Quá trình lọc dầu theo tiêu chuẩn API — bộ lọc API 610, lõi lọc kim loại thiêu kết cho hạt mịn xúc tác. Liên hệ KAIFIL để nhận các phần tử lọc được chứng nhận.
Lọc trong quy trình lọc dầu là việc loại bỏ có kiểm soát các hạt, hạt mịn xúc tác, cặn bám và mảnh vụn quy trình khỏi các dòng hydrocacbon và dòng quy trình giữa các thiết bị lọc dầu, được thực hiện bằng các lõi lọc kim loại được định mức áp suất và bộ lọc thô được chỉ định theo tiêu chuẩn máy móc API và quy chuẩn đường ống áp lực ASME. Quy trình chuyên môn này mang tính định lượng rõ ràng thay vì ước chừng: một bộ lọc dầu bùn FCC thường loại bỏ các hạt mịn xúc tác trong phạm vi 1–25 micron, một bơm ly tâm API 610 được bảo vệ khi khởi động bằng một bộ lọc thô hút tạm thời bằng thép không gỉ, hệ thống dầu bôi trơn và dầu làm kín của cụm máy nén API 617 vận hành các bộ lọc duplex ở định mức danh nghĩa 10 micron, và bản thân các lõi lọc được thiết kế cho nhiệt độ quy trình từ 200°C đến 450°C, các cấp áp suất lên đến ASME Class 2500, và các kết nối mặt bích được gia công theo ASME B16.5. Bởi vì mỗi con số đó đều gắn liền với một yêu cầu quy chuẩn thay vì tuyên bố của nhà cung cấp, lọc trong quy trình lọc dầu trước hết là việc tuân thủ thông số kỹ thuật và sau đó mới là quyết định chọn thiết bị — tiêu chuẩn quản lý quyết định việc lựa chọn lõi lọc, chứ không phải ngược lại.
Một nhà máy lọc dầu là một tập hợp các máy móc quay, lò phản ứng và bộ trao đổi nhiệt, và mỗi bộ lọc tồn tại là để bảo vệ một trong số chúng. Một sự cố dừng hoạt động ngoài kế hoạch duy nhất trong một thiết bị dầu thô lớn hoặc thiết bị hydrocracking có thể gây tổn thất lên tới bảy con số mỗi ngày do giảm sản lượng, và cách nhanh nhất để gây ra điều đó là để các hạt mịn, cặn bám hoặc mảnh vụn hàn lọt vào phớt bơm, ổ đỡ máy nén hoặc lớp xúc tác đang hoạt động. Viện Dầu khí Hoa Kỳ (API) soạn thảo các tiêu chuẩn máy móc mà các nhà lọc dầu, bên cấp phép và nhà thầu EPC sử dụng làm cơ sở hợp đồng, và khi một tiêu chuẩn tham chiếu đến một bộ lọc thô hoặc bộ lọc, thành phần đó sẽ kế thừa cấp áp suất, định mức mặt bích, vật liệu và các yêu cầu về độ sạch của toàn bộ hệ thống. Trong vận hành lọc dầu, "bộ lọc đáp ứng tiêu chuẩn API..." là câu mở đầu của mọi bản đặc tính kỹ thuật chất lượng.
Không có một "tiêu chuẩn bộ lọc API" duy nhất; các yêu cầu về bộ lọc và bộ lọc thô nằm trong các tiêu chuẩn hệ thống và máy móc, mỗi tiêu chuẩn giải quyết một phần khác nhau của nhà máy:
Bên cạnh các tiêu chuẩn máy móc API, ASME B31.3 (Đường ống công nghệ) quy định hệ thống đường ống xung quanh bộ lọc và thiết kế của vỏ bộ lọc, trong khi ASME B16.5 quy định kích thước mặt bích, định mức áp suất - nhiệt độ, và bề mặt làm kín được sử dụng để kết nối vỏ bộ lọc vào đường ống. Các vỏ bộ lọc được chế tạo như bình áp lực có thể được thiết kế theo tiêu chuẩn ASME Section VIII Division 1. Vật liệu tuân theo các mác ASTM/EN của nhà máy — thép không gỉ 304L và 316L là mặc định, cùng với 904L, duplex, và hợp kim niken cho các ứng dụng nhiệt độ cao hoặc ăn mòn.
