ES2598904T3

ES2598904T3 - Procedimiento y sistema de tratamiento de vapores de carga procedentes de tanques de petróleo crudo y productos derivados del petróleo, para producir electricidad

Info

Publication number: ES2598904T3
Application number: ES12792232.6T
Authority: ES
Inventors: Knut BRØDRESKIFT
Original assignee: Wartsila Oil and Gas Systems AS
Current assignee: Wartsila Oil and Gas Systems AS
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2017-01-30
Anticipated expiration: 2032-05-31
Also published as: EP2715208A1; EP2715208B1; CN103608620A; EP2715208A4; CN103608620B; BR112013030284A2; SA112330565B1; DK2715208T3; BR112013030284B1; WO2012165968A1; PT2715208T; PL2715208T3

Abstract

Procedimiento de tratamiento de vapores de carga de tanques (2) de petróleo crudo y de productos derivados del petróleo, para generar energía eléctrica, mediante el accionamiento de una turbina (6) de gas que tiene un compresor (7), una cámara (8) de combustión y un expansor (9); comprendiendo el procedimiento la etapa de separar los vapores de carga en compuestos orgánicos volátiles líquidos (COVL) y en gas comprimido sobrante en una planta (1) de recuperación de COV; estando el procedimiento caracterizado por las etapas de: * alimentar de manera controlable el gas comprimido sobrante a la cámara (8) de combustión; * alimentar los compuestos orgánicos volátiles líquidos (COVL) a la cámara (8) de combustión a modo de combustible piloto; * alimentar aire al compresor (7) operado por el expansor (9), y alimentar el aire comprimido a la cámara (8) de combustión; * controlar el flujo de volumen del aire suministrado al compresor, proporcionalmente a la alimentación del gas sobrante, y * quemar el aire comprimido, el gas sobrante y los compuestos orgánicos volátiles líquidos (COVL) en la cámara (8) de combustión; usar la combustión para operar un generador (12) con la turbina (6) de gas, para generar energía eléctrica.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento y sistema de tratamiento de vapores de carga procedentes de tanques de petroleo crudo y productos derivados del petroleo, para producir electricidad

Campo tecnico

La invencion se refiere a un procedimiento y un sistema de tratamiento de vapores de carga de tanques de petroleo crudo y productos derivados del petroleo, para producir energfa electrica

Antecedentes de la tecnica

En los tanques de almacenamiento de productos de petroleo crudo, se emiten vapores de carga a partir del petroleo crudo, lo que supone un problema ambiental.

Para contrarrestar este problema, casi todos los buques cisterna de petroleo crudo y de productos derivados del petroleo estan equipados con tubenas de retorno de vapor, para alimentar los vapores de carga a un colector comun y desde allf alimentarlos de vuelta a unas terminales petroleras en tierra. Estas terminales petroleras cuentan con ciertas algunas tecnologfas para el tratamiento de los vapores de carga. Los procedimientos se basan principalmente en la reabsorcion de hidrocarbonos (HC) contenidos en la carga. La eficacia de estos sistemas solo cubre un intervalo de recuperacion del 70-90 % de los compuestos organicos volatiles distintos del metano (COVDM), y no se recupera metano.

Un sistema conocido funciona mediante la separacion de gases de membrana y la reabsorcion de vapores de carga en petroleo crudo. En otro sistema conocido se absorben vapores de carga se absorben con un procedimiento de absorbedor lfquido fno. En otro sistema mas, un procedimiento de adsorcion utiliza regeneracion por carbon activo y por oscilacion de la presion. Sin embargo, estos sistemas tienen algunos inconvenientes. Una desventaja es que requieren energfa externa para funcionar. Ademas, la regeneracion puede ser cuestionable, debido a que el hidrocarburo (HC), que se reabsorbe en el petroleo crudo que se carga en un recipiente, puede evaporarse en una etapa posterior. Asf, la eficacia de estos sistemas solo esta en el intervalo de recuperacion del 70-90 % de los compuestos organicos volatiles distintos al metano (COVDM), y no se recupera metano.

