ES2302589B2 - Instalacion modular para el tratamiento y recuperacion de hidrocarburos y proceso de tratamiento y recuperacion de hidrocarburos, llevado a cabo por dicha instalacion. - Google Patents
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Abstract
Instalación modular para el tratamiento y
recuperación de hidrocarburos y proceso de tratamiento y
recuperación de hidrocarburos, llevado a cabo por dicha
instalación.
La instalación comprende:
- Medios de extracción del producto residual de
un tanque de hidrocarburos,
- Un módulo de pretratamiento (1)
comprendiendo:
\hskip0.2cm- Medios de separación
de sólidos,
\hskip0.2cm- Medios de de
precalentamiento,
\hskip0.2cm- Medios de
calentamiento;
- Un módulo de centrifugación (3);
- Un módulo de recogida de los subproductos
separados (2);
- Un módulo de estabilización (4); y
- Un módulo de recogida de residuos (5).
El proceso incluye
\hskip0.2cm- una etapa de
extracción (16) comprendiendo el
alma-
{}\hskip0.5cmcenamiento previo, bombeo y limpieza del tanque;
{}\hskip0.5cmcenamiento previo, bombeo y limpieza del tanque;
\hskip0.2cm- una etapa de
pretratamiento (17) comprendiendo
el
{}\hskip0.5cmprecalentamiento, bombeo, y separación de sólidos;
{}\hskip0.5cmprecalentamiento, bombeo, y separación de sólidos;
\hskip0.2cm- una etapa de
separación (18), comprendiendo el
alma-
{}\hskip0.5cmcenamiento y calentamiento, bombeo hacia la centrí-
{}\hskip0.5cmfuga, calentamiento hasta la temperatura requerida,
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{}\hskip0.5cmfuga, calentamiento hasta la temperatura requerida,
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\hskip0.2cm- Una etapa de
inertización (19) comprendiendo el bom-
{}\hskip0.5cmbeo y mezclado con cal.
{}\hskip0.5cmbeo y mezclado con cal.
Description
Instalación modular para el tratamiento y
recuperación de hidrocarburos y proceso de tratamiento y
recuperación de hidrocarburos, llevado a cabo por dicha
instalación.
Consiste la presente invención en una
instalación que puede ser desplazada y transportada para el
tratamiento de hidrocarburos, normalmente procedente de grandes
depósitos, mediante el que es posible separar el hidrocarburo de las
sustancias contaminantes de éste, y de este modo obtener una
recuperación de dicho hidrocarburo con la consecuente rentabilidad
económica, y la separación de residuos sólidos y agua, con la
consecuente disminución de la cantidad de residuos y
correspondiente coste de manipulación y tratamiento de los
mismos.
Los depósitos de hidrocarburos se utilizan
continuadamente durante años. El producto con el que se llenan
dichos depósitos arrastra a menudo, distintos contaminantes, tales
como partículas sólidas en suspensión. Es también frecuente que los
depósitos, por ejemplo depósitos de capacidad variable, reciban
cierta cantidad de agua que pasa a formar parte del contenido. Los
contaminantes sólidos tienden a caer al fondo del depósito.
La limpieza de los depósitos se realiza cuando
estos han sido vaciados, pero existe una zona, cuya altura y
volumen dependerá de las condiciones de uso, en la que el producto
almacenado no es apto para su consumo directamente.
Sin embargo, la cantidad del residuo obtenido
suele ser alta, y comprende una fracción de hidrocarburo elevada,
por lo que, debido a que debe realizarse un tratamiento previo del
que resulte un producto medioambientalmente
apto.
apto.
Por otra parte, sería deseable separar y
recuperar el hidrocarburo presente en el residuo con lo que se
obtendrían fundamentalmente las siguientes ventajas:
- -
- Recuperación directa del hidrocarburo, sin requerimiento de un procesado previo, y ahorro de los costes que supondría la materia prima y su refinado, evitando consecuentemente las pérdidas que supondría su eliminación;
- -
- Disminución del volumen del subproducto residual resultante;
- -
- Disminución, en consecuencia de los costes de almacenamiento y/o transporte de dicho subproducto residual;
- -
- Disminución también, de los costes de procesado e inertización del subproducto residual;
- -
- Obtención como subproducto de agua aceitosa con escasa cantidad de hidrocarburos, lo que simplifica, acelera y abarata los costes de depuración de dicha agua.
Es deseable que una instalación para el
tratamiento y recuperación de hidrocarburos pueda ser utilizada en
instalaciones de tamaño grande o medio, lo que significa que pueda
ser transportable, ya que las instalaciones actualmente existentes
lo son únicamente para muy grandes instalaciones provistas de
dispositivos integrados en las mismas y no prevén la recuperación
del hidrocarburo, procediéndose directamente a su vertido para
tratamiento químico o inertización, con el consiguiente desperdicio
de producto, falta de rentabilidad económica, y correspondientes
problemas medioambientales, requerimiento de espacio para ubicar el
residuo, además de los requerimientos necesarios en la instalación
para llevar a cabo dichas operaciones.
ES 335981 se refiere a un separador de
hidrocarburos, concebido para la extracción de hidrocarburos
vertidos al mar o medios similares, consistente esencialmente en un
filtro de arena con dispositivos de lavado y recuperación del
hidrocarburo (como residuo) del mismo.
ES 491393 divulga una instalación para la
separación de hidrocarburos emulsionados del agua, que comprende
también un conjunto de filtros que retienen el paso del
hidrocarburo separándolo del agua.
ES 2028646 se refiere a una estación modular y
automática de separación y control de efluentes contaminados por
hidrocarburos en general, que comprende tres módulos, uno de
separación y filtración del fluido tratado, otro a la de reciclaje y
otro de salida del fluido limpio (libre de hidrocarburos).
Las invenciones descritas describen estaciones
de depuración de agua contaminada por hidrocarburos, mientras que
el objeto de la presente invención es el de la limpieza de
hidrocarburos contaminados por agua u otras par-
tículas.
tículas.
El objeto de esta invención es el de
proporcionar una instalación modular para el tratamiento de
hidrocarburos de instalaciones de tamaño mediano y grande, que
comprende dispuestos en contenedores estándar los siguientes
elementos:
- -
- Un dispositivo de extracción mediante bombas de accionamiento hidráulico, que comprende a su vez:
- \medcirc
- Un medio de separación de sólidos, tal como un tornillo sin fin dispuesto sobre un tamiz;
- \medcirc
- Un módulo de precalentamiento, con objeto de fluidizar el hidrocarburo para un tratamiento posterior;
- -
- Un módulo de centrifugación, que comprende una centrifugadora/separadora del producto recuperado (el hidrocarburo) y de los subproductos (agua, lodos, sólidos);
- -
- Un módulo de recogida de los productos separados, que comprende tres depósitos para cada uno de los productos/subproductos;
- -
- Un módulo de estabilización, en el que pueden tratarse los lodos residuales mediante encapsulado con cal, por ejemplo, que comprende una tolva y medios de mezclado correspondientes,
- -
- Un módulo de recogida de residuos, que se dispone debajo del módulo que conforma la tolva, y donde se van ubicando, por ejemplo, contenedores cuba, para su posterior retirada.
Es también objeto de esta invención un proceso
llevado a cabo por la instalación de la invención, en la que se
llevan a cabo las siguientes etapas:
- -
- una etapa de extracción 16, comprendiendo las fases de almacenamiento previo 23, bombeo 24 y limpieza del tanque 25;
- -
- una etapa de pretratamiento 17 comprendiendo las fases de precalentamiento 26, normalmente con el calor residual de la etapa siguiente, bombeo 27, separación de sólidos 28, y bombeo a la fase de separación 29;
- -
- una etapa de separación 18, que incluye el almacenamiento y calentamiento 30, bombeo hacia la centrífuga 31, calentamiento hasta la temperatura requerida y aporte de aditivos 32, y separación centrífuga 33 de las tres fases esenciales, hidrocarburo, agua aceitosa y lodos;
- -
- Una etapa de inertización 19 que incluye el bombeo 35 y mezclado con cal 36, que obtiene los residuos sólidos de las etapas de extracción 16, pretratamiento 17 y separación 18.
Con objeto de ilustrar la explicación que va a
seguir, adjuntamos a la presente memoria descriptiva cuatro hojas
de dibujos, que en cuatro figuras representan la esencia de la
presente invención, y en las que:
La figura 1 muestra una vista esquemática en
planta de la instalación, que compuesta por un conjunto de módulos
que forman contenedores estándar (20 pies), que llevan a cabo los
procesos de recuperación del hidrocarburo líquido, separación de
agua y residuos sólidos, e inertización de los lodos
resultantes;
La figura 2 muestra una vista esquemática desde
uno de los laterales de la instalación de la figura 1;
La figura 3 muestra una vista esquemática de la
instalación de la invención, vista lateralmente a 90º respecto a la
vista anterior; y
La figura 4 muestra un esquema en un diagrama de
bloques del proceso que se lleva a cabo en la instalación modular
de la invención.
En la instalación, se proveen un conjunto de
módulos (1 a 5) que están configurados sobre un contenedor
estándar, susceptible de ser montados o desmontados, y
transportados en camiones a cualquier lugar donde sea necesario.
Por cuanto el coste de las instalaciones fijas
recuperadoras de hidrocarburos es extraordinariamente elevado y su
utilización solamente es rentable para muy grandes instalaciones,
debido a que el periodo de inactividad es prolongado en otras
instalaciones, se hace especialmente satisfactorio el uso de la
instalación modular de la invención, debido a que es susceptible de
ser desplazada de manera itinerante en las instalaciones que lo
requieran, tales como depósitos logísticos de hidrocarburos.
De acuerdo con una configuración preferente, la
instalación consta de cinco módulos contenedores, de los que 1
comprende las etapas de filtrado y pretratamiento, 2 comprende
depósitos auxiliares de entrada, o salida de los subproductos, 3
comprende una centrífuga que separa los distintos elementos, 4 es un
soporte para la unidad de tratamiento e inertización 5. Aunque no
se vaya a hacer referencia expresa a ellos, existe entre los módulos
la interconexión necesaria para que sean llevadas a cabo todas las
operaciones, así como los medios de bombeo en las distintas etapas
que lo requieren.
Como realización particular, se ha previsto que
el módulo 1 esté separado en dos partes o receptáculos. Una primera
parte 6 presenta una criba 14, tal como una criba vibrante,
mediante husillo sinfín, o combinación de ambas, dicha criba
destinada a separar del producto los elementos sólidos de cierto
tamaño. También dicha primera parte comprende un serpentín 13 de
precalentamiento, que permite, por una parte aprovechar la energía
térmica procedente de etapas posteriores, y por otra preparar el
producto para un correcto tratamiento. Una segunda parte 7 del
módulo 1 recoge el producto ya cribado y precalentado y se somete a
un tratamiento previo al acceso al módulo de separación, que
comprende un calentado a la temperatura adecuada (en general unos
80º, pero depende del producto a tratar) y la adición de un
polielectrolito, que actúa de floculante y aglutinante. Esta
operación se puede también realizar en uno de los depósitos del
módulo 2, o en el mismo módulo de centrifugado 3.
El módulo 3 recibe el producto de la parte 7 del
módulo 1, y presenta como efluentes el hidrocarburo a recuperar,
agua aceitosa y lodos compactos. Comprende una centrífuga 11 que
lleva a cabo específicamente la operación de separación de dichos
componentes.
El módulo 2 comprende unos depósitos de recogida
de los efluentes, y puede también comprender un depósito de
calentamiento.
De los efluentes líquidos, el hidrocarburo, si
cumple las condiciones requeridas en porcentaje de agua y otros
contaminantes, se reincorpora a un depósito receptor (un depósito
de almacenamiento, ya provisto posiblemente de más producto), el
agua aceitosa se transporta a una balsa de tratamiento químico o
biológico, y los lodos son pasados al módulo de inertización 4.
El módulo de inertización 4 comprende una unidad
mezcladora 12 que mezcla dichos lodos con un material inertizante o
encapsulante, tal como cal viva.
A efectos de poder situar debajo del módulo de
inertización 4 un contenedor 15 se ha previsto que dicho módulo
esté situado verticalmente (comprendiendo una tolva conteniendo
cal) sobre un módulo sustentador 5, que dispone un hueco adecuado al
efecto. Por cuanto el hueco de este módulo no requiere la totalidad
del espacio disponible, se ha previsto que uno de los extremos
comprenda un habitáculo 16 utilizable como vestuario o almacén.
La instalación se completa con módulos
auxiliares, en los que se incorpora una caldera de vapor,
generadores, bombas, etc., así como cuantos contenedores estándar
sean necesarios para el transporte de los medios de conexión y
bombeo entre los distintos módulos, y para la extracción o vaciado
de los tanques de origen del producto.
Los módulos disponen de escaleras 9 y
plataformas 8 y 10 para el acceso del personal a las partes
superiores donde se requiere.
El proceso llevado a cabo por la instalación
puede verse en la figura 4, en la que vemos con 16 la etapa de
extracción, comprendiendo las etapas de almacenamiento previo 23,
bombeo 24 y limpieza 25. De esta etapa se pasa a la etapa de
pretratamiento 17, salvo los residuos sólidos que pasan directamente
a la fase de inertización 19. El pretratamiento 17 comprende las
fases de precalentamiento 26, normalmente con el calor residual de
la etapa siguiente, bombeo 27, separación de sólidos por vibración
28, y bombeo a la fase de separación 29. De la etapa de
pretratamiento 17, los residuos sólidos pasan también a la fase de
inertización 19. La etapa de separación 18 recibe el producto ya
desprovisto de las partículas sólidas de cierto tamaño, e incluye
el almacenamiento y calentamiento 30, bombeo hacia la centrífuga
31, calentamiento hasta la temperatura requerida y aporte de
aditivos 32, y separación centrífuga 33 de las tres fases
esenciales, hidrocarburo, agua aceitosa y lodos. Si el
calentamiento es insuficiente, se reenvía al depósito de entrada de
esta fase.
El hidrocarburo recuperado pasa a un depósito 21
para su reutilización, mientras que de los residuos se separan los
flotantes 20 que se reconducen a la fase de inertización, mientras
que el agua pasa a una balsa 22 para el adecuado tratamiento.
Los lodos y sólidos resultantes de la extracción
16, el pretratamiento 17, la separación del afluente 18 y la
separación de flotantes del agua efluente 20, pasa a la fase de
inertización 19, donde se incluye el almacenamiento 34, bombeo 35 y
amasado con cal 36.
Debe entenderse que algunos de los
almacenamientos y bombeos son opcionales en función del volumen de
afluentes, efluentes y de los requerimientos específicos de la
operación.
Es de aplicación industrial en el tratamiento y
separación de hidrocarburos.