Lõi lọc là nơi các thông số kỹ thuật được hiện thực hóa thành phần cứng. Ba dòng lõi lọc kim loại đáp ứng phần lớn các nhiệm vụ lọc trong quy trình lọc dầu, và mỗi dòng phù hợp với một sự kết hợp khác nhau giữa kích thước hạt mịn, nhiệt độ và nguyên lý làm sạch.
| Loại lõi lọc | Cấu trúc vật liệu lọc | Dải micron điển hình | Nhiệm vụ lọc dầu chính | Khả năng chịu chênh lệch áp suất | Làm sạch / tái sinh |
|---|---|---|---|---|---|
| Kim loại thiêu kết (lưới thép thiêu kết / bột kim loại thiêu kết) | Lưới thép nhiều lớp hoặc bột kim loại được liên kết ở nhiệt độ cao thành cấu trúc xốp; cứng cáp | 1–100 µm; nhiệm vụ lọc hạt mịn xúc tác thường là 1–25 µm | Hạt mịn trong dầu cặn FCC; nguyên liệu cho quá trình hydrotreater và hydrocracker; dịch vụ nhiệt độ cao áp suất cao; thu hồi chất xúc tác | Cao — cấu trúc lỗ rỗng cứng cáp giúp chống móp méo và rò rỉ qua khung dưới chênh lệch áp suất cao | Xuất sắc — có thể sục ngược; rửa ngược; làm sạch bằng siêu âm; và tái sử dụng qua nhiều chu kỳ |
| Lưới thép dệt (dệt trơn; dệt chéo; và dệt Dutch) | Kiểu dệt đơn lớp hoặc đa lớp; linh hoạt | 5–500 µm | Bộ lọc đầu hút bơm; lọc bảo vệ thô; lưới lọc khởi động tạm thời | Trung bình — kiểu dệt có thể bị biến dạng hoặc rách nếu quá tải | Tốt — có thể tháo rời và làm sạch; nhưng lưới dệt bị hỏng phải được thay thế |
| Khe nêm / dây định hình | Các khe hình chữ V liên tục được quấn từ dây định hình | Khe hở 25–3;000 µm | Sản phẩm đầu ra của lò phản ứng; dịch vụ chứa nhiều chất rắn và chất bẩn nặng; lưới lọc bảo vệ trước các lõi lọc mịn hơn | Rất cao — biên dạng chữ V giúp chống tắc nghẽn và móp méo dưới tải trọng | Tốt cho nhiệm vụ lọc thô; không dùng để loại bỏ chất rắn mịn |
Các lõi lọc thiêu kết là lựa chọn mặc định khi hạt mịn là vấn đề đáng lo ngại vì chúng mang lại khả năng giữ lại tuyệt đối — một cấu trúc lỗ lọc cứng cáp giúp duy trì cấp độ lọc của nó qua các chu kỳ rửa ngược và chu kỳ nhiệt. Lưới dệt vẫn là thiết bị chủ lực của các bộ lọc thô và bảo vệ thô, nơi tính kinh tế và diện tích mở quan trọng hơn cấp độ lọc tuyệt đối. Lưới lọc khe khẳng định vị thế của mình ở những nơi tải lượng chất rắn đủ nặng để làm tắc nghẽn lưới lọc trong vài giờ; cấu hình khe chữ V cho phép các hạt đi qua thay vì bị kẹt vào khe hở. Để so sánh chi tiết hơn về hai dòng sản phẩm phổ biến nhất, hướng dẫn của KAIFIL về bộ lọc kim loại thiêu kết so với bộ lọc lưới thép sẽ đề cập chi tiết đến các yếu tố đánh đổi.
Thông số kỹ thuật lọc phổ biến nhất trong một nhà máy lọc dầu cũng là thông số thường gặp nhất: bộ lọc đầu hút trên máy bơm ly tâm. Tiêu chuẩn API 610 yêu cầu các cụm máy bơm phải có khả năng khởi động với một bộ lọc tạm thời được lắp trong đường ống hút, và cách quy định thông số kỹ thuật cho bộ lọc đó sẽ quyết định việc chạy thử diễn ra suôn sẻ hay bị đình trệ.
Ba thông số quan trọng cần lưu ý. Lưới lọc — bộ lọc khởi động thường là 60 mesh (kích thước lỗ khoảng 250 micron), với 100 mesh (khoảng 150 micron) ở những nơi dự kiến có cặn mịn và biên độ NPSH của bơm cho phép. Diện tích mở — hầu hết các yêu cầu kỹ thuật của dự án đều yêu cầu diện tích thông thủy ròng của bộ lọc phải gấp hai đến ba lần diện tích họng hút để lưới lọc không làm bơm bị thiếu hụt lưu lượng khi khởi động. Hình học tháo lắp — bộ lọc hình nón và bộ lọc dạng giỏ được ưa chuộng hơn vì chúng mang lại diện tích lọc lớn hơn so với lưới lọc phẳng trong cùng một kích thước đường ống và có thể tháo ra để vệ sinh mà không cần cắt đường ống.
