BRPI0710769A2 - melhorias em uma unidade de recuperação de hidrocarbonetos transportável - Google Patents
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Abstract
MELHORIAS EM UMA UNIDADE DE RECUPERAçáO DE HIDROCARBONETOS TRANSPORTáVEL Esta invenção se refere a melhorias de uma unidade de recuperação de hidrocarbonetos transportável. Mais particularmente, esta invenção se refere a uma unidade integral de recuperação de hidrocarbonetos que compreende um primeiro sistema de evaporação e um sistema de condensação. Da sua parte, o primeiro sistema de evaporação compreende meios de alimentação do material objeto de extração que incluem meios de controle de alimentação, meios de transporte do referido material, meios de câmara de tratamento que incluem meios de limpeza interna, meios de aquecimento do material, meios de incremento de área de transferência de calor, meios de retirada do material remanescente que incluem meios de incremento de impenetrabilidade e meios de transporte dos vapores extraídos até o sistema de condensação. O objeto da invenção é proporcionar uma unidade de extração de hidrocarbonetos e outros contaminantes do material impregnado ao mesmo tempo em que proporciona, em menor tempo e maior efetividade, o processo de recuperação.
Description
MELHORIAS EM UMA UNIDADE DE RECUPERAÇÃO DE HIDROCARBONETOSTRANSPORTÁVEL
OBJETO DA INVENÇÃO
Esta invenção ser refere às melhorias de uma unidadede recuperação de hidrocarbonetos transportável. Maisparticularmente, esta invenção se refere a uma unidadeintegral de recuperação de hidrocarbonetos que compreendeum primeiro sistema de evaporação e um sistema decondensação. Da sua parte, o primeiro sistema de evaporaçãocompreende meios de alimentação do material objeto deextração que incluem meios de controle de alimentação,meios de transporte do referido material, meios de câmarade tratamento que incluem meios de limpeza interna, meiosde aquecimento do material, meios de incremento de área detransferência de calor, meios de retirada do materialremanescente que incluem meios de incremento deimpenetrabilidade e meios de transporte dos vaporesextraídos até o sistema de condensação. 0 objeto dainvenção é proporcionar uma unidade de extração dehidrocarbonetos e outros contaminantes de materialimpregnado ao mesmo tempo em que proporciona, em menortempo e maior efetividade, o processo de recuperação.
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção tem aplicação em áreas de produçãopetrolífera, onde é necessário descontaminar solos oumateriais impregnados com resíduos de hidrocarbonetos. Paraisto, é necessário ter a mão meios para se efetuar oreferido trabalho, sobre o qual se devem transportar osreferidos meios até o local de descontaminação. Os meios deextração devem proceder de maneira eficaz em seu trabalho,ao mesmo tempo em que devem ser de fácil instalação paraproceder. Igualmente, as exigências de tempo e deefetividade são mais freqüentes, com a conseqüentenecessidade de melhoria dos dispositivos de recuperação dehidrocarbonetos.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Comumente, existe uma variedade de dispositivos para aextração de hidrocarbonetos. Os referidos sistemas atuaiscompreendem cilindros que rodam para movimento do materialao mesmo tempo em que introduzem calor para se efetuar otrabalho de evaporação. Para incrementar o referidotrabalho, dispõe-se de uma pluralidade de correntesinternas para se encaminhar o material até a parteposterior do cilindro até a evacuação dos resíduosdescontaminados.
As referidas correntes estão dispostas em váriasseções no sentido do comprimento e ao redor do cilindro. 0referido sistema requer uma manutenção contínua dasreferidas correntes. Esta pluralidade de correntes produzcargas desnecessárias de transmissão para se mover ocilindro.
Adicionalmente, as unidades da técnica referenciam umaconfiguração que não torna possível a extração dehidrocarbonetos a partir de fluidos, pois a configuração docilindro e das correntes proporciona um uso exclusivo paramaterial sólido e não admite material fluido.
