S Zorb装置金属粉末滤芯再生技术

蔡松涛

(中国石油化工股份有限公司广州分公司，广东 广州 510726)

1 存在的问题

S Zorb装置是目前生产清洁汽油的主体单元，生产流程中需使用大量的过滤器。这些过滤器担负着反应和再生系统的气固分离任务，过滤精度要求达到1.3 μm。由于过滤介质中吸附剂颗粒极小，即使在有反吹系统的条件下也无法100%恢复过滤性能，因此其运行周期无法达到炼厂3 a或4 a一大修的要求。

从国内数套S Zorb装置的运行情况分析，装置关键设备反应器过滤器ME101，无论使用进口滤芯还是国产滤芯，在装置运行负荷仅达到公称规模90%的情况下，尚没有可以连续运行3 a的装置。部分长期低负荷运行的装置(如某炼油厂的S Zorb装置长期在60%负荷下运行)可连续运行4 a，但此类装置不具备普遍意义。

目前维持装置运行的方法是定期更换滤芯。对于反应器过滤器ME101，以150万t/a的S Zorb装置为例，更换一套新滤芯的成本约300万元，装置国产化以后，其成本仍需200多万元，在装置维修成本中占了较大一部分。因此，开发出一种再生方法，使已失效的滤芯再次恢复过滤功能，从而循环利用，达到节约装置运行成本的目的，具有极其重要的意义。

2 对策与措施

该课题研究开发的滤芯再生技术，主要是针对粉末烧结滤芯的结构特点，通过物理和化学再生方法，破坏永久滤饼，去除滤材表层和内部孔隙的吸附剂颗粒，恢复过滤性能。因未改变滤芯的微观结构，所以过滤精度保持不变，仍为1.3 μm。同等条件下，再生后滤芯的流通量超过新滤芯的90%。主要对策如下：

1) 外观检查

外观检查主要是检查滤芯表面搭桥情况，剔除已经损伤的滤芯。当搭桥比较严重时，后续的物理和化学再生处理则需加强，否则无法到达预期效果。

2) 物理再生

物理再生的目的是清除滤芯表面浮灰和滤饼【1】，措施如下：

a) 清水测试。测试每一根滤芯的原始流通量，同时从内部冲击下来尽量多的松散吸咐剂。

b) 复合溶剂处理。滤芯浸没在溶剂中加热并伴有合适时间的超声波振动。经此处理后，可清除表面滤饼，并可见金属光泽。初步处理后的滤芯见图1。

c) 萃取处理

滤芯浸泡于萃取溶剂中加热，并伴有合适时间的超声波振动。

经上述物理再生后，滤芯表面和内部的滤芯可得到部分清除，过滤性能得到初步恢复。清水通量试验直观效果见图2。由图2可见，再生后的滤芯有成股的水流流出。

图1 初步处理后的滤芯

图2 物理再生后的滤芯流通情况

3) 化学再生

对于已进入到滤材内部孔隙中的颗粒，用物理再生的方法已无法处理，需采用化学再生的办法。

该步骤中主要使用弱酸溶液和络合离子溶液浸泡清洗。滤芯分两步分别浸泡在弱酸溶液和络合离子溶液中加热，同时伴有超声振动。溶剂吸附滤芯孔隙中的颗粒并使其从滤芯组织上脱离，同时对溶液进行持续过滤，去除溶剂中的颗粒物。最后将滤芯放入到还原炉烧结，设定还原温度为450～700 ℃， 并控制合适的升温、 降温程序。该烧结程序和新滤芯的烧结程序基本相同， 保证再生后的滤芯组织结构和新滤芯相同。经化学再生后， 流通效果基本可以达到预期的再生效果， 如图3所示， 清水测试已经可以形成均匀的水帘。

图3 化学再生后的流通效果

3 实验结果的检测

为检验再生效果，并对比不同再生步骤的效果，随机抽取10根滤芯，在上述再生步骤之后各进行一次流通量测试，其中1根滤芯的测试数据如下：

1) 清水测试

表1～表3为该滤芯在各再生步骤的性能指标。从表1～表3可知在测定的压力下，滤芯经过再生处理，其流通性能逐渐恢复，再生结果基本符合预期。

表1 未处理的滤芯性能测试

2) 2种滤芯在气体下的性能测试

该方法测试全部滤芯的流通性能。方法为给定不同的风压，测量在该风压下气体经过滤芯的流通量，同时检测20根全新的滤芯，与再生后滤芯进行对比。试验数据表明，再生后的滤芯过滤性能得到恢复，流通量超过新滤芯的90%，如图4所示。

图4 2种滤芯的气体通量测试

表2 物理再生后的性能测试

表3 化学再生后的性能测试

4 结论

该种滤芯再生技术，通过物理和化学再生方法， 破坏永久滤饼， 去除滤材表层和内部孔道的吸附剂颗粒， 恢复其过滤性能。再生后滤芯的过滤精度仍保持1.3 μm， 流通量超过新滤芯的90%。