Vật liệu và kết cấu vẫn được chỉ định cụ thể: lưới thép không gỉ 304L hoặc 316L, một khung và mặt bích đầu ra cùng cấp ASME B16.5 với đường ống hút, và lối tiếp cận để kiểm tra và làm sạch. Khi quy trình vận hành bị bẩn trong thời gian dài hơn, bộ lọc tạm thời sẽ được thay thế bằng bộ lọc dạng giỏ cố định hoặc hệ thống lọc kép để có thể làm sạch một giỏ lọc trong khi giỏ còn lại vẫn hoạt động. Dòng sản phẩm bộ lọc hình nón và bộ lọc dạng giỏ của KAIFIL bao gồm các cấu trúc hình học dạng nón và dạng giỏ được sử dụng trong ứng dụng này.
Nhiệm vụ lọc có giá trị cao nhất trong một nhà máy lọc dầu hiện đại là loại bỏ hạt mịn xúc tác. Trong một phân xưởng cracking xúc tác tầng sôi (FCC), chất xúc tác tuần hoàn giữa lò phản ứng và lò tái sinh và liên tục bị mài mòn; các hạt mịn trong khoảng 1–25 micron thoát ra cùng với dầu cặn (slurry oil) và phải được loại bỏ trước khi dòng sản phẩm được bán làm dầu nhiên liệu hoặc chuyển sang xử lý tiếp theo. Trong các phân xưởng xử lý bằng hydro (hydroprocessing), nguyên lý tương tự cũng được áp dụng ở phía thượng nguồn: các bộ lọc nạp liệu bảo vệ các tầng xúc tác, vì một tầng xúc tác bị bám đầy các hạt tạp chất sẽ mất hoạt tính và buộc phải thay thế sớm rất tốn kém.
Các lõi lọc kim loại thiêu kết chiếm ưu thế trong nhiệm vụ này vì ba lý do. Thứ nhất, chúng duy trì cấp độ lọc tuyệt đối trong dải 1–25 micron, vì vậy thiết bị phía hạ nguồn được thiết kế theo một thông số chính xác. Thứ hai, chúng chịu được nhiệt độ cao — dầu cặn FCC rời khỏi tháp chưng cất chính ở nhiệt độ từ 300°C trở lên, vượt xa giới hạn của vật liệu lọc polymer và lõi lọc thông thường, và cấu trúc thiêu kết vẫn giữ nguyên cấp độ lọc qua các chu kỳ nhiệt. Thứ ba, chúng có thể được làm sạch tại chỗ: chu kỳ sục ngược hoặc rửa ngược sẽ làm bong lớp bánh lọc ra khỏi vật liệu lọc cứng và lõi lọc hoạt động trở lại, đây chính là yếu tố giúp quá trình lọc hạt siêu mịn đạt hiệu quả kinh tế ở lưu lượng của nhà máy lọc dầu. Các sản phẩm của KAIFIL lưới thiêu kết năm lớp là vật liệu lọc được tích hợp phổ biến nhất vào các phần tử này, và dòng phần tử lọc kim loại thiêu kết hiển thị các định dạng lõi lọc được sử dụng trong các ứng dụng lọc dầu cặn (slurry-oil), lọc liệu hydrotreater (hydrotreater-feed) và lọc amine.
Quá trình lọc trong nhà máy lọc dầu hiếm khi là vấn đề ở nhiệt độ môi trường. Các phần tử lọc và vỏ lọc thường được chỉ định cho các ứng dụng ở nhiệt độ 200–450°C, đây là dải nhiệt độ mà vật liệu lọc kim loại vượt trội hoàn toàn so với các loại khác. Hợp kim được lựa chọn theo dòng lưu chất: thép không gỉ 304L và 316L đáp ứng hầu hết các nhiệm vụ vận hành liên tục lên đến khoảng 450°C trước khi hiện tượng dão (creep) và nhạy cảm hóa (sensitization) trở thành các yếu tố quyết định thiết kế; các hợp kim 904L, duplex và niken giúp mở rộng giới hạn vận hành khi có sự kết hợp giữa nhiệt độ cao và ăn mòn. Vật liệu lọc thiêu kết giữ nguyên cấu trúc hình học của lỗ rỗng và độ bền ở nhiệt độ cao vì cấu trúc này được liên kết luyện kim chứ không phải dệt cơ học — một ưu điểm mà không loại gioăng polymer nào có thể sánh bằng ở 400°C. Bài viết của KAIFIL về vật liệu ống lọc thép không gỉ chịu nhiệt độ cao giải thích sâu hơn về các giới hạn của hợp kim.
