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      廂式壓濾機在石蠟生產中的應用

      2017-03-08 03:16:23白天柱
      河南化工 2017年1期
      關鍵詞:濾板廂式白土

      白天柱

      (中石化南陽能源化工有限公司 , 河南 南陽 473132)

      廂式壓濾機在石蠟生產中的應用

      白天柱

      (中石化南陽能源化工有限公司 , 河南 南陽 473132)

      蠟系列產品是中石化南陽能源化工有限公司的特色產品,在石蠟生產過程中,過濾精制是重要的工序,利用廂式自動壓濾機替換圓盤過濾機,效益顯著,一次過濾后白土渣含蠟量降低23%,產品的精制收率提高1%,自動化程度提高,降低了工作強度,符合國家清潔生產的要求。

      廂式自動壓濾機 ; 精制收率 ; 節(jié)能

      0 前言

      中石化南陽能源化工有限公司(以下簡稱“南陽能源”)蠟精制裝置2009年以前主要采用兩臺GPY-S-40型圓盤式過濾機對蠟液第一次過濾,濾液罐系統(tǒng)采用抽真空技術,濾液進入濾液罐,產品收率為98%,其余少量蠟被白土吸附掉。 2010年停工檢修時,對蠟白土精制工藝進行了改造:新增一套流程,該流程以兩臺廂式自動壓濾機過濾為一次過濾,并進行配套的工藝流程及自動控制設計,以達到提高精制蠟收率和產品質量的目的。此次蠟白土精制工藝流程改造時,保留原圓盤過濾機的流程,與廂式自動壓濾機的流程互為備用。經過5年運行經濟效益顯著。

      1 工藝流程分析

      1.1 圓盤過濾機工藝流程

      反應釜(反-1/3)中的蠟液自流到圓盤過濾機(濾-1/1、2)進行第一次過濾,濾液罐上部抽真空,濾液被抽入濾液罐(V-2/1)。當濾液罐液位達到30%~50%時,板框過濾泵(P-2、3、4)啟動,濾液進入板框過濾機(濾-2/1、2)進行第二次過濾,產品進入成品罐,如圖1所示。

      圖1 采用圓盤過濾機工藝流程圖

      1.2 采用廂式自動壓濾機工藝流程

      蠟液自反應釜(反-1/3)底由一次過濾供料泵(P-001/1、2,新增,帶變頻)輸送到兩臺廂式自動過濾機(C-001/1、2,新增)進行第一次過濾,新增一個立式濾液罐(V-2/2),濾液進入濾液罐(V-2/2)。當濾液罐液位達到30%~50%時,二次過濾泵(P-002/1、2、3,原來的三臺蒸汽往復泵,保留一臺,其余兩臺更換為離心泵,帶變頻)啟動,濾液被送至板框過濾機(濾-2/1、2)進行第二次過濾,產品進入成品罐,流程如圖2所示。

      圖2 采用廂式自動壓濾機工藝流程圖

      1.3 一次過濾部分的區(qū)別

      通過分析對比以上兩種流程得出,一次過濾是精制的關鍵,一次過濾效果的好壞決定了后續(xù)工作的質量。

      圓盤過濾機的過濾是借助于負壓作用在過濾表面兩側的壓力差,使懸浮液中的固體顆粒與蠟液分離,過濾表面的網孔小于固相顆粒的直徑,這樣使液體流過過濾表面,而固相顆粒因為負壓附著在過濾表面上形成濾餅,過濾表面兩側的壓力差由真空泵所產生的負壓維持。

      單臺廂式自動壓濾機是間歇操作加壓的一種固液分離設備,由機架、濾板、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及其它附屬裝置等組成的一種分離機械。 由一次過濾泵把原料送入廂式自動壓濾機,在一定壓力的作用下通過濾板、濾布,形成一定厚度的濾餅,濾餅是主要的過濾介質。

      2 廂式壓濾機的選型

      新增流程的核心設備為兩臺廂式自動壓濾機,廂式自動壓濾機的選取非常重要。

      2.1 設備本體

      進入廂式壓濾機的物料主要有兩大類:石蠟和微晶蠟,并且要求連續(xù)生產。精制系統(tǒng)原處理量為12 m3/h,考慮到發(fā)展的需要,選取廂式壓濾機每臺的過濾能力≥15 m3/h,每臺壓濾機過濾面積100 m2。選用1 000 mm×1 000 mm的濾板,單塊濾板過濾面積大,整機占地面積小,解決了平面位置緊張、廂式壓濾機不易布置的難題。

