BR102012009128A2 - Retorta vertical de superfície e processo de obtenção de óleo e gás a partir de xisto pirobetuminoso e/ou materiais contendo compostos orgânicos de carbono - Google Patents

Abstract

RETORTA VERTICAL DE SUPERFÍCIE E PROCESSO DE OBTENÇÃO DE ÓLEO E GÁS A PARTIR DE XISTO PIROBETUMINOSO E/OU MATERIAIS CONTENDO COMPOSTOS ORGÂNICOS DE CARBONO. A presente invenção destina-se a uma retorta (100) de eixo vertical e de superfície, com aquecimento por fonte externa compreendendo (i) tubo central multifuncional (110), (ii) dispositivo de selagem de topo (120), (iii) sistema de distribuição de carga (130), (iv) vaso de retortagem (140) com leito no formato de coroa circular (141) provido por um conjunto de tubos de carga (142), espaçados entre si, formando uma cãmara para coleta de gás e neblina (143), injetor de gás quente (144), coletor (145) de recibo frio e distribuidor (146) de reciclo frio e mecanismo de controle e movimentação do leito (147), (v) câmara plenun (150), (vi) dispositivo para recuperação do calor do material retortado (160) contendo rede de tubulação (162) para recirculação e aspersão de água de retortagem e moegas de acumulação (161) e (vii) dispositivo de selagem de fundo a seco (170). Adicionalmente, o presente pedido de patente engloba um processo de obtenção de óleo e gás a partir de xisto pirobetuminoso e/ou materiais contendo compostos orgânicos de carbono por meio da utilização da dita retorta (100) vertical de superfície com aquecimento por fonte externa através das etapas de (a) alimentação de carga, (b) selagem da alimentação, (c) distribuição da carga, (d) coleta e remoção de gases e neblina, (e) aquecimento e secagem da carga, (f) reinjeção da corrente de gás do reciclo de gás frio da etapa (i), (g) pirólise da carga, (h) injeção da corrente de gás dp reciclo de gás quente, (i) remoção da corrente de reciclo de gás frio, (j) recuperação de calor do material retortado, (k) descarga do leito em formato de coroa circular, (l) injeção de gás do reciclo frio, (m) mistura da corrente de reciclo frio com a corrente de vapor d´ água, (n) coleta nas moegas de acumulação do material retortado descarregado, (o) aspersão de água de retortagem reciclada, (p) geração de vapor pelo contato da água de retortagem reciclada com o material retortado depositado nas moegas de acumulação e (q) descarga do material retortado a seco e selagem de fundo.

Description

retorta vertical de superfície e processo de obtenção

de óleo e gás a partir de xisto pirobetuminoso e/ou materiais contendo compostos orgânicos de CARBONO"

Campo da Invenção

A presente invenção destina-se a uma retorta (100) de eixo

vertical e de superfície, com aquecimento por fonte externa compreendendo (i) tubo central multifuncional (110), (ii) dispositivo de selagem de topo (120), (iii) sistema de distribuição de carga (130), (iv) vaso de retortagem (140) com leito no formato de coroa circular (141) provido por um conjunto de tubos de carga (142), espaçados entre si, formando uma câmara para coleta de gás e neblina (143), injetor de gás quente (144), coletor (145) de reciclo frio e distribuidor (146) de reciclo frio e mecanismo de controle e movimentação do leito (147), (v) câmara plenun (150), (vi) dispositivo para recuperação do calor do material retortado (160) contendo rede de tubulação (162) para recirculação e aspersão de água de retortagem e moegas de acumulação (161) e (vii) dispositivo de selagem de fundo a seco (170). Adicionalmente, o presente pedido de patente engloba um processo de obtenção de óleo e gás a partir de xisto pirobetuminoso e/ou materiais contendo compostos orgânicos de carbono por meio da utilização da dita retorta (100) vertical de superfície com aquecimento por fonte externa através das etapas de (a) alimentação de carga, (b) selagem da alimentação, (c) distribuição da carga, (d) coleta e remoção de gases e neblina, (e) aquecimento e secagem da carga, (f) reinjeção da corrente de gás do reciclo de gás frio da etapa (i), (g) pirólise da carga, (h) injeção da corrente de gás do reciclo de gás quente, (i) remoção da corrente de reciclo de gás frio, (j) recuperação de calor do material retortado, (k) descarga do leito em formato de coroa circular, (1) injeção de gás do reciclo frio, (m) mistura da corrente de reciclo frio com a corrente de vapor d'água, (n) coleta nas moegas de acumulação do material retortado descarregado, (o) aspersão de água de retortagem reciclada, (p) geração de vapor pelo contato da água de retortagem reciclada com o material retortado depositado nas moegas de acumulação e (q) descarga do material retortado a seco e selagem de fundo.

Antecedentes da Invenção Atualmente, com o número de habitantes do planeta ultrapassando os sete bilhões de pessoas, acelerada migração da população às camadas sociais mais elevadas e oferta cada vez maior de produtos que consomem energia, aumenta a demanda por combustíveis fósseis, elevando o preço e/ou provocando a escassez desta comm.od.ity, o que acarreta impactos substanciais na economia mundial.

Há diversas opções de recursos naturais disponíveis para suprir a demanda global de energia. O petróleo ainda é a principal dentre tais fontes. Esta posição, apesar dos avanços no desenvolvimento das tecnologias de produção de energia por outras fontes, como as renováveis, ainda não está sob ameaça, especialmente por ser o petróleo a fonte principal da energia de transporte (transportation fuel), cuja substituição por outra fonte supridora ainda é pouco provável.

De outro lado, o petróleo, fonte de energia de alcance universal, que vem sendo usado em larga escala há mais de um século, já apresenta capacidade de produção em declínio, não sendo mais uma fonte de energia de baixo custo.

Os campos em terra, de fácil acesso, que propiciam a produção ambientalmente segura e de baixo custo, já apresentam forte declínio de produção e raras são as novas descobertas. Ainda, restam as plataformas continentais, onde as descobertas ocorrem cada vez mais em lâmina d'água de grande profundidade e, em muitos casos, como no Brasil, sob uma espessa camada de sal.

Os desafios tecnológicos e os altos custos para se acessar essas reservas e, a partir daí, produzir petróleo, bem como para reduzir os possíveis impactos sobre o meio ambiente são significativos.

O xisto pirobetuminoso, minério disponível em praticamente todo o planeta, que contém o querogênio, um hidrocarboneto com grande cadeia de carbono em sua constituição, possui reservas potenciais equivalentes ou possivelmente superiores às hoje existentes na forma de petróleo líquido. O referido minério apresenta grande potencial para suprir as necessidades complementares de hidrocarbonetos líquidos na matriz energética demandada pela população global. É sabido que, ao longo do tempo, pesquisadores têm-se

dedicado ao desenvolvimento de novos processos de obtenção de hidrocarbonetos a partir de xisto pirobetuminoso, criando processos atrelados às propriedades físico-químicas do xisto, que são diferentes para cada depósito correspondente (VOLKOV, E. and STELMΑΚΗ, G. The stages of research on creating commercial units for processing the oil shale fines. Oil Shale. A Scientific-Techriical Journal (Estonian Academy Publishers) 16 (2): 161-185, 1999).

A maioria desses processos não passou da fase experimental em laboratório e outros poucos galgaram a fases posteriores, como unidades pilotos, protótipos e até semi-industriais, sendo posteriormente abandonados por apresentarem problemas técnicos e/ou econômicos insuperáveis.

