В процессе получения и применения нефтепродуктов постоянно возникает проблема их очистки от воды и механических примесей. Установки «АПРИС» весьма привлекательными для решения данной задачи на различных стадиях их изготовления и применения – от промышленности до потребителя. В данной статье – информация об очистке нефтепродуктов непрерывной фильтрацией с использованием коалесцентных фильтров серии «АПРИС».

Загрязнение нефтепродуктов начинается на НПЗ и продолжается по всей цепочке перевалки до расходных емкостей техники, в которой они применяются. Так концентрация загрязняющих веществ в баке автомобиля может достигать 0,04-0,06 г/кг для бензинов и от 0,15 до 0,6 г/кг для дизельных топлив [1]. Попадание воды в нефтепродукты неизбежно. Оно происходит в результате больших и малых дыханий резервуаров при хранении, растворения воды из воздуха, в виде инея со стенок баков и другим образом [2].
На некоторых отечественных нефтеперерабатывающих предприятиях достаточно остро стоит вопрос разрушения обратных эмульсий типа вода в масле, образующихся при производстве ряда нефтепродуктов [3-5]. Вода в нефтепродуктах находится в растворенном и эмульгированном состоянии.
Анализ потоков нефтепродуктов заводов ОАО «АНХК» на присутствие эмульгированной воды приведен в табл. 1 [6].

Таблица 1. Результаты анализа содержания воды в продуктах технологических установок

Как видно, данные эмульсии образуются в процессах вторичной переработки нефти. Их агрегативная устойчивость определяется углеводородным составом нефтепродуктов, а также наличием растворенных в воде неорганических и органических примесей.
Отрицательное влияние на эксплуатационные свойства нефтепродуктов оказывает главным образом вода в эмульгированном виде.
Образование и использование водно-масляных и водно-топливных эмульсий на нефтеперерабатывающих предприятиях приводит к значительному экономическому ущербу. Обводненные нефтепродукты вызывают:
• коррозионный износ оборудования;
• потери продуктов при дренировании резервуаров;
• высокую продолжительность подготовки сырья, полупродуктов и товарной продукции;
• перемораживание оборудования в зимнее время;
• снижение эффективности каталитических процессов, сокращение времени межрегенерационного пробега катализаторов.

На предприятиях нефтехимической отрасли применяются различные процессы и аппараты, работа которых основана как на традиционных видах дестабилизации эмульсий (гравитационные, электрические, химические, фильтрование через коалесцирующие перегородки), так и на специфических (ультразвук, магнитное поле) [7-13].
Поддержание высокого качества нефтепродуктов должно состоять из комплекса мер, предусматривающих удаление всех или большинства загрязнителей. Традиционно широко применяется только очистка от механических примесей с помощью различных фильтров. Использование центробежных сепараторов для очистки от воды и механических примесей ограничено сложностью и высокой стоимостью оборудования, а также сложностью и трудоемкостью их правильной настройки и обслуживания. Коалесцентные фильтры работают недостаточно эффективно при наличии в исходном нефтепродукте большого количества механических примесей. Системы отстаивания могут использоваться лишь в качестве предварительной ступени очистки.
Проблема комплексной очистки светлых нефтепродуктов наиболее эффективно может быть решена с использованием в качестве фильтрматериала пористых полимерных композиций на различных стадиях их производства, транспортировки, хранении и эксплуатации.
Опыт использования подобных материалов в качестве фильтрэлементов для топливных и масляных фильтров появился еще в конце 70-х годов, в основном, на судах речного флота [14].
Многочисленные опыты и широкое внедрение на речном флоте пористых полимерных композиций показали их хорошую способность поглощать из топлива и надежно удерживать в себе воду и механические примеси. Была показана исключительно высокая эффективность данного материала в качестве фильтра тонкой очистки от механических примесей и поглотителя воды из нефтепродуктов [15].
В последние годы был создан пористый материал позволяющий управлять на стадии его производства такими характеристиками, как водопоглощение, размер пор, общая пористость, прочность, упругость и т.д. и получать материал с равномерной пористой структурой и отливкой из него фильтрэлементов любой формы и размеров.
Этот фильтрующий материал, способен не только эффективно поглощать из нефтепродуктов воду и механические примеси, но и непрерывно самоочищаться в процессе работы от накопившейся воды [16]. Материал получил название «АПРИСОРБ». Фильтр из серии «АПРИС» и фильтрэлемент из материала «АПРИСОРБ» представлен на рис. 1.
 