      進入廂式壓濾機的蠟液物性條件:生產石蠟時,工作溫度為100~130 ℃,工作壓力為0~1.6 MPa,處理介質為白土石蠟液;生產微晶蠟時,工作溫度為140~185 ℃,工作壓力為0~1.6 MPa,處理介質為白土微晶蠟液。針對以上物性,選取廂式壓濾機的濾板和襯板為鋼結構濾板,該濾板具有強度高、耐高溫、高壓、使用壽命長的特點。

      廂式壓濾機的橫梁采用450 mm高、40 mm厚A3鋼板配對制做,保證濾板移動中不偏移。橫梁包襯304不銹鋼鋼板,機架連接部位打定位銷。針對物料易凝固的特點,橫梁加裝蒸汽伴熱裝置,可隨意調節(jié)溫度,自動保持溫度。保證滴落的蠟液不會在橫梁表面凝固并逐漸堆積。廂式壓濾機的滴落液接蠟盤,要求廠家?guī)д羝闊帷?/p>

      要求過濾后蠟液中的白土含量≤0.02%,故濾板采用暗流四孔道排液,一進四出式。流速快、強度高、過濾周期短,可提高生產率。

      2.2 液壓系統(tǒng)

      廂式壓濾機的壓緊、松開、保壓、泄壓、自動拉板均由液壓控制。液壓系統(tǒng)選用意大利(ATOS)公司的技術,該系統(tǒng)密封好,不漏油,動作靈敏可靠,無誤動作,所有液壓件、泵、馬達最高壓力達31.5 MPa,所有液壓件在高壓時不能損壞。

      要求配帶自動濾布振打裝置對濾布掛架系統(tǒng)進行振打,使濾餅自動剝落,在濾布掛架兩側裝有掉落濾布掛桿的保護濾板及濾布裝置,降低操作工的勞動強度,實現(xiàn)自動化控制。

      2.3 控制系統(tǒng)

      單臺廂式自動壓濾機是間歇操作的,改造廂式自動壓濾機設計配置了液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和智能快速切斷閥等設施,通過可編程控制器(PLC)控制和監(jiān)視智能快速切斷閥的開關狀態(tài),實現(xiàn)自動進料,過濾后自動吹風洗滌,自動拉開拉板卸渣等全過程的自動控制。

      配置PLC(可編程)微電腦智能控制,操作方便:觸摸人機界面實現(xiàn)人機對話及現(xiàn)場控制;自動故障檢測與報警,提示故障原因、位置及處理方法;誤動作和誤操作保護與提示功能,安全可靠;全自動、半自動、手動運行隨意轉換;緊急停止保護電路設計,確保運行安全;任意設定取板和拉板時間,方便使用;機旁臨時停機開關,可以就近操作,隨意啟停;系統(tǒng)停電記憶功能,來電后在停車步恢復運行;全清零復位功能,清除系統(tǒng)記憶和數(shù)據,使系統(tǒng)初始化。

      單臺廂式自動壓濾機工作流程見圖3。

      圖3 單臺廂式自動壓濾機工作流程圖

      單臺廂式壓濾機實現(xiàn)了自身工作的自動化,壓濾機裝滿白土渣后需要停止進料,進行卸渣,需要切換另一臺壓濾機。改造新增壓力變送器,每臺壓濾機配帶6個風動快速切斷閥,可達到兩臺壓濾機之間自動切換;另一臺提前半小時熱風自動預熱,并備有人工按鈕切換,汽缸閥備用手動手輪現(xiàn)場操作。自動切換見圖4,實現(xiàn)兩二臺壓濾機交互連續(xù)循環(huán)工作。最大限度降低等待時間,提高壓濾機工作效率。

      通過氣動快速切斷閥自動切換,單臺壓濾機可以實現(xiàn)進料、吹風、試壓等全過程自動控制;同時,通過壓力變送器可以實現(xiàn)兩臺壓濾機之間聯(lián)機自動切換。自動切換控制原理如圖5所示。6個風動快速切斷閥是和廂式壓濾機自動工作相配合的,采用正反吹風系統(tǒng),使濾餅兩側都能被風均勻吹過,盡可能地多吹出濾餅中的蠟,使濾餅含蠟量降低,提高精制收率。風動閥門動作表如表1所示。為保證風動快速切斷閥性能的安全可靠,采用德國SOMO進口帶手輪的閥門??梢宰詣印⑹謩油瑫r操作。