Na tecnologia TPS (SÓLIDOS DE PROCESSO TÉRMICO), omaterial contaminado é transportado no sentido docomprimento de um duto (carcaça estática) com o uso de duashélices (verruma rotativa), dentro do que se transferecalor suficiente para a evaporação dos fluidos. Esteprojeto da técnica anterior é um dos menos eficientes noque se refere à transferência de calor, em razão de querequer grande precisão (graças à diversidade de pesos edimensões dos materiais tratados) entre as hélices e acarcaça para se evitar que um material solidificado impeçae atue como uma barreira de transferência de calor entre aárea de transferência e o material a processar.Adicionalmente, nesta mesma configuração, gera-se umasolução complicada para limpar, tanto as lâminas dasreferidas hélices quanto a carcaça, tendo um sistemaestático (carcaça) e um sistema complexo dinâmico(verruma) . Um exemplo disso é que na prática uma películade ar de 1 mm de espessura pode oferecer a mesmaresistência ao fluxo de calor que uma película de água de25 mm, uma de ferro de 1,7 metros ou uma de cobre de 12metros de espessura. Sendo isto um conceito demonstrado eencontrado nas diferentes literaturas térmicas, é possívelter uma idéia da incidência como barreira de transferênciade calor de um material solidificado sobre a superfície de
transferência.
Igualmente, os sistemas anteriores compreendem linhasde saída de gases que são obstruídas no rastro daacumulação de sólidos ao redor do tubo horizontal queconduz os vapores do cilindro até o sistema de condensação,os quais começam a se formar desde a base da carcaça do
fuso de alimentação.
Adicionalmente, a tecnologia TPS assim como as outrascompreende a necessidade de tratamento da matéria sobvácuo. Isso proporciona riscos. Um Consultor Técnico daSociedade Swaco, em seu relatório, aconselha um vácuo deoperação não maior do que 0,127 cm de água (0,05 polegadasde água) (12,454 Pa), sendo isto um erro, porque este valornão é um padrão de operação para as diferentes tecnologiasque utilizam o mesmo princípio de Evaporar; extrair; eCondensar. O vácuo seguro e ótimo manejado em uma câmara deevaporação deve ter um valor pré-estabelecido para cadatecnologia, o qual é obtido do projeto prévio do sistema aose analisarem teórica e praticamente os valores de perdasde pressão tanto estáticas quanto dinâmicas no sentido docomprimento do mesmo. Este valor de vácuo deve garantir quese coloque sob vácuo o fluxo máximo de vapor, sem permitirque ao final do cilindro a pressão absoluta seja inferior àatmosférica. Este conceito evita incidentes de segurança eotimiza a produção.DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
Esta invenção se refere a melhorias da unidade derecuperação de hidrocarbonetos transportável. Maisparticularmente, esta invenção se refere a uma unidadeintegral de recuperação de hidrocarbonetos que compreendeum sistema de evaporação e um sistema de condensação. Dasua parte, o primeiro sistema de evaporação compreendemeios de alimentação do material objeto de extração, queinclui meios de controle de alimentação, meios detransporte do referido material, meios de câmara detratamento que inclui meios de limpeza interna, meios deaquecimento do material, meios de incremento de área detransferência de calor, meios de retirada do materialremanescente que inclui meios de incremento deimpenetrabilidade e meios de transporte dos vaporesextraídos até o sistema de condensação.
DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
Para esclarecer mais a invenção e suas vantagens, secomparadas com a técnica conhecida, são descritas emseguida com a ajuda dos desenhos anexos as formas possíveisde modalidades ilustrativas e não limitativas da aplicaçãodos referidos princípios.
A Figura 1 ilustra uma vista esquemática dos meios deevaporação da unidade da invenção.
A Figura 2 corresponde a uma vista esquemática dosmeios de controle de alimentação.
A Figura 3 corresponde a uma vista esquemática dosmeios de limpeza interna do cilindro.
A Figura 4 corresponde a uma vista isométrica dosmeios de incremento da área de transferência de calor emuma primeira situação.