Atualmente, existem poucos processos que se encontram em fase de desenvolvimento e/ou de produção em escala industrial.

De forma geral, o processo de obtenção de hidrocarbonetos a partir do xisto pirobetuminoso ocorre por meio de piróíise da rocha, princípio básico de todos os processos. O querogênio, matéria orgânica que dá origem ao óleo e ao gás, encontra-se disseminado na matriz mineral da rocha na forma sólida. Quando o minério é aquecido a uma determinada temperatura, a molécula do querogênio se decompõe (fragmenta-se em cadeias com menor número de carbonos), formando uma mistura de hidrocarbonetos e outros gases.

Os processos existentes no mundo podem ser classificados em duas categorias principais: os processos que são realizados em superfície e os que ocorrem em subsuperfície, também denominados in situ.

Os processos de subsuperfície (in situ), embora utilizando a premissa de eliminação das atividades de mineração e de tratamento de minério, reduzindo assim, os custos com estas atividades e com a recuperação da área minerada, não alcançam viabilidade econômica. A grande dificuldade encontrada pelos processos in situ está relacionada com a transmissão de calor, impactando o controle do processo e o aproveitamento do óleo/gás existente na jazida, o que resulta em baixo índice de recuperação do óleo ali contido. Ainda, com relação ao meio ambiente, os processos in situ apresentam elevado potencial de contaminação do lençol freático por óleo, gás e produtos químicos usados para criar fendas no maciço que não podem ser totalmente retirados do local de retortagem.

Nos processos em superfície, o xisto necessita ser previamente minerado, britado e classificado para que se enquadre na faixa granulométrica requerida pelo processo específico a que vai ser submetido. Todas essas operações e suas correlatas (supressão de pó e ruído, recuperação de área minerada, etc.) aumentam o custo final do óleo produzido.

No que diz respeito à classificação conforme a faixa granulométrica do material a ser processado, há processos que operam com materiais finos (particulados), geralmente abaixo de 10 mm, e processos que operam com material granulado, geralmente entre 10 mm e 75 mm.

Os processos de superfície que atuam com base em uma

granulometria fina normalmente são realizados em retortas (reatores) horizontais ou com pequenas inclinações, rotativas, semelhantes a fornos de calcinação da indústria cimenteira. Esses processos, em geral, apresentam como fonte de calor a queima do xisto retortado no interior da retorta, podendo ser complementado por uma fonte externa à 15 retorta, seja pela queima de urna parcela dos produtos da pirólise ou pelo retorno das cinzas da combustão do xisto retortado efetuado externamente. Por outro lado, os processos que dispensam a fonte de calor complementar, tipicamente, são aplicados a jazidas que contenham xisto com altos teores de matéria orgânica na forma de 20 querogênio e lenhosa.

Mais recentemente, têm sido testados reatores de leito fluidizado que utilizam a técnica de recirculação de gases e requerem uma carga com granulometria bem mais fina, geralmente, abaixo de 2 mm. No entanto, ainda não foram apresentados dados promissores quanto a tais processos.

Os processos realizados com granulometria fina, geralmente, produzem óleo com alta densidade, alta viscosidade e alto teor de partículas finas, tornando-o de difícil filtração, e apresentam fator de rendimento menor do que os processos operados com material granulado.

Como exemplo de processo que opera com finos de xisto, podemos citar o processo de retortagem Galoter, da Estônia, com capacidade de processar 3.000 toneladas por dia em uma retorta horizontal, rotativa, semelhante a um forno de clínquer, que opera com xisto de granulometria abaixo de 25 mm. O processo Galoter apresenta um rendimento de aproximadamente 75% em óleo em relação ao ensaio Fischer padrão, sendo este processo considerado complexo e de difícil operação (QIAN J. and WANG J. World Oil Shale Retorting Technologies - China Petroleum University - Beijing 100101 China, 2006). A versão aprimorada do processo Galoter, denominado processo EnefitT, usa o calor proveniente das cinzas da queima de xisto para a pirólise, agregando novos equipamentos periféricos, o que o torna ainda mais complexo e de difícil operação.

Outro processo existente, a retortagem ATP (Alberta Taciuk Process), criado para a UMATAC Industrial Processes, foi originalmente desenvolvido para processar areias betuminosas e, posteriormente, adaptado para processar xisto pirobetuminoso utilizando uma retorta 20 horizontal e rotativa, que opera com xisto em partículas de tamanho abaixo de 25 mm. O processo apresenta rendimento de aproximadamente 85% em óleo em relação ao ensaio Fischer padrão.

A título informativo, os processos Tosco II, Lurgi-Ruhrgas,

Oil Tech, Chevron STP (leito fluidizado), Shell Spher (leito fluidizado), Kentort II (leito fluidizado) também operam com granulometria fina, sendo que todos esses processos ou operaram somente até uma fase piloto ou estão atualmente descontinuados por problemas técnicos diversos. Já os processos de retortagem que operam com material granulado geralmente utilizam retortas verticais (reatores) fixas, ou seja, não rotativas, contendo variados sistemas de selagem de carga, diversas construções de vasos de retortagem para realização da etapa de pirólise e diferentes sistemas de descarga do material retortado.

O calor necessário para a efetivação da etapa de pirólise pode ser produzido internamente através da queima do material carregado, complementado ou não pela queima de subprodutos da pirólise, estes chamados de gas combustion ou, externamente, pelo 10 aquecimento em forno, de uma parcela da corrente de gás que é recirculada para o interior da retorta. No entanto, nos processos que fazem uso de combustão interna (gas combustion), para a geração do calor necessário para a etapa de pirólise, parte dos produtos é queimada e o gás produzido é contaminado com subprodutos da 15 combustão.

Como exemplo de processo de retortagem por aquecimento externo pode-se citar o processo PetroSix, tecnologia desenvolvida pela Petrobrás, com capacidade de processamento de 6.200 toneladas por dia numa retorta industrial, que processa xisto com granulometria 20 entre 10 mm e 70 mm e apresenta rendimento de aproximadamente 85% em óleo em relação ao ensaio Fischer padrão. Ainda, o processo de retortagem PetroSix usa um sistema de selagem a seco no topo e uma selagem hidráulica no fundo (saída do xisto retortado do reator), o que resulta em significativo consumo de água no processamento, trazendo 25 grandes dificuldades para a aplicação do processo em regiões com escassa disponibilidade de tal recurso. Também, no processo PetroSix, todo o calor necessário para a retortagem é fornecido por um forno externo ao reator (retorta), na forma de reciclo quente. A eficiência

1 energética do processo de retortagem PetroSix fica comprometida, em função da baixa recuperação de calor do xisto retortado.

Outro processo de retortagem, denominado processo Keviter, tecnologia desenvolvida pela empresa Viru Keemia da Estônia, apresenta a capacidade de processamento de 1.000 toneladas por dia, operando com xisto na faixa granulométrica de 10 a 125 mm. Nesse processo, a alimentação da carga, o escoamento por gravidade e a selagem são bastante semelhantes ao processo PetroSix, inclusive no uso da selagem com água no fundo da retorta. Porém, o calor necessário para pirolisar o xisto é provido por dois combustores retangulares situados no meio do reator cilíndrico, caracterizando-o como um processo gas combustion. Nesses combustores, são injetados gases de processo cuja combustão fornece o calor necessário para a pirólise do xisto. Os vapores de óleo e o gás produzido na pirólise, juntamente com os gases da combustão, são retirados por dois coletores na lateral superior da retorta. Parte do gás de processo é injetada no fundo da retorta para recuperar calor do xisto retortado, que desce por gravidade a partir da zona de pirólise. O xisto retortado não é queimado e contém resíduos de matéria orgânica, e o gás produto do processo é pobre, contaminado com nitrogênio e dióxido de carbono. O rendimento em óleo do processo de retortagem Keviter é de 75% em relação ao ensaio Fischer padrão.