Adicionalmente, se conocen instalaciones de incineracion, que hacen regresar los vapores de carga a hornos cerrados. Los hornos se alimentan con combustible piloto de propano para quemar de manera segura el hidrocarburo (HC). Sin embargo, tal incineracion es costosa, ya que requiere combustible piloto, es decir se anade combustible para poder quemar combustible, y puede aumentar las emisiones de dioxido de carbono (CO2).

El documento JP 2008 185247 A desvela un procedimiento de tratamiento de vapores de carga de petroleo crudo y de petroleo para generar energfa electrica, mediante la separacion de los vapores de carga en compuestos organicos volatiles lfquidos (COVL) y un gas comprimido sobrante. El gas comprimido sobrante y los COVL se alimentan a una camara de combustion.

El documento US 5 832 713 A se refiere a un procedimiento y un aparato para la destruccion de compuestos organicos volatiles, a traves del uso de un motor de turbina, con el fin de producir energfa.

El documento WO 98/33026 A1 describe un procedimiento para reducir la descarga de compuestos organicos volatiles en la atmosfera desde un buque cisterna que incluye principalmente lfquidos organicos, durante la gestion de los hidrocarburos.

El documento EP 1788222 A1 desvela un procedimiento para tratar un compuesto organico volatil con una turbina de gas, y un sistema para tratar compuestos organicos volatiles.

Hamworthy Oil y Gas Systems AS ha desarrollado y suministrado varios sistemas de recuperacion de compuestos organicos volatiles (COV) de alta capacidad, que se instalan a bordo de petroleros. Este sistema se describe en la solicitud de patente WO 2003/011420 A1. Este procedimiento actual recupera compuestos organicos volatiles (COV) por condensacion. Estos compuestos organicos volatiles licuados (COVL) se utilizan como combustible para operar una caldera de vapor, ademas de los gases sobrantes de la planta de recuperacion de COV. Se utilizan turbinas de vapor para producir energfa. Sin embargo, el sistema es bastante grande de tamano y no es demasiado rentable. Como la electricidad es un portador de energfa mas practico que el vapor, resulta deseable desarrollar un sistema de produccion de energfa electrica que queme directamente COVL y gas sobrante, que sea mas pequeno, menos costoso y mas eficiente.

Sumario de la invencion

Por lo tanto, un objeto de la invencion es proporcionar un procedimiento y un sistema de tratamiento de vapores de carga de los tanques de petroleo crudo, que aborde al menos uno de los problemas mencionados anteriormente.

Este objetivo se consigue mediante un procedimiento y un sistema para tratar vapores de carga de tanques de petroleo crudo, de acuerdo con las reivindicaciones independientes 1 y 9. En las reivindicaciones dependientes se

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destacan desarrollos ventajosos adicionales.

La invencion se basa en una tecnica conocida de separacion de los vapores de carga en compuestos organicos volatiles lfquidos (COVL) y en gas sobrante, en una planta de recuperacion de COV de tipo de condensacion; luego se utilizara una turbina de gas para producir electricidad. Normalmente, una turbina de gas tiene una eficiencia bastante baja en comparacion con los motores de combustion. La razon de esto es el requisito de aire, y el trabajo de compresion requerido para manejar el aire hasta la camara de combustion. Se requiere un elevado suministro de aire debido al flujo de masa necesario en la turbina, y por lo tanto la turbina no utiliza todo el O2 contenido en el suministro de aire.

Una de las ideas detras de la presente invencion es reducir la carga de trabajo de los compresores de gas, sustituyendo el suministro de aire con el gas sobrante de la planta de recuperacion de COV.

Suministrar gas sobrante directamente a la camara de combustion en condiciones de presion, reduce la carga de trabajo del compresor y a continuacion aumenta la eficiencia del compresor.

Adicionalmente, usar a modo de combustible el HC restante en el gas sobrante resolvera un problema ambiental.

Con tal procedimiento, puede recuperarse el trabajo de compresion de gas aplicada en la planta de recuperacion de COV, al sustituir con el gas sobrante una parte principal del flujo de aire, que por lo general se requerina en la turbina de gas. Esto mejora la eficiencia general del sistema dado que la eficiencia de la turbina de gas aumenta en un 20-40 %.

