Способ регенерации фильтра для нефтепродуктов Советский патент 1992 года по МПК B01D29/52 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам удаления отфильтрованного осадка (нерастворимых примесей, продуктов старения, внешних загрязнений) нефтепродуктов с фильтрующих элементов самоочищающихся фильтров и может быть применено в топливной и масляной системах дизельной и турбинной установок.

Как известно, в последние годы эксплуатационные свойства моторных топлив и масел претерпели существенные изменения. Используемые современные различные виды масел содержат композиции разнообразных растворимых в них органических присадок. Широко используются также и тяжелые сорта топлива. Отличительной особенностью всех этих нефтепродуктов является наличие в них большого количества выпавших в ходе эксплуатации в осадок органических примесей, которые в процессе очистки нефтепродуктов осаждаются на фильтрующем материале фильтра и составляют обычно до 80% общего количества отложений. Практика показывает что неудовлетворительная Очистка нефтепродуктов от органических примесей поиводит к усиленному нагарообразованию, потере подвижности (закоксовыванию) поршневых колец и другим последствиям, которые негативно сказываются на эксплуатации установки в целом.

-ч

о

N) О х

Существующие способы очистки нефтепродуктов обеспечивают достаточную высокую степень очистки. Однако, при этом сами загрязненные фильтры требуют замены или регенерации фильтрующего материала, ч го сопряжено с техническими трудностями реализации по ряду причин Это и качество самой регенерации (так как отфильтрованный осадок прочно связывается с фильтрующим материалом), и достаточно высокая трудоемкость обслуживания, и дополнительные энергозатраты на проведение регенерации i/i прочее.

Известен способ регенерации фильтра, который заключается в автоматическом переключении одной из фильтрующи секций сильфа на промывку противотоком фильг- жидкости Существенными недостатками данного способа являются недостаточная очистка фильтра от осадка отложенного на фильтрующей перегородке, 1 связи с высокой прочностью связи между осадком и фильтрующим материалом и высокий расход фильтруемого нефтепродукта на регенерацию фильтра.

Известен способ регенерации фильтра, включающий предварительную обработку его оастворителем в специальной ванне, последующую продувку воздухом в обратном фильтрации направлении и промывку ч ид остэЮ (бензином) в поле центробежных сил, путем размещения фильтра в цен |робежной камере

Эют способ rpeByei дополнительных neprei ических затрат, обладает значитель ной трудоемкостью обслуживания, высокой сложностью конструктивного исполнения, применим только при выводе фильтра из эксплуатации и с использованием дополни- вльных веществ таких, как растворитель, Ьензин, которые значительно снижает безопасность процесса регенерации.

Известен способ регенерации фильтра для топлива и масла являющийся наиболее близким к заявляемому решению, заключающийся в том, что осадок, выпадающий в процесс фильтрования нефтепродукта и представляющий собой многослойное отложение нерастворимых соединений, продуктов старения и внешних загрязнений нефтепродукта на фильтрующей перегородке например, из металлической сетки № 004 предварительно охлаждают в интервале температур от(-40°С)до(-70°С) в течение 5-10 мин потоком сдросселированной жидкой двуокиси углерода под давлением 1-2 атм (0,1-0,2 МПа) до образования на нем (осадке) снегообразного слоя (выпопняют подготовительную термообработку). Затем обратным потоком нагретого газа или пара

под давлением 4-13 атм (0,4-1,3 МПа) с удельным расходом 0,2-1,3 кг2см2 в течение 5-10 мин производят продувку фильтрующей перегородки фильтра с одновременным нагреванием ее до темпера1уры 60-190°С.

Известный способ характеризуется низкой эксплуатационной эффективностью и узкой областью применения. Устройство,

реализующее способ, сравнительно сложно и громоздко,что увеличивает затраты на его изготовление и эксплуатацию Применение в качестве охладителя двуокиси углерода, необходимой для реализации способа в доБОЛЬНО значительных количествах, как правило, отсутствующей на объектах сравнительно небольших размеров (суда средние и мелкие энергоустановки и прочее) и относительно сложной в изготовлении, существенно ограничивает масштабы использования способа Осуществление известного способа регенерации требует вывода фильтра из эксплуатации Использование жидкой двуокиси углерода и

высоконагретого пара или газа находящегося под большим давлением, обуславливает повышенную степень эксплуатационной опасности. Использование жидкой двуокиси углерода и нагретого газа или пара при

указанных высоких параметрах температур и давлений приводит к разрушению фильтрующих материалов объемного типа, что значительно снижает область применения способа

Цель заявляемого изобретения устранение указанных недостатков, т е повыше- ниеэксплуатационных качеств расширение области применения способа

Указанная цель достигается тем чго в

известном способе регенерации фильтра, включающем подготовительную термическую обработку осадка на фильтрующей пе- регороцке и последующую промывку фильтрующего элемента противотоком в

отличие от него подготовительную теом/не- скую обработку осадка производят непосредственно в процессе фильтрования нефтепродуктов и за несколько этапов

Вначале производят фильтрование нефтепродуктов при относительно высокой температуре от 80 до 90°С с момента очистки фильтра до момента возрастания на нем перепада давления до величины равной 2-3м перепадам давления чистого фильтра (т е производят подготовительную термическую обработку, не прерывая фильтрования) Затем производят рабочее фильтрование при обычной номинальной температуре 50-70°С (соответствующей номинальной нагрузке

двигателя) до момента достижения критического перепада давления на фильтре.