O processo de retortagem Fushum Generator Type (gas combustion), tecnologia desenvolvida na China, é utilizado há mais de 25 70 anos. Sua capacidade de processamento é pequena, 100 toneladas por dia, operando com xisto granulado na faixa granulométrica de 10 a 75 mm. O rendimento em óleo é de 65% em relação ao ensaio Fischer padrão. A retorta Fushum possui, no meio do reator, um estreitamento separando a retorta em duas partes: a porção superior, onde o xisto é pirolisado e a porção inferior, onde o xisto retortado é queimado. Na parte inferior da zona de pirólise é injetado um reciclo quente, previamente aquecido em um forno externo, para complementar o calor 5 necessário para a pirólise do xisto. O gás produzido é de baixa qualidade, contaminado por nitrogênio e dióxido de carbono, o que dificulta seu aproveitamento. Além disso, o rendimento do processo é bastante reduzido em função da queima de parte do óleo dentro do reator (retorta). Esse processo é considerado de pequena capacidade e 10 apresenta problemas ambientais significativos.

Existe ainda o processo Paraho de aquecimento indireto, semelhante ao processo PetroSix, diferenciando-se apenas em características de equipamentos/dispositivos. Esse processo foi testado em escala semi-industrial, sendo que após um período de testes, suas atividades foram descontinuadas.

Além dos processos acima indicados, outros processos de retortagem que usam material granulado, como, por exemplo, os processos Union (alimentação de xisto pelo fundo e retirada pelo topo da retorta) e RedLeaf (grandes volumes depositados em superfície e envelopados), também são conhecidos pelos técnicos no assunto.

No que diz respeito a patentes descrevendo tecnologias de extração de hidrocarbonetos a partir do xisto pirobetuminoso, são encontrados diversos documentos, mas sempre descrevendo processos e equipamentos que se distinguem da proposta da presente invenção, 25 que é no seu conjunto original e apresenta diversas vantagens com relação ao estado da técnica.

O pedido de patente americano US 2009/0050532 descreve uma tecnologia de extração óleo de xisto (SOT - Shale Oil Technology) que apresenta uma retorta vertical de escoamento por gravidade com selagem por válvulas rotativas, distribuição do material por septos inclinados (interferência no fluxo) de combustão interna.

A patente americana US 4.151.047 fornece um aparelho 5 para a alimentação de xisto betuminoso a uma série de retortas, sendo cada retorta equipada com um bico de distribuição rotativo e um canal de alimentação central, dita retorta disposta radialmente a partir de uma torre de distribuição de xisto central. Pelo menos uma moega comunica-se com um canal de alimentação central interligando com a 10 retorta, e sendo deslocado lateralmente em relação ao eixo longitudinal da retorta. Ainda, correias transportadoras são fornecidas para a transferência do xisto da torre de distribuição central para as moegas de cada retorta.

A patente brasileira PI 8606369, de titularidade da Petrobras e extinta em 22/12/2001, trata do aperfeiçoamento em equipamento e processo para obtenção de óleo, gás e subprodutos de xistos pirobetuminosos e outros materiais impregnados com hidrocarbonetos. Esta patente descreve um processo de retortagem, denominado PetroSix, através da utilização de uma retorta contendo (a) um sistema de selagem de topo rotativo constituído por dois aparelhos em série com rotores de palhetas para transportar o material horizontalmente de um aparelho para outro, (b) um mecanismo antissegregacional composto por um rotor que distribui o material por um único ponto, (c) um dispositivo de injeção de gases quentes compreendido por seis dutos com secção transversal na forma de um hexágono irregular, transversais ao leito, apoiados em alojamentos no casco, diametralmente opostos, (d) dispositivo de descarga formado por mesas concêntricas no formato de coroas circulares, dispostas a uma predeterminada distância umas das outras, sendo que por sobre os vãos entre as mesas existem defletores no formato de V invertido que impedem o livre fluxo do material, (e) vaso de retortagem que opera com leito móvel contínuo em uma seção circular plena desde o topo do leito 5 até a mesa do mecanismo de descarga e (f) dispositivo de remoção e selagem de fundo compreendendo um transportador de pás inclinado cheio de água que efetua a selagem.

A patente americana US 3.519.539 destina-se a um processo de retortagem de xisto realizado através de uma retorta 10 vertical, onde o reciclo de gás é usado para resfriar o xisto retortado em uma zona de resfriamento, ar é misturado com gás de reciclo e a mistura queima em uma zona de combustão (gas combustion) interna acima da zona de resfriamento.

A patente americana US 4.029.220 refere-se a um aparelho para o carregamento de material particulado para dentro de um recipiente que contém meios de distribuição de carga rotativo para distribuir o material de carga particulado na retorta, o que significa que o distribuidor de carga pode proporcionar uma maior uniformidade de distribuição de vários tamanhos de partículas e também pode proporcionar e manter uma linha de produção com o perfil desejado e na altura do recipiente. O meio de distribuição inclui uma moega com uma pluralidade de calhas rigidamente fixadas que se prolonga de forma descendente com porções inferiores de descarga em zonas circulares concêntricas na linha de produção. O meio de distribuição inclui uma porção segmentada na junção da moega e as calhas que dividem o material de carga descarregado dentro da moega na proporção da área da zona circular na linha de produção, que é alimentada pela calha. O meio de distribuição opera atolado com o material alimentado (completamente cheio) para fornecer um fluxo de massa particulado através das calhas e evitar a segregação entre as partículas maiores e menores do material de carga, depositadas ao nível do leito.

A patente americana US 5.041.210 apresenta um processo

para retortagem de xisto em uma retorta vertical, onde o reciclo de gás contendo vapor e gás produzido é separado a partir do gás de exaustão da retorta e usado para aquecer o xisto. O vapor está presente numa quantidade em volume de gás de reciclo de pelo menos 40% e, de 10 preferência, 70%. O tamanho mínimo de partícula de xisto betuminoso é tal que as partículas são retidas em uma tela com aberturas de 1/4 de polegada. O tamanho máximo de partícula é tal que as partículas são capazes de passar através de uma tela que tem aberturas de 3 polegadas.

Diante dos desafios do estado da técnica acima resumido, a

depositante do presente pedido de patente desenvolveu uma retorta (1.00) de eixo vertical e de superfície com aquecimento por fonte externa e um processo de obtenção de óleo e gás a partir de xisto pirobetuminoso e/ou materiais contendo compostos orgânicos de carbono, realizado pela operação da dita retorta (100).

Descrição das Figuras A figura 1 apresenta uma vista frontal da retorta (100) de eixo vertical e de superfície, de acordo com a presente invenção.

A figura 2 mostra uma vista frontal do tubo central 2 5 multifuncional (110).

A figura 3 é uma elevação frontal (parte em corte) do dispositivo de selagem de topo (120).

A figura 4 apresenta um corte esquemático e planta do

I sistema de distribuição de carga (130).

A figura 5 mostra um corte esquemático e planta do vaso de retortagem (140).

A figura 6 é um corte esquemático da câmara plenun (150).

A figura 7 apresenta um corte esquemático do dispositivo

para recuperação do calor do xisto retortado (160).