Áp suất được chỉ định theo các cấp ASME, và phần tử lọc phải được định mức cho áp suất chênh lệch mà quy trình có thể tạo ra, chứ không chỉ riêng áp suất đường ống. Một vỏ lọc điển hình trong nhà máy lọc dầu được chế tạo theo tiêu chuẩn ASME Class 150 đến Class 2500 tùy thuộc vào từng phân xưởng; các vòng lặp hydroprocessing hoạt động ở mức cao nhất của dải áp suất đó. Định mức chống móp méo (collapse rating) của phần tử lọc — khả năng chống bẹp dưới áp suất chênh lệch khi bánh lọc làm tắc nghẽn dòng chảy — là một hạng mục thông số kỹ thuật bắt buộc, và vật liệu lọc thiêu kết được lựa chọn chính xác vì cấu trúc lỗ rỗng cứng cáp của nó có thể chịu được áp suất chênh lệch cao phát sinh khi phần tử lọc bị nghẹt.
Mỗi vỏ lọc được kết nối vào đường ống công nghệ thông qua các mặt bích ASME B16.5, vì vậy kích thước mặt bích, cấp áp suất và bề mặt mặt bích (mặt lồi raised face hoặc khớp vòng ring-type joint) là một phần của thông số kỹ thuật bộ lọc. Mặt bích Class 900 RTJ không thể lắp lẫn với mặt bích Class 600 RF, và đầu ra của phần tử lọc — dù là vỉ ống lõi lọc (cartridge tube sheet) hay mặt bích giỏ lọc — phải khớp với vỏ lọc và đường ống. Dựa trên các điều kiện vận hành, cấp đường ống và chi tiết mặt bích, nhà sản xuất có thể báo giá một gói vỏ lọc và phần tử lọc hoàn chỉnh. Đối với các hệ thống hoàn chỉnh, trang trang ứng dụng dầu, khí và hóa dầu sẽ hướng dẫn chi tiết về việc triển khai trên khắp các dịch vụ của nhà máy lọc dầu và nhà máy xử lý khí.
Khi viết yêu cầu mua sắm cho bộ lọc hoặc bộ lọc thô của nhà máy lọc dầu, hãy đưa các thông tin sau vào bảng dữ liệu kỹ thuật trước khi tiếp cận bất kỳ nhà cung cấp nào:
Một bảng thông số kỹ thuật đầy đủ giúp nhà sản xuất cung cấp một bộ phận lọc đáp ứng chính xác phạm vi tiêu chuẩn API thay vì một sản phẩm đại trà cần phải điều chỉnh — đó là sự khác biệt giữa một bộ lọc hoạt động bền bỉ qua giai đoạn vận hành thử và một bộ lọc phải thay thế ngay trong đợt bảo dưỡng định kỳ đầu tiên.
Bộ lọc thô là một thiết bị bảo vệ thô, thường là giỏ hoặc nón lưới dệt giúp giữ lại các mảnh vụn lớn — như vảy oxit, xỉ hàn, cặn đường ống — những tác nhân có thể gây hư hỏng thiết bị quay; ví dụ điển hình là bộ lọc thô hút tạm thời theo tiêu chuẩn API 610 trên bơm ly tâm. Bộ lọc là một thiết bị phân tách được định mức giúp loại bỏ các chất rắn mịn, chẳng hạn như bụi xúc tác, theo một thông số micron xác định. Ranh giới được phân chia theo chức năng: bộ lọc thô bảo vệ thiết bị, bộ lọc bảo vệ chất lượng sản phẩm và tầng xúc tác, và cả hai thường được lắp đặt trong cùng một cụm thiết bị.
API 610, Bơm ly tâm cho ngành công nghiệp dầu khí, hóa dầu và khí tự nhiên, quy định về bộ lọc thô đầu hút của bơm trong vận hành nhà máy lọc dầu. Tiêu chuẩn này thiết lập các yêu cầu đối với bộ lọc thô khởi động tạm thời trên bơm ly tâm, bao gồm vật liệu lưới lọc và yêu cầu về diện tích mở để tránh cho bơm bị thiếu dòng chất lỏng. Các bộ lọc thô cố định, nếu được sử dụng, thường được chỉ định theo cùng cấp mặt bích và cấp áp suất.
