的应用。而在许多石油化工设计手册中，讨论最多的是Y型过滤器、T型过滤器、筒式过滤器及压滤机，对袋式过滤器并没有的太多的介绍。下文简要介绍了袋式过滤器的工作原理、选型流程，重点探讨了其在45t/h溶剂再生装置的应用情况。

1 袋式过滤器的工作原理

袋 式过滤器是一种结构新颖、体积小、操作简便灵活、节能、高效、密闭工作、适用性强的多用途过滤设备。由过滤器的外壳、滤袋两个主要部件组成。过滤过程是在过滤介质表面上液体由入口流进，经滤袋过滤后从出口流出，杂质拦截在滤袋中(如图1)，当袋式过滤器的前置及后置压力表的压差超过一定数值时，表示滤网上的滤渣达到了一定的厚度，此时应停止进料并卸压，打开上部法兰，取出滤袋，更换新的滤袋后即可继续使用。整个过滤过程非常简单，滤袋更换方便，结构简单，适用于只获取滤液不需要滤渣的场合。

2 袋式过滤器的选型流程

袋式过滤器按照滤袋数量的多少分为单袋式、双袋式和多袋式，设备本体的材质和滤袋的材质根据使用要求的不同也存在很大的差异。因此选择一台合适的袋式过滤器对于装置的运行状况的好坏与否至关重要。袋式过滤器的选用大致可以归纳为以下流程（如图2）。

在选用袋式过滤器前，需要收集的工艺参数包括：介质名称、操作温度、操作压力、设计温度、设计压力、截留颗粒大小、流量、粘度、允许压降、固含量、更换周期等。

3 溶剂再生装置胺液过滤系统存在的问题

60万吨/年液化气脱硫脱硫醇装置和10万吨/年干气脱硫装置的脱硫系统采用氮-甲基二乙醇胺（MDEA）作为脱硫剂。但在装置运行过程中,经常发生胺液发泡和拦液现象,导致脱硫塔界位波动严重、操作难度大，甚至会引起雾沫夹带，造成胺液大量流失。

45t/h溶剂再生装置贫、富液线上原来各安装了一台自动反冲洗过滤器（如图2），专用于对胺液中悬浮的物体杂质进行净化过滤，降低胺液发泡频次，但因自动反冲洗过滤器在运行的过程中会产生巨大的滑动摩擦，反冲洗系统一经启动便因过载被迫停止，无法实现正常运行，而且即使实现正常反冲洗，过滤下的杂质也要排放到胺液收集罐，当胺液收集罐内的胺液返回装置时，杂质又被再次带入系统，胺液被二次污染，不能达到彻底去除杂质的目的，导致胺液内固体杂质的含量随着装置的运行逐天增多、频繁发泡，严重影响到双脱装置的平稳操作和产品的质量稳定。

4 改造方案

为有效去除胺液中硫化亚铁、活性炭等固体悬浮杂质，降低胺液发泡频次，从经济性、实用性等角度出发对各种过滤器进行了反复的比较论证，最终袋式过滤器以占地面积小，总价低，滤袋过滤精度高，并且可根据系统情况灵活选择多种过滤精度的滤袋等优点成为最终选择。

下表（表1）为我厂溶剂再生装置胺液过滤器改造的工艺要求。

表1 胺液过滤器改造工艺要求

5. 改造的实施及应用效果

5.1 滤袋的选择

按照袋式过滤器的选用流程，结合上表中的工艺要求和厂家提供的资料数据，在借鉴延炼相关装置中胺液过滤器基本特性的基础上，最终确定的袋式过滤器规格如下（表2）：

表2 胺液过滤器规格

图5为最终选择确定的单袋式过滤器的结构及工艺尺寸。

5.2 改造实施

袋式过滤器在大修完成安装后投入运行。图6为袋式过滤器系统的工艺流程图，胺液流经袋式过滤器后，其中粒径大于或等于20µm的固体杂质被截留在滤袋内。当安装在过滤器前后两块现场压力表的压差达到或接近0．15MPa时，说明其中的杂质已经影响胺液的通过性，则需要切出系统更换滤袋。

5.3 袋式过滤器的使用效果

投用前期，由于胺液中的固体杂质较多，运行一周左右就需要更换一次滤袋，随着投用时间的延长，系统内可被过滤的杂质减少，滤袋投用时间有逐渐延长的趋势，目前基本上是20天更换一次。投用后溶液中的铁离子含量有明显降低，滤袋中的较多，杂质颗粒较大，且有部分有机杂质吸附，大大降低了胺液的消泡频次和消泡时间。

图8 使用后滤袋外观

图7 使用前滤袋外观

图9 使用后滤袋内部

由上面三个图片可以看出，滤袋在使用之前，颜色洁白，结构规整；使用之后，由于受到流体的“冲击”和“撕扯”，形状发生了较大的变化，颜色呈黑灰色；从入口向内看，滤袋的内表面粘附着一层固体颗粒，越到底部越多，尤其在底部和胺液出出口处，粘附了厚厚的一层。

下表（表4）为过滤器使用前后胺液品质和消泡频次的的统计情况。

表4 袋式过滤器使用前后胺液浓度、消泡频次和补水频次统计表（2021年）

根据上表数据，绘制曲线图如下（图10）：

通过上图可以看出，使用袋式过滤器前后，消泡频次明显降低，从使用之前的一周两次降到了一月三次，按照每次添加消泡剂2.5公斤计算，每年可以节约消泡剂150公斤左右；此外，在装置运行过程中，如果发泡频次过高，就要通过倒罐静置后排掉罐底的一部分胺液，从而携带走一部分杂质，但排放会减少系统内胺液的总量，造成系统内物料失衡，为便于操作，在保证浓度的情况下，会给系统内添加一部分除氧水，保证系统内的正常液位。从图上可以看出，使用前后补水的频次降低，有使用前的一月三、四次降到了一月一次，与消泡频次成正比，说明胺液外排量减少。按照每次补水5吨计算，全年可以节约用水180吨。由MDEA 含量曲线就可以看出，使用后系统内胺液的浓度有所提升，而且基本保持一个相对稳定的趋势，这样不仅降低了除氧水的用量，而且保证了胺液的浓度。

5. 结论

6.1袋式过滤器结构紧凑、尺寸合理。安装及操作简单、方便，占地面积较小；更换滤袋方便快捷，省工省时。

6.2 袋式过滤器单位过滤面积的处理流量较大，过滤阻力较小，过滤效率高；过滤精度高，适用范围广，几乎适用于任何细微颗粒或悬浮物。

6.3 袋式过滤器的投用能够有效改善胺液再生系统对固体杂质的过滤效果，降低了胺液发泡程度，降低了消泡剂用量，具有一定地推广价值。

6.4 袋式过滤器使用后，尽管每月还要向系统内补充8吨新鲜胺液，但却减少了外排数量，保证了胺液的浓度，而且除氧水的消耗。

6.5 虽然袋式过滤器的使用对胺液中固体杂质的过滤效果良好，但是还有很大的改造空间，在保证流量的前提下，应该选择精度更高的滤袋，进一步提高过滤的精度。

6.6 胺液发泡由多种因素所致，袋式过滤器仅对降低其中固体杂质的含量有效，因此降低胺液的消泡频次和装置运行成本还需要寻求其他的途径，多管齐下才能达到最理想的效果。

6.7 和滤袋的消耗费用相比，节约的除氧水和消泡剂产生的经济效益很少，但袋式过滤器降低了胺液外排对环境的污染，具有良好的社会效益。

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