Способ регенерации фильтра для нефтепродуктов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1761207 А1 (5!) В 01 D 29/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ М ! ( (21) 4783589/26 (22) 13.11.89 (46) 15.09.92.Бюл.N. 34 (71) Дальневосточное высшее инженерное морское училище им. адм. Г,И,Неве IbcKQco (72) Г.П,Кича и С.В.Синченко (56) Авторское свидетельство СССР

М 637130, кл. В 01 D 37/04, 1978.

Авторское свидетельство СССР

М 1007702, кл. В 01 D 41/04, 1980, Авторское свидетельство СССР

М 1238778, кл. В 01 0 29/38, 1984, (54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ФИЛЬТРОВ

ДЛЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Изобретение относится к фильтрованию жидкостей, преимущественно для очистки промывного потока нефтепродуктов в самоочищающихся фильтрах, Цель — повышение качества их регенерации и увеличение срока

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 такслужбы фильтрующulK элементов. CQQQQQ включает в себя подготсвительну!с термическую обработку осадка на фильтрую!щей перегородке и последу Огцее е;о удаление с поверхности перегородки прогив током фильтруемой жидкости, подготовительную термическуlo обработку осадка производят непосредственно в процессе фильтрования нефтепродукта при температуре 80-90 С до с возрастания перепада давлений фильтра до величины, равной 2-3 перепадам даглений чистого фильтра. затем производят рабочее фильтрование при температуре 50-70сС до полного загрязнения фильтра. после чего производят фильтрование пр -1 постоянном псвь шен 1и температуры до 80-90 С в течение 5-10 мин. По окончании пос..еднего flpQИЗВОДЯT ПРОМЫВК)i фИЛьTPd ПРОТИВСТОКОМ фильтруемой жидкости. же и тяжелые сорта топлива. Отличительной особенностью всех этих нефтепродуктов я Вляется 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. Практ,Ka показывает. что неудовлетворительная Q èñòêà нефтепродуктов от органических примесей приводит к усиленному нагарообразованию, потере подвижности (закоксовыванию) поршневых колец и другим последствиям, которые негативно сказываются на эксплуаTации установки в целом.

1761207

Существующие способы очистки нефтепродуктов обеспечиваютдостаточную высокую степень очистки. Однако, при этом сами загрязнеKHые фильтры требуют замены или регенерации фильтрующего материала, что сопряжено с техническими трудностями реализации по ряду причин. Это и качество са«ой регенерации (так как отфильтроьанный осадок прочно связывается с фильтрующ. «материалом), и достаточно высокая грудоемкость обслуживания, и дополнительные энергозатраты на проведение регенерации и прочее.

Известен способ регенерации фильтра, который заключается в автоматическом переключении одной из фильтрующих секций

<вильтра на промывку противотоком фильтруемой жидкости. Существенными недостатками данного способа являются недостаточная очистка фильтра QT осадка. отложенного на фильтрующей перегородке, в связи с высокой прочностью связи между осадKом и фильтрующи« материалом и высокий расход фильтруемого нефтепродукта на регенерацию фильтра.

Известен способ регенерации фильтра, включающий предварительную обработку его растворителем в специальной ванне, последующук> продувку воздухом в обрат,"lo«фильтрации направлении и промывку жидкостью (бензином) в поле центробежных сил, путем размещения фильтра B ценробежной камере.

Этот сгособ требует дополнительных энергегичe= <их затрат, обладает значительной трудоемкостью обслуживания, высокой сложностью конструктивного исполнения, применим только при выводе фильтра из экcïëóàòàöèи и с использованием дополнительных веществ таких, KBK растворитель, бензин, которые значительно снижает безопасность процесса регенерации.

Известен способ регенерации фильтра для топлива и масла являющийся наиболее олизким 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 металли еской сетки К

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 (О," 0,2 МПа) до образования на нем (àñàäêe) снегообразного слоя (выполняют подготовительную термообработку). Затем обратным потоком нагретого газа или пара

45 под давлением 4-13 атм (0,4-1,3 МПа) с удельным расходом 0,2-1,3 кг см в течение, 2 2

5-10 мин производят продувку фильтрующей перегородки фильтра с одновременным нагреванием ее до температуры

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 эксплуатаци о. Применение в качестве охладителя двуокиси углерода, необходимой для реализации способа в довольно значительных количествах, как правило, отсутствующей на объектах сравнительно небольших размеров (суда, средние и мелкие энергоустановки и прочее) и относительно сложной B 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. повышение эксплуатационных качеств, расширение области применения способа.