A figura 8 mostra uma elevação (parte em corte) do dispositivo de selagem de fundo a seco (170).

Descrição da Invenção A presente invenção destina-se a uma retorta (100) de eixo

vertical e de superfície, com aquecimento por fonte externa, compreendendo (i) tubo central multifuncional (110), (ii) dispositivo de selagem de topo (120), (iii) sistema de distribuição de carga (130), (iv) vaso de retortagem (140) com leito no formato de coroa circular (141) 15 provido por um conjunto de tubos de carga (142) espaçados entre si, formando uma câmara para coleta de gás e neblina (143), injetor de gás quente (144), coletor (145) de reciclo frio e distribuidor (146) de reciclo frio e mecanismo de controle e movimentação do leito (147), (v) câmara plenun (150) (vi) dispositivo para recuperação do calor do material 20 retortado (160) contendo rede de tubulação (162) para recirculação e aspersão de água de retortagem e moegas de acumulação (161) e (vii) dispositivo de selagem de fundo a seco (170). Adicionalmente, o presente pedido de patente engloba um processo de obtenção de óleo e gás a partir de xisto pirobetuminoso e/ou materiais contendo 25 compostos orgânicos de carbono por meio da utilização da dita retorta (100) vertical de superfície com aquecimento por fonte externa através das etapas de (a) alimentação de carga, (b) selagem da alimentação, (c) distribuição da carga, (d) coleta e remoção de gases e neblina, (e) aquecimento e secagem da carga, (f) reinjeção da corrente de gás do reciclo de gás frio da etapa (i), (g) pirólise da carga, (h) injeção da corrente de gás do reciclo de gás quente, (i) remoção da corrente de reciclo de gás frio, (j) recuperação de calor do material retortado, (k) 5 descarga do leito em formato de coroa circular, (1) injeção de gás do reciclo frio, (m) mistura da corrente de reciclo frio com a corrente de vapor d'água, (n) coleta nas moegas de acumulação do material retortado descarregado, (o) aspersão de água de retortagem reciclada, (p) geração de vapor pelo contato da água de retortagem reciclada com o 10 material retortado depositado nas moegas de acumulação e (q) descarga do material retortado a seco e selagem de fundo.

Em uma primeira realização, a presente invenção refere-se à retorta (100) vertical e de superfície, com aquecimento por fonte externa, de grande capacidade, particularmente, de aproximadamente 5.000 a 10.0000 toneladas por dia de operação, constituída por:

(i) tubo central multifuncional (110) cujo emprego define o leito de retortagem (141) na forma de coroa circular com desvio do reciclo de gás frio e captação e remoção do pó coletado durante o transporte do gás;

(ii) dispositivo de selagem de topo (120) compreendido por alternador de fluxo (121) por alternância de bateladas, moegas independentes (122) de alimentação/esvaziamento com válvulas de vedação (125), opcionalmente, com injeção de gás inerte e um controlador/dosador de fluxo (123) posicionado abaixo das válvulas na junção (124), sendo o 25 dito controlador/dosador composto por carcaça, mesa estacionária e rotor dotado de palhetas;

(iii) sistema de distribuição de carga (130) posicionado abaixo da mesa estacionária, sendo tal sistema de distribuição composto por uma moega de repartição rotativa (131) dividida em setores circulares proporcionais às áreas das coroas circulares concêntricas no silo que será alimentado; esses setores circulares alimentam as calhas tubulares (132) de forma dispersa, que descarregam em altura livre 5 entre as extremidades das calhas e o nível da carga no silo (134), distribuindo o material de forma contínua e uniforme no espaço anular do silo, compreendido ente a carcaça do silo e o tubo central multifuncional (110); ainda, o sistema de distribuição apresenta um conjunto de septos em formato tronco-cônico concêntrico (133) disposto 10 no entorno do tubo central multifuncional (110) entre o nível da carga no silo (134) e o conjunto de tubos de alimentação (142);

(iv) um vaso de retortagem (140) com leito no formato de coroa circular (141) compreendido por conjunto de tubos de alimentação (142) espaçados entre si, em uma câmara de coleta de gás (143) dotada de 15 bocais no casco retorta (148), onde o leito contínuo (141) de material granulado é disposto entre a extremidade inferior dos tubos de alimentação (142) espaçados entre si e o mecanismo de movimentação do leito (147). O dito mecanismo de movimentação do leito (147) disposto na base do leito (141) compreende uma pluralidade de mesas 20 radiais (149A) em formato de setor circular com vãos entre as mesmas, sendo os vãos entre as mesas obstruídos na sua totalidade por coberturas em forma de cumeeira (telhado) (149B) e apoiados sobre um conjunto de vigas radiais (149C), sendo, ainda, as ditas vigas radiais (149C) suportadas no casco da retorta e no tubo central multifuncional 25 (110); adicionalmente, sobre as mesas, (149A) um conjunto de raspadores (149D), interligados entre si, com movimentos angulares de "vai-e-vem" acionados externamente ao casco da retorta, injetor de gás quente (144) (reciclo de gás quente) composto por dutos radias (144A) e circunferenciais (144Β) perfurados com secção retangular variável que se alojam em bocais no casco externo da retorta e apoiam-se em suportes no tubo central multifuncional (110), ditos dutos (144A e 144B) do injetor de gás (144), sendo, ainda, cobertos por placas no 5 formato de cumeeiras (144C) para direcionamento do fluxo de sólidos, coletor de reciclo de gás frio (145) radialmente defasado, formado por dutos radiais (145A) e circunferenciais (145B) com secção em formato de pentágono irregular com sua porção inferior aberta e posicionado abaixo ao injetor de gás quente (144), onde os dutos radiais (145A) 10 estão conectados por bocais ao tubo central multifuncional (110) e apoiados, na extremidade oposta, junto à parede do casco da retorta. Opcionalmente, os dutos radiais (145A) do coletor de reciclo de gás frio (145) podem ser conectados a tubos externos à parede do casco da retorta e apoiados no tubo central multifuncional (110). Ainda, o vaso 15 de retortagem (140) possui um distribuidor de reciclo de gás frio (146) formado por dutos radiais e circunferenciais (146A) perfurados com secção em formato de pentágono irregular localizado acima do injetor de gás quente (144), estando os dutos radiais (146B) conectados por bocais ao tubo central multifuncional (110) e apoiados, na extremidade oposta, 20 à parede do casco da retorta, podendo, opcionalmente, estar apoiados no tubo central multifuncional (110) e conectados a tubos externos à retorta. O vaso de retortagem (140) também oferece um dispositivo de remoção de pó (112 - figura 2) (arrastado pelo reciclo de gás frio), posicionado na altura dos bocais (111 - figura 2) do coletor de gás (145) 25 junto ao tubo central multifuncional (110), internamente ao mesmo, compreendendo um segmento de tubo de menor diâmetro, entre 40 e 90% do diâmetro do tubo central multifuncional (110) e concêntrico ao dito tubo central (110). Adicionalmente, o dispositivo de remoção de pó (112) é aberto na sua porção inferior e vedado na sua porção superior;

(v) câmara plenun (150), localizada abaixo do mecanismo de movimentação do leito (147), contendo bocais (151) no casco da retorta para entrada de uma corrente de reciclo de gás frio;

(vi) dispositivo para recuperação final do calor do material retortado

(160), composto por uma rede de tubos com pulverizadores (162) de água alimentada a partir do tubo central multifuncional (110) ou do casco da retorta e moegas de acumulação (161), situadas abaixo do espaço livre, de formato tronco-cônico, seccionadas em suas laterais de forma a se interceptarem entre si; e

(vii) dispositivos de selagem de fundo a seco (170), acoplados às saídas das moegas de acumulação (161), compostos de dosador de fluxo/vazão (171), constituídos de uma mesa estacionária e rotor dotado de palhetas disposto no interior da moega de acumulação (161), opcionalmente, 15 contendo um aspersor de água situado abaixo do dito dosador (171), uma mesa estacionária, um sistema de válvulas de selagem (172) composto de uma válvula superior (172), um pescoço intermediário de ligação/acumulação (173), onde pode ser, opcionalmente, injetado gás inerte e uma válvula inferior (172) e calha de direcionamento (174) para 20 um sistema de transporte contínuo.