Asf, el procedimiento logra un trabajo conjunto entre el trabajo de la planta de recuperacion de COV al comprimir gas para la condensacion, junto a la necesidad de gas comprimido de la turbina de gas durante el procedimiento de combustion, lo que conlleva una mayor eficiencia. De acuerdo con un aspecto de la invencion, se proporciona un procedimiento de tratamiento de vapores de carga de tanques de petroleo crudo, que comprende las etapas de separar los vapores de carga en compuestos organicos volatiles lfquidos (COVL) y el gas sobrante, en una planta de recuperacion de COV de tipo condensacion; Una turbina de gas que tiene un compresor, una camara de combustion y un expansor; alimentar el gas sobrante a la camara de combustion; alimentar los compuestos organicos volatiles lfquidos (COVL) a la camara de combustion; alimentar aire al compresor accionado por el expansor, y alimentar el aire comprimido a la camara de combustion, y quemar el aire, el gas sobrante y los compuestos organicos volatiles lfquidos (COVL) en la camara de combustion; y operar un generador con la turbina de gas para generar energfa electrica. Este procedimiento proporciona una disposicion de combustible dual en la que se eliminan hidrocarburos con un tamano compacto. Con procedimiento tal, puede recuperarse parte de la energfa aplicada a los vapores de carga durante el procesamiento del gas en la planta de recuperacion de COV, al sustituir con gas sobrante una parte principal del flujo de aire, que por lo general sena necesario hacer pasar por la turbina de gas. Esto mejora la eficiencia general del sistema. Asf, el procedimiento logra un trabajo conjunto entre el trabajo de la planta de recuperacion de COV al comprimir gas para condensacion, junto con la necesidad de gas comprimido de la turbina de gas durante el procedimiento de combustion, lo que conlleva una mayor eficiencia.

De acuerdo con otra realizacion, el procedimiento se lleva a cabo de tal manera que, en la etapa de alimentacion del gas sobrante a la camara de combustion, se transporte a la camara de combustion gas comprimido sobrante de la planta de recuperacion de COV. Esto ofrece la ventaja de que pueden utilizarse la energfa de presion del gas sobrante y del COV licuado.

De acuerdo con otra realizacion de la invencion, el procedimiento comprende ademas la etapa de almacenar los compuestos organicos volatiles licuados (COVL) en un deposito de combustible de COV a una presion de entre 6 y 8 barg. El llenado del deposito de aceite puede ser intermitente, sin embargo, es preferible operar la turbina de gas de forma continua. Los COV licuados se acumulan durante la carga, y se utilizan cuando no se produce carga. Como este combustible se almacena a un nivel de presion similar al nivel de presion de funcionamiento de la turbina de gas, el combustible puede alimentarse directamente a la turbina de gas sin compresion adicional.

Adicionalmente, en otra realizacion de la invencion, el procedimiento comprende ademas la etapa de controlar el suministro de aire, gas sobrante y/o compuestos organicos volatiles lfquidos (COV) alimentados a la turbina de gas, en funcion del mdice de Wobbe del gas sobrante. Esto asegura que se suministre a la turbina de gas la mezcla de combustion correcta, y que se opere en el punto de funcionamiento correcto.

De acuerdo con una realizacion adicional de la invencion, el procedimiento comprende ademas la etapa de derivar parte del aire comprimido alrededor de la camara de combustion para influir en la temperatura de entrada del expansor. Este aire de derivacion sirve para controlar la temperatura en la entrada del expansor a un nivel aceptable, es decir, enfna el expansor. En otra realizacion mas de la invencion, el gas sobrante comprende un bajo nivel de contenido de oxfgeno (O2). Esto no es suficiente para la combustion estequiometrica, por lo que se suministra aire adicional a traves del compresor, operado por el expansor. Sin embargo, al reemplazar una parte del aire, que requerina una turbina de gas estandar, con gas sobrante (que tiene que eliminarse de todos modos) que ya esta a un nivel de presion adecuado, se puede reducir la carga de trabajo del compresor y se puede aumentar el rendimiento global de la turbina de gas entre un 20 y un 40 %.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, el gas sobrante comprende ademas un alto nivel de contenido de nitrogeno (N2), un bajo nivel de contenido de dioxido de carbono (CO2) y un bajo nivel de contenido de hidrocarburo (HC).