 

Рис. 1. Фильтр «АПРИС» в сборе и фильтрэлемент из материала «АПРИСОРБ».

По мере поглощения воды из нефтепродуктов внутри пористой структуры фильтрующего материала образуются крупные капли воды, которые под действием гравитации движутся внутри пористой структуры к нижней части фильтрэлемента. Если же под воздействием потока нефтепродукта капля воды оказывается вытолкнутой на наружную поверхность, то она не уносится потоком, а скользит по поверхности фильтрэлемента (как капли дождя по стеклу). По мере накопления капель в нижней части фильтрэлемента они стекают в отстойник (рис. 2 и 3).

Схема работы фильтрэлемента приведена на рис. 2.
 

Рис. 2. Принцип действия объемного фильтрэлемента.

Рис. 3. Отделение воды на фильтрэлементе при высоком обводнении топлива;
а  капля отделенной от топлива воды на поверхности фильтрэлемента;
b  капля воды, отделяющаяся от поверхности фильтрэлемента;
c  капли отделенной воды в отстойной зоне корпуса фильтра.

Такой механизм действия фильтрэлементов дает высокую эффективность очистки нефтепродуктов от сильно эмульгированной воды. При этом не требуется установка гидрофобной сетки для задержки укрупненных капель [17].
Кроме воды, фильтрэлементы «АПРИС» из материала «АПРИСОРБ» эффективно удаляют механические примеси благодаря своей пористой структуре. При этом средний размер пор значительно превышает размер задерживаемых частиц. Эффективная очистка обеспечивается объемностью фильтрматериала и большой извилистостью поровых каналов, то есть действует эффект лабиринта.
В процессе фильтрации довольно большая часть механических частиц не задерживается на поверхности, а попадает вглубь фильтрующего материала, где в значительной степени подхватывается стекающими вниз каплями воды. В целом, наличие в очищаемом топливе небольшого количества воды и влажность самого фильтрэлемента благотворно сказываются на качестве удаления механических примесей. При этом происходит частичная регенерация фильтрэлемента от поглощаемых им в процессе работы механических примесей. Полная регенерация от механических примесей производится промывкой его в воде хозяйственным мылом и отжимом фильтрэлемента (без сушки), что позволяет проводить многократную регенерацию фильтрующих элементов.
Технология очистки нефтепродуктов, основанная на применении фильтров «АПРИС» из материала «АПРИСОРБ», позволяет с помощью одного фильтрующего элемента одновременно и качественно очищать нефтепродукты от воды, водорастворимых кислот и щелочей, механических примесей, биозагрязнений. При этом очистка от воды идет в непрерывном режиме, что особенно важно на сильно обводненных продуктах. Количество отделяемой воды не ограничено.
Прочностные испытания фильтрэлементов проведенные по методике, согласно требованиям международного стандарта ISO 4548/1/3, на дизельном топливе Л по ГОСТ 305 и показали, что по перепаду давления, не вызывающего разрушения фильтрующего материала, фильтрэлементы соответствуют категории 4 ГОСТ 14146-88 - DРр > 400 кПа.

В зависимости от типа фильтрующего элемента перепад давления при номинальном расходе колеблется от 10,6 до 17,6 кПа, а полнота отсева от 77 до ~ 99,8%.
Для оценки грязеемкости испытуемых фильтрэлементов в соответствии с ГОСТ 14146 использовался искусственный загрязнитель – кварцевая пыль с удельной поверхностью 10500 см2/г.

Определенная грязеемкость фильтрэлемента составляет 300%. Разрезанный после этих испытаний фильтрэлемент приведен на рис. 4.

 
Рис. 4. Искусственный загрязнитель задержанный фильтрэлементом из материала «АПРИСОРБ».

При смешивании с топливом кварцевая пыль крупного размера почти мгновенно оседает на дно (см. рис. 5).

   
Рис. 5. Отстаивание кварцевой пыли в дизельном топливе.