      圖4 自動切換示意圖

      圖5 自動切換控制原理圖

      項目V1閥V2閥V3閥V4閥V5閥V6閥預熱閉開閉閉開開開閉閉開開閉閉開閉開閉開閉閉開閉閉開

      2.4 其他設備選型

      改造新增4臺離心泵,分別是到廂式壓濾機的一次過濾泵和到板框過濾機的二次過濾泵,一開一備。由于輸送介質為含白土的蠟液,對泵的材質要求高,要求耐磨耐沖刷的合金鋼。結合實際,選取離心泵型號65AY100×2A,殼體Ⅱ類,ZG230-450,過流部件為Ⅲ類,ZG1Cr13Ni。離心泵應用變頻技術,變頻器均采用富士公司生產的進口產品。離心泵變頻后,有兩個優(yōu)點:一是可以節(jié)能;二是變頻后轉速降低,可以減少白土對離心泵的沖刷,延長泵的使用壽命。

      3 節(jié)能與環(huán)保

      3.1 蒸汽

      采用新增廂式自動壓濾機的工藝進行生產時,停用兩臺蒸汽往復泵。另一臺蒸汽往復泵是作為二次過濾泵的備用泵,平時不用。蒸汽往復泵使用的蒸汽為1.0 MPa的主蒸汽,不能用0.3 MPa乏汽代替,因此蒸汽耗量非常大。停用后能減少蒸汽消耗7 500 t/a。

      3.2 水、電

      采用新增廂式自動壓濾機的工藝進行生產時,停用原裝置的真空系統(tǒng)。原裝置的真空系統(tǒng)由兩臺WWY-300型真空泵和兩座汽液分離罐及抽真空冷卻器FB600-85-16-4組成。真空泵的電機功率為每臺30 kW,停用兩臺真空泵后每年減少電能432 000 kW·h。停用抽真空冷卻器每年節(jié)約循環(huán)水1 800 m3。

      3.3 環(huán)保

      采用新增廂式自動壓濾機工藝時,充分考慮國家清潔生產的要求,與原圓盤過濾機相比,廂式壓濾機濾液封閉在壓濾機的管道內,無帶白土的熱氣放出,對環(huán)境空氣沒有污染。原圓盤過濾機的輸送泵為蒸汽往復泵,往復泵的密封經常被摩擦損壞,更換頻繁,蠟液經常從拉桿處泄漏,增加污蠟量,也增加了勞動量,改造后采用離心泵不泄漏,噪聲很小。

      4 效果效益分析

      采用廂式壓濾機精制過濾石蠟和微晶蠟原料,過濾效果好,滿罐分析合格,達到提高精制蠟收率,提高產品質量的目的,其中用廂式壓濾機過濾微晶蠟在國內屬首次應用。

      廂式壓濾機過濾后白土渣含蠟量為21%,與圓盤過濾機產生的白土渣含蠟量45%相比,白土渣含蠟量降低了23%,產品的精制收率由98%提高到99%。

      蠟產品的收率提高1個百分點,新增石蠟年創(chuàng)效400萬元,新增微晶蠟年創(chuàng)效95萬元。停用蒸汽往復泵減少蒸汽消耗7 500 t/a,年增效100萬元,項目總資252萬元,扣除其它成本費用,年增效益300萬元,當年收回投資。

      5 結論

      廂式壓濾機替換圓盤過濾機,蠟產品的精制收率由98%提高到99%,廂式壓濾機一次過濾后白土渣平均含蠟量22%,與圓盤過濾機相比降低了23個百分點。

      廂式壓濾機單臺工作實現(xiàn)全自動,兩臺之間的轉換全自動,整個系統(tǒng)自動化程度高,性能穩(wěn)定可靠,降低操作人員勞動強度。廂式壓濾機投用后,基本無煙氣,大大改善操作環(huán)境,符合國家清潔生產的要求。

      2016-11-21

      白天柱(1967-),男,化工工程師,從事化工生產管理工作,電話:13837756071。

      TQ051.8

      B

      1003-3467(2017)01-0044-03

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