A Figura 5 corresponde a uma vista lateral da figura 4dos meios de incremento da área de transferência de calorem uma primeira situação.
A Figura 6 corresponde a uma vista isométrica dosmeios de incremento de área de transferência de calor emuma segunda situação.
A Figura 7 corresponde a uma vista lateral da figura 6dos meios de incremento de área de transferência de calorem uma segunda situação.
A Figura 8 corresponde a uma vista esquemática dosmeios de incremento de impenetrabilidade em uma primeirasituação.
A Figura 9 corresponde a uma vista esquemática dosmeios de incremento de impenetrabilidade em uma segundasituação.
MODALIDADE PREFERIDA DA INVENÇÃO
De acordo com a invenção, é proporcionada uma unidadeintegral de recuperação de hidrocarbonetos que compreende osistema de evaporação.
De acordo com a figura 1, o sistema de evaporação 1compreende meios de alimentação 2 do material objeto deextração. Na prática, os referidos meios de alimentaçãopodem compreender uma calha de recebimento de material queademais dosa o material de maneira adequada. Os referidosmeios de alimentação 2 incluem meios de controle dealimentação 3.
Igualmente, para se transladar o material para suaevaporação, são necessários meios de transporte 4 doreferido material disposto horizontalmente, que podemcompreender um parafuso sem-fim ou cintas transportadoras.Na figura 1 é ilustrada a modalidade de parafuso sem-fim.
Dos meios de transporte 4, o material passa para umcilindro rotativo 5 isolado em uma estrutura igualmentecilíndrica 6. 0 referido cilindro rotativo 5 deve estarinclinado em direção para baixo, de maneira que o materialfluido seja transladado coadjuvado pela gravidade. 0 ângulode inclinação compreende entre 2 e 25°, preferencialmenteentre 5 e 16°.
Internamente, o referido cilindro rotativo 5compreende os meios de câmara de tratamento 7 que incluemuma pluralidade de meios de limpeza interna 8, dispostos edistribuídos de forma eqüidistante no sentido docomprimento do referido cilindro rotativo 5.
Por outro lado, o cilindro rotativo 5 compreende meiosde rotação dentro da estrutura cilíndrica 6. Os referidosmeios de rotação podem compreender sistemas de roletes,polias e correias ou similares, e pode ser propelido porsistemas elétricos ou mecânicos.
Igualmente, para se aquecer o material, são requeridosmeios de aquecimento. Os referidos meios de aquecimentocompreendem queimadores ou meios de transferência de calorconvencionais (não ilustrados). 0 referido calor deve sersuficiente para a evaporação dos hidrocarbonetos presentesno material e deve ser distribuído no sentido docomprimento do cilindro rotativo 5.
Da sua parte, a invenção compreende meios deincremento de área de transferência de calor 9. Osreferidos meios fecham uma vez a cada revolução do cilindrorotativo 5 o trajeto final do material para se acumulá-loe, assim, aumentar a área de transferência de calor.
Uma vez que o material tenha sido tratado, este chegaaos meios de retirada de material remanescente que incluemmeios de incremento de impenetrabilidade.
Para evacuar o material descontaminado, a unidadeapresenta meios de retirada de material remanescente quecompreendem um corpo substancialmente cilíndrico interna eexternamente, que incluem uma calha de descarga 11 dispostaem sua base. 0 referido corpo dos meios de retirada dematerial remanescente está sujeito à estrutura cilíndrica6, de maneira imóvel em relação ao cilindro rotativo 5.
Os vapores são capturados da área superior do cilindrorotativo e são conduzidos por condutos até um sistema decondensação (não ilustrado). Os referidos meios detransporte do vapor são conectados aos meios de condensaçãopara seu processo de recuperação de hidrocarbonetos.
O sistema de evaporação normalmente é disposto paraseu transporte sobre uma estrutura de reboque 12 para seutranslado.