В условиях стенда это приводит к осаждению механических примесей на элементах стенда, а также к выходу насоса из строя.
По нашему мнению, использование частицы стандартного искусственного загрязнителя – кварцевой пыли с удельной поверхностью 10500 см2/г для оценки работоспособности фильтров весьма неудобно и затруднительно, хотя и очень хорошо формализовано. Этот загрязнитель идеально подходит для сравнительной оценки работоспособности центробежных очистителей. Для испытаний фильтров, особенно объемных, было бы корректнее использовать естественный загрязнитель, собранный при очистке фильтров. С помощью такого загрязнителя можно оценить истинную грязеемкость фильтра, однако такой загрязнитель практически не поддается стандартизации.
Большая грязеемкость фильтрэлементов позволяет обработать большой объем нефтепродуктов без регенерации фильтрэлементов. А если учесть, что вода отделяется в автоматическом режиме, то техническое обслуживание установок фильтрации проводится достаточно редко. Фильтрация биозагрязненных нефтепродуктов топлива через фильтры «АПРИС» обеспечивает их очистку от микроорганизмов на 99,97 – 99,99% [18].
Эффективность очистки нефтепродуктов от биозагрязнений была подтверждена опытной эксплуатацией установки серии «АПРИС-800» фильтрэлементами «АПРИС», проводившейся в ОАО «Харьковнефтепродукт». Очистке подвергалось газоконденсатное спиртовое топливо для карбюраторных двигателей, содержащее до 20% воды и имеющее на границе раздела сред двухсантиметровый темный слой, содержащий микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности. После фильтрации произошло разделение топлива и воды, при этом на внутренней поверхности фильтрэлемента образовался темный осадок, который легко удалялся при регенерации фильтрэлемента [19].
На рис. 6 приведены фотографии проб товарного судового дизельного топлива по ГОСТ 305 отобранных в процессе заправки морских судов до и после очистки фильтрами «АПРИС». Обращает на себя внимание тот факт, что из товарного топлива, соответствующего требованиям ГОСТ 305, фильтры убирают примеси, улучшая его качество, в том числе и коэффициент фильтруемости [17].
 

Рис. 7. Результаты обработки дизельного топлива фильтрами «АПРИС».
Слева  исходное топливо, в центре  очищенное топливо, справа  отделенная вода и слой биозагрязнений.

Установка фильтров на линии приема топлива в цистерны хранения позволит избежать попадания в них воды и механических примесей из транспортных емкостей, особенно из танкеров, а установка фильтров перед раздаточными колонками улучшить качество выдаваемого топлива и продлить межремонтные сроки эксплуатации топливных насосов, счетчиков и другого оборудования [20].
На НПЗ ООО «Нижневартовское нефтеперерабатывающее объединение» (ННПО) эксплуатируются фильтрэлементы «АПРИС-800/6ТД1-II» установленные в корпуса штатных фильтров СТ-2500, работающих на линии выдачи дизельного топлива из ректификационных колон в резервуары. Производительность одного фильтра 16 м3/час, перепад давления 0,03МПа.

На рис. 7 приведена схема очистки дизельного топлива ранее применявшаяся на ННПО.

Рис. 7. Схема установки фильтров для очистки дизельного топлива на технологической установке ООО «ННПО»

На рис. 8 приведена схема очистки нефтепродуктов фильтрами «АПРИС».

Рис. 8. Схема модернизированной установки фильтров для очистки дизельного топлива на технологической установке ООО «ННПО»

На рис. 9 приведена схема фильтра с установленными в нем фильтрэлементами «АПРИС».

Концентрация воды в очищаемом топливе колебалась от 360 до 3300 ppm на входе и от 90 до 1800 ppm на выходе. Степень очистки топлива составляла от 35 до 93% (в среднем 70%) в зависимости от концентрации в исходном дизельном топливе воды, ПАВ, различных типов присадок и иных химических веществ с полярными функциональными группами, содержащихся в исходной нефти, не разложившихся в процессе ее переработки и способствующих удержанию свободной, растворенной и эмульгированной воды в объеме нефтепродукта.

Рис. 9 Схема работы фильтра АПРИС-800/6ТД1-II

На рис. 10 приведен график изменения содержания воды при прохождении через фильтры «АПРИС».
 

Рис. 10. Изменение содержания воды в дизельном топливе при прохождении через фильтры АПРИС-800/6ТД1-II.
■  Содержание свободной и растворенной воды до фильтров, г/т;
♦  Содержание свободной и растворенной воды после фильтров, г/т;
▲  Степень очистки, %.

Интересно отметить, что такой же характер имеет и изменение содержания воды в дизельной фракции замедленного коксования (ДФЗК) установки 21-10/3М ОАО «АНХК», [6] представленное на рис. 11.

 
Рис. 11 Изменение содержания воды в ДФЗК при прохождении
через аппарат обезвоживания.
▲  Степень удаления воды;
♦  Массовая доля воды на входе;
■  Массовая доля воды на выходе.