После этого подготовительную термическую обработку осадка возобновляют, продолжают фильтрование при постепенном повышении температуры от номинальной до первоначальной 80-90°С в течение 5-10 мин.

По окончании подготовительной термической обработки осадка промывку фильтра противотоком производят фильтруемой жидкостью при повышенной температуре 80-90°С.

Предлагаемый способ удаления осадка с фильтрующей перегородки самоочищающегося фильтра обеспечивает высокую степень регенерации фильтрующего элемента, обладает повышенными эксплуатационными качествами, конструктивной и технологической простотой реализации, необходимой безопасностью и более широкой областью применения. Как известно, в процессе фильтрования на фильтрующей перегородке образуется отфильтрованный осадок, обусловленный наличием в нефтепродуктах асфально-смолянистых веществ, продуктов старения и механических примесей (в основном органических веществ).

Полнота регенерации самоочищающегося фильтра для нефтепродуктов при промывке противотоком зависит от степени адгезии осадка с фильтрующим материалом.

Проведение в процессе фильтрования подготовительной термической обработки отфильтрованного осадка по определенному режиму снижает адгезию и позволяет обеспечить последующую качественную регенерацию фильтрующего элемента.

Вначале, при осуществлении подготовительной обработки осадка, а конкретно, при фильтровании нагретого до температуры 80-90°С фильтруемого нефтепродукта на чистой поверхности фильтрующей перегородки происходит отложение только крупных асфальто-смолянистых частиц, не растворимых в этом диапазоне температур. Крупные частицы создают сетчатую подложку (первый слой осаждаемых загрязнений), имеющую (из-за своих крупных размеров) ослабленную адгезию с фильтрующим материалом. Мелкие и средние ас- фально-смолянистые частицы при данной температуре хорошо растворяются в фильтруемом потоке, тем самым исключается возможность их отложения на наружной и на внутренней поверхности пор фильтрующей перегородки и, естественно, образование на перегородке прочной и плотной подложки, которая имеет место при номинальном

режиме фильтрозанкя. Образование на P.J- верхности фильтрующей перегородки сплошного слоя гагрязкений из коугны.ч частиц с пониженной адгезией пооисходит за

некоторый промежуток времени, который обусловлен степенью и характером загрязнения фильтрующей жидкости. Возрастание перепада давления на перегородке является признаком образования этого

слоя. Возрастание перепада дапг-е i-«.x. a 2-2 раза превышающего перепад на чистой перегородке ( -3 ДР0). на основе опыта эксплуатации свидетельстзуег с формировании устойчивого слоя сет;- лей гоцложки из крупных частиц i-:a в,еп поверхности перегородки.

При воорасгзнп л пере гэг а д.: олени л ча перегородке до величины образование подложки не завершается. . Ёразозанив подложки характеризующейся перепадом давления Л Р 3 ЛРо нецелесообразно технически, так как не происходит фильтрование мелких асфальт о-смоляни- стых частиц с одной стороны ст-жэет оффективность очистки, а с другой -приводит к повышенной хрупкости образованного слоя подложки, к его самопроизвольному разрушению, что в СБОЮ очередь приводит к. снижению эффективности регенерации.

Фильтрование жидкости при температуре 50-70°С (т.е. при обычной рабочей температуре) является номинзтьным рабочим режимом установки, обеспечивающим очистку жидкости от крупных и мелких нерастзоримых асфально-смолянисть, , частиц загрязнений до момента возрастания перепада давления на фильтрующей перегородке до критического значения.

Последующее постепенное в течение 510 мин подогревание фильтруемой жидкости до температуры 80-90°С обеспечивает прогрев всего слоя осадка, его размягчение и обусловленное этим уменьшение адгезии слоя осадка с фильтрующим материалом. Нагревание жидкости выше 90°С приводит

к частичному излишнему растворен и ю осадка и находящихся в потоке взвешенных частиц, что снижает эффективность очистки жидкости.

Промывка противотоком фильтрующей

перегородки, на которой нижний слой загрязнений из крупных частиц (асфальтс- смолянистых), обладающий пониженной адгезией, дополнительно размягчен подогревом, что понижает еще более его адгезию с фильтрующим материалом, обеспечивает полное удаление загрязнений, т.е. эффективную регенерацию фильтра (очистку перегородки).

