浅谈含水含杂柴油过滤

王泽宇

摘 要：近年来，随着我国经济的快速发展，柴油的消费量逐年增加。受运输及储存影响，柴油可能存在一定程度的含水含杂现象，影响柴油的品质及销售。本文通过对含水含杂柴油过滤的介绍，结合实际应用，说明其合理性，对类似情况的被污染柴油处理有一定的参考意义。

关键词： 柴油；含水含杂；过滤

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.182

1 引言

柴油主要由C15-C24各族烃类化合物组成，外观为淡黄色液体，通常由加氢裂化柴油、加氢精制柴油、直馏柴油等组分调和而成。[1]和汽油相比，柴油具有燃油消耗率低和能量密度高这两个显著优点。近年来我国经济发展迅速，柴油在工业生产和大众生活中扮演着越来越重要的能源角色。柴油的质量不仅是社会关注的问题，更是柴油生产企业和销售企业视若生命并永恒追求的目标。[2] 目前我国柴油运销的主要形式是炼厂生产的柴油运往油库，再由油库运至加油站，最后再销售给消费者使用。炼厂与油库之间的运输方式有水路运输、铁路运输、管道运输。水路运输卸油时需要用水将卸油管线中的柴油全部顶出，管道运输有时会在柴油工况下进行清管作业，此外，柴油中所含有的芳香烃具有很强的吸水性，容易吸附空气中的水分，因此，柴油在运输和储存的过程中有可能受到水分和其他杂质（主要是机械杂质）的污染，影响柴油品质，进一步影响其销售，给运输企业或储存企业造成损失。而在使用方面，柴油发动机对柴油的杂质含量有较高的要求，如机械杂质含量高，会导致共轨系统磨损、卡滞和堵塞；柴油中的水分可导致喷射系统生锈、穴蚀、导致磨损等。[3]

对于被污染的柴油，必须要将其中的水杂全部处理并经化验合格后才能投放市场进行销售。目前常用的处理方法有静置沉降分离法、静置除杂加热脱水法、过滤法等。静置沉降分离法通过重力作用使含水含杂柴油中的杂质和大颗粒水珠沉至底部，但耗时较长，且无法让乳化的水分分离。静置除杂加热脱水法是现将机械杂质沉降，再通过适度加热让柴油中的水分挥发。过滤法则是通过过滤材料的特性，选择性地把机械杂质和水分滤除掉，从而达到净化目的。通过比起其他方法，过滤法有耗时短、安全系数高、效果好等优点，目前已经得到了较为广泛的应用。

2 过滤原理

过滤是在推动力或者其他外力作用下悬浮液（或含固体颗粒发热气体）中的液体（或气体）透过介质，固体颗粒及其他物质被过滤介质截留，从而使固体及其他物质与液体（或气体）分离的操作。[4]过滤是物理变化，能最大程度保证混合物中有用組分不被破坏，对于含有水分和其他机械杂质的柴油，采用分步过滤的模式更为科学高效。分步过滤，即按照先易后难、先杂后水、先大颗粒杂质后小颗粒杂质的指导思想进行油品过滤。

柴油过滤中常用的过滤设备有滤油机、袋式过滤器、撬装过滤装置，常用的过滤材料有过滤袋和滤芯。过滤袋常以PP（聚丙烯）纤维或PE（聚乙烯）纤维为原材料，用无硅油冷却的工业缝纫机缝制，具有耐溶剂、耐酸碱的特性，可在不超过130℃的条件使用，根据过滤要求的不同，其过滤精度可控制在0.2-300μm，在额定使用条件下可以有效滤除柴油中的水分和杂质。滤芯可分为精密滤芯、聚结滤芯和分离滤芯。精密滤芯通常采用玻璃纤维制成，有效增大了过滤面积，可以有效滤除柴油中的机械杂质，最高能达到0.5μm精度。柴油和水是两种不相溶的液体，正常情况下会在容器中分成两层，水在下层，柴油在上层，但是经过长时间的接触，会发生乳化现象。聚结滤芯由具有亲水特性的复合材料经特殊工艺加工而成，其最大的特点是可以通过“破乳”将柴油中已乳化难以沉降的微量水分离出来并聚成水滴。分离滤芯通常与聚结滤芯搭配使用，与聚结滤芯不同的是，分离滤芯具有亲油憎水特性，含水柴油先经过聚结滤芯，再通过分离滤芯，实现了水分和柴油的分离。

在日常生产中，袋式过滤器与滤袋搭配使用，撬装过滤装置与滤芯搭配使用，袋式过滤器无法实现分步过滤，为提高过滤质量，可以采用多级过滤器串联的方法进行过滤。相比于袋式过滤器，撬装过滤装置将滤芯合理组合，可以实现多级分步过滤。