De acuerdo con una realizacion adicional de la invencion, el procedimiento comprende ademas la etapa de controlar 5 el suministro de aire y el gas sobrante alimentados a la turbina de gas, en funcion del contenido de oxfgeno de la mezcla de gas que entra en la camara de combustion. Esto permite operar la turbina de gas a un punto de funcionamiento adecuado.

La invencion tambien proporciona un sistema para tratar vapores de carga de los tanques de petroleo crudo, que proporciona basicamente las mismas ventajas que se han mencionado anteriormente en relacion con el 10 procedimiento. Este sistema comprende una planta de recuperacion de COV para separar los vapores de carga en compuestos organicos volatiles lfquidos (COV) y en gas sobrante, en una planta de recuperacion de COV; una turbina de gas que tiene un compresor, una camara de combustion y un expansor; una lmea de gas sobrante, para alimentar el gas sobrante a la camara de combustion; una lmea de suministro para alimentar los compuestos organicos volatiles (COV) a la camara de combustion, y una lmea de suministro de aire para alimentar aire al 15 compresor y desde allf a la camara de combustion. La lmea de suministro incluye preferiblemente una lmea de COV licuados, un tanque de combustible de COV y una lmea de combustible piloto.

Estos y otros aspectos de la invencion seran evidentes a partir de las realizaciones preferidas descritas a continuacion en el presente documento, y se aclararan con referencia a las mismas.

Breve descripcion de las figuras

20 La Fig. 1 es una vista general esquematica del sistema de tratamiento de vapores de carga de los tanques de

crudo de acuerdo con una realizacion de la invencion, y

La Fig. 2 es una vista esquematica mas detallada del control del sistema.

Descripcion detallada de realizaciones preferidas

La Fig. 1 es una vista general esquematica del sistema para tratar vapores de carga de tanques de petroleo crudo 25 de acuerdo con una realizacion de la invencion, y la Fig. 2 es una vista esquematica mas detallada del control del sistema. En este sistema, se proporciona una planta 1 de recuperacion de COV que separa en compuestos organicos volatiles lfquidos (COVL) y en gas sobrante los vapores de carga emitidos a partir de aceite desplazado en un tanque 2 de carga, preferiblemente el tanque de carga de un petrolero 3 o un tanque de un terminal de tierra. La separacion en COV lfquidos y en gas sobrante se lleva a cabo preferiblemente por condensacion, pero tambien se 30 podnan utilizar otras tecnicas de separacion conocidas, tales como las mencionadas en la parte introductoria de la

memoria. Los COV licuados se grnan a traves de una lmea 4 de COV licuados, hacia un deposito 5 de combustible de COV. Adicionalmente, el sistema comprende una turbina 6 de gas que tiene un compresor 7 (turbocompresor), una camara 8 de combustion y un expansor 9. Preferiblemente, la turbina 6 de gas puede ser de tipo radial. El expansor 9 esta conectado mecanicamente con el compresor 7. La tasa de presion del expansor 9, cuando esta 35 operando, es bastante baja, por ejemplo entre 6,5: 1 y 7: 1. La camara 8 de combustion se alimenta con gas sobrante a traves de una tubena 10 de gas sobrante, y con una pequena cantidad de COV licuados extrafda del deposito 5 de combustible de COV, a traves de una lmea 11 de combustible piloto. Adicionalmente, se suministra aire a la camara de combustion, con el fin de compensar el hecho de que el gas sobrante es bajo en oxfgeno (O2).