Em uma segunda realização, o presente pedido de patente reflete um processo de obtenção de óleo e gás a partir de xisto pirobetuminoso e/ou materiais contendo compostos orgânicos de carbono através da utilização da retorta vertical (100), sendo o processo de obtenção de óleo e gás realizado através das etapas:

(a) alimentação de uma carga previamente preparada de partículas de xisto e/ou materiais contendo compostos orgânicos de carbono, pelo dispositivo de selagem de topo (120); sendo a referida preparação de carga prévia uma cominuição e classificação em faixa intermediária entre 5 a 100 mm.

(b) selagem da alimentação por meio do dispositivo de selagem de topo (120), permitindo fluxo de sólidos para o interior do vaso de retortagem

(140) sem que ocorra entrada de ar ou saída dos gases existentes no seu interior, opcionalmente com a aplicação de gás inerte.

(c) distribuição uniforme das partículas da carga, na secção transversal do leito no vaso de retortagem (140), evitando a segregação das partículas;

(d) coleta e remoção dos gases e neblina de óleo em uma câmara de coleta (143) entre os tubos de alimentação (142) espaçados entre si, sendo a remoção dos gases efetuada através de bocais (149) para o exterior da retorta;

(e) aquecimento e secagem da carga por troca de calor realizado pelo contato da mistura ascendente de gases no leito acima do distribuidor

de reciclo de gás frio e resfriamento simultâneo da corrente de gases com a conseqüente formação da neblina de óleo, sendo a corrente ascendente composta pela mistura da corrente de gás quente com a corrente de gás produzida pelo processo de pirólise e da corrente de gás 20 com temperaturas de 300 a 400°C, reinjetada na etapa (f) e previamente aquecida pela troca de calor com a carga retortada, desviada do leito localizado abaixo do injetor de gás quente (144);

(f) reinjeção da corrente de gás com temperaturas de 300 a 400°C, (reciclo de gás frio) pelo distribuidor de reciclo de gás frio (146), de

forma homogênea, acima do injetor de gás quente (144);

(g) pirólise da carga;

(h) injeção de uma corrente de gases com temperaturas superiores a 480°C, (reciclo de gás quente) na parte média do leito pelo injetor de gás quente (144), colocando em contato a corrente de gás quente com a carga previamente aquecida para promover a pirólise;

(i) remoção da corrente de reciclo de gás frio, previamente aquecida pelo contato com o material retortado, antes de atingir a altura onde é realizada a injeção da corrente de gás quente, pelo coletor de reciclo de gás frio (145) em direção ao tubo central multifuncional (110) ou aos tubos acoplados externamente ao casco da retorta;

(j) recuperação do calor do material retortado por meio da passagem do reciclo frio misturado com o vapor gerado pelo contato da água de retortagem reciclada com o material retortado depositado nas moegas de acumulação;

(k) descarga do leito do material de forma uniforme em toda a secção transversal do vaso de retortagem (140) pelo mecanismo de movimentação do leito (147);

(1) injeção de uma corrente de gases com temperaturas abaixo de 200°C (reciclo de gás frio) na câmara plenum (150);

(m) mistura com a corrente de vapor d'água gerado nas moegas de acumulação (161);

(n) coleta nas moegas de acumulação do leito descarregado;

(o) aspersão de água de retortagem reciclada;

(p) geração de vapor pelo contato da água de retortagem reciclada com o material retortado quente depositado nas moegas de acumulação (161), sendo tal contato provocado pela aspersão da água em uma rede de pulverizadores (162) localizada acima das moegas (161); e 25 (q) descarga do material retortado a seco e selagem de fundo, assegurando o fluxo controlado de sólidos das moegas de acumulação (161) para o sistema de válvulas de selagem (172) e, posteriormente, para calhas de direcionamento (174) em um sistema de transporte contínuo, dita descarga a seco podendo, opcionalmente, utilizar aspersores de água de retortagem reciclada, para resfriamento adicional, se necessário.

Os materiais e cargas utilizadas no presente processo de obtenção de óleo e gás podem ser xisto, seus derivados e/ou materiais contendo compostos orgânicos de carbono.

A tecnologia descrita pela presente invenção, retorta, seus dispositivos e o processo de obtenção de óleo e gás trazem uma série de inovações mecânicas e de processos que aumentam a recuperação da energia contida no minério e eliminam a necessidade de aporte de água externa na retorta.

Exemplos

Processo de Obtenção de Óleo e Gás a Partir de Xisto

Pirobetuminoso

O processo de retortagem, denominado PRIX, ocorreu no interior da retorta (100) de eixo vertical e de superfície da presente invenção e compreendeu as etapas de aquecimento do minério a uma temperatura de aproximadamente 500°G, por uma corrente de gás aquecida externamente, produzindo gás, óleo e vapor. O calor de aquecimento fornecido pela corrente de gás com temperaturas acima de 480°C é constituído pelo próprio gás do processamento e distribuído ao longo da seção transversal da retorta por meio de injetores radiais e circunferenciais. O gás fluiu em sentido contracorrente ao xisto que escoou por gravidade. Simultaneamente ao aquecimento, o gás promoveu a remoção dos produtos gerados pela pirólise do xisto. A grande parcela da corrente fria injetada na câmara plenun (150) juntamente com o vapor gerado no sistema de resfriamento do xisto retortado, parcialmente aquecidos, foram captadas pelo sistema de separação das correntes antes de atingir a altura onde se situa o injetor de gás quente e desviado para a parte do leito situada acima do injetor de gás quente.

Em seqüência à geração e remoção dos produtos, o xisto, 5 agora denominado de retortado, escoou para a parte inferior da retorta. Na parte inferior do leito de xisto retortado foi injetada uma corrente de gás em baixa temperatura para resfriar o xisto retortado, ao mesmo tempo em que recupera parte do calor contido no xisto retortado.

Em uma região inferior à injeção da corrente de gás quente, uma corrente de gás em baixa temperatura que foi injetada no fundo do leito, ora já aquecida pelo calor recuperado do xisto retortado, foi removida do leito por um dispositivo coletor.

A corrente de gás passou, em seguida, por um dispositivo coletor de pó, que removeu a maior parte do pó arrastado para fora da retorta.

Após a remoção do pó, o gás foi reintroduzido no leito superior por um dispositivo distribuidor. Neste ponto ele misturou-se com o gás efluente da região de pirólise e fluiu para o topo do leito, cedendo calor para a secagem e aquecimento do xisto cru que escoou em contracorrente.