Na figura 2, são ilustrados os meios de alimentação 2que incluem meios de controle de alimentação 3. Osreferidos meios de transporte 4 compreendem uma comporta 13que é introduzida na calha de alimentação 2 fechando ouabrindo a passagem de material. A referida comporta éacionada por meios pneumáticos, hidráulicos ou similares.Desta maneira, a passagem de material a tratar é regulada.
De acordo com a figura 3, são mostrados os meios delimpeza interna 8. Os referidos meios de limpeza interna 8são dispostos e distribuídos de forma eqüidistante ao longodo comprimento do referido cilindro rotativo 5, de acordocom a figura 1. Os referidos meios de limpeza 8 compreendemum mancai central 14 que recebe um eixo central 15 dispostono sentido do comprimento do cilindro rotativo 5. A partirdo mancai central 14 projetam-se três braços radiais eopostos, três braços, dois rapadores inferiores 16 e umsuperior de equilíbrio 17, distribuídoscircunferencialmente em direção às paredes internas docilindro. Cada braço compreende um peso igual, de maneiraque ainda quando o cilindro rotativo 5 gira em conjunto como eixo central 15, o mancai central 14 não roda mantendo osmeios de meios de limpeza interna 8 em relativaimobilidade.
Assim sendo, os referidos meios de limpeza 8 mantêm-seimóveis e suspensos no referido eixo central 15 disposto nosentido do comprimento do cilindro rotativo 5.Os braços inferiores raspadores 16 compreendem em suaextremidade final uma placa de limpeza 18 apoiada sobre umeixo. A referida plana de limpeza 18 raspa a parede docilindro e garante que o material não adira à paredeinterna do cilindro. Igualmente, para se imprimir rigidez àreferida placa 18, o braço pode dispor de meios de mola.Cada placa é disposta em cada braço de maneira que o perfilde raspagem seja congruente com o giro do cilindro.
Da sua parte, o braço superior de equilíbrio 17proporciona a harmonia necessária para se imprimir aimobilidade relativa dos referidos meios de limpeza 8.
De acordo com a figura 4, a invenção igualmentecompreende meios de incremento de área de transferência decalor 9 dispostos na seção final do cilindro. Os referidosmeios de incremento de área de transferência de calor 9compreendem um anel rígido incorporado ao cilindro rotativo5, o qual compreende uma janela 18, de maneira que ao giraro cilindro rotativo 5 abra e feche a passagem de materialpor cada revolução. De acordo com a figura 5, quando ajanela se encontra situada acima, o material 20 é acumuladopela restrição da passagem na parte inferior do cilindro.De acordo com as figuras 6 e 7, quando a janela baixa, abrea passagem do material 20 e este flui conseqüentemente.Para cada revolução do cilindro rotativo 5, o material seacumula e, assim, aumenta a área de transferência de calor,garantindo que o material se superaqueça e evapore osresíduos faltantes.
Uma vez que o material tenha sido tratado, este chegaaos meios de retirada de material remanescente que incluemmeios de incremento de impenetrabilidade 10.De acordo com as figuras 8 e 9, os referidos meios deincremento de impenetrabilidade 10 compreendem uma comportarotativa 21 com meios de abertura e de fechamento 22associados à parede interna da estrutura cilíndrica dosmeios de retirada de material remanescente. Os referidosmeios de incremento de impenetrabilidade 10 giram emconjunto com o cilindro rotativo 5.
Os referidos meios de abertura e de fechamento 22compreendem uma corrediça que roda sobre a parede internacilíndrica do corpo dos meios de retirada de materialremanescente, onde o referido corpo dos meios de retiradade material remanescente encontra-se imóvel em relação aocilindro rotativo 5, de maneira que a referida corrediçapercorra a referida parede interna e ao ultrapassar a calhade descarga 11 dos meios de retirada de materialremanescente, por gravidade a referida comporta rotativaseja aberta, descarregando o material remanescente emconexão com a calha de descarga 11 e ao ultrapassar areferida calha de descarga 11, a corrediça retome a paredeinterna do corpo dos meios de retirada e feche a comportarotativa 21.