3 生产应用

国内某企业在用管道输送0#车用柴油时进行清管作业，某一下载站接收到约2000吨清管污油，清管污油中主要的杂质是水和油泥，清管污油在污油接收罐中沉降一星期以后开始利用袋式过滤器进行过滤。经过沉降，中上部污油品质较好，采用1μm的滤袋进行过滤，单台设备日均过滤量达到200吨，过滤后油品透明度高，经回掺后即满足出库标准。下部和底部污油由于含有较多水分和油泥，过滤进度缓慢，单台设备日均过滤量不到100吨，且过滤后油品通透性差，化验后微量水含量超标，油品含水时，会引起容器和机械的腐蚀[5]，不处理合格无法销往市场，影响了企业正常的生产秩序。

为加快油品过滤进度，该企业引进了撬装过滤装置。该撬装过滤装置采用整体多级过滤净化的设计理念，整个过滤净化系统作为整体一次性处理油品中的各种杂质，同时每一级过滤器又可以针对性地过滤和净化不同精度的杂质，能有效解决待过滤油品中杂质含量高，固体颗粒物多，水分含量高的问题，并在过滤全过程中保证整个过滤装置的稳定性及过滤后油品的合格性。

该撬装过滤装置由不同过滤精度的过滤器、抽油泵及相关仪表组成。其中过滤器分为四级，一级过滤器也叫做预过滤器，安装在泵后，主要拦截含水含杂柴油中大颗粒杂质，采用精度通常为20-30μm的玻璃纤维滤芯，具有纳污容量大，过滤效果稳定的特点。二级过滤器为精过滤器，用于滤除含水含杂柴油中较小的污染物颗粒，常采用3-5μm的超细玻璃纤维滤芯，纳污容量大且过滤精度高。三级过滤器为超精过滤器，通常采用精度为1μm的玻璃纤维滤芯，用来滤除已通过二级精过滤器的极小的杂质，对安装在其后的聚结分离过滤器中的聚结分离滤芯起保护作用。第四级为聚结分离过滤器，采用聚结滤芯与分离滤芯组合的方式，对已滤除机械杂质的含水柴油破乳并进行油水分离，保证柴油的清澈透明，达到出库要求。在运行过程中，现场监护人员通过观察各级过滤器的压差和聚结分离过滤器水位的变化来判断过滤器的运行状态，并通过取样观察决定是否更换滤芯。该过滤装置外观设计成标准集装箱大小，方便吊装，安放，在使用时只需要提供一块平整的带有围油堰的混凝土地面即可。

在装置的改造过程中，还增加了二、三级过滤器的备用过滤器，最大程度上减轻了更换滤芯对过滤作业的影响，撬装过滤装置基本结构流程如图1所示。

该撬装过滤装置在稳定运行后日均处理污油量达到300吨，且过滤后的油品质量极高，满足直接出库需求，相比袋式过滤器，过滤量和过滤品质都有极大的提升。随后该公司在新建成管道投产及管道改线时也采用该撬装过滤装置对油品进行过滤处理，相比清管污油，新建管道或管道改线所污染的油品中机械杂质明显减少，但是乳化现象较严重，单套装置日均过滤该类含水含杂柴油达到500吨，在较短时间内完成了油品的处理，并将合格柴油销往市场，极大程度上缓解了相关企业的经营压力。

4 结论

对于含水含杂柴油的处理，过滤法是目前比较科学合理的方法。对于含机械杂质的柴油，通过不同精度的过滤材料的选择，可以有效滤除被污染柴油中1μm以上的机械杂质，并且不增加新的污染物，过滤后柴油可直接销往市场。对于含水出现乳化现象的柴油，可以通过特殊材料制成的聚结分离滤芯破乳并实现油水分离。各类过滤设备及过滤材料的合理搭配，可以有效解决柴油含水含杂的问题，得到合格的油品，最大程度上减少相关企业的损失。随着管道输送的优势越来越明显，成品油运输在以后将更多地采用管道运输，极有可能遇到油品含水含杂急需处理的难题，过滤技术在解决这类难题时也有很强的参考价值。

参考文献：

[1]方虹.石油产品标准与检测实用手册[M].北京：中国质检出版社，中国标准出版社，2016：9.

[2]郭飞鸿，王维民.汽柴油应用与质量管理[M].北京：中国石化出版社，2017：1.

[3]郭飞鸿，王维民.汽柴油应用与质量管理[M].北京：中国石化出版社，2017：48.

[4]唐伟强.食品通用机械与设备[M].广州：华南理工大学出版社，2010：41-42.

[5]郭飞鸿，王维民.汽柴油检验技术与实验室管理[M].北京：中国石化出版社，2017：112.