Ao alcançar o topo do leito, a corrente gasosa foi coletada em uma câmara de onde, por bocais no casco da retorta, foi removida para processamento externo. Após passar pela zona de pirólise, a massa descendente de xisto retortado passou pelo coletor de gás de reciclo frio 25 e entrou em contato com a corrente ascendente de gás em baixa temperatura, aquecendo-a e resultando na redução progressivamente da sua temperatura até atingir o mecanismo de controle e movimentação do leito. O escoamento do leito do xisto no processo foi ajustado pelo mecanismo de controle e de movimentação do leito que, por meio de um movimento de vai-e-vem dos raspadores situados sobre mesas radiais, fez a transferência do leito de material retortado, de forma homogênea, para a parte inferior da retorta.

O xisto retortado, resfriado pela corrente de gás em baixa temperatura, passou pelo mecanismo de controle e movimentação e foi depositado em moegas, onde recebeu Um resfriamento adicional proporcionado por uma pulverização de água que, vaporizada, misturou-se com a corrente de gás em baixa temperatura.

Na temperatura suficientemente resfriada para posterior manuseio e transporte por equipamentos de transporte de sólidos, o xisto retortado foi removido para o ambiente externo pelo sistema de descarga a seco e selagem de fundo.

Durante todo o processo acima descrito, para maximizar a recuperação de óleo e eficiência térmica no processamento, as condições a seguir foram essenciais:

• distribuição das partículas no leito de xisto uniforme em toda e qualquer seção da retorta, propiciando fluxo homogêneo da corrente gasosa;

• que o leito permaneça pouco adensado durante o transcurso da carga desde o seu topo até a descarga, assegurando uma boa permeabilidade para a passagem da corrente gasosa sem gerar perda de carga excessiva;

• descarga de modo uniforme, em todos os pontos, movendo o leito de xisto com a mesma velocidade em toda a seção transversal, assegurando que cada camada de xisto tenha as mesmas condições de processo; • resfriamento do gás quente contendo o óleo gerado, pelo xisto que flui em contracorrente, sendo rápido, de modo a propiciar as condições de supersaturação do gás, indispensável para formação de neblina; e

• retenção da neblina formada pelo leito, que é reforçada pela geração de vapor no fundo da retorta com emprego de reciclo de água

de retortagem.

Sistema de Selagem de Tqpo

O sistema de selagem de topo (120) da presente invenção teve por finalidade o carregamento contínuo de uma carga de xisto com partículas numa faixa granulométrica intermediária entre 5 mm e 100 mm, em um reator contendo gases tóxicos ou não, principalmente: ácido sulfídrico; monóxido de carbono e hidrocarbonetos.

O sistema de carga foi realizado por alternância de bateladas entre duas moegas. No entanto, tanto a carga chegando ao sistema quanto o seu fluxo para o interior da retorta se fez de modo contínuo.

Cada uma destas moegas foi equipada com válvulas para vedação, uma no bocal de entrada e outra no bocal de saída que receberam, alternadamente, a carga de xisto, previamente preparada e de forma contínua.

Um dispositivo inserido na calha de transferência da carga para as moegas alterna, ao longo dos ciclos, o fluxo de xisto para uma ou outra moega. A moega que recebe a carga apresenta a válvula superior aberta e a inferior fechada. Em contrapartida, a outra moega 25 apresenta, necessariamente, a válvula superior fechada e a inferior aberta, permitindo que o xisto seja transferido para o interior do silo da carga com vazão controlada pelo dosador de fluxo. Encerrada a descarga, o sistema de controle detecta o evento e comanda um novo ciclo, invertendo a função de cada moega, ou seja, de carga para descarga e vice-versa.

A selagem foi realizada evitando a saída de gases para a atmosfera ou a entrada de ar para o silo, durante a transferência da carga para o interior da retorta, pela injeção controlada de gás inerte para o interior da moega. A moega que recebeu a carga foi então fechada, completando-se um ciclo. Um sistema de controle supervisionou as operações.

Sobre as moegas situa-se o dispositivo alternador de fluxo, ao qual foram conectadas as moegas, sempre aos pares, instaladas lado a lado. O material particulado, cujo fluxo foi liberado pela válvula inferior de uma das moegas, passou pelo tubo e repousou sobre a mesa que impede a sua livre passagem. As relações entre o diâmetro da mesa, o diâmetro do tubo e a distância entre a borda do tubo e a mesa foram previamente definidas. O giro do rotor produziu um fluxo dosado de material para o sistema de distribuição de carga.

Sistema de Distribuição da Carga A moega rotativa, com setores circulares previamente dimensionados, recebeu a carga, homogeneamente descarregada em toda a periferia da mesa do dosador de fluxo do dispositivo de selagem de topo. Cada setor circular da moega rotativa apresentou uma capacidade particular, proporcional à área da coroa circular que foi alimentada. Cada uma das calhas tubulares descarregou em uma região específica de uma coroa circular acima dos septos tronco- cônicos. A extremidade inferior de cada calha tubular possui um raio de giro adequadamente posicionado para descarregar em uma coroa circular definida.

Os septos de formato tronco-cônico foram suficientes para cobrir toda a área do silo definida pelo leito de material formado entre o tubo central multifuncional e o casco do silo. Ainda, um controle de nível garantiu que o material depositado abaixo da extremidade das calhas não tivesse contato com a própria calha, eliminando a possibilidade de atolamento das mesmas.

Sistema de Separação de Reciclo A separação do reciclo frio do reciclo quente deu-se por meio de um tubo central multifuncional circular cujo eixo coincide com o eixo da retorta. Em uma altura de leito, pouco abaixo da injeção de 10 reciclo quente, onde o reciclo frio já foi suficientemente aquecido, situa- se um coletor formado por vigas radiais metálicas de formato e disposição adequados à coleta da corrente de reciclo frio.

Centralmente, as vigas do coletor estão ligadas ao tubo central multifuncional, de modo que os gases coletados por meio de aberturas passassem para o interior do tubo central multifuncional. Ao passar para o tubo central multifuncional, o pó, arrastado pela corrente gasosa, foi removido pelo dispositivo para sua remoção.

Mais acima, já passado o leito de pirólise, a corrente de reciclo frio, por meio de um distribuidor fisicamente semelhante ao 20 coletor já citado, retornou através de tubos calibrados para o leito de aquecimento do xisto cru. A passagem do reciclo frio diretamente do leito inferior para o leito superior evitou todos os inconvenientes técnicos da mistura da corrente de reciclo frio com a corrente de reciclo quente na zona de pirólise. Opcionalmente, o desvio pode ser efetuado 25 por dutos externos ao casco da retorta.

Sistema de Resfriamento do Xisto Retortado No sistema de resfriamento do xisto retortado a retorta possui moegas interligadas que recebem o xisto retortado proveniente do mecanismo de controle e movimentação do leito que, além de ter efetuado a transferência do xisto retortado, também distribuiu o material entre as moegas a cada ciclo de seu funcionamento. As moegas possuem formato tronco-cônico irregular que se interligam na sua parte 5 superior.

Cada moega dispõe, na sua parte superior, de uma rede de tubos equipados com aspersores de água.

A água de retortagem reciclada que entrou em contato com o xisto retortado promoveu o seu resfriamento e gerou vapor. A corrente 10 de vapor de água ascendeu no espaço livre existente entre o topo das moegas e o mecanismo de descarga (câmara plenun), misturou-se à corrente gasosa de reciclo frio e ascendeu pelo leito de xisto retortado até o coletor de reciclo frio.

Sistema de Selagem de Fundo A descarga do xisto consistiu em retirar as partículas

sólidas, já processadas, sem que houvesse escape de gases e/ou vapores contidos no seu interior e, ao mesmo tempo, impedir a entrada de ar.