La idea es utilizar el gas sobrante en combinacion con los COVL, a modo de combustible para la turbina 6 de gas. 40 Ambos pueden alimentarse directamente desde la planta 1 de recuperacion de COV. El gas sobrante se suministra directamente a presion desde la planta 1 de recuperacion de COV, por ejemplo mediante un compresor de tornillo de desplazamiento, y se alimenta en la camara 8 de combustion sin compresion adicional. Los COVL se utilizan como combustible piloto, asegurando una combustion estable dado que el gas sobrante normalmente es incapaz de mantener su propia combustion. La energfa resultante de la combustion en la camara 8 de combustion opera el 45 expansor 9, que opera el compresor 7 a traves de un arbol 13. Adicionalmente, la ganancia de energfa de la turbina 6 de gas se usa para accionar un generador 12, que esta conectado mecanicamente con el arbol 13, para generar energfa electrica. El gas de escape de la turbina 6 de gas se alimenta a un dispositivo 14 de recuperacion de calor, a traves de la tubena de escape, la energfa aplicada al gas sobrante en la planta 1 de recuperacion de COV se recupera mediante la expansion de este gas a traves de la turbina de gas, y la sustitucion de una parte principal del 50 flujo de aire a la turbina de gas. En lo que sigue, se describen en mas detalle las composiciones de los fluidos del presente sistema. Cuando se carga de petroleo crudo en los tanques de almacenamiento, se emiten vapores de carga. Los vapores de carga contienen una mezcla de fracciones entre el metano y los pentanos y heptanos mas pesados.

Los COV licuados contienen una mezcla de fracciones de hidrocarburos entre el propano y los heptanos mas 55 pesados, y vanan ligeramente con el tiempo. El valor calonfico de los COV licuados se mantiene mas o menos constante. Los COV licuados se almacenan en el deposito 5 de combustible de COV en forma lfquida, a una presion de aproximadamente entre 6 y 8 barg, preferiblemente de entre 7,5 y 8 barg (siendo "barg" la unidad de la presion manometrica, es decir, la presion absoluta menos la presion atmosferica). Dado que el llenado del tanque 2 puede

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ser intermitente y resulta preferible operar la turbina 6 de gas de forma continua, licuar el vapor de carga durante la carga acumulara combustible para su uso cuando se este produciendo el llenado.

Cuando se evaporan los vapores de carga, no se licuan las fracciones ligeras restantes de hidrocarburos (HC), como metano y etano, y se emiten desde la planta 1 de recuperacion de COV mezcladas con nitrogeno (N2), dioxido de carbono (CO2) y ox^geno (O2) a modo de gas sobrante. El mdice de Wobbe de este gas sobrante variara ligeramente durante el llenado del tanque 2. El gas sobrante basicamente solo esta presente cuando la planta 1 de recuperacion de COV esta en funcionamiento, lo que a su vez solo se da cuando se esta llenando el tanque 2. El gas sobrante generalmente contiene hidrocarbonos mezclados con O2, N2, CO2, SO2 + H2S en diferentes composiciones. Una composicion ejemplar de gas sobrante podna consistir en un 10% de volumen de dioxido de carbono (CO2), un 10 % de volumen de agua (H2O), un 65 % de volumen de nitrogeno (N2), un 5 % de volumen de oxfgeno (O2) y un 10 % de volumen de hidrocarburos (HC).

Con el fin de controlar el suministro de la turbina 6 de gas y la combustion en su camara 8 de combustion, se proporciona una unidad 18 de control. Esta unidad 18 de control esta conectada de forma controlable con una valvula 19 de combustible piloto, para controlar el flujo de volumen y por lo tanto la presion de los COV licuados suministrados desde el deposito 5 de combustible de COV a la camara 8 de combustion. Adicionalmente, la unidad 18 de control esta conectada de forma controlable con una valvula 20 de gas sobrante para controlar el flujo de volumen y, por lo tanto, la presion del gas sobrante alimentado desde la planta de recuperacion de COV a la camara 8 de combustion. A fin de controlar el flujo de volumen de aire suministrado al compresor 7, la turbina 6 de gas esta provista aguas arriba del compresor 7 de unas paletas 21 de puerta de entrada, que estan conectadas con la unidad 18 de control con el fin tanto de controlar las paletas 21 de grna de entrada como de detectar el flujo de volumen del aire que pasa a traves de las mismas. Con respecto a los sensores, en la lmea 10 de gas sobrante se proporcionan un sensor 22 de mdice de Wobbe, un sensor 23 de temperatura y un sensor 24 de presion para transmitir los valores medidos a la unidad 18 de control. Un sensor 25 de temperatura y un sensor 26 de presion detectan el aire comprimido que sale del compresor 7, y las senales se transmiten tambien a la unidad 18 de control. Para adquirir la velocidad de revoluciones del expansor 9, un sensor 27 de revoluciones esta conectado con la unidad 18 de control. Un sensor 28 de temperatura de escape detecta la temperatura de escape de la turbina 6 de gas, y envfa las senales a la unidad 18 de control. El numero de referencia 29 indica una entrada del punto de referencia de carga o del valor objetivo de carga para la turbina 6 de gas, y el numero de referencia 30 indica una entrada del punto de referencia de oxfgeno, o del valor objetivo de oxfgeno, para el contenido de oxfgeno en la mezcla de gas que entra en la camara 8 de combustion.