Удаление воды осуществлялось на аппарате собственной конструкции [6] заполненном коалесцирующей насадкой (эластичный пенополиуретан) и установлен на линии откачки ДФЗК с установки 21-10/3М. ДФЗК используется в качестве компонента сырья гидроочистки дизельных топлив на установке Л-24/6, а также компонента сырья при производстве дизельного экологически чистого топлива. Углеводородный состав ДФЗК и технология производства кокса обусловливают наличие в ДФЗК значительного количества (от 0,08 до 0,63% мас.) эмульгированной воды, которая на протяжении длительного времени не отстаивается.
При этом содержание воды в ДФЗК на выходе из аппарата изменялась от 0,03 до 0,18%. Степень удаления воды в зависимости от ее содержания в исходной фракции изменялась от 24,7 до 85,7% и в среднем за период испытаний она составила 58,2%. (рис. 11).
Фильтрэлементы АПРИС отработали на ННПО непрерывно без регенерации и технического обслуживания более года, при гарантийном сроке эксплуатации 6 месяцев при их регенерации. Поломок и отказов в работе фильтров не наблюдалось.

При работе по старой схеме очистки опытная партия импортных фильтрующих элементов, примененных для той же цели, установленных после фильтра очистки от механических примесей, отработала только 10 дней в режиме непрерывной эксплуатации (рис. 12).

Аналогичные фильтры АПРИС используются в «ННПО» на линии выдачи керосина.
На ЗАО «Антипинский НПЗ» нами была проведена очистка от воды товарного дизельного топлива взятого непосредственно из пробоотборника АТ с исходным содержанием влаги 0,05% по ГОСТ 2477. Температура топлива колебалась от 27 до 34С при расходе топлива через фильтр от 0,585 до 1,514 м3/ч. При фильтрации через сухой фильтр «АПРИС» из материала «АПРИСОРБ» топливо становилось прозрачным после одной стадии фильтрации. По мере насыщения фильтра водой потребовалась вторая стадия фильтрации (см. рис. 13). После очистки вода в топливе отсутствует.

Рис. 13. Образцы дизельного топлива на «Антипинском НПЗ». 1  до фильтрации, 2  после очистки фильтром «АПРИС».

Слева - одноступенчатая фильтрация через сухой фильтр.
Справа - двухступенчатая фильтрация через мокрый фильтр.

Фильтры «АПРИС» из материала «АПРИСОРБ» были использованы нами для доосушки топлива ТС-1 с установки АТ-6 ПО «Киришинефтеоргсинтез». На дне емкости с представленной пробой исходного топлива, наблюдались капли воды. Содержание воды в топливе составляло 0,011%. Топливо фильтровалось при температуре окружающей среды 27С через сухой и влажный фильтрэлементы из материала «АПРИСОРБ». Концентрация воды после фильтрации составляла 0,007 и 0,008%, соответственно.
После охлаждения проб в холодильнике до +2С, пробы топлива ТС-1, профильтрованные через материал «АПРИСОРБ», остались чистыми и прозрачными, а не дне пробирки с исходным топливом появились капельки воды. Этот факт подтверждает хорошую работу фильтрэлементов по удалению воды.
На ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» на базе Опытно-исследовательского цеха № 28 были проведены испытания фильтрующих элементов из материала АПРИСОБ на очистке реактивного топлива ТС-1
Топливо ТС-1 было отобрано из резервуара № 63 насосная 94. Исходное топливо содержит механические примеси стекловидного вида волосяной и пластинчатой формы отличающиеся друг от друга по размерам на 1-2 порядка.
Химический состав строение и природа механических примесей не известна. Топливо содержащие эти примеси не соответствует визуально определяемому показателю по пункту 4.5 ГОСТ 10227-86 пункта 20 таблицы физико-химических показателей.
Метод определения количества механических примесей по ГОСТ 10577-78 не используется.
Испытания проводились на фильтроэлементах изготовленных из разных марок материала АПРИСОБ. В ходе проделанной работы был подобран материал после фильтрации через который в топливе практически не содержалось механических примесей.
Отфильтрованные пробы были оставлены в лаборатории. Повторный анализ этих же проб через три дня хранения не выявил увеличения числа содержания механических примесей.
Учитывая субъективность метода визуального анализа содержания механических примесей и воды (по пункту 4.5 ГОСТ 10227-86 ) можно считать, что предложенный метод очистки путем фильтрации через материал АПРИСОБ позволяет практически полностью очистить топливо от данного вида механических примесей.