A figura 8 ilustra a comporta 21 fechada com um giroem direção à calha de descarga 11, de maneira que, nafigura 9, ao se conectar à calha 11, a referida comporta 21se abra e descarregue o material. Desta maneira, égarantida a impenetrabilidade no processo de evaporação.
Por outro lado, os vapores são capturados da áreasuperior do cilindro rotativo e são conduzidos por condutosaté um sistema de condensação para seu processo derecuperação de hidrocarbonetos.O processo de condensação pode compreender um sistemaconvencional de condensado, que compreende meios de sucçãoe de transferência que succionam os vapores provenientes docilindro rotativo e são dispostos até os meios detransferência de calor, para a extração do calor dosreferidos vapores através de meios de esfriamento para suaposterior condensação e armazenamento no tanque derecebimento de condensados.
Claims (17)
1. Melhorias em uma unidade de recuperação dehidrocarbonetos transportável que compreende um sistema deevaporação e um sistema de condensação, onde o sistema deevaporação (1) compreende meios de alimentação (2) domaterial; meios de transporte do material (4); um cilindrorotativo (5) inclinado isolado em uma estrutura igualmentecilíndrica (6); meios de rotação do referido cilindrorotativo dentro da estrutura cilíndrica; meios deaquecimento do referido cilindro rotativo; e meios deretirada do material remanescente, onde o referido sistemade evaporação é disposto sobre uma estrutura de reboque(12) para seu translado, onde a referida melhoria daunidade de recuperação é caracterizada pelo fato de osistema de alimentação incluir meios de controle dealimentação (3), e onde o referido cilindro rotativo (5)internamente compreende meios de câmara de tratamento (7)que incluem:uma pluralidade de meios de limpeza interna (8)dispostos e distribuídos de forma eqüidistante no sentidodo comprimento do referido cilindro rotativo (5) ;meios de incremento de área de transferência de calor(9) que se abrem e fecham uma vez a cada revolução docilindro rotativo (5) , para a acumulação de material e oaumento da área de transferência de calor; eonde os meios de retirada do material remanescentecompreendem um corpo substancialmente cilíndrico interna eexternamente com uma calha de descarga (11) e incluem meiosde incremento de impenetrabilidade (10) que compreendem umacomporta rotativa (21) com meios de abertura e defechamento (22) associados, que abre uma vez a cadarevolução.
2. Melhorias em uma unidade de recuperação dehidrocarbonetos transportável, de acordo com areivindicação 1, caracterizadas pelo fato de os referidosmeios de controle de alimentação (3) compreenderem umacomporta (13) que é introduzida na calha de alimentação (2)fechando ou abrindo a passagem de material.
3. Melhorias em uma unidade de recuperação dehidrocarbonetos transportável, de acordo com areivindicação 2, caracterizadas pelo fato de a referidacomporta ser acionada por meios pneumáticos, hidráulicos ousimilares.
4. Melhorias em uma unidade de recuperação dehidrocarbonetos transportável, de acordo com areivindicação 1, caracterizadas pelo fato de os meios delimpeza interna (8) compreenderem um mancai central (14)que recebe um eixo central (16) disposto no sentido docomprimento do cilindro rotativo (5) .
5. Melhorias em uma unidade de recuperação dehidrocarbonetos transportável, de acordo com areivindicação 4, caracterizadas pelo fato de o eixo central(16) rodar em conjunto com o referido cilindro rotativo(5).
6. Melhorias em uma unidade de recuperação dehidrocarbonetos transportável, de acordo com areivindicação 5, caracterizadas pelo fato de a partir domancai central (14) se projetarem radiais e opostos trêsbraços, dois inferiores raspadores (16) e um superior deequilíbrio (17), distribuídos circunferencialmente emdireção às paredes internas do cilindro.
7. Melhorias em uma unidade de recuperação dehidrocarbonetos transportável, de acordo com areivindicação 6, caracterizadas pelo fato de o braçocompreender um peso igual, de maneira que mesmo quando ocilindro rotativo (5) girar em conjunto com o eixo central(16) o mancai central (14) não rode, mantendo os meios delimpeza interna (8) em relativa imobilidade.