Указанная цель достигается -e«,÷òa в известном способе регенерации фильтра, включающем подготовительную термическую обработку осадка на фильтрующей перегородке и последующую промь,вку фильтрующего элемента противотоком, в отличие от него подготовительную термическую 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

1 6120 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, Б 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 80-90ОС 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 асфально-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

10 п

40 п5

55 режиме ф -inLTpoa;.<Я<Я. Образоьан!:e i а r! 1В Е Р Х Н О С т и ф И Л Ь т Г У Ю Щ Е <и. П Е Р Е Г С Р О:.<.; и сплош нОГс слоя .: cl ря 3 нен<1Й 13 ко /и н ь. х ча" стиц с пониженной адгезией пг.оисход.1т за некоторый прзме>к î Бремени, который обусловлен степенью и характеро 1 загрязнения фильтрующей жидкости. Возрастание перепада давления на герегсродке является признаком образован.-я этого слоя. Возрастание перепада давле:.:.Я, Б 2-" раза превышающего перепад на чистой перегородке (ЛР>2 — 3 ЛР< ), на основе опыта эксг I",а ац:.1и свидетел ьстБУБ с фэрми ровании стой-:;1вого слоя "сет:-а1ой подло>ккл из крупных частиц на Б".Bii сверхности перегородк, При возрастзн <1 пе, е.,ара д. L:! Hия на перегородке до Беличи; ь: ". 1<2 Л - ., обоазо-!

Б "Hèå под.-.ожки не завер I=.åòc .. .,Бзованиа пОдложки, хаpBKTEpl ау о!цейся перепадом давления Р> 3 Л, I. åÿëocoсбразно тахничес:я, так как на прс.:;;:од,1т фильтрование мелких асфаль;0 смолянистых частиц с одной стороны снижает зффектлвн Ость Очистки, а с другой — -. ри Боди; к повышенной хрупкости сбразсБаннсГО слОя подложки, к еГО самопроизвольному разрушен< .О, что в свою очередь op!,âoä<1T к снижению "-ффективности регенерации.

<<><1льтсование х<ицксст<1 пр<1 те<1пературе 50-70 С (т.е. при обычной рабочей тем1 пературе! ЯБлЯется ноvi1 iальHым рзбочиv, оежимом установки. обеспе;!1Баю.:им о <истку жидкостл от крупных II

Последуюш е постепенное в течение 510 мин подогревание фильтруемoй жидкости до температуры 80-90 С обеспе,ивает прогрев всего слоя осадка, его размягчение и обусловленное этiiм уменьLUeí!1å адгезии слоя осадка с фильтрующи."; материалом.

Нагревание жидкости выше 90 C приводит к части"IMoìó излишнему pастpopенilio Осадка и находящихся в потоке взвешенных частиц, что снижает эффективность Очистки жидкости.

Промывка противотском фильтруюгцей перегородки, на которой нижн< и слой заГ р я з н е н и Й и 3 K o у и н ь х ч а с т и LI,(;а с ф а л ь т с смОЛ я н исты х), обладаю щи и адгезией, дополнительно размягче-1 подогревом, что понижает еще более его адгез и ю с ф и л ь т р у ю Lö Lи м м а т е р !1 а л о м, обеспечивает полное удаление загрязнений, т.е. эффективную регенерацию фильтра (очистку перегородки).

1761207

Для проведения подготовительной термлческой обработки не требуется дополнительных устройств, материалов, повышенных трудозатрат. Предложенный способ прост и безопасен, не приводит к разрушению фильтров объемного типа и применим, благодаря этому, н "îëåå широких областях удаления отфильтрованного осадка в машиностроении, Для реализации способа не требуется вывода фильтра из эксплуатации, что немаловажно, Способ регенерации самоочищающегася фильтра для нефтепродуктов осуществляют следующим образом. Исходное полажение соответствует очищенному фильтру серийнога производства марки