Для проведения подготовительной термической обработки не требуется дополни- тельных устройств, материалов, повышенных трудозатрат Предложенный способ прост и безопасен, не приводит к разрушению фильтров объемного типа и применим, благодаря этому, в более широких областях удаления отфильтрованного осадка в машиностроении Для реализации способа не требуется вывода фильтра из эксплуатации, что немаловажно

Способ регенерации самоочищающегося фильтра для нефтепродуктов осуществ ляют следующим образом Исходное положение соответствует очищенному фильтру серийного производства марки 6 33 фирмы ФРГ ВоП 2 Kirch в дизельной установке фирмы Зульцер типа 12 ZV 40/48. Дизельная установка работает на эксплуатационном режиме При работе установки происходит фильтрование смазоч- ього масла в фильтре и постепенное его (фильтра)загрязнение Начальный перепад давлений чистого фильтра составляет ,1 МПа Непосредственно в ходе филь- 1 оования (без вывода фильтра из зксплуата ции) приступают к подготовке процесса очистки фильтрующей перегородки фильтра от образующего осадка (регенерации) Для этого, не прерывая фильтрования, фильтруемое масло нагревают до температуры 85°С Мелкие и средние асфальто-смоляни- стые частицы, находящиеся в нем во ьзве шенном состоянии растворяются Крупные асфальто-смолянистые фильтруе мого масла (нерастворенные) осаждают на поверхность фильтрующей перегородки На перегородке создается Сетчатая подложка (первый слой осаждаемых загрязнении) Эта подложка имеет ослабленную адгезию с фильтрующим материалом и поэтому может быть легко удалена при промывке про

ИВСТОКОМ.

Контроль за образованием слоя загрязнений на перегородке ведут по росту перепада давлений на фильтре Фильтрование на данном температурном режиме ведут до достижения величины перепада давления на фильтре, равной двум начальным перепадам давлений чистого фильтра Р0, что составляет ,01 ,02 МПа и обычно в 7-10 раз меньше критического перепада давлений равного 0 16 МПа Этот достигнутый перепад давлений (равный 2 начальным перепадам давлений чистого фильтра) свидетельствует о частичном по глубине загрязнений фильтра и создании сетчатой подложки на всей поверхности фильтрующей перегородки

При достижении указанного перепада давлений, равного двум начальным перепадам давлений чистого фильтра ( ДР-0 02 МПа), термическую обработку осадка прерывают, снижают температуру фипьтруемо- го масла до 60°С (номинальная температура), что соответствует обычному рабочему режиму фильтрования (Для разного типа дизельных установок номинальный температурный режим филвтрования находится обычно в пределах 50-70°С т е последний сравнительно невелик) В ходе номинального режима ф 1льтрова - ия на об разованный ранее на neoeropoflise первый

(сетчатый) слой осаждается втооои последующий, состоящ.-й лз смеси осажденных не растворимых при данной температуре коупных и мелких

Фильтрование смазочного масга на ьоФинальном режиме ведут до достижения критического перепада давления равного ,16 МПа (максимально возможного дня данной дизельпой установку

При достижении крити .еско о перепа

да давления ( 16 МПа) подготовитель ь/ю термообработку осадка возобновляют те не прекращая филирования ьзтинаю постепенное в теиечие 5 10 ин повышение температуры от 60°С (номинальной) до

85°С(с цепью прогоев осадчз Достижение температуры 85°С свидетельствует что про грев осадка завершен На этом подготовительную терм1ческую обработку осадка заканчивают Нихы/м слои осадкз имеет

крупную структ/ру и ослабленную с фильтрующей перегородкой адгезию Вслед за этиV, не меняя температуры производят промывку фильтра противотоком фильтруемой жидкости В результате промывки происходит полное удаление подготовленного размягченного многослойного (из крупных и мелких частиц) осадка с поверхности фильтрующей перегородки

Режим промывки (не является преедметом защиты) в связи с этим кратковременен не превышает нескольких минут и может по времени незначительно изменяться в ту или иную сторону Таким образом реапизация способа осуществляется без вывода фильтра из эксплуатации, не требует каких-либо дополнительных устройств и материалов и безопасна

Преимуществами заявляемого способа по сравнению с прототипом являются конструктивная простота реализации способа высокая степень безопасности способа достаточно низкое эксплуатационные расходы, способ осуществляют без вывода бильтров из эксплуатации способ реализуется во всех типах самоочищающихся фильтров, т.е. не ограничен областью его приме- нения, использование для процесса регенерации фильтров только самого фильтруемого нефтепродукта позволяет расширить масштабы осуществления способа, применять данный способ повсеместно.

Указанные преимущества позволяют существенно улучшить качество очистки нефтепродуктов и открывают достаточные возможности для широкого применения спосиба.

Формула изобретения Способ регенерации фильтра для нефтепродуктов путем термической обработки осадка на фильтрующей перегородке с по5

следующей промывкой фильтрующего элемента противотоком отличающийся тем, что, с целью повышения Эчсплуагзци- онных качеств и расширения области применения, термическую обработку осадка осуществляют в процессе фильтрования нефтепродуктов при 80-90°С до возрастания ьа нем перепада давления до величины, равной 2-3 перепадам давления чистого фильтра, по окончание; рабочего цикла фильтрования при 50-70°С до критического перепада давления, поток жидкости фильтруют при постепенном повышении температуры до 80-90°С, з промывку противотоком осуществляют фильтруемой жидкостью.