Была проведена работа по удалению воды из водных эмульсий дизельного топлива, полученных при очистке дизельного топлива от серы сернокислотным способом. Содержание воды в кислой ВТЭ составляло 0,2%, а в щелочной эмульсии 0,5%. После фильтрования через материал «АПРИСОРБ» топливо было чистое и прозрачное, а содержание воды в обеих пробах не превышало 0,01%. Фильтры «АПРИС» для удаления воды из ВТЭ после сернокислотной очистки дизельных топлив используются в Эстонии [21].
Фильтры «АПРИС» используются и для очистки обводненных топлив, в том числе и морской водой, на морских судах (рис. 14-15).

Рис. 14. Судовой фильтр ФНТ 40/10.

Рис. 15. Расположение фильтрэлементов «АПРИСОРБ» в фильтре ФНТ 40/10.

Другим направлением использования фильтров «АПРИС» является применение их в технологических схемах получения топлив на нефтеперерабатывающих заводах.
На ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» была проверена возможность очистки прямогонного бензина с установки АВТ-6. Прямогонный бензин был получен с установки АВТ-6 с температурой порядка 40-50 градусов Цельсия. Проба была мутная, содержала технологическую коллоидную воду. После фильтрации через материал АПРИСОБ проба чистая и прозрачная. Визуальная оценка результатов очистки у участников эксперимента разногласий не вызывает. Существующие методы анализа бензинов на содержании воды по различным ГОСТам не позволяют количественно определить технологическую коллоидную воду. Фильтрация обводненного прямогонного бензина через материал АПРИСОБ позволяет убрать из него технологическую коллоидную воду и предотвратить разбавление щелочного раствора на стадии защелачивания.
Наиболее интересна перспектива установки фильтров «АПРИС» на сливе подтоварной воды из емкостей хранения топлива. Низкое сопротивление фильтрматериала «АПРИСОРБ» позволяет устанавливать фильтр перед насосом и проводить слив подтоварной воды и очистку топлива самотеком за счет давления слоя жидкости в цистерне (см. рис. 16).
 

Рис. 16. Принципиальная схема размещения фильтров на емкостях хранения топлив.

При этом вода отделяется от топлива и сливается в систему ливневых стоков, мех. примеси и биозагрязнения остаются на фильтре, а в перекачивающий насос попадет только чистое топливо. Это позволит значительно продлить срок службы насоса. Работа такого фильтра в течение нескольких часов в день позволит содержать цистерну запаса топлива чистыми и резко увеличит сроки их зачистки от ремонта до ремонта.
Подобные системы с фильтром «АПРИС» могут стать актуальными для НПЗ, нефтебаз, бункербаз и АЗС с подземными резервуарами хранения топлива, в которые поступают грунтовые воды. Работа насоса с фильтром «АПРИС» позволит поддерживать чистоту топлива и даст возможность аварийным емкостям проработать некоторое время в нормальном режиме до их замены или ремонта.
На рис. 17 приведены результаты очистки нефтешлама из топливной емкости с бензином Аи-92 нефтебазы «ПТК-Терминал», а на рис. 18 приведен разрезанный фильтрэлемент с отделенным примесями. Как видно из рис. 16 при прямой одноразовой фильтрации через фильтр из материала «АПРИСОРБ» происходит одновременная очистка топлива от воды и механических примесей. Очищенное топливо можно сразу использовать по прямому назначению.
Интересно отметить, что основную часть отделенных фильтром механических примесей составляют продукты коррозии, в основном, оксиды железа.

В лаборатории Туапсинского НПЗ была проведена очистка искусственной смеси следующего состава:
вода        10%;
осадок из приемника депульсатора ПК-1   3%;
дизельное топливо      87%.

После очистки на лабораторном стенде  с фильтрами АПРИС по данным анализа ЦЗЛ завода вода и механические примеси в фильтрате отсутствуют.
На этом же стенде была проведена очистка СНО. По данным лабораторного анализа очищенный СНО не содержит воды.
Представляется весьма эффективным использование фильтров «АПРИС» при межсезонном обслуживании автотракторного парка [23]. При переходе автотракторной техники с одного вида топлива на другой необходимо проводить очистку топливных баков, в которых в процессе эксплуатации накапливается вода и грязь.

 Рис. 17. Результаты очистки нефтешлама из топливной емкости с бензином Аи-92.

1  Нефтешлам; 2  Нефтешлам после 3-х суток отстаивания при комнатной температуре; 3  Бензин после фильтрации через фильтрэлемент; 4  отделенная вода после фильтрации через фильтрэлемент.

Рис. 18. Механические примеси, выделенные при очистке нефтешлама из топливной емкости с бензином Аи-92.