8. Melhorias em uma unidade de recuperação dehidrocarbonetos transportável, de acordo com areivindicação 7, caracterizadas pelo fato de os referidosmeios de limpeza (8) se manterem imóveis e suspensos em umeixo central (16) disposto no sentido do comprimento docilindro rotativo (5).
9. Melhorias em uma unidade de recuperação dehidrocarbonetos transportável, de acordo com areivindicação 8, caracterizadas pelo fato de os braçosinferiores raspadores (16) compreenderem em sua extremidadefinal uma placa de limpeza (18) apoiada sobre um eixo.
10. Melhorias em uma unidade de recuperação dehidrocarbonetos transportável, de acordo com areivindicação 9, caracterizadas pelo fato de a referidaplaca de limpeza percorrer o comprimento do cilindrorotativo associando cada braço inferior a cada um dos meiosde limpeza interna (8).
11. Melhorias em uma unidade de recuperação dehidrocarbonetos transportável, de acordo com areivindicação 10, caracterizadas pelo fato de a referidaplaca de limpeza (18) ser disposta para a raspagem daparede do cilindro rotativo.
12. Melhorias em uma unidade de recuperação dehidrocarbonetos transportável, de acordo com areivindicação 11, caracterizadas pelo fato de o braçoraspador dispor de meios de mola para segurarem a referidaplaca (18).
13. Melhorias em uma unidade de recuperação dehidrocarbonetos transportável, de acordo com areivindicação 12, caracterizadas pelo fato de cada placaser disposta em cada braço raspador inferior de maneira queo perfil de raspagem seja congruente com o giro do cilindrorotativo.
14. Melhorias em uma unidade de recuperação dehidrocarbonetos transportável, de acordo com areivindicação 13, caracterizadas pelo fato de o braçosuperior de equilíbrio (17) proporcionar a harmonianecessária para se imprimir a relativa imobilidade dosreferidos meios de limpeza (8).
15. Melhorias em uma unidade de recuperação dehidrocarbonetos transportável, de acordo com areivindicação 1, caracterizadas pelo fato de os referidosmeios de incremento de área de transferência de calor (9)compreenderem um anel rígido incorporado ao cilindrorotativo (5) , o qual compreende uma janela (19) de maneiraque ao se girar o cilindro rotativo (5) abra e feche apassagem de material a cada revolução, de maneira quequando a janela baixar abra a passagem de material (20)acumulado e este flua conseqüentemente.
16. Melhorias em uma unidade de recuperação dehidrocarbonetos transportável, de acordo com areivindicação 1, caracterizadas pelo fato de os referidosmeios de incremento de impenetrabilidade (10) compreenderemuma comporta rotativa (21) com meios de abertura e defechamento (22) associados à parede interna da estruturacilíndrica dos meios de retirada de material remanescente,onde os referidos meios de incremento de impenetrabilidade(10) giram em conjunto com o cilindro rotativo (5) e osmeios de abertura e de fechamento (22) compreendem umacorrediça que roda sobre a parede interna cilíndrica docorpo dos meios de retirada do material remanescente, ondeo referido corpo dos meios de retirada do materialremanescente se encontra imóvel em relação ao cilindrorotativo (5) , de maneira que a referida corrediça percorraa referida parede interna e ao ultrapassar a calha dedescarga (11) dos meios de retirada do materialremanescente por gravidade se abra a referida comportarotativa (21) descarregando o material remanescente emrelação à calha de descarga (11) e ao ultrapassar areferida calha de descarga (11) a corrediça retome a paredeinterna do corpo dos meios de retirada e feche a comportarotativa (21).
17. Melhorias em uma unidade de recuperação dehidrocarbonetos transportável, de acordo com areivindicação 1, caracterizadas pelo fato de os vaporesserem capturados da área superior do cilindro rotativo eserem conduzidos por condutos até o referido sistema decondensação para seu processo de recuperação dehidrocarbonetos.
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