Con el fin de controlar la temperatura de entrada del expansor 9, la turbina 6 de gas esta equipada con una derivacion 31 para derivar aire comprimido alrededor de la camara 8 de combustion para su dilucion con el gas de combustion de escape, con el fin de controlar o estabilizar la temperatura de entrada del expansor preferiblemente a 1000 °C.

Dado que el gas sobrante tiene bajos niveles de oxfgeno (O2), por ejemplo de entre 0 y 10 % en volumen, y contiene principalmente nitrogeno (N2) y dioxido de carbono (CO2), para hacer una combustion eficiente es necesario suministrar aire adicional a la camara 8 de combustion, a traves del compresor 7. La combustion necesita quemar el hidrocarburo (HC) restante en el gas sobrante. Un reto a la hora de lograr esto es ajustar la composicion de gas en la camara 8 de combustion. Esta composicion tiene que ajustarse en funcion del contenido de hidrocarburos (HC) en el gas sobrante. Este contenido se puede determinar a partir del mdice de Wobbe, que varia en el intervalo de entre 5 y 60 MJ/Nm3. Por lo tanto, la unidad 18 de control monitoriza el mdice de Wobbe del gas sobrante, y ajusta en consecuencia la configuracion de los dispositivos de control (valvulas, paletas) anteriormente mencionados. El gas sobrante tiene que mezclarse con el aire en una proporcion adecuada, para que forme un gas adecuado cuando entra en la camara 8 de combustion. Con este fin, la unidad 18 de control esta provista de un mapa que define un patron de flujo de mezcla para el aire y el gas sobrante. Dado que el flujo de gas sobrante puede no ser inflamable en si mismo, para mantener la combustion se usa una llama piloto a partir de la quema de un combustible piloto, que es el COV licuado almacenado en el deposito 5 de combustible de cOv.

Un parametro de prioridad, para controlar el suministro de combustible dual, es el contenido de oxfgeno en la mezcla de gas que entra en la camara 8 de combustion. Para controlar este parametro, se establece el punto de referencia de oxfgeno en un valor mayor al 12%, para asegurar una combustion estable, aunque resulta importante que el punto de referencia de oxfgeno no sea demasiado alto, ya que esto crea una carga innecesaria en la etapa de compresor de aire y desplazara el gas sobrante. Un extractor de muestras de contenido de oxfgeno, que es parte de la unidad 18 de control y que determina el contenido de oxfgeno en la mezcla de gas que entra en la camara 8 de combustion en funcion de valores detectados, proporciona a este control informacion de retorno. La variacion de este parametro se lleva a cabo mediante el accionamiento de la valvula 20 de gas sobrante.

La velocidad de la turbina de gas se controla para mantener una frecuencia/voltaje correctos frente a una red electrica. Las demandas de combustible se modulan entre el gas sobrante y el combustible piloto, en una prioridad para utilizar el gas sobrante como combustible principal. La temperatura de escape se monitoriza y controla mediante aire de dilucion, para mantener la temperatura a un nivel seguro.