Испытания установок для очистки топливных баков на базе фильтров «АПРИС» проводились в АТП-6, Санкт-Петербургском Морском торговом порту и ТЧ-9 Октябрьской железной дороги. При начальной концентрации воды в искусственной водо-топливной эмульсии 50% по объему, после фильтрации содержание воды составляет 0,03%. При этом тонкость фильтрации механических примесей составляет 2-5 мкм.

Установка «АПРИС-801», производительностью 0,5 м3/час, представленная на рис. 19, используются для очистки топливных баков автобусов в АТП-6 ГП «Пассажиравтотранс» г. Санкт-Петербург в межсезонный период уже более 3-х лет.

 Рис. 19. Установка «АПРИС-801».

Рис. 20. Установка «АПРИС-814».

Установка «АПРИС-814», производительностью 4 м3/час, представленная на рис. 20, используется для очистки дизельного топлива после хранения и транспортировки на АЗС автохозяйств.

Разработанные нами установки успешно используются не только для зачистки топливных баков автотракторной техники, но и для очистки емкостей хранения топлива.
Большим спросом пользуются фильтрационные установки для заправки строительной и дорожной техники непосредственно на строительных площадках, что исключает попадание некачественного топлива в топливные баки строительной и дорожной техники. Следует отметить, что такие установки выпускаются в защитных кожухах, дабы предотвратить случайную порчу фильтрационных установок в процессе проведения строительных и дорожных работ.
Аналогично загрязнения удаляются и из масла.

На рис. 21, как пример возможности данной технологии, представлены результаты очистки трансформаторного масла, взятого из сгоревшего трансформатора, которое содержало как большое количество продуктов окисления масла, так и мелкодисперсную сажу [23].

Рис. 21. Результаты очистки трансформаторного масла фильтрэлементом АПРИС

После очистки электроизоляционного масла ГК по ТУ 38.1011025-85 на установке «АПРИС-822», производительностью 2 м3/ч, на подстанции ЮКЭС ОАО «Ленэнерго», масло было залито в выключатель и отобрана его проба после заливки в электрооборудование. Проба была проанализирована в химической лаборатории службы изоляции высоковольтных сетей «Ленэнерго». Результаты испытаний представлены в табл. 2-4.

Таблица 2. Результаты анализа физико-химических показателей масла ГК

Таблица 3. Хроматографический анализ растворенных в масле газов, % об.

Уменьшение содержания газов в масле может быть объяснено их лучшей растворимостью в воде, чем в углеводородах. При фильтрации масла через влажный фильтр происходит не только отмывка масла от кислых продуктов, но и частичное его обезгаживание.

Таблица 4. Класс чистоты по ГОСТ 17216-71 масла ГК после очистки на установке «АПРИС-822» и заливки в электрооборудование

Приведенные данные анализов указывают на то, что после заливки в электрооборудование изоляционного масла ГК очищенного на установке «АПРИС-822» полностью соответствуют требованиям к качеству регенерированных и очищенных масел, предъявляемым к ним РАО «ЕЭС России». Указанные установки успешно эксплуатируются на различных объектах РАО «ЕЭС России»: «ПсковЭнерго», «НовгородЭнерго», «Лужские электросети», «СевЭлектроМонтаж» СПб, «Первомайская ТЭЦ», «ГидроЭлектроМонтаж», «Волжская ГЭС».
Фильтроэлементами из материала «АПРИСОРБ» в ООО «Техпартнер» была проведена очистка гидравлического масла Esso Univis 32 слитого из гидросистем автопогрузчиков, эксплуатируемых в Морском порту Санкт-Петербурга. В результате очистки содержание воды изменилось с 150 до 20 ppm, а класс чистоты с 15 на 10.
Очищенное масло по приведенным показателям пригодно для дальнейшей эксплуатации при использовании на долив или в качестве промывочного.
Очистка фильтрами из материала АПРИСОРБ отработанного индустриального масла ИТД-150 используемого в бумагоделательных машинах Сясьского ЦБК, показало его пригодность для дальнейшей эксплуатации.
На установке «АПРИС-821», производительностью 1 м3/ч, была проведена очистка работавших масел: гидравлического АМГ-10 по ГОСТ 6796-75 и турбинного Тп-22Б по ТУ 38.401-58-48-92. Очистка проводилась за один проход через установку. Результаты очистки масел приведены в таблице 5.

Таблица 5.Результаты очистки масел на установке «АПРИС-821»

Приведенные результаты подтверждают высокую эффективность установки при очистке работавших масел от воды и механических примесей.

