FR2887893A1

FR2887893A1 - Heavy petroleum product e.g. heavy fuel oil, tailings e.g. storage tank bottom tailings, processing method, involves processing aqueous phase to reject phase in natural medium, and processing product phase to separate sediments

Info

Publication number: FR2887893A1
Application number: FR0551856A
Authority: FR
Inventors: Priso Blondel Moudio
Original assignee: EXOCHEMS Sas SOC PAR ACTIONS S
Current assignee: EXOCHEMS Sas SOC PAR ACTIONS S
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2007-01-05
Anticipated expiration: 2025-06-30
Also published as: FR2887893B1

Abstract

The method involves reheating tailings for permitting a circulation of tailings across channels, and warming-up and homogenizing the tailings. Aqueous phase and particles of a heavy petroleum product are separated using a flash evaporator (34). The aqueous phase is processed for rejecting the aqueous phase in a natural medium. Heavy petroleum product phase is processed for separating sediments and storage of heavy fuel oil free from sediments. An independent claim is also included for an installation for implementing a tailings processing method.

Description

2887893 12887893 1

PROCEDE DE TRAITEMENT DE RESIDUS DE PRODUITS PETROLIERS PROCESS FOR TREATING RESIDUES OF PETROLEUM PRODUCTS

LOURDS NOTAMMENT DE FONDS DE CUVES DE STOCKAGE ET HEAVY IN PARTICULAR OF FUND OF STORAGE TANKS AND

INSTALLATION ASSOCIEEASSOCIATED INSTALLATION

La présente invention concerne un procédé de traitement de résidus de produits pétroliers lourds, notamment de fonds de cuves de stockage. The present invention relates to a process for the treatment of residues of heavy petroleum products, especially bottoms of storage tanks.

De nombreuses installations utilisent des produits pétroliers lourds connus sous le nom de fioul lourd, pour faire fonctionner leurs installations. C'est le cas des centrales électriques qui recourent à ce combustible pour produire de la vapeur et entraîner des turbines et des alternateurs de production d'électricité. Il existe bien d'autres types d'industries qui utilisent ce type de combustible. Ces produits pétroliers n'ayant pas subi de raffinage poussé sont stockés et transférés dans des conditions approximatives puisque cela n'influe pas sur l'utilisation. En effet, les chaudières qui brûlent ces types de combustible absorbent aisément toutes les qualités de fioul. Tout traitement du fioul lourd avant combustion impliquerait des coûts inutiles. Les volumes sont, de plus, très importants ce qui aurait une incidence forte sur le prix du produit fini, en l'occurrence sur le prix de l'électricité. Many facilities use heavy oil products known as heavy fuel oil to operate their facilities. This is the case for power plants that use this fuel to produce steam and drive turbines and alternators to produce electricity. There are many other types of industries that use this type of fuel. These petroleum products that have not undergone extensive refining are stored and transferred under approximate conditions since this does not affect the use. In fact, the boilers that burn these types of fuel easily absorb all the qualities of fuel oil. Any treatment of heavy fuel oil before combustion would involve unnecessary costs. The volumes are, moreover, very important which would have a strong impact on the price of the finished product, in this case on the price of electricity.

On constate que dans les cuves de stockage de ces produits en attendant de les transférer vers les brûleurs des chaudières, il se produit certains phénomènes. En effet, le fioul lourd est mélangé à de l'eau, des particules minérales et organiques et aussi des asphaltènes qui sont des dépôts de matières organiques lourdes. Ces asphaltènes sont présents dans tous les produits pétroliers et correspondent pour une grande part à la fraction issue des produits pétroliers légers qui ont été extraits du fioul lourd. It is found that in the storage tanks of these products waiting to transfer them to the burners of the boilers, there are certain phenomena. Indeed, the heavy fuel oil is mixed with water, inorganic and organic particles and also asphaltenes which are deposits of heavy organic matter. These asphaltenes are present in all petroleum products and correspond for a large part to the fraction derived from light petroleum products that were extracted from heavy fuel oil.

2887893 2 Ces asphaltènes sont des fractions insolubles et provoquent des incidents lorsqu'ils sont transférés avec le fioul à partir du moment où ils sont en forte concentration. 2887893 2 These asphaltenes are insoluble fractions and cause incidents when they are transferred with fuel oil from the moment they are in high concentration.