6.33 фирмы ФРГ Bo!I 2 birch в дизельной установке фирмы Зульцер" типа 12 Z „

40/48. Дизельная установка работает на эксплуатационном режиме. При рабате установки происходит фильтрование смазочного масла в фильтре и постепенное era (фильтра) загрязнение, Начальный перепад давлений чистого фильтра составляет

Л Р=0,1 МПа, Непосредственно в ходе фильтрования (без вывода филь i ра из эксплуатации) приступают к подготовке процесса очистки фильтрующей перегородки фильтра ат образующего осадка (регенерации). Для этого, не прерывая фильтрования, фильтруемое масло нагревают до темперaòópL|

85 С. Мелкие и средние асфальта-смолянистые частицы, находящиеся в нем но взвешенном состоянии, растворяются, Крупные асфальта-смоля Hèñòûå частицы фил ьтруемого 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 прогивотоком.

Контроль за образованием слоя загрязнений на перегородке ведут по росту перепара давлений на фильтре, Фильтрование на данном температурном режиме ведут до достижения величины перепада давления на фильтре, равной двум начальным перепадам давлений чистого фильтра ЛР=2Л Ро, что составляет ЛР=2х0,01 М Па=0,02 М Па 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) снидетельстнует о частичном по глубине загрязнений фильтра и создании

"сетчатой" подложки на всей поверхности фильтрующей перегородки.

10 !

"0

5г

При достижении указанного перепада давлений, равного двум начальным перепадам давлений чистого фильтра (ЛР=-0,02

МПа), термическую обработку осадка прерывают, снижают температуру фильтруемого масла до 60 С (номинальная температура), что соответствует обычному рабочему режиму фильтрования. (Для разного типа дизельных установок номинальный температурный режим фильтрования находится обычно в пределах 50-70 С, т.е, последний сравнительно невелик). Б ходе

Н IHB iO о pP I1MB фил ьтpGB2i,MR H3 образованный ранее на перегородке первый ("сетчатый") слой осаждается второй, последующий, состаящ и из смеси осажденных, не растворимых при данной те",пературе крупных и мелких час-.иц.

Флльтрование смазочного масла на номинальном режиме ведут до достижения критического перепада давления, равнога

АР=0,16 МПа (максимальна возможного для данной дизельной установки).

При достижении крити- .еского перепада давления (АР=О, 16 М Па) и од ото нител ьную термаобработку осадка возобновляют, т.е„не прекращая фильтрования, начинают постепенное, в течение 5-10 мин повышение температуры ат 60 С (номинальной, до

85 С (с целью прогрев асадка1. Достиже".ие температуры 85"C свидетельствует, -;то прогрев осадка завершен, На этом подготовительную термическую абраао;ку осадка заканчива,от Нижний слой осадка имеет крупную структуру и ослабленную с фильтрующей перегородкой адгезию. Вслед за этим, не меняя температуры, производят промывку фильтра протинотоком фильтруеMGYi жидкости. В результате промывки RpGисходит полное удаление подготовленного. размягченного, многослойного (из крупных и мелких частиц) осадка с поверхности фильтрующел перегородки.

Режим промывки (не является преедметом защиты) в связи с этим кратконременен, не превышает нескольких минут и может по времени незначительно изменяться в ту или иную сторону. Таким образом, реализация 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 фильтров из эксплуатации, способ реализу1761207

Составитель Г. Кича

Редактор Н. Соколова Техред М,Моргентгл Корректор Н. Буче«

Заказ 3206 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. yn,Гагарина, 101 ется во всех типах самоочищающихся фильтров, т,е. не ограничен областью его применения, 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 способа.

Оормула изобретения

Способ регенерации фильтра для нефтепродуктов путем термической обработки осадка на фильтрующей перегородке с последующей промывкой фильтруюшего элемента противо-оком. о т л и l а ю шийся тем, что, с целью повышения ":«ñëëóàãàöèонных качеств и расширения области при5 менения, терми- ескую обработку осадка осуществляют в процессе фильтрования нефтепродуктов при 80-90 С до возрастания на нем перепада давления до величины, равной 2-3 перепадам давления чистого

10 фильтра, по окончании раоочего цикла фильтрования при 50-70 С до «рити IecKQI перепадo,LB pëå Hÿÿ, поток жидкос- и фил ьтруют при постепен ом повь. шении температуры до 80-90 С, а промывку

15 противо оком осуществляют фильтруемой жидкостью.