На рис. 22 приведены результаты очистки турбинного масла Тп-22Б (слева) и гидравлического масла АМГ 10 (справа) с высоким содержанием воды, попадающей в масло в процессе эксплуатации [24].

Рис. 22. Результаты очистки различных масел фильтрэлементами АПРИС.

По заданию ООО «Лукойл-Волгограднефтепереработка» мы исследовали возможность очистки авиационного гидравлического масла АМГ-10 по ГОСТ 6794. В процессе производства масло загрязняется механическими примесями, примесями присадки Винипол ВБ-2 и катализаторной пылью. В связи с чем масло имеет повышенный диаметр пятна износа.
Для испытания на базе масла АМГ-10 с установки № 64 ООО «Лукойл-Волгограднефтепереработка» из резервуара 822 в лаборатории Опытно- исследовательского цеха № 28 были приготовлены три образца масла с искусственным загрязнителем:
 образец № 1 – 0,072% измельченной и просеянной через сито 0,056 меш глины;
 образец № 2 – 0,1% цеолита NaX с осушки водородсодержащего газа от воды просеянного через сито 0,056 меш и 1,6% воды;
 образец № 3 – 0,1% цеолита NaX с осушки водородсодержащего газа от воды просеянного через сито 0,056 меш.
Пробы были профильтрованы через фильтры «АПРИС» из материала «АПРИСОРБ». После фильтрации все пробы чистые и прозрачные. Результаты анализа проб приведены ниже в табл.6:

Полученные результаты послужили основанием для проектирования фильтра по очистке масла АМГ-10.

На рис. 23 приведена схема подключения спроектированного фильтра производительностью 10 м3/час, а на рис. 24 схема внутреннего устройства фильтра.
 

Рис. 23 Технологическая схема получения масла АМГ-10

Рис. 24. Схема фильтра для очистки масла АМГ-1о производительностью 10 м3/час

В испытательном цехе Ленинградского Металлического завода на стенде для испытания паровых турбин на установке «АПРИС» производительностью 0,5 м3/ час была проведена очистка турбинного масла Тп-22с от механических примесей и воды. Очистка проводилась в два этапа.
 
 

Рис. 25. Схема подключения установки АПРИС на испытательном стенде испытательного цеха ЛМЗ (1 этап).

На первом этапе масло прокачивалось через подогреватель сепаратора, где нагревалось до 45С, очищалось центробежный сепаратором производительностью 4 м3/час, после чего фильтровалось через установку «АПРИС». Результаты очистки масла приведены в табл. 7.

Таблица 7.

Недостатком такого метода очистки масла является несогласованность производительностей сепаратора и фильтрационной установки. По этой причине большую часть масла пришлось перепускать обратно в основной масляный бак, что привело к сильному завоздушиванию очищаемого масла и, соответственно, низким показателям испытуемых проб масла.
 

 
Рис. 26. Схема подключения установки АПРИС на испытательном стенде испытательного цеха ЛМЗ (2 этап).

На втором этапе масло прокачивалось через специально изготовленный подогреватель, мощность которого позволяла нагревать масло при заданной производительности установки «АПРИС» до 35-40С. Результаты испытаний приведены в таблице 6.

Таблица 8.

Пробы 4/0 и 5/1 отбирались непосредственно после установки «АПРИС», проба 5/2 – из резервного масляного бака (рис. 26).

Из приведенных в табл. 6 результатов видно, что качество очистки турбинного масла на фильтрационном оборудовании «АПРИС» без дополнительной обработки на вакуумной испарительной установке соответствует требованиям, предъявляемым к качеству масла для турбин производства ЛМЗ.

Общие технические характеристики фильтров АПРИС:
1. Максимальный перепад давления при засорении мех. примесями, кг/см2  1,0
2. Тонкость фильтрации, мкм        5-3
3. Степень очистки от:
механических примесей, %        93-97
воды, %          92-98
биозагрязнений, %         99,0-99,9
4. Рабочая температура для водоотделения, С     5-60
5. Грязеемкость, %         300
6. Увеличение размера фильтрэлемента при непрерывном отделении воды, % 10

Отличительными особенностями систем фильтрации для очистки загрязненных нефтепродуктов серии «АПРИС», использующих «АПРИСОРБ» в качестве фильтрующего материала, являются:
• простота конструкции;
• малый вес и габариты;
• многократная и исключительно простая регенерация фильтрэлементов;
• большая емкость фильтрэлементов по механическим примесям;
• простое обслуживание.