A continuacion se presentan valores ejemplares para los parametros de una operacion ejemplar:

Suministro de gas sobrante:

Caudal estandar = 7500Nm3/h Presion = 8-10 barg Temperatura = 60-90 °C

5 Composicion = 10% en volumen de dioxido de carbono (CO2), 10% en volumen de agua (H2O), 65% en

volumen de nitrogeno (N2), 5 % en volumen de ox^geno (O2) y 10 % en volumen de hidrocarburos (HC)

Caudal masico de hidrocarburo = 0,16 kg/s

Suministro de COV licuado:

Caudal masico = 0,06 kg/s 10 Suministro de aire:

Caudal estandar = 12500Nm3/h

Composicion = 21 % en volumen de oxfgeno, 78 % en volumen de nitrogeno Temperatura = 20 °C Presion = 0,1 barg

15 Aire comprimido:

Temperatura = 180 °C Presion = 6,7 barg

Camara de combustion:

Temperatura = 1500 °C

20 Escape que entra en el expansor:

Presion = 6,7 barg Temperatura = 1000 °C

Salida de turbina de gas:

Carga = 2,0 MW

25 Escape que sale de la turbina de gas:

Temperatura = 580 °C Presion = 0,01 barg

En lo sucesivo se describe con mas detalle la turbina 6 de gas, Fig. 3, en esta seccion se describe mas claramente en especial el suministro de aire. Parte del aire que comprime el compresor 7 pasa de largo la camara 8 de 30 combustion por completo, y se alimenta directamente al expansor 9. Otra parte tambien puede pasar de largo la camara 8 de combustion por completo, y puede guiarse a lo largo del exterior del expansor 9, por ejemplo con fines de enfriamiento 32 y 33. Otra parte del aire se suministra a un extremo aguas arriba de la camara 8, 34 de combustion. Y otra parte de aire se suministra a un extremo aguas abajo de la camara 8, 35 de combustion. El combustible piloto se inyecta en la camara 8 de combustion a traves de una boquilla 11 de combustible piloto 35 dispuesta centralmente, mientras que el gas sobrante 10 se inyecta en la camara 8 de combustion a traves de unas boquillas 37 de gas sobrante dispuestas simetricamente alrededor de la boquilla 36 de combustible piloto. Con el fin de mezclar la sustancia de combustion, se proporciona un remolino 38 en la zona de las boquillas. Unas paletas 24 de grna de entrada regulan el rendimiento de la turbina de gas.

La Fig. 4 es un diagrama que muestra como se puede determinar el punto de funcionamiento de la turbina 6 de gas. 40 El eje vertical del diagrama indica la presion de combustion en la camara 8 de combustion. El eje horizontal indica tanto el requisito de gas/aire como la carga de la turbina 6 de gas. Los numeros superiores en el eje horizontal del diagrama indican el requisito de aire/gas, mientras que los numeros mas bajos en el eje horizontal del diagrama indican la carga de la turbina 6 de gas. Una primera curva muestra la curva de resistencia del expansor a una velocidad fija de 26000 rpm. Una segunda curva indica la curva del compresor cuando las paletas 21 de puerta de 45 entrada estan totalmente abiertas. Una tercera curva muestra la curva del compresor cuando se ajustan las paletas 21 de puerta de entrada en consecuencia con el fin de adaptarlas correctamente al caudal de gas sobrante. El punto en el que la primera curva y la segunda curva se cruzan entre sf es el punto de funcionamiento de la turbina 6 de gas, que en este caso esta en 2,0 MW. El punto de interseccion de la lmea horizontal a traves del punto de funcionamiento indica la presion de combustion, que en este caso es de 6,7 bar. La distancia horizontal entre el 50 punto de funcionamiento y el punto en el que se cruzan la tercera curva y la lmea horizontal, que pasa por el punto de funcionamiento, da el caudal maximo alcanzable de gas sobrante, que en este caso es 7500Nm3/h.

Aunque la invencion se ha ilustrado y descrito en detalle en los dibujos y en la descripcion anterior, dicha ilustracion y descripcion han de considerarse ilustrativas o ejemplares, y no restrictivas, y no se pretende limitar la invencion a las realizaciones desveladas. El mero hecho de que se enumeren determinadas medidas en reivindicaciones dependientes que sean diferentes entre sf, no indica que no se pueda utilizar de manera ventajosa una combinacion 5 de estas medidas. Ninguno de los signos de referencia de las reivindicaciones debe interpretarse como limitante del alcance de la invencion.