Bụi xúc tác trong dầu cặn FCC thường có kích thước từ khoảng 1 đến 25 micron, vì vậy các bộ lọc cho ứng dụng này được chỉ định trong khoảng đó, với các lõi lọc tuyệt đối 1–5 micron khi ứng dụng hạ nguồn yêu cầu chất lượng siêu sạch. Các lõi lọc kim loại thiêu kết là lựa chọn tiêu chuẩn vì chúng duy trì cấp độ lọc tuyệt đối ở các kích thước này, chịu được nhiệt độ dầu cặn trên 300°C, đồng thời có thể sục rửa ngược và tái sử dụng.
Có. Các lõi lọc thép không gỉ thiêu kết thường xuyên được chỉ định cho các ứng dụng trong nhà máy lọc dầu ở nhiệt độ 200–450°C. Cấu trúc lỗ xốp liên kết luyện kim giúp giữ nguyên cấp độ lọc và độ bền cơ học ở nhiệt độ cao, đó là lý do tại sao vật liệu lọc thiêu kết — thay vì vật liệu lọc polymer hoặc vật liệu lọc dệt cơ học — được ưu tiên trong các ứng dụng nhiệt độ cao như dầu cặn FCC và các vòng tuần hoàn xử lý hydro (hydroprocessing). Trên mức vận hành liên tục khoảng 450°C, hợp kim sẽ được chuyển từ 304L/316L sang 904L, duplex, hoặc hợp kim niken để kiểm soát hiện tượng dão và ăn mòn.
Có. Các lõi lọc kim loại thiêu kết được thiết kế để làm sạch nhiều lần — bằng cách sục ngược, rửa ngược hoặc làm sạch bằng sóng siêu âm — và đưa vào vận hành lại với cấu trúc lỗ xốp nguyên vẹn. Vì vật liệu lọc này cứng cáp và được liên kết luyện kim, nó không bị giãn hoặc xê dịch như vật liệu lọc dệt, giúp các lõi lọc thiêu kết mang lại hiệu quả kinh tế cao cho các ứng dụng có hàm lượng hạt mịn cao vốn sẽ nhanh chóng làm tiêu hao các lõi lọc dùng một lần.
Mọi thông số kỹ thuật lọc trong quy trình lọc dầu đều quy về cùng một câu hỏi: liệu phần tử lọc có đáp ứng tiêu chuẩn trước khi đi vào quy trình vận hành? KAIFIL thiết kế và sản xuất các phần tử lọc kim loại thiêu kết, lõi lọc lưới thép thiêu kết, giỏ lọc và lưới lọc khe bằng thép không gỉ và hợp kim chịu nhiệt độ cao, được chế tạo theo các yêu cầu của API và ASME được đề cập trong hướng dẫn này. Nếu bạn đang chỉ định thông số kỹ thuật cho bộ lọc hút API 610, bộ lọc hạt mịn xúc tác 1–25 micron hoặc phần tử lọc chịu nhiệt độ cao cho vòng quy trình hydroprocessing, hãy gửi cho KAIFIL các điều kiện vận hành và bảng dữ liệu kỹ thuật của bạn để nhận được đề xuất phù hợp chính xác với tiêu chuẩn, chứ không phải sản phẩm có sẵn trên kệ. Hãy liên hệ với KAIFIL ngay hôm nay để nhận các phần tử lọc đã được chứng nhận và có đầy đủ tài liệu kỹ thuật cho các phân xưởng công nghệ lọc dầu của bạn.
Cartridges / tubes / cylinders / cones for reusable high-strength filtration elements, supplied to drawing with material, size and packing details confirmed at RFQ stage.
Cartridges / tubes / cylinders for reusable cartridge filtration with rigid sintered mesh media, supplied to drawing with material, size and packing details confirmed at RFQ stage.
Rigid five-layer sintered wire mesh laminate for cleanable precision filtration and custom elements.
Hãy gửi bản vẽ, kích thước, vật liệu, môi trường hoặc điều kiện vận hành, chúng tôi sẽ hỗ trợ xác nhận thông số kỹ thuật phù hợp.
Các tệp tham chiếu đã tải lên được đính kèm cùng yêu cầu. Đối với các tệp CAD lớn hơn, vui lòng phản hồi email xác nhận hoặc gửi tại đây:
Đội ngũ của chúng tôi thường phản hồi trong vòng 24 giờ làm việc.