Leur présence conduit à des problèmes sur les alimentations des brûleurs, de 5 même pour la présence d'eau qui perturbe la qualité de combustion. Their presence leads to problems on the burner feeds, even for the presence of water which disturbs the quality of combustion.

Or, dans les cuves de stockage, compte tenu du produit qui y passe en grandes quantités, il se produit une sédimentation des particules minérales, il subsiste de l'eau et des asphaltènes. Il est alors nécessaire de pouvoir traiter ces résidus de fonds de cuves. However, in the storage tanks, taking into account the product that passes in large quantities, there is a sedimentation of the mineral particles, there is still water and asphaltenes. It is then necessary to be able to treat these bottoms residues of vats.

Une solution consiste à stocker ces produits dans des lagunes car il s'agit de produits très lourds qui, au fur et à mesure, durcissent par évaporation de l'eau et des parties volatiles contenues dans ces résidus. One solution is to store these products in lagoons because they are very heavy products that, as and when, harden by evaporation of water and volatile parts contained in these residues.

Il existe donc de très grands volumes de produits à retraiter en direct à partir des cuves mais de très grands volumes stockés en longue durée depuis de nombreuses années. Ces stockages ne sont bien sûr pas satisfaisants et les normes risquent de contraindre les propriétaires de tels lieux de stockage de ces grands volumes de produits à effectuer un retraitement des produits ainsi stockés. There are therefore very large volumes of products to reprocess live from the tanks but very large volumes stored long term for many years. These storages are of course unsatisfactory and the standards may force the owners of such storage locations of these large volumes of products to carry out a reprocessing of the products thus stored.

Il est à noter aussi que les terrains disponibles deviennent de plus en plus rares et qu'il faut aussi prévoir des frais pour la surveillance, le suivi de ces lieux de stockage et leur contrôle régulier par les autorités administratives. It should also be noted that the available land becomes increasingly scarce and that it is also necessary to provide for the costs of surveillance, monitoring of these storage sites and their regular control by the administrative authorities.

Le problème de tels retraitements est le coût puisqu'il faut assurer un retraitement sans compensation financière, il s'agit d'une charge à part entière. Le fait que les cuves de stockage incluent un volume de fond sédimenté important avec des matières mélangées non directement utilisables, limite le volume de stockage de chaque cuve. Les opérateurs doivent donc prendre la précaution de ne consommer que le produit de la cuve concernée, situé dans la partie supérieure. The problem of such reprocessing is the cost since it is necessary to ensure a reprocessing without financial compensation, it is a charge in itself. The fact that the storage tanks include a large sedimented bottom volume with mixed materials not directly usable limits the storage volume of each tank. Operators must therefore take the precaution of consuming only the product of the tank concerned, located in the upper part.

2887893 3 Le volume de stockage de produit est donc réduit par rapport à la capacité même de la cuve. The volume of product storage is therefore reduced with respect to the capacity of the tank itself.

Or, le procédé selon la présente invention propose une valorisation des produits issus du retraitement qui peut permettre au moins de compenser partiellement 5 ces coûts de retraitement. However, the process according to the present invention proposes a recovery of products from the reprocessing which can at least partially compensate for these reprocessing costs.

Le procédé selon l'invention permet aussi de traiter le produit résiduel de fond de cuve ou stocké à ciel ouvert en séparant les composés de façon efficace pour que l'eau puisse être rejetée directement en milieu naturel et les autres composés puissent être directement utilisés. The process according to the invention also makes it possible to treat the residual product of the bottom of the tank or stored in the open by separating the compounds in an efficient manner so that the water can be discharged directly into the natural environment and the other compounds can be used directly.

Le procédé est maintenant décrit en détail suivant un mode de réalisation particulier, non limitatif, en regard de la figure unique annexée qui représente un synoptique fonctionnel d'une installation permettant de réaliser les différentes étapes du procédé. Ce synoptique décrit une installation associée qui permettrait la mise en oeuvre de ce procédé. The method is now described in detail according to a particular embodiment, not limiting, with reference to the single appended figure which represents a functional block diagