ES2561153T3 - Proceso y aparato para mezclar un fluido dentro de un recipiente - Google Patents

Abstract

Aparato para mezclar un líquido seleccionado del grupo que consiste en petróleo crudo, corrientes de refinerías y combinaciones de los mismos, hasta que se vuelva generalmente homogéneo, comprendiendo el aparato: un recipiente para contener el líquido a un nivel de líquido; un dispositivo de entrada que puede moverse con el nivel de líquido y adaptado para retirar una porción del líquido desde una parte del recipiente; un dispositivo de fuerza motriz con una aspiración para retirar líquido a través del dispositivo de entrada, conectado mediante fluido al dispositivo de entrada, y una descarga para la descarga del líquido con una fuerza motriz hacia una parte diferente del recipiente; al menos un mezclador que comprende un conjunto distribuido de mezcladores de chorro, siendo los mezcladores de chorro boquillas o eductores, y estando el al menos un mezclador conectado mediante fluido a la descarga; en el que el dispositivo de entrada comprende una aspiración flotante en una parte superior del nivel de líquido; en el que el conjunto distribuido de mezcladores de chorro está colocado para extraer líquido de la parte inferior del recipiente; y en el que el dispositivo de fuerza motriz es una bomba para que el líquido circule de vuelta al recipiente, caracterizado por el hecho de que los mezcladores de chorro forman un ángulo al menos generalmente hacia arriba.

Description

DESCRIPCION

Proceso y aparato para mezclar un fluido dentro de un recipiente 5 Antecedentes Campo tecnico

[0001] Esta invencion se refiere a procedimientos y un aparato para mezclar un llquido dentro de un 10 recipiente o un tanque.

Exposicion de la tecnica anterior

[0002] La ultima tendencia de los precios cada vez mayores del petroleo crudo y la disponibilidad de 15 suministro requiere que las refinerlas tengan la capacidad de procesar varios tipos diferentes de petroleo crudo,

proporcionando al mismo tiempo operaciones constantes y seguras de las unidades de proceso. Una manera en la que las refinerlas intentan obtener beneficios economicos de la flexibilidad de las materias primas de crudo es combinando diversas materias primas antes de su procesamiento en el alambique de tubos o la unidad de destilacion de petroleo crudo, tal como combinando un petroleo crudo pesado menos caro con un petroleo crudo 20 mas ligero. Una manera tlpica de combinar los materiales de petroleo crudo es en los tanques de almacenamiento de petroleo crudo. Los tanques de almacenamiento de petroleo crudo contienen grandes volumenes, tal como aproximadamente 125.000 metros cubicos.

[0003] Los dispositivos conocidos para tanques de petroleo crudo de mezclado incluyen agitadores de 25 entrada lateral con helices de tipo naval. Estos agitadores no mezclan de manera satisfactoria los dos o mas tipos de

petroleo crudo, lo que hace que surjan importantes problemas operativos y de seguridad cuando el petroleo crudo no mezclado se suministra a la refinerla. Las recientes publicaciones en revistas cientlficas dan a conocer el uso de la dinamica de fluidos computacional para modelar el mezclado en tanques de petroleo crudo con agitadores y/o combinar el agitador con un mezclador de chorro.

30

[0004] Cheremisinoff en “Handbook of chemical process equipment’’ indica que para conseguir una mezcla con una homogeneidad practica, se recomiendan diez rotaciones del tanque, y que para conseguir una mezcla con una desviacion de aproximadamente el 1 por ciento entre los puntos de muestra superior e inferior de un tanque, se necesita normalmente tres rotaciones del tanque. Asimismo, Paul en “Handbook of industrial mixing: science and

35 practice" indica que para un llquido con una viscosidad inferior a 100 centipoises son necesarias 3 rotaciones para alcanzar una homogeneidad del 95 por ciento en un tanque, y que para una viscosidad de entre 100 centipoises y menos de 1000 centipoises son necesarias 10 rotaciones para alcanzar una homogeneidad del 95 por ciento en un tanque.

40 [0005] Atwood, patente estadounidense 2.322.087, da a conocer un mezclador de tanque eductor en el que

el fluido arrastrado se extrae simultaneamente de todos los niveles de fluido dentro del tanque. Los orificios del tubo de mezclado de admision estan dimensionados de modo que la cantidad extralda de cada nivel aumenta hacia arriba a lo largo del tubo de mezclado de admision.

45 [0006] Kuerten et al., patente estadounidense 3.847.375, da a conocer un procedimiento para mezclar

llquidos que difieren ampliamente entre si con respecto a su volumen y/o densidad. El agente de dispersion de llquido se pasa al interior de una camara de intercambio de impulso.

[0007] Colebrander, en la publicacion internacional numero WO01/03816, da a conocer un procedimiento

50 para introducir un primer llquido en un recipiente con agitacion que contiene un segundo llquido inyectando el primer llquido en el recipiente con agitacion, en el que una relacion de velocidad de inyeccion con respecto a la velocidad de la punta del propulsor es superior a 2. El documento WO 97/41976 da a conocer un aparato de mezcla segun el preambulo de la reivindicacion 1.

55 [0008] Aunque las divulgaciones anteriores proporcionan avances en la tecnica, sigue existiendo la

necesidad y el deseo de mezclar y/u homogeneizar rapidamente el contenido de un recipiente. Tambien existe la necesidad y el deseo de mezclar un primer llquido estratificado sobre un segundo llquido para suministrarlos de manera uniforme a una unidad de proceso. Ademas, existe la necesidad y el deseo de mezclar llquidos con diferencias de densidad y/o viscosidad.

Resumen

[0009] Las necesidades y los deseos mencionados anteriormente se satisfacen, al menos en parte, mediante 5 un proceso y un aparato para mezclar un fluido o un llquido dentro de un recipiente o un tanque. La invencion

incluye un aparato segun la reivindicacion 1. La invencion mezcla el contenido de tanques de petroleo crudo y/u otros materiales de hidrocarburos hasta un estado homogeneo con una alta eficacia sorprendente e inesperada. La invencion incluye los procedimientos segun las reivindicaciones 4 y 8 para usar el aparato para mezclar el contenido del recipiente y/o dos o mas materiales estratificados. La invencion incluye la capacidad de mezclar materiales que 10 tienen diferencias en densidad y/o viscosidad.

[0010] Segun una primera realization, esta invencion incluye un aparato de mezclado segun la reivindicacion 1.

15 [0011] Segun una segunda realizacion, esta invencion incluye un procedimiento para mezclar un llquido en

un recipiente segun la reivindicacion 4.

[0012] Segun una tercera realizacion, esta invencion incluye un procedimiento para mezclar un primer fluido estratificado sobre un segundo fluido segun la reivindicacion 8.

20

Breve descripcion de los dibujos

[0013] Los dibujos adjuntos, que se incorporan en y forman parte de esta memoria descriptiva, ilustran realizaciones de la invencion y, junto con la descripcion, sirven para explicar las caracterlsticas, ventajas y principios

25 de la invencion. En los dibujos:

la FIG. 1 ilustra un aparato de mezclado, segun una realizacion;

la FIG. 2 ilustra un aparato de mezclado invertido, segun una realizacion que no forma parte de la invencion; la FIG. 3 ilustra un aparato de mezclado en un tanque lleno hasta la mitad, segun una realizacion;

30 la FIG. 4 ilustra el contenido estratificado de un tanque con un aparato de mezclado, segun una realizacion;

la FIG. 5A ilustra un dispositivo de mezclado combinado y un dispositivo de fuerza motriz, segun una realizacion que no forma parte de la invencion;

la FIG. 5B ilustra una ventana flotante, segun una realizacion;

las FIG. 6A y 6B ilustran un dispositivo de mezclado combinado, segun una realizacion que no forma parte de la 35 invencion;

las FIG. 7A y 7B ilustran un eductor, segun determinadas realizaciones; la FIG. 7C ilustra un patron de flujo de eductor, segun una realizacion; las FIG. 8A a 8H ilustran boquillas, segun determinadas realizaciones; la FIG. 9A ilustra un colector circular, segun una realizacion;

40 la FIG. 9B ilustra a vista en section lateral de la FIG. 9A, segun una realizacion; la FIG. 9C ilustra un colector lineal, segun una realizacion;

la FIG. 9D ilustra una vista en seccion lateral de la FIG. 9C, segun una realizacion; la FIG. 10 ilustra una aspiration flotante, segun una realizacion;

las FIG. 11A a 11C ilustran un tanque con contenido estratificado a diversos intervalos de tiempo durante el 45 mezclado; y

las FIG. 12a a 12F ilustran el contenido estratificado de un tanque a diversos intervalos de tiempo durante el mezclado.

Descripcion detallada

50

[0014] La presente invencion se refiere a un aparato y a un procedimiento para conseguir un tiempo de mezclado optimo (reducido) y uniformidad en el contenido del recipiente, tal como cuando el contenido esta estratificado por diferencias en la densidad superiores a aproximadamente 2 kilogramos por metro cubico y/o viscosidades superiores a aproximadamente 10 centipoises. La realizacion o formation rapida de una mezcla

55 uniforme incluye varias ventajas industriales. Una primera ventaja puede incluir un suministro de petroleo crudo uniforme a una refinerla para evitar contratiempos en el proceso debidos a cambios repentinos en las propiedades de alimentation de crudo y as! permitir un funcionamiento a maximo rendimiento y valor economico. Una segunda ventaja puede incluir un almacenamiento intermedio uniforme en una refinerla para evitar contratiempos en el proceso debidos a cambios repentinos en las propiedades de alimentacion intermedia y as! permitir un

funcionamiento a maximo rendimiento y valor economico. Una tercera ventaja puede incluir un producto final mezclado de manera uniforme para reducir el “valor regalado” cuando una mezcla de producto esta por encima de la especificacion, de modo que todas las muestras (no bien mezcladas) cumplan con la especificacion.

5 [0015] Estas y otras ventajas de la invention pueden obtenerse, al menos en parte, mediante un aparato

segun la revindication 1 que incluye una aspiration flotante para retirar llquido sustancialmente en la superficie de llquido (independientemente del nivel de llquido en el tanque), una bomba para que el llquido circule de vuelta al tanque, y un conjunto distribuido de mezcladores de chorro (boquillas simples, eductores o similares) colocados para extraer el fluido sustancialmente de la parte inferior del tanque.

10

[0016] De manera deseable, la presente invencion combina de manera sinergica una aspiracion flotante con un mezclado de chorro distribuido para producir un resultado sorprendente. En la presente invencion, el fluido de densidad inferior puede extraerse de manera continua de aproximadamente el 5 por ciento superior del fluido en el tanque y mezclarse estrechamente en los eductores o mezcladores de chorro con el fluido de densidad superior de

15 aproximadamente el 5 por ciento inferior del tanque para producir una mezcla de densidad intermedia que se mueve y/o fluye hasta o hacia una capa central en el tanque y que continua agitandose suavemente mediante el flujo de salida del mezclador. El mezclado en masa puede facilitarse y/o realizarse mediante fuerzas impulsoras inerciales y/o fuerzas impulsoras de flotabilidad, por ejemplo. El tanque puede mezclarse de manera uniforme (diferencia de concentration inferior al 1 por ciento entre la parte superior y la parte inferior) en aproximadamente 0,6 rotaciones

20 del tanque.

[0017] Como se muestra en la FIG. 1 y segun una realization, un aparato de mezclado de fluido 10 incluye un recipiente 12, tal como un tanque de parte superior abierta para contener un llquido 14 con un nivel de llquido 16. El aparato de mezclado de fluido 10 incluye ademas un dispositivo de entrada 18 conectado mediante fluido con

25 respecto a un dispositivo de fuerza motriz 20, tal como una bomba centrlfuga 22. El dispositivo de entrada 18 se conecta a una aspiracion 24, y el dispositivo de fuerza motriz 20 incluye una descarga 26. La descarga 26 se conecta mediante fluido con respecto a al menos un mezclador 28, que esta colocado sobre o cerca de una parte inferior 30 del recipiente 12. La parte inferior 30 incluye un emplazamiento diferente 46 con respecto al dispositivo de entrada 18.

30

[0018] El llquido 14 puede introducirse en el dispositivo de entrada 18 cerca de la parte superior del nivel de llquido 16 y fluir hacia el dispositivo de fuerza motriz 20 antes de salir del al menos un mezclador 28 cerca de la parte inferior 30 del recipiente 12.

35 [0019] Como se muestra en la FIG. 2 y segun una realizacion que no forma parte de la invencion, un aparato

de mezclado de fluido 10 con un recipiente 12 puede incluir una configuration relativamente invertida, tal como generalmente opuesta a la de la FIG. 1, por ejemplo. Los mismos componentes pueden volver a configurarse o disponerse para permitir que el llquido 14 fluya desde la parte inferior 30 con un dispositivo de entrada 18 a traves de un dispositivo de fuerza motriz 20 con una aspiracion 22 y una descarga 26, y salga de al menos un mezclador

40 28 en o cerca del nivel de llquido 16 y un emplazamiento diferente 46 con respecto a la entrada.

[0020] Como se muestra en la FIG. 3 y segun una realizacion, un aparato de mezclado de fluido 10 con un tanque de techo fijo puede incluir un intercambiador de calor 58, para enfriar y/o calentar durante la circulation. El intercambiador de calor 58 puede estar situado en cualquier emplazamiento adecuado, tal como despues de una

45 descarga 26 de una bomba 22, insertado en el recipiente 12 y/o en cualquier otra position para entrar en contacto termico con el llquido 14.

[0021] El dispositivo de entrada 18 puede incluir un codo flexible u otra configuracion curvada adecuada, para un tanque medio lleno 48 con una altura superior a un diametro o una longitud, por ejemplo.

50

[0022] Como se muestra en la FIG. 4 y segun una realizacion, un aparato de mezclado de fluido 10 puede instalarse con un techo flotante 44. Un llquido 14 puede incluir un primer fluido 50 sobre un segundo fluido 52 para formar un sistema estratificado 54 y con mas de una capa 56 antes del mezclado.

55 [0023] Como se muestra en la FIG. 5A y segun una realizacion que no forma parte de la invencion, un

aparato de mezclado de fluido 10 puede instalarse dentro de un recipiente 12, tal como con un chapa 64 que tiene una ventana movil 66 para seguir un nivel de llquido 16 del llquido 14. El flujo puede atravesar la ventana movil 66 y descender por la chapa 64, tal como impulsado por un dispositivo de fuerza motriz 20 que tambien es igual que al menos un mezclador 28. El dispositivo combinado puede incluir un agitador 60, tal como con un propulsor 62 y un

accionador 68. El accionador 68 puede incluir un motor o una turbina externa al recipiente 12. La FIG. 5B muestra la ventana movil 66 que puede deslizarse entre dos gulas y/o carriles, tal como moviendose con el nivel de llquido 16. Son posibles otras configuraciones de la ventana movil 66 sin apartarse del alcance de la invencion.

5 [0024] Segun una realizacion que no forma parte de la invencion y como se muestra en las FIG. 6A y 6B, un

aparato de mezclado de fluido 10 puede incluir un mezclador 28A, tal como una boquilla horizontal para un dispositivo de mezclado de combinacion, y un mezclador 28B, tal como un agitador para un dispositivo de mezclado de combinacion. La combinacion de mas de un tipo de dispositivo de mezclado puede incluir efectos sinergicos cuando se conectan mediante fluido con un dispositivo de entrada 18 y/o un dispositivo de fuerza motriz 20. De 10 manera deseable, el llquido 14 puede desplazarse mediante una bomba 22 a traves de una aspiracion flotante 42, e inyectarse en o cerca de un mezclador de propulsor 28B, entrando el fluido primario en la zona de alto cizallamiento del agitador, por ejemplo. Alternativamente, el dispositivo de mezclado de combinacion puede dirigir el flujo del mezclador de boquilla 28A para unirse a la descarga del mezclador de propulsor 28, tal como hacia el centro del recipiente 12. La configuracion de dispositivo de mezclado de combinacion puede hacerse funcionar de manera 15 ventajosa en un tanque con un techo flotante. Son posibles otras configuraciones de aspiracion flotante 42 con dispositivos de mezclado de combinacion 28A y 28B sin apartarse del alcance de la invencion.

[0025] Segun una realizacion y como se muestra en las FIG. 7A y 7B, esta invencion puede incluir un eductor

32 para el al menos un mezclador. El fluido primario y el fluido secundario pueden incluir cualquier configuracion

20 adecuada, generalmente coaxial como en la FlG. 7A y/o generalmente perpendicular como en la FIG. 7B. La FIG. 7C muestra un posible patron de flujo con eductores 32 en el recipiente 12. Otras configuraciones de eductores 32 aparte de las mostradas en las FIG. 7A a 7C estan dentro del alcance de esta invencion.

[0026] Segun una realizacion y como se muestra en las FIG. 8A a 8H, esta invencion puede incluir una 25 boquilla 34 para el al menos un mezclador. Normalmente, aunque no necesariamente, la boquilla puede incluir un

area de seccion transversal reducida para aumentar la velocidad del fluido, tal como uno o mas agujeros, aberturas, perforaciones, orificios y/o similares. Otras configuraciones de boquillas 34 aparte de las mostradas en las FIG. 8A a 8H estan dentro del alcance de esta invencion.

30 [0027] Como se muestra en las FIG. 9A a 9D y segun una realizacion, los dispositivos de mezclado

distribuidos 40 pueden incluir un colector generalmente circular mostrado en las FIG. 9A y 9B (son posibles eductores adicionales). Alternativamente, los dispositivos de mezclado distribuidos 40 pueden incluir un colector generalmente lineal mostrado en las FIG. 9C y 9D. Los dispositivos de mezclado distribuidos 40 pueden incluir cualquier angulo adecuado, tal como un angulo hacia arriba 36 y/o un angulo horizontal 38.

35

[0028] Como se muestra en la FIG. 10 y segun una realizacion, esta invencion puede incluir una aspiracion flotante 42, tal como con un flotador, un elemento giratorio o pivote, una cuerda de agarre y/o similares.

[0029] Esta invencion incluye un aparato de mezclado. El aparato incluye un recipiente para contener un 40 llquido con un nivel de llquido, un dispositivo de entrada que puede moverse con el nivel de llquido, un dispositivo de

fuerza motriz con una aspiracion y una descarga, en el que la aspiracion se conecta mediante fluido al dispositivo de entrada, y al menos un mezclador que se conecta mediante fluido a la descarga.

[0030] Un recipiente se refiere en terminos generales a un dispositivo adecuado que contiene y/o retiene 45 llquido, tal como tanques, tambores, tuberlas, depositos, cubas, cilindros de almacenamiento, camaras

subterraneas, esferas y/o similares. Los recipientes pueden incluir cualquier tamano, altura, longitud, diametro y/o forma deseados. Segun una realizacion, el recipiente puede incluir tanques de parte superior abierta, tanques de techo fijo, tanques de techo flotante, tanques de techo flotante interno, instalaciones de almacenamiento subterraneas y/o similares. El recipiente puede incluir una relacion de altura con respecto al diametro de cualquier 50 numero adecuado, tal como aproximadamente 1:10, aproximadamente 10:1, y/o de manera deseable al menos 1:3 aproximadamente. Segun una realizacion, el recipiente comprende un tanque de almacenamiento de petroleo crudo, un tanque de almacenamiento de corrientes intermedias de refinerlas, un tanque de almacenamiento de productos de refinerla acabados y/o similares.

55 [0031] Un llquido se refiere generalmente a fluidos sin forma independiente, pero con un volumen definido al

menos generalmente, tal como materiales no compresibles y/o materiales ligeramente compresibles. Los llquidos pueden incluir suspensiones y/o materia particulada, tal como lodo. Los llquidos pueden incluir solidos disueltos, solidos suspendidos y/o gases. Los llquidos pueden incluir materiales puros as! como mezclas, emulsiones y/o disoluciones. Las mezclas, emulsiones y/o disoluciones pueden incluir una sola fase o capa y/o multiples fases o

capas. Alternativamente, los llquidos incluyen materiales que tienen un estado general de materia que excluye los solidos y/o gases. Segun una realizacion, el llquido puede incluir petroleo crudo, asfalto, materiales de arenas alquitranadas, materiales residuales (por ejemplo, lo que queda en la parte inferior de torres para petroleo crudo y/o de vaclo), corrientes asfalticas, otras corrientes de refinerlas, corrientes intermedias, productos acabados y/o 5 cualquier otro material adecuado. Un llquido puede incluir multiples capas estratificadas por densidad, viscosidad y/o similares.

[0032] Un nivel de llquido se refiere generalmente a una superficie superior y/o altura de la columna de llquido, tal como en la superficie de contacto entre el aire y el llquido para un tanque de parte superior abierta, y/o

10 generalmente cuando existe un techo flotante con respecto al llquido, por ejemplo. Las capas individuales de llquidos estratificadas unas sobre otras pueden incluir cada una un nivel de llquido respectivo. El nivel de llquido puede incluir cualquier cantidad adecuada de volumen de trabajo dentro del recipiente, tal como al menos el 20 por ciento aproximadamente, al menos el 50 por ciento aproximadamente, al menos el 70 por ciento aproximadamente, al menos el 90 por ciento aproximadamente, el 100 por ciento aproximadamente y/o cualquier otra cantidad 15 adecuada. Segun una realizacion, una altura del llquido en el recipiente comprende menos de aproximadamente la mitad de la altura del recipiente.

[0033] Un dispositivo de entrada se refiere en terminos generales a cualquier dispositivo de recogida de fluido adecuado, tal como una boquilla, una entrada de tuberla, una tolva, un canal y/o similares. El dispositivo de entrada

20 puede incluir cualquier configuracion y/u orientacion adecuada, tal como apuntando generalmente hacia arriba, hacia abajo y/o cualquier otro angulo. La capacidad del dispositivo de entrada para moverse, supervisar, ajustar y/o poder moverse con un nivel de llquido puede incluir moverse al y/o en el nivel de llquido, moverse por debajo de o desplazado con respecto al nivel de llquido, y moverse por encima del nivel de llquido, tal como por encima de un primer nivel de llquido en un tanque estratificado. El desplazamiento puede incluir cualquier cantidad adecuada, tal 25 como 1 metro aproximadamente, 2 metros aproximadamente o 5 metros aproximadamente por encima o por debajo del nivel de llquido. Segun una realizacion, el dispositivo de entrada se mueve a 1 metro aproximadamente por debajo del nivel de llquido e incluye una orientacion hacia arriba, por ejemplo para desplazar material desde cerca de la superficie.

30 [0034] El dispositivo de entrada puede incluir cualquier componente mecanico adecuado, tal como un

flotador, un dispositivo de flotabilidad, una tuberla, una articulacion de rotula, una conexion articulada, un sistema de tuberla deslizante, una articulacion flexible, un codo de expansion, una manguera relativamente rlgida y/o similares. El dispositivo de entrada comprende una aspiracion flotante, tal como en o cerca de una parte superior del nivel de llquido. De manera deseable, aunque no necesariamente, el dispositivo de entrada puede moverse con un techo 35 flotante dentro del recipiente, tal como sobre una disposition de carriles. Para recipientes con un diametro que supera una altura, el dispositivo de entrada puede incluir un flotador, una tuberla y una configuracion de articulacion de rotula. Para recipientes con una altura que supera un diametro, el dispositivo de entrada puede incluir ademas una o mas juntas articuladas, por ejemplo para permitir que la tuberla se curve y/o pliegue sobre si misma.

40 [0035] El dispositivo de entrada se mueve con el nivel de llquido. El dispositivo de entrada puede

proporcionar un flujo adecuado para al menos la mayor parte del volumen de trabajo del recipiente, tal como los intervalos mencionados anteriormente con respecto al nivel de llquido. El dispositivo de entrada puede incluir cualquier configuracion adecuada. Segun una realizacion, el dispositivo de entrada incluye una unica abertura y/o apertura, excluyendo una pluralidad de orificios. De manera deseable, aunque no necesariamente, el dispositivo de 45 entrada toma o introduce fluido en solo un emplazamiento y/o nivel relativamente discreto, tal como cerca del nivel de llquido, y no a multiples niveles y/o emplazamientos dentro del recipiente al mismo tiempo.

[0036] Los dispositivos de fuerza motriz pueden incluir bombas, bombas de desplazamiento positivo, bombas centrlfugas, bombas sumergibles, propulsores y/o similares. El dispositivo de fuerza motriz puede estar colocado y/o

50 conectado en cualquier configuracion adecuada con respecto a las demas partes del sistema, tal como entre el dispositivo de entrada y el mezclador. El dispositivo de fuerza motriz puede estar colocado fuera del recipiente y/o dentro del recipiente.

[0037] Una aspiracion se refiere generalmente a una entrada y/o un area o emplazamiento de presion 55 generalmente inferior. Una descarga se refiere generalmente a una salida y/o un area o emplazamiento de presion

generalmente superior. Segun una realizacion, la aspiracion y la descarga del dispositivo de fuerza motriz pueden estar conectadas mediante fluido, tal como mediante llnea de flujo mlnimo y/o retroceso.

[0038] Conectado mediante fluido y/o en comunicacion de fluido se refiere en terminos generales a un llquido

que puede fluir y/o transportarse de un emplazamiento a otro. Las conexiones de fluido pueden realizarse de cualquier manera adecuada, tal como con tuberlas, tubos, canales, conductos, chapas, desviadores, aliviaderos, la colocacion de elementos muy proximos entre si y/o de maneras similares.

5 [0039] Un mezclador se refiere en terminos generales a cualquier dispositivo adecuado para aumentar la

homogeneidad de un sistema de fluido y/o reducir gradientes, tal como con la entrada de potencia y/o agitacion. Los mezcladores usados en sistemas homogeneos pueden conferir ventajosamente una turbulencia, por ejemplo. El mezclador incluye una boquilla o un eductor.

10 [0040] El mezclador incluye un emplazamiento, que se monta o ubica en o cerca de una parte inferior del

recipiente. Segun una realization, el mezclador se monta aproximadamente a un 1 metro por encima de un suelo o parte inferior del recipiente.

[0041] De manera deseable, el mezclador incluye un mezclado de cizallamiento y/o mezclado profundo, tal 15 como entre el fluido procedente del dispositivo de entrada y el fluido inmediatamente alrededor del mezclador, por

ejemplo. El mezclado de cizallamiento puede producirse generalmente hasta un nivel de difusion molecular.

[0042] Tambien de manera deseable, el mezclador incluye un mezclado en masa, tal como entre el fluido procedente del dispositivo de entrada y el fluido no inmediatamente circundante al mezclador, por ejemplo. El

20 mezclado en masa puede producirse generalmente con fuerzas motrices de flotabilidad, de inercia y/o de impulso.

[0043] Las boquillas se refieren en terminos generales a un saliente, por ejemplo para hacer pasar un fluido o un llquido. Las boquillas pueden mezclar fluidos admitiendo y/o haciendo fluir un segundo fluido en un primer fluido. De manera deseable, aunque no necesariamente, las boquillas pueden incluir una section decreciente y/o un perfil,

25 por ejemplo para aumentar la velocidad del fluido y/o el llquido. Una mayor velocidad puede aumentar la turbulencia y/o favorecer adicionalmente el mezclado, tal como con fuerzas motrices impulsoras.

[0044] Eductores y/o eyectores se refieren en terminos generales a dispositivos que aceleran un fluido secundario con un fluido primario o impulsor, tal como un eductor de vapor que extrae un vaclo en un condensador

30 de superficie de una turbina de condensation. De manera general, aunque no necesariamente, el eductor incluye una garganta, un diseno de tipo Venturi y/o un difusor, por ejemplo para acelerar la velocidad del fluido primario y desplazar y/o arrastrar un volumen del fluido secundario. La relation del fluido primario con respecto al fluido secundario puede incluir cualquier cantidad adecuada en una base volumetrica, tal como aproximadamente 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1: 6 y/o similares. De manera deseable, el eductor mezcla estrechamente una portion del fluido 35 primario y del fluido secundario, tal como con fuerzas de cizallamiento elevadas. El fluido primario puede incluir una porcion de llquido de otra parte o seccion del recipiente, tal como en o cerca de la parte superior.

[0045] Los eductores y boquillas se denominan mezcladores de chorro. Los mezcladores de chorro no incluyen de manera deseable ninguna parte movil diferente de los fluidos que pasan a traves de los mismos. Segun

40 una realizacion, esta invention usa fluidos primarios y/o fluidos moviles a traves de los eductores y/o boquillas que difieren de los fluidos secundarios, fluidos circundantes y/o fluidos arrastrados por la densidad, composition, viscosidad, temperatura y/o similares.

[0046] Los agitadores se refieren en terminos generales a dispositivos o aparatos para agitar y/o batir. Los 45 agitadores pueden incluir funciones ultrasonicas, tales como vibrar a y/o por encima de 20 kilohercios

aproximadamente y/o a cualquier otra frecuencia adecuada. Los agitadores pueden incluir dispositivos para introducir potencia en un fluido, y pueden incluir dispositivos con al menos cierta propulsion y/o movimiento de fluido. Los agitadores pueden incluir motores o accionadores colocados dentro y/o fuera del recipiente, tal como con un arbol. Los agitadores pueden funcionar a cualquier velocidad adecuada, tal como directa o indirectamente acoplados 50 a un accionamiento. Segun una realizacion, el agitador realiza o produce una cavitation y/o una cavitation excesiva. Alternativamente, el agitador no realiza ni produce cavitacion, pero todavla mantiene un regimen de flujo generalmente turbulento. El agitador puede funcionar opcionalmente con un regimen de flujo generalmente laminar, tal como cuando se procesan o manipulan materiales de muy alta viscosidad.

55 [0047] Las helices se refieren en terminos generales a dispositivos que pueden incluir un buje generalmente

central con palas radiales colocadas en espiral, para formar parte de una superficie generalmente helicoidal. De manera deseable, la superficie helicoidal confiere un movimiento al fluido, por ejemplo para el mezclado y/u otro movimiento. Las helices pueden estar montadas en un arbol y/u otro dispositivo de transferencia de potencia adecuado.

[0048] Los propulsores se refieren en terminos generales a otras configuraciones de dispositivos de mezclado montados en un arbol, tales como aquellos con una configuration generalmente radial y/o superficies no helicoidales. De manera deseable, el propulsor confiere un movimiento al fluido, por ejemplo para el mezclado y/u

5 otro movimiento. Los propulsores pueden estar montados en un arbol y/u otro dispositivo de transferencia de potencia adecuado.

[0049] Tubos en T de mezclado, valvulas de mezclado, mezcladores estaticos y similares pueden combinar generalmente un primer fluido con un segundo fluido, tal como con estrecho contacto. Segun una realization, un

10 dispositivo de entrada desplaza fluido desde la parte superior del nivel de llquido y un segundo dispositivo de entrada desplaza fluido de la parte inferior. Los fluidos pueden combinarse en un tubo en T de mezclado, una valvula de mezclado y/o un mezclador estatico antes de volver al recipiente en un emplazamiento adecuado, tal como un emplazamiento intermedio mediante un dispositivo de retorno. El dispositivo de retorno puede ser movil basandose en una relation con el primer dispositivo de entrada y/o el segundo dispositivo de entrada.

15

[0050] Los mezcladores incluyen una configuracion que forma un angulo generalmente hacia arriba. Segun una realizacion, puede disponerse una pluralidad de mezcladores en o con respecto a una parte inferior de tanque y tener algunos mezcladores apuntando hacia arriba y otros mezcladores apuntando en horizontal, para formar y/o permitir un patron de flujo generalmente toroidal que, en section transversal, incluye dos patrones generalmente

20 circulares. El patron de flujo toroidal puede incluir que el fluido se mueva a lo largo de la parte inferior hacia el centro y gire hacia arriba hacia la parte superior y despues dispersarse generalmente de manera radial antes de fluir hacia abajo a lo largo de la pared del tanque, por ejemplo.

[0051] Los mezcladores estan dispuestos en una configuracion que es una pluralidad de dispositivos de 25 mezclado generalmente distribuidos, en general a traves de una parte inferior del recipiente. Los mezcladores

pueden estar dispuestos de manera deseable en clrculos concentricos, recibiendo un suministro de un colector o tubo colector generalmente circular. Alternativamente, los mezcladores pueden estar dispuestos en una configuracion generalmente escalonada a partir de un colector o tubo colector generalmente lineal. Cualquier numero adecuado de mezcladores esta dentro del alcance de esta invention, tal como aproximadamente 1, al 30 menos 2 aproximadamente, al menos 4 aproximadamente, al menos 12 aproximadamente, al menos 24 aproximadamente, al menos 36 aproximadamente, al menos 72 aproximadamente, al menos 144 aproximadamente, al menos 288 aproximadamente y/o numeros similares.

[0052] Pueden incluirse desviadores, aliviaderos, deflectores, rampas, otros modificadores de flujo y/o 35 similares con esta invencion, para favorecer el mezclado. Alternativamente, esta invencion puede excluir del

recipiente el uso de desviadores, aliviaderos, deflectores, rampas, otros modificadores de flujo y/o similares. Segun una realizacion, esta invencion puede excluir el flujo en el recipiente de manera generalmente circunferencial a lo largo de una pared de recipiente vertical.

40 [0053] Como se usa en el presente documento, los terminos “tener”, “comprender” e “incluir” son expresiones

abiertas e inclusivas. Por el contrario, el termino “consistir” es una expresion cerrada y exclusiva. En caso de haber alguna ambiguedad en la interpretation de algun termino en las reivindicaciones o en la memoria descriptiva, lo que pretende la divulgation es indicar expresiones abiertas e inclusivas.

45 [0054] Con respecto al orden, numero, secuencia y/o llmite de repetition para las etapas en un procedimiento

o proceso, la divulgacion no indica ningun orden, numero, secuencia y/o llmite de repeticion impllcito para las etapas segun el alcance de la invencion, a menos que se indique de manera expllcita.

[0055] Segun una realizacion, esta invencion incluye un procedimiento para mezclar un llquido en un

50 recipiente segun la revindication 4. El procedimiento incluye mover un dispositivo de entrada en funcion de un nivel

de llquido, retirar una portion del llquido con el dispositivo de entrada y devolver la portion del llquido a una parte

diferente del recipiente con al menos un mezclador.

[0056] Mover se refiere en terminos generales a elevar, descender, seguir, hacer avanzar, colocar y/o

55 cualquier otra action adecuada, tal como en relacion con un cambio en el nivel de llquido. De manera deseable,

mover puede incluir un desplazamiento generalmente fijo, tal como desde una parte superior del nivel de llquido,

como se comento anteriormente.

[0057] Retirar se refiere en terminos generales a sacar, desplazar, sacar con sifon, mover, aspirar, hacer fluir

y/o cualquier otra accion adecuada, tal como provocar el movimiento de un fluido desde un primer emplazamiento a un segundo emplazamiento. Retirar puede incluir llevar el material fuera del recipiente, tal como en una tuberla. Alternativamente, retirar puede incluir llevar el material a una parte o porcion diferente del recipiente sin dejar el recipiente, tal como mediante un desviador y/o chapa.

5

[0058] Devolver se refiere en terminos generales a empujar, hacer fluir, bombear, mover, expulsar y/o cualquier otra accion adecuada, tal como provocar el movimiento de un fluido desde un primer emplazamiento a un segundo emplazamiento. Devolver puede incluir poner un fluido en o dentro del recipiente desde el exterior del recipiente, tal como con una tuberla. Alternativamente, el retorno puede ser dentro del contenido del recipiente, por

10 ejemplo para un emplazamiento diferente del que procede el fluido.

[0059] El emplazamiento diferente puede incluir cualquier emplazamiento adecuado, tal como generalmente opuesto al dispositivo de entrada. La retirada se produce con respecto a una parte superior de un nivel de llquido y el retorno se produce con respecto a una parte de parte inferior del recipiente.

15

[0060] La etapa de retorno tambien incluye aplicar una fuerza motriz a la porcion del llquido, tal como con una bomba. El dispositivo de fuerza motriz incluye una aspiracion que se conecta mediante fluido con el dispositivo de entrada y una descarga que se conecta mediante fluido con el mezclador. El mezclador incluye un dispositivo, que es un eductor o una boquilla.

20

[0061] El aparato y los procedimientos de esta invencion mezclan minuciosamente el contenido del

recipiente. Segun una realizacion, el llquido incluye un volumen de llquido, y el contenido del recipiente se vuelve generalmente homogeneo tras menos de aproximadamente 1 rotacion del volumen de llquido devuelto a traves del al menos un mezclador, tras menos de aproximadamente 0,8 rotaciones del volumen de llquido devuelto a traves del

25 al menos un mezclador, tras menos de aproximadamente 0,6 rotaciones del volumen de llquido devuelto a traves del

al menos un mezclador, tras menos de aproximadamente 0,4 rotaciones del volumen de llquido devuelto a traves del

al menos un mezclador, tras menos de aproximadamente 0,2 rotaciones del volumen de llquido devuelto a traves del

al menos un mezclador y/o similares.

30 [0062] Homogeneo se refiere en terminos generales a la falta de gradientes de composition o la falta de

gradientes termicos de mas de aproximadamente el 1 por ciento de un gradiente inicial para un sistema cerrado, termicamente aislado. Los sistemas cerrados, termicamente aislados, pueden incluir dispositivos sin equipo de transferencia de calor y/o perdida de calor hacia el entorno, tal como un tanque bien aislado. Alternativamente, los sistemas con transferencia de calor o equipo termico para calentar y/o enfriar el contenido del recipiente se

35 benefician del rendimiento y/o funciones de mezclado rapido de esta invencion, por ejemplo para calentar un tanque sin o con gradientes termicos reducidos.

[0063] La cantidad de volumen de llquido para alcanzar la homogeneidad a traves del mezclador es el fluido

movil o primario y no incluye el fluido arrastrado o secundario. Esencialmente, el contenido del recipiente alcanza la

40 uniformidad en un breve periodo de tiempo o en un pequeno numero de rotaciones de volumen del recipiente. La capacidad para homogeneizar un tanque en 1 rotacion o menos es un resultado sorprendente e inesperado, puesto que la practica industrial conocida especifica al menos 3 rotaciones de todo el volumen de llquido que va a mezclarse.

45 [0064] Generalmente, los llquidos de viscosidad inferior pueden mezclarse mas facilmente y los llquidos con

viscosidad superior pueden ser mas o mucho mas diflciles de mezclar. Por ejemplo, el agua tiene una viscosidad de aproximadamente 1 x 10'6 m2/s (1,0 centistokes) en condiciones ambientales. Viscosidad se refiere en terminos generales a la resistencia de un fluido que se deforma bajo tension. En el presente documento, viscosidad se refiere generalmente a viscosidad cinematica o a una relation de una fuerza viscosa con respecto a una fuerza inercial y

50 normalmente puede expresarse como viscosidad absoluta con respecto a una densidad en unidades, tales como centistokes o similar. La viscosidad dinamica o viscosidad absoluta puede expresarse en unidades, tales como centipoises o similares. Alternativamente, la viscosidad puede medirse como viscosidad Saybolt y puede expresarse en unidades, tales como segundos universales Saybolt (SUS).

55 [0065] Los llquidos usados con esta invencion pueden incluir cualquier viscosidad adecuada, tales como

desde gasolina hasta petroleos pesados o asfaltos. Segun una realizacion, los llquidos usados con esta invencion pueden incluir una viscosidad de al menos 5 x 10'4 m2/s (500 centistokes) aproximadamente, al menos 7 x 10'4 m2/s (700 centistokes) aproximadamente, al menos 8,5 x 10'4 m2/s (850 centistokes) aproximadamente y/o cualquier otro valor adecuado. Los valores de viscosidad enumerados pueden medirse a una temperatura adecuada, tal como en

condiciones operativas o de proceso, por encima de las condiciones ambientales, aproximadamente en condiciones ambientales y/o aproximadamente 15 grados Celsius, por ejemplo.

[0066] Generalmente, los llquidos estratificados con diferencias de densidad inferiores pueden ser mas

5 faciles de mezclar y aquellos con diferencias de densidad superiores pueden ser mas o mucho mas diflciles de mezclar. Por ejemplo el agua tiene una densidad de aproximadamente 1.000 kilogramos por metro cubico en condiciones ambientales. La densidad se refiere en terminos generales a la masa de una sustancia por unidad de volumen y puede expresarse en unidades, tales como kilogramos por metro cubico y similares.

10 [0067] Los llquidos usados con esta invencion pueden incluir cualquier densidad o gravedad adecuada, tal

como desde gasolina a petroleos pesados o asfaltos. Segun una realization, los llquidos usados con esta invencion pueden incluir una densidad de al menos 500 kilogramos por metro cubico aproximadamente, de al menos 700 kilogramos por metro cubico aproximadamente, de al menos 800 kilogramos por metro cubico aproximadamente, de al menos 900 kilogramos por metro cubico aproximadamente, de al menos 1.000 kilogramos por metro cubico

15 aproximadamente, de al menos 1.100 kilogramos por metro cubico aproximadamente y/o cualquier otro valor adecuado.

[0068] Segun una realizacion, la invencion incluye un procedimiento para mezclar un primer fluido estratificado sobre un segundo fluido segun la revindication 8. El procedimiento incluye mover un dispositivo de

20 entrada en funcion de un nivel de llquido del primer fluido, retirar una portion del primer fluido con el dispositivo de entrada y combinar la porcion del primer fluido con una porcion del segundo fluido mediante al menos un mezclador.

[0069] Estratificado se refiere en terminos generales a que al menos una porcion de un fluido esta separada al menos parcialmente de al menos una porcion de un segundo fluido, tal como un limpiador de drenaje de llquido

25 denso que se deposita en la parte inferior de un sumidero que contiene agua. La separation puede incluir formar capas, bolsas, estratos diferenciados y/o similares. La estratificacion puede intensificarse mediante diferencias de densidad y/o diferencias de viscosidad. La estratificacion puede producirse entre llquidos que sean completamente miscibles, tal como dos tipos de petroleo crudo diferentes. Alternativamente, la estratificacion puede producirse entre llquidos que no sean miscibles, tales como petroleo crudo y agua. Ademas de capas relativamente diferenciadas, la

30 estratificacion puede incluir tambien gradientes y/o cambios en una caracterlstica, tal como generalmente sin una superficie de contacto definible. Las caracterlsticas adecuadas para gradientes pueden incluir densidad, viscosidad, temperatura, composition, color, cualquier caracterlstica medible y/o similar.

[0070] Generalmente, un material menos denso y/o menos viscoso puede aglomerarse y/o acumularse cerca

35 de una parte superior del nivel de llquido. Generalmente, un material mas denso y/o mas viscoso puede aglomerarse

y/o acumularse cerca de una parte inferior del recipiente. De manera deseable, el dispositivo de entrada introduce el material de viscosidad mas baja y/o ligera, que requiere una entrada de potencia minima y que presenta perdidas por friction minimas a traves de una tuberia y/o un mezclador. Tambien de manera deseable, el mezclador devuelve el material de viscosidad mas baja y/o ligera al material de viscosidad mas alta y/o pesada.

40

[0071] El primer llquido y el segundo llquido tienen una diferencia de viscosidad de al menos 200 centistokes aproximadamente, de al menos 300 centistokes aproximadamente, de al menos 400 centistokes aproximadamente y/o similares.

45 [0072] El primer llquido y el segundo llquido pueden tener cualquier diferencia de densidad adecuada, tal

como de al menos 10 kilogramos por metro cubico aproximadamente, de al menos 20 kilogramos por metro cubico aproximadamente, de al menos 50 kilogramos por metro cubico aproximadamente, de al menos 70 kilogramos por metro cubico aproximadamente, de al menos 100 kilogramos por metro cubico aproximadamente y/o similares. Asimismo, el fluido primario a traves del mezclador puede tener una densidad y el fluido secundario o circundante

50 puede tener una densidad que sea de aproximadamente ±10 kilogramos por metro cubico del primer fluido, de aproximadamente ±20 kilogramos por metro cubico del primer fluido, de aproximadamente ±50 kilogramos por metro cubico del primer fluido, de aproximadamente ±70 kilogramos por metro cubico del primer fluido, de aproximadamente ±100 kilogramos por metro cubico del primer fluido y/o similares.

55 [0073] El volumen de recipiente total incluye generalmente el volumen de trabajo para el fluido, tal como el

espacio util de un tanque. Los procedimientos y el aparato de esta invencion pueden mezclar cualquier cantidad adecuada de volumen de recipiente, por ejemplo cuando el dispositivo de entrada se mueve con el nivel de llquido. Este diseno permite y/o facilita mezclar tanques que no esten completamente llenos, tal como llenos aproximadamente al 20 por ciento, llenos aproximadamente al 40 por ciento, llenos aproximadamente al 50 por

ciento, llenos aproximadamente al 70 por ciento, llenos aproximadamente al 90 por ciento, llenos aproximadamente al 100 por ciento y/o similares.

[0074] Asimismo, los procedimientos y aparatos de esta invencion pueden mezclar cualquier cantidad 5 adecuada y/o relacion de primer llquido con respecto al segundo llquido, tal como un 10 por ciento del primer llquido

y un 90 por ciento del segundo llquido, tal como un 30 por ciento del primer llquido y un 70 por ciento del segundo llquido, tal como un 50 por ciento del primer llquido y un 50 por ciento del segundo llquido, tal como un 70 por ciento del primer llquido y un 30 por ciento del segundo llquido, tal como un 90 por ciento del primer llquido y un 10 por ciento del segundo llquido y/o similares.

10

[0075] Los sistemas y procedimientos que tienen mas de dos fluidos y/o capas para la homogeneizacion estan dentro del alcance de esta invencion. De manera deseable, la invencion puede homogeneizar un recipiente independientemente del numero de capas, gradientes y/o similares. Esta invencion tambien puede homogeneizar el contenido del recipiente independientemente del orden de los materiales introducidos y/o que fluyen al interior del

15 recipiente, tal como un material pesado seguido de un material ligero, o un material ligero seguido de un material pesado.

[0076] Segun una realizacion, el primer fluido y el segundo fluido forman conjuntamente un volumen de

llquido total y el volumen de llquido total se vuelve generalmente homogeneo tras menos de aproximadamente 0,8

20 rotaciones del volumen de llquido total a traves del al menos un mezclador, menos de aproximadamente 0,6

rotaciones del volumen de llquido total a traves del al menos un mezclador, menos de aproximadamente 0,4

rotaciones del volumen de llquido total a traves del al menos un mezclador y/o similares.

[0077] Generalmente, el contenido del recipiente con dos fluidos puede homogeneizarse completamente con 25 esta invencion como correlacion directa con la cantidad de mezclado requerida, de modo que tomando el menor

porcentaje de fluido en un formato decimal y anadiendo un poco mas (aproximadamente 0,1) se convertira en un numero de rotaciones para una homogenizacion suficiente. Por ejemplo, un tanque con un 70 por ciento de fluido A y un 30 por ciento de fluido B (fluido movil) puede homogeneizarse en aproximadamente 0,4 rotaciones (0,3 + 0,1). Asimismo, un tanque con un 50 por ciento de fluido A y un 50 por ciento de fluido B puede homogeneizarse en 30 aproximadamente 0,6 rotaciones (0,5 + 0,1).

[0078] Segun una realizacion, el llenado o flujo de llquidos al interior de o al tanque puede utilizar el mezclador de esta invencion para reducir el tiempo de mezclado.

35 Ejemplos

Ejemplo comparativo 1

[0079] Se dispuso por capas un primer fluido con una densidad de 950 kilogramos por metro cubico y una 40 viscosidad de 8 x 10'4 m2/s (800 centistokes) sobre la parte inferior de un recipiente usando simulacion dinamica de

fluido computacional. Se dispuso por capas un segundo fluido con una densidad de 850 kilogramos por metro cubico y una viscosidad de 9 x 10'4 m2/s (900 centistokes) sobre la parte superior del primer fluido. Cada una de las capas eran iguales en volumen y representaban el 50 por ciento del recipiente. El recipiente tenia un volumen de 46.000 metros cubicos.

45

[0080] El recipiente estaba configurado con una bomba que producia una aspiracion cerca de la parte inferior (1 metro por encima de la parte inferior con una boquilla de emplazamiento fijo) y que movia un flujo total de 4000 metros cubicos por hora. El recipiente tambien incluia 72 mezcladores de chorro dispuestos 1 metro por encima de la parte inferior del recipiente y los mezcladores de chorro apuntaban hacia arriba a 70 grados. Cada mezclador de

50 chorro tenia un flujo de 56 metros cubicos por hora de fluido primario y un flujo total de 98 metros cubicos por hora del fluido total (incluyendo el fluido secundario).

[0081] La FIG. 11A muestra una seccion transversal del recipiente estratificado inicialmente en un tiempo igual a cero. La FIG. 11B muestra una seccion transversal del recipiente tras 2 horas de mezclado formandose una

55 pequena capa intermedia. La FIG. 11C muestra una seccion transversal del recipiente tras 12 horas de mezclado, donde la pequena capa intermedia solo ha aumentado ligeramente con respecto al mezclado de la FIG. 11B. Se produjo un mezclado muy pequeno tras las primeras 2 horas, porque el fluido pesado se extrajo cerca de la parte inferior y se mezclo con el mismo fluido pesado en la parte inferior del recipiente. La densidad y viscosidad de la mezcla evitaron que se empujara hacia la capa mas ligera en la parte superior del recipiente. El recipiente quedo sin

mezclar indefinidamente.

Ejemplo comparative 2

5 [0082] Los fluidos y el recipiente del ejemplo comparativo 1 se modelaron mediante simulacion dinamica de

fluido computacional. Esta vez el recipiente tenia la retirada por aspiracion desde el centro de la altura del recipiente mediante una boquilla de emplazamiento fijo.

[0083] Se mezclo una porcion mucho mayor del contenido del recipiente, aunque incluso despues de 48

10 horas (1,6 rotaciones) el contenido retuvo un 10 por ciento de la estratificacion inicial. Se produjo un mezclado pobre

en la mitad superior del tanque debido a las bajas velocidades del fluido en masa y la aspiracion no desplazo fluido de la superficie superior del fluido. Adicionalmente, esta configuracion requirio que el tanque estuviera lleno al menos por la mitad antes de poder usar la circulacion, lo que limito la funcionalidad del sistema.

15 Ejemplo 1

[0084] Los fluidos y el recipiente del ejemplo comparativo 1 se modelaron mediante simulacion dinamica de fluido computacional. Esta vez el recipiente se configuro segun esta invencion con una aspiracion flotante cerca de la parte superior del nivel de liquido a 19,5 metros. La bomba realizo una aspiracion desde la aspiracion flotante a

20 4000 metros cubicos por hora de flujo total por hora de flujo total. El recipiente tambien incluia 72 mezcladores de chorro dispuestos a 1 metro de altura sobre la parte inferior del recipiente y los mezcladores de chorro apuntaban hacia arriba a 70 grados. Cada mezclador de chorro tenia un flujo de 56 metros cubicos por hora de fluido primario y un flujo total de 98 metros cubicos por hora de fluido total (incluyendo el fluido secundario).

25 [0085] La FIG. 12A muestra una seccion transversal del recipiente inicialmente estratificado en un tiempo

igual a cero. La FIG. 12B muestra una seccion transversal del recipiente tras 1 hora de mezclado con una reduccion significativa en la capa de parte inferior hasta la formacion de una capa intermedia. La FIG. 12C muestra una seccion transversal del recipiente tras 2 horas de mezclado, habiendose mezclado ya sustancialmente mas del 60 por ciento del recipiente. La FIG. 12D muestra una seccion transversal del recipiente tras 3 horas de mezclado,

30 donde solo quedaron pocas areas de gradientes en la parte superior y la parte inferior del recipiente. La FIG. 12E muestra una seccion transversal del recipiente tras 4 horas de mezclado, donde solo quedo una pequena region de material no uniforme. La FIG. 12F muestra una seccion transversal del recipiente con contenido completamente homogeneo tras 6 horas de mezclado.

35 [0086] Se produjo un mezclado completo tras 6 horas de mezclado porque el fluido ligero extraido de la

aspiracion flotante se mezclo con el fluido pesado en la parte inferior del tanque. Las fuerzas impulsoras de flotabilidad garantizaron que la mezcla siguiera moviendose hacia arriba hasta que el contenido del recipiente se hubiera mezclado completamente.

40 [0087] El aparato del ejemplo 1 tuvo un resultado satisfactorio a la hora de mezclar el recipiente, lo que no es

el caso del aparato del ejemplo comparativo 1 debido a diferencias de densidad y/o viscosidad. De manera sorprendente e inesperada, el ejemplo 1 tuvo un resultado satisfactorio a la hora de mezclar el recipiente en un tiempo breve de solo 6 horas, lo que suponia 0,52 rotaciones del volumen de liquido a traves del mezclador. El aparato del ejemplo 1 mezclo el recipiente de manera mas completa y mucho mas rapida que el aparato del ejemplo

45 comparativo 2.

Ejemplo 2

50 [0088] Los fluidos del ejemplo comparativo 1 se modelaron mediante simulacion dinamica de fluido

computacional. El recipiente tenia un volumen de 118.000 metros cubicos. Esta vez el recipiente estaba configurado segun esta invencion con una aspiracion flotante cerca de la parte superior del nivel de liquido de 19,5 metros y con una orientacion hacia abajo a una profundidad de 1 metro. La bomba incluia una tasa de circulacion de 4500 metros cubicos por hora. Los eductores estaba dispuestos con 48 chorros externos y 24 chorros internos en una orientacion 55 circular con un flujo de chorro movil de 63 metros cubicos por hora y 125 metros cubicos por hora total (incluyendo un flujo de arrastre secundario) por chorro. Todos los eductores estaban dirigidos hacia arriba a 70 grados y a una altura de 1 metro con respecto a la parte inferior del recipiente.

[0089] La simulacion resultante mostro muy poca circulacion por debajo de los eductores, de modo que el

metro inferior del recipiente quedo sin mezclar (aproximadamente un 10 por ciento) tras 18 horas o 0,61 rotaciones. De manera similar, la aspiracion flotante dirigida hacia abajo no facilito el mezclado en el metro superior del fluido (aproximadamente un 10 por ciento) tras 18 horas o 0,61 rotaciones. La descarga del recipiente es en cierto modo variable independientemente de haberse extraldo desde una boquilla inferior o desde la aspiracion flotante.

5

Ejemplo 3

[0090] Los fluidos y el recipiente del ejemplo 2 se modelaron mediante simulacion dinamica de fluido computacional. Esta vez el recipiente se configuro segun esta invencion con una aspiracion flotante cerca de la parte

10 superior del nivel de llquido y con una orientacion hacia arriba a una profundidad de 1 metro. Se dispusieron 60 eductores dirigidos hacia arriba a 70 grados y 12 eductores en horizontal con una orientacion hacia dentro de 45 grados. Todos los eductores tenlan una altura de 1 metro con respecto a la parte inferior del recipiente.

[0091] Con la configuracion anterior el mezclado mejoro de modo que en 18 horas (0,61 rotaciones) se 15 consiguio una homogeneidad superior al 99 por ciento incluyendo el metro superior y el metro inferior. La descarga

del tanque resultante es uniforme desde una boquilla inferior y/o desde la aspiracion flotante.

Ejemplo 4

20 [0092] El recipiente del ejemplo 2 se modelo mediante dinamica de fluido computacional, teniendo el primer

fluido y el segundo fluido la misma viscosidad (8,5 x 10'4 m2/s) (850 centistokes) y la misma densidad (900 kilogramos per metros cubicos). La capa superior estaba a 400 grados Celsius y la capa inferior estaba a 300 grados Celsius. Este modelado no supuso ningun cambio en la densidad con una diferencia de temperatura de 100 grados Celsius de los llquidos. Se desactivo la difusion termica molecular durante el modelado. Las condiciones de bombeo 25 eran las del ejemplo 2. La aspiracion flotante tenia una orientacion dirigida hacia arriba y los eductores inclulan 60 eductores dirigidos hacia arriba a 70 grados y 12 dirigidos en horizontal con una orientacion hacia dentro de 45 grados y una altura de 1 metro.

[0093] Habla la misma cantidad de fluido superior y de fluido inferior. Cuando no habla diferencias de

30 densidad y/o viscosidad entre los fluidos, el tanque se mezclo en mas de un 99 por ciento tras 1,2 horas (0,05 rotaciones del tanque). La descarga del tanque es uniforme independientemente del emplazamiento.

Claims (7)

1. REIVINDICACIONES

   1. Aparato para mezclar un llquido seleccionado del grupo que consiste en petroleo crudo, corrientes de refinerlas y combinaciones de los mismos, hasta que se vuelva generalmente homogeneo, comprendiendo el

   5 aparato:

   un recipiente para contener el llquido a un nivel de llquido;

   un dispositivo de entrada que puede moverse con el nivel de llquido y adaptado para retirar una porcion del llquido desde una parte del recipiente;

   10 un dispositivo de fuerza motriz con una aspiracion para retirar llquido a traves del dispositivo de entrada, conectado mediante fluido al dispositivo de entrada, y una descarga para la descarga del llquido con una fuerza motriz hacia una parte diferente del recipiente;

   al menos un mezclador que comprende un conjunto distribuido de mezcladores de chorro, siendo los mezcladores de chorro boquillas o eductores, y estando el al menos un mezclador conectado mediante fluido a la descarga;

   15 en el que el dispositivo de entrada comprende una aspiracion flotante en una parte superior del nivel de llquido; en el que el conjunto distribuido de mezcladores de chorro esta colocado para extraer llquido de la parte inferior del recipiente; y

   en el que el dispositivo de fuerza motriz es una bomba para que el llquido circule de vuelta al recipiente, caracterizado por el hecho de que los mezcladores de chorro forman un angulo al menos generalmente hacia arriba.

   20
2. 2. Aparato segun la reivindicacion 1, en el que el recipiente es uno seleccionado del grupo que consiste en tanques de parte superior abierta, tanques de techo fijo, tanques de techo flotante, tanques de techo flotante interno, instalaciones de almacenamiento subterraneas y combinaciones de los mismos.

   25 3. Aparato segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, en el que el dispositivo de entrada se mueve

   con un techo flotante.
3. 4. Procedimiento para mezclar en un recipiente un llquido que tiene una viscosidad de al menos 5 x 10'4 m2/s (500 centistokes) y seleccionado del grupo que consiste en petroleo crudo, corrientes de refinerlas y

   30 combinaciones de los mismos, hasta que el llquido se vuelve generalmente homogeneo usando el aparato definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, comprendiendo el procedimiento:

   mover el dispositivo de entrada del aparato en funcion de un nivel de llquido; retirar una porcion del llquido con el dispositivo de entrada desde una parte del recipiente; y 35 devolver la porcion del llquido a una parte diferente del recipiente usando el dispositivo de fuerza motriz del aparato y distribuir generalmente el llquido devuelto por todo el recipiente con el al menos un mezclador del aparato.
4. 5. Procedimiento segun la reivindicacion 4, en el que homogeneo comprende la falta de gradientes de composition o la falta de gradientes termicos superiores a aproximadamente el 1 por ciento de un gradiente inicial

   40 para un sistema cerrado, termicamente aislado.
5. 6. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 4 a 5, en el que el llquido comprende una viscosidad de al menos 8,5 x 10'4 m2/s (850 centistokes) aproximadamente.

   45 7. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en el que una altura del llquido en el

   recipiente comprende menos de aproximadamente la mitad de una altura del recipiente.
6. 8. Procedimiento para mezclar un primer llquido estratificado sobre un segundo llquido en un recipiente usando el aparato definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que cada llquido se selecciona del

   50 grupo que consiste en petroleo crudo, corrientes de refinerlas y combinaciones de los mismos, y en el que una diferencia de viscosidad entre el primer y el segundo llquido comprende al menos 2 x 10'4 m2/s (200 centistokes), comprendiendo el procedimiento:

   mover el dispositivo de entrada del aparato en funcion de un nivel de llquido del primer llquido;

   55 retirar una porcion del primer llquido con el dispositivo de entrada del aparato; y

   combinar la porcion del primer llquido con una porcion del segundo llquido usando el al menos un mezclador del aparato.
7. 9. Procedimiento segun la reivindicacion 8, en el que una diferencia de viscosidad entre el primer llquido

   y el segundo llquido comprende al menos 4 x 10'4 m2/s (400 centistokes).