O sistema de selagem de fundo teve por finalidade a 20 descarga continua de partículas, na faixa granulométrica de até 100 mm, mantendo a selagem da retorta. Cada um dos bocais em que terminam as moegas foi provido de duas válvulas separadas por um duto (pescoço), ambas com a função de selagem. Acima da válvula superior, ainda, no interior da cada moega, um dispositivo dosador de 25 fluxo/vazão manteve a moega completa no seu nível de controle e, com esta válvula na posição aberta e a válvula inferior fechada, descarregou continuamente, com fluxo regular, o material da moega para o duto (pescoço) entre as válvulas. Quando o duto atingiu seu nível máximo, a válvula superior fechou-se e a inferior se abriu.

As válvulas do sistema de selagem de fundo funcionaram de modo programado, ou seja, toda a seqüência de operações foi comandada por um controlador.

Claims (44)

1. RETORTA (100) DE EIXO VERTICAL E DE SUPERFÍCIE, COM AQUECIMENTO POR FONTE EXTERNA, caracterizada pelo fato de compreender: (i) tubo central multifuncional (110); (ii) dispositivo de selagem de topo (120); (iii) sistema de distribuição de carga (130); (iv) vaso de retortagem (140) com leito no formato de coroa circular (141) provido por um conjunto de tubos de carga (142) espaçados entre si, formando uma câmara para coleta de gãs e neblina (143), injetor de gás quente (144), coletor (145) de reciclo frio e distribuidor (146) de reciclo frio e mecanismo de controle e movimentação do leito (147), (v) câmara plenun (150); (vi) dispositivo para recuperação do calor do material retortado (160) contendo rede de tubulação (162) para recirculação e aspersão de água de retortagem e moegas de acumulação (161); e (vii) dispositivo de selagem de fundo a seco (170).

2. RETORTA (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender uma grande capacidade de operação, particularmente, entre 5.000 e 10.000 toneladas por dia.

3. RETORTA (100), de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizada pelo fato de o dito tubo central multifuncional (110) definir o leito de retortagem (141) na forma de coroa circular com desvio do reciclo de gás frio e captação e remoção do pó coletado durante o transporte do gás.

4. RETORTA (100), de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de o dispositivo de selagem de topo (120) compreender um alternador de fluxo (121) por alternância de bateladas, moegas independentes (122) de alimentação/esvaziamento com válvulas de vedação (125), opcionalmente', com injeção de gás inerte e um controlador/dosador de fluxo (123) posicionado abaixo das válvulas na junção (124).

5. RETORTA (100), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de o dito controlador/dosador de fluxo (123) compreender uma carcaça, uma mesa estacionária e rotor dotado de palhetas;

6. RETORTA (100), de acordo com as reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de o sistema de distribuição de carga (130) estar posicionado abaixo da mesa estacionária.

7. RETORTA (100), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de o dito sistema de distribuição de carga (130) ainda compreender uma moega de repartição rotativa (131) dividida em setores circulares proporcionais às áreas das coroas circulares concêntricas no silo.

8. RETORTA (100), de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de os ditos setores circulares alimentarem as calhas tubulares (132) de forma dispersa, descarregando em altura livre entre as extremidades das calhas e o nível da carga no silo (134).

9. RETORTA (100), de acordo com as reivindicações 6 a 8, caracterizada pelo fato de o sistema de distribuição de carga (130) compreender um conjunto de septos em formato tronco-cônico concêntrico (133) disposto no entorno do tubo central multifuncional (110) entre nível da carga no silo (134) e o conjunto de tubos de alimentação (142).

10. RETORTA (100), de acordo com as reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de o vaso de retortagem (140) com leito no formato de coroa circular (141) compreender um conjunto de tubos de alimentação (142) espaçados entre si, em uma câmara de coleta de gás (143) dotada de bocais no casco retorta (148), onde o leito contínuo (141) de material granulado é disposto entre a extremidade inferior dos tubos de alimentação (142) espaçados entre si e o mecanismo de movimentação do leito (147).

11. RETORTA (100), de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de o dito mecanismo de movimentação do leito (147) disposto na base do leito (141) compreender uma pluralidade de mesas radiais (149A) em formato de setor circular com vãos entre as mesmas.

12. RETORTA (100), de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de os ditos vãos entre as mesas serem obstruídos na sua totalidade por coberturas em forma de cumeeira (149B) e apoiados sobre um conjunto de vigas radiais (149C).

13. RETORTA (100), de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de as ditas vigas radiais (149C) serem suportadas no casco da retorta e no tubo central multifuncional (110).

14. RETORTA (100), de acordo com as reivindicações 10 a 13, caracterizada pelo fato mecanismo de movimentação do leito (147) ainda compreender sobre as mesas (149A) um conjunto de raspadores (149D), interligados entre si, com movimentos angulares de "vai-e-vem" acionados externamente ao casco da retorta.

15. RETORTA (100), de acordo com as reivindicações 10 a 14, caracterizada pelo fato de o vaso de retortagem (140) compreender também um injetor de gás quente (144) (reciclo de gás quente) composto por dutos radias (144A) e circunferenciais (144B) perfurados com secção retangular variável que alojam-se em bocais no casco externo da retorta e apoiam-se em suportes no tubo central multifuncional (110).

16. RETORTA (100), de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de os ditos dutos (144A e 144B) do injetor de gás (144), ainda, serem cobertos por placas no formato de cumeeiras (144C) para direcionamento do fluxo de sólidos.

17. RETORTA (100), de acordo com as reivindicações 10 a16, caracterizada pelo fato de o vaso de retortagem (140) compreender um coletor de reciclo de gás frio (145) radialmente defasado, formado por dutos radiais (145A) e circunferenciais (145B) com secção em formato de pentágono irregular com sua porção inferior aberta e posicionado abaixo ao injetor de gás quente (144).

18. RETORTA (100), de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de os dutos radiais (145A) estarem conectados por bocais ao tubo central multifuncional (110) e apoiados, na extremidade oposta, junto à parede do casco da retorta.

19. RETORTA (100), de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de os dutos radiais (145A) do coletor de reciclo de gás frio (145), opcionalmente, serem conectados a tubos externos à parede do casco da retorta e apoiados no tubo central multifuncional

20.RETORTA (100), de acordo com as reivindicações 10 a 19, caracterizada pelo fato de o vaso de retortagem (140) compreender, ainda, um distribuidor de reciclo de gás frio (146) formado por dutos radiais e circunferenciais (146A) perfurados com secção em formato de pentágono irregular localizado acima do injetor de gás quente (144), sendo os dutos radiais (146B) conectados por bocais ao tubo central multifuncional (110) e apoiados, na extremidade oposta, à parede do casco da retorta.

21. RETORTA (100), de acordo com a reivindicação 20, caracterizada pelo fato de os dutos radiais (146B) conectados por bocais serem, opcionalmente, apoiados no tubo central multifuncional (110) e conectados a tubos externos a retorta.

22. RETORTA (100), de acordo com as reivindicações 10 a 21, caracterizada pelo fato de o vaso de retortagem (140) também compreender um dispositivo de remoção de pó (112), posicionado na altura dos bocais (111) do coletor de gás (145), junto ao tubo central multifuncional (110) e, internamente ao mesmo, compreendendo um segmento de tubo de menor diâmetro, entre 40 a 90% do diâmetro do tubo central multifuncional (110) e concêntrico ao dito tubo central (110).