Claims (8)
1. Instalación modular para el tratamiento y
recuperación de hidrocarburos, caracterizada por comprender
al menos:
- -
- Un dispositivo de extracción mediante bombas de accionamiento hidráulico,
- -
- Un módulo de pretratamiento (1) que comprende a su vez:
- \medcirc
- Un medio de separación de sólidos (14) tal como un tornillo sin fin dispuesto sobre un tamiz o un tamiz vibrador;
- \medcirc
- Un módulo de precalentamiento (13), con objeto de fluidizar el hidrocarburo para un tratamiento posterior;
- \medcirc
- Un módulo de calentamiento (7);
- -
- Un módulo de centrifugación (3) que comprende una centrifugadora/separadora (11) del producto recuperado (el hidrocarburo) y de los subproductos (agua, lodos, sólidos);
constituyendo cada uno de dichos
módulos contenedores de tamaño estándar, y siendo dichos
contenedores que constituyen los distintos módulos susceptibles de
ser desplazados mediante camiones
portacontenedores.
2. Instalación modular para el tratamiento y
recuperación de hidrocarburos, según la reivindicación 1,
caracterizada por comprender además:
- -
- Un módulo de recogida de los productos separados, que comprende tres depósitos para cada uno de los productos/subproductos;
constituyendo dicho módulo un
contenedor de tamaño estándar, susceptible de ser desplazado
mediante camiones
portacontenedores.
3. Instalación modular para el tratamiento y
recuperación de hidrocarburos, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizada por comprender
además:
- -
- Un módulo opcional de inertización o estabilización de los lodos residuales, en el que pueden tratarse los lodos residuales mediante encapsulado con cal, por ejemplo, que comprende una tolva y medios de mezclado correspondientes,
constituyendo dicho módulo un
contenedor de tamaño estándar, susceptible de ser desplazado
mediante camiones
portacontenedores.
4. Instalación modular para el tratamiento y
recuperación de hidrocarburos, según la reivindicación 3,
caracterizada por comprender además:
- -
- Un módulo opcional de recogida de residuos, que se dispone debajo del módulo de estabilización, y donde se van ubicando, por ejemplo, contenedores cuba (15), para su posterior retirada,
constituyendo dicho módulo un
contenedor de tamaño estándar, susceptible de ser desplazado
mediante camiones
portacontenedores.
5. Instalación modular, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los distintos
módulos (1, 2, 3, 4) módulos comprenden bocas de conexión con la
admisión de producto contaminado de salida de los subproductos y
conexiones entre sí.
6. Instalación modular, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en
posición de uso se configuran del siguiente modo:
- -
- El módulo de centrifugado (3) se dispone sobre el módulo de recogida de subproductos (2);
- -
- El módulo de recogida de residuos (5) se sitúa contiguo al módulo de recogida de subproductos (2);
- -
- El módulo de inertización (4) se sitúa verticalmente sobre el módulo de recogida, cuya parte inferior es contigua al módulo de centrifugado (3);
- -
- El módulo de pretratamiento está separado pocos metros y enfrentado al módulo de recogida de subproductos (2).
7. Instalación modular, según cualquiera de las
reivindicaciones 1, 2 y 4, caracterizada porque los módulos
comprenden escaleras (9) y plataformas de acceso (8, 10) a las
partes altas correspondientes.
8. Proceso de tratamiento y recuperación de
hidrocarburos llevado a cabo por la instalación de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por comprender;
- -
- una etapa de extracción (16), comprendiendo las fases de almacenamiento previo (23), bombeo (24) y limpieza del tanque (25);
- -
- una etapa de pretratamiento (17) comprendiendo las fases de precalentamiento (26), normalmente con el calor residual de la etapa siguiente, bombeo (27), separación de sólidos (28), y bombeo a la fase de separación (29);
- -
- Una etapa de separación (18), que incluye el almacenamiento y calentamiento (30), bombeo hacia la centrífuga (31), calentamiento hasta la temperatura requerida y aporte de aditivos (32), y separación centrífuga (33) de las tres fases esenciales, hidrocarburo, agua aceitosa y lodos;
- -
- Una etapa de inertización (19) que incluye el bombeo (35) y mezclado con cal (36), que obtiene los residuos sólidos de las etapas de extracción (16), pretratamiento (17) y separación (18).
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