Вышеперечисленные свойства делают установки серии «АПРИС» с фильтрэлементами на основе материала «АПРИСОРБ» весьма привлекательными для очистки нефтепродуктов на различных стадиях их изготовления и применения от промышленности до потребителя.

Литература
1. Васильева Л.С. Автомобильные эксплуатационные материалы.  М.: Транспорт, 1968.  279 с. (с. 83)
2. Данилов А.М. Введение в химмотологию.  М.: Техника, ООО «ТУМА ГРУПП», 2003.  464 с.
3. Большаков Г.Ф. Восстановление и контроль качества нефтепродуктов.  Л.: Недра, 1982.  С. 129.
4. Коваленко В.П. Загрязнения и очистка нефтяных масел.  М.: Химия, 1978.  С. 167.
5. Энглин Б.А. Применение жидких топлив при низких температурах.  М.: Химия, 1982.  С. 115.
6. Кузора И.Е., Турова А.В., Томин В.П. Нефтепереаботка и нефтехимия, 2005, №2, с. 22-28.
7. Жулдыбин Е.Н., Коваленко В.П., Турчанинов В.Е. Способы и средства обезвоживания нефтепродуктов.  М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1985.  С. 37.
8. Коваленко В.П., Турчанинов В.Е. Очистка нефтепродуктов от загрязнения.  М.: Недра, 1990.  С. 26.
9. Пат. 2056070 России, 1994.
10. Осипов О.П., Санников С.Г. Нефтепереработка и нефтехимия.  М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2001, №6, С. 12-14.
11. Проскуряков В-Д., Смирнов О.В. Очистка нефтепродуктов и нефтесодержащих вод электрообработкой.  СПб: Химия, 1992.  С. 17-18.
12. Панченков Г.М., Цабек Л.К. Поведение эмульсий во внешнем электрическом поле.  М.: Химия, 1969.  С. 50-70.
13. Шепелев И.И., Твердохлебов В.П., Фомова Н.А. Нефтепереработка и нефтехимия.  М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2001, № 8, С. 14-17.
14. Селивестров В.М., Браславский М.И. Экономия топлива на речном флоте.  М.: Транспорт, 1983, 231 с.
15. Браславский М.И., Иванов И.А. Перспективные средства очистки топлива // Речной транспорт: Экспресс-информация.  М.: ЦБНТИ Минречфлота РСФСР, 1986, вып. 4.
16. Свидетельство на полезную модель № 13539.
17. Картошкин А.П. и д.р. Виртуальный журнал «Горюче смазочные материалы». № 4, www.apris.ru.
18. Леденский А.М., Воронович Н.А., Макаров В.Ю., Фурсов А.Н., Медведева Н.Г., Панов С.Б., Климов А.В., Сердюк В.В., Кудян А.А., Ашкинази Л.А. III Международная научно-практическая конференции «Новые топлива с присадками»: Сборник трудов, Санкт-Петербург, 1-3 июня 2004 г.  СПб: Академия прикладных исследований, 2004.  С. 389-397.
19. Климов А.В., Панов С.Б., Сердюк В.В., Ашкинази Л.А., Мельников В.А. II Международная научно-практическая конференция «Новые топлива с присадками»: Сборник трудов, Санкт-Петербург, 18-21 июня, 2002.  СПб: Академия прикладных исследований, 2002.  С. 320-324.
20. Современная АЗС. № 3 (24), 2004, с. 24-26.
21. Климов А.В. и др. – Материалы научно-практической конференции «Перспективы развития российской нефтепереработки и нефтехимии», Санкт-Петербург, 2003, с.189-193.
22. Перекалов В.С. и др. – Ассоциация Автомобильных Инженеров, Материалы конференций за 2004-2005 г.г., вып.11, Дмитров -7, с. 11-15.
23. Панов С.Б., Климов А.В., Сердюк В.В., Ашкинази Л.А. 3-й Международный конгресс по управлению отходами «ВэйстТэк»: Материалы конгресса. Москва. 3-6 июня 2003.  М.: ЗАО «Фирма СИБИКО Интернэшнл», 2003.  С. 218.
24. Климов А.В. и др.  Гидравлика и пневматика, № 7-8, 2003, с. 26-27.

В.М. Седов, А.В. Гурко,
ВНИИ Нефтехим, Санкт-Петербург,

В.В. Сердюк, С.Б. Панов, А.В. Климов, Л.А. Ашкинази,
Академия прикладных исследований, Санкт-Петербург