23. RETORTA (100), de acordo com a reivindicação 22, caracterizada pelo fato de o dispositivo de remoção de pó (112) ser aberto na sua porção inferior e vedado na sua porção superior.

24. RETORTA (100), de acordo com as reivindicações 1 a 23, caracterizada pelo fato de a câmara plenun (150) estar localizada abaixo do mecanismo de movimentação do leito (147), contendo bocais (151) no casco da retorta para entrada de uma corrente de reciclo de gás frio.

25. RETORTA (100), de acordo com as reivindicações 1 a 24, caracterizada pelo fato de o dispositivo para recuperação do calor do material retortado (160), contendo rede de tubulação (162) para recirculação e aspersão de água de retortagem e moegas de acumulação (161), situadas abaixo do espaço livre, compreender um formato tronco- cônico seccionado em suas laterais de forma a se interceptarem entre si.

26. RETORTA (100), de acordo com as reivindicações 1 a 25, caracterizada pelo fato de o dispositivo de selagem de fundo a seco (170) ser acoplado às saídas das moegas de acumulação (161) e composto por dosador de fluxo/vazão (171), constituído de uma mesa estacionária e rotor dotado de palhetas disposto no interior da moega de acumulação (161).

27. RETORTA (100), de acordo com a reivindicação 26, caracterizada pelo fato de o dispositivo de selagem de fundo a seco (170), opcionalmente, compreender um aspersor de água situado abaixo do dito dosador (171), uma mesa estacionária, um sistema de válvulas de selagem (172) composto de uma válvula superior (172), um pescoço intermediário de ligação/ acumulação (173), podendo, ainda, ser injetado gás inerte e uma válvula inferior (172) e calha de direcionamento (174) para um sistema de transporte contínuo.

28. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE ÓLEO E GÁS A PARTIR DE XISTO PIROBETUMINOSO E/OU MATERIAIS CONTENDO COMPOSTOS ORGÂNICOS DE CARBONO através da utilização da dita retorta (100), conforme descrita nas reivindicações 1 a 27, através das etapas de: (a) alimentação de carga; (b) selagem da alimentação; (c) distribuição da carga; (d) coleta e remoção de gases e neblina; (e) aquecimento e secagem da carga; (f) reinjeção da corrente de gás do reciclo de gás frio da etapa (i); (g) pirólise da carga; (h) injeção da corrente de gás do reciclo de gás quente; (i) remoção da corrente de reciclo de gás frio; (j) recuperação de calor do material retortado; (k) descarga do leito em formato de coroa circular; (1) injeção de gás do reciclo frio; (m) mistura da corrente de reciclo frio com a corrente de vapor d'água; (n) coleta nas moegas de acumulação do material retortado descarregado; (o) aspersão de água de retortagem reciclada; (p) geração de vapor pelo contato da água de retortagem reciclada com o material retortado depositado nas moegas de acumulação; e (q) descarga do material retortado a seco e selagem de fundo.

29. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de a etapa (a) de alimentação de uma carga previamente preparada compreender uma cominuição e classificação em faixa intermediária entre 5 a 100 mm.

30. PROCESSO, de acordo com as reivindicações 28 e 29, caracterizado pelo fato de a etapa (b) de selagem da alimentação permitir o fluxo de sólidos para o interior do vaso de retortagem (140) sem que ocorra entrada de ar ou saída dos gases existentes no seu interior.

31. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de a etapa (b) de selagem da alimentação, opcionalmente, compreender a aplicação de gás inerte.

32. PROCESSO, de acordo com as reivindicações 28 a 31, caracterizado pelo fato de a etapa (c) de distribuição da carga compreender uma distribuição uniforme das partículas da carga, na seção transversal do leito no vaso de retortagem (140).

33. PROCESSO, de acordo com as reivindicações 28 a 32, caracterizado pelo fato de a etapa (d) de coleta e remoção dos gases e neblina de óleo ocorrer em uma câmara de coleta (143) entre os tubos de alimentação (142) espaçados entre si, sendo a remoção dos gases efetuada através de bocais (149) para o exterior da retorta.

34. PROCESSO, de acordo com as reivindicações 28 a 33, caracterizado pelo fato de a etapa (e) de aquecimento e secagem da carga ser realizada por troca de calor pelo contato da mistura ascendente de gases no leito acima do distribuidor de reciclo de gás frio e resfriamento simultâneo da corrente de gases com a conseqüente formação da neblina de óleo.

35. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de a corrente ascendente de gases ser composta pela mistura da corrente de gás quente com a corrente de gás produzida pelo processo de pirólise e da corrente de gás com temperaturas de 300 a 400°C ser reinjetada na etapa (f) e previamente aquecida pela troca de calor com a carga retortada, desviada do leito localizado abaixo do injetor de gás quente (144).

36. PROCESSO, de acordo com as reivindicações 28 a 35, caracterizado pelo fato de a etapa (f) de reinjeção da corrente de gás com temperaturas de 300 a 400°C ser realizada pelo distribuidor de reciclo de gás frio (146) de forma homogênea, acima do injetor de gás quente (144);

37. PROCESSO, de acordo com as reivindicações 28 a 36, caracterizado pelo fato de a etapa (h) de injeção de uma corrente de gases com temperaturas superiores a 480°C, na parte média do leito pelo injetor de gás quente (144) entrar em contato a corrente de gás quente com a carga previamente aquecida para promover a pirólise.

38. PROCESSO, de acordo com as reivindicações 28 a 37, caracterizado pelo fato de a etapa (i) de remoção da corrente de reciclo de gás frio, previamente aquecida pelo contato com o material retortado, antes de atingir a altura onde é realizada a injeção da corrente de gás quente ser efetuada pelo coletor de reciclo de gás frio (145) em direção ao tubo central multifuncional (110) ou aos tubos acoplados externamente ao casco da retorta.

39. PROCESSO, de acordo com as reivindicações 28 a 38, caracterizado pelo fato de a etapa (j) de recuperação do calor do material retortado ocorrer através da passagem do reciclo frio misturado com o vapor gerado pelo contato da água de retortagem reciclada com o material retortado depositado nas moegas de acumulação.

40. PROCESSO, de acordo com as reivindicações 28 a 39, caracterizado pelo fato de a etapa (k) de descarga do leito do material ser realizada de forma uniforme em toda secção transversal do vaso de retortagem (140) pelo mecanismo de movimentação do leito (147).

41. PROCESSO, de acordo com as reivindicações 28 a 40, caracterizado pelo fato de a etapa (1) de injeção de uma corrente de gases com temperaturas abaixo de 200°C (reciclo de gás frio) ocorrer na câmara plenum (150).

42. PROCESSO, de acordo com as reivindicações 28 a 41, caracterizado pelo fato de a etapa (p) geração de vapor ser compreendida pelo contato da água de retortagem reciclada com o material retortado quente depositado nas moegas de acumulação (161), contato esse provocado pela aspersão da água em uma rede de pulverizadores (162) localizada acima das moegas (161).

43. PROCESSO, de acordo com as reivindicações 28 a 42, caracterizado pelo fato de a etapa (q) de descarga do material retortado a seco e selagem de fundo assegurar o fluxo controlado de sólidos das moegas de acumulação (161) para o sistema de válvulas de selagem (172) e, posteriormente, para calhas de direcionamento (174) em um sistema de transporte contínuo.

44. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 43, caracterizado pelo fato de a dita descarga a seco compreender a utilização de aspersores de água de retortagem reciclada, para resfriamento adicional, quando necessário.