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REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de tratamiento de vapores de carga de tanques (2) de petroleo crudo y de productos derivados del petroleo, para generar energfa electrica, mediante el accionamiento de una turbina (6) de gas que tiene un compresor (7), una camara (8) de combustion y un expansor (9); comprendiendo el procedimiento la etapa de separar los vapores de carga en compuestos organicos volatiles lfquidos (COVL) y en gas comprimido sobrante en una planta (1) de recuperacion de COV; estando el procedimiento caracterizado por las etapas de:

• alimentar de manera controlable el gas comprimido sobrante a la camara (8) de combustion;

• alimentar los compuestos organicos volatiles lfquidos (COVL) a la camara (8) de combustion a modo de combustible piloto;

• alimentar aire al compresor (7) operado por el expansor (9), y alimentar el aire comprimido a la camara (8) de combustion;

• controlar el flujo de volumen del aire suministrado al compresor, proporcionalmente a la alimentacion del gas sobrante, y

• quemar el aire comprimido, el gas sobrante y los compuestos organicos volatiles lfquidos (COVL) en la camara (8) de combustion; usar la combustion para operar un generador (12) con la turbina (6) de gas, para generar energfa electrica.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende ademas controlar los suministros a la camara (8) de combustion con una unidad (18) de control.
3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas la etapa de almacenar los compuestos organicos volatiles licuados (COVL) en un tanque (5) de combustible de COVL, a una presion de entre 6 y 8 barg.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas la etapa de controlar el suministro de aire, el gas sobrante y/o los compuestos organicos volatiles (COV) lfquidos alimentados a la turbina (6) de gas, en funcion del mdice de Wobbe del gas sobrante.
5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas la etapa de derivar parte del aire comprimido alrededor de la camara (8) de combustion, para influir en la temperatura de entrada del expansor.
6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el gas sobrante comprende entre 0 y 10 %en volumen de oxfgeno (O2).
7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 6, en el que el gas sobrante comprende ademas hidrocarburo (HC) mezclado con nitrogeno (N2), dioxido de carbono (CO2), y dioxido de azufre + sulfuro de hidrogeno (SO2 + H2S) en diferentes composiciones.
8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas la etapa de controlar el suministro de aire comprimido y el gas sobrante alimentado a la turbina (6) de gas, en funcion del contenido de oxfgeno en la mezcla de gas que entra en la camara (8) de combustion.
9. Sistema de tratamiento de vapores de carga de tanques (2) de petroleo crudo y de productos derivados del petroleo, para generar energfa electrica, que comprende:

- una planta (1) de recuperacion de COV para separar los vapores de carga en compuestos organicos volatiles lfquidos (COVL) y en gas sobrante, en una planta (1) de recuperacion de COV;

una turbina (6) de gas para accionar un generador (12) conectado mecanicamente a un arbol (13), y que tiene un compresor (7), una camara (8) de combustion y un expansor (9); comprendiendo el sistema adicionalmente una lmea (10) de gas sobrante para alimentar el gas sobrante a la camara (8) de combustion;

y

una lmea de suministro de aire para alimentar aire al compresor (7) y desde allf a la camara (8) de combustion, estando caracterizado el sistema por: una lmea (4, 5, 11) de suministro configurada para alimentar los compuestos organicos volatiles lfquidos (COVL) a la camara (8) de combustion a modo de combustible piloto, y unas paletas (21) de grna de entrada para controlar un flujo de volumen de aire hacia el compresor.
10. Sistema de acuerdo con la reivindicacion 9, en el que la lmea de suministro de aire comprende ademas las paletas (21) de grna aguas arriba del compresor (7), para regular un flujo de volumen de aire.
11. Sistema de acuerdo con la reivindicacion 9 o 10, que comprende ademas un sensor (22) de mdice de Wobbe para medir el mdice de Wobbe en la lmea (10) de gas sobrante.
12. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 11, que comprende ademas un extractor de muestras del contenido de oxfgeno, para determinar el contenido de oxfgeno en la mezcla de gas que entra en la camara (8) de combustion.
13. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 12, que comprende ademas una unidad (18) de control para controlar el suministro de la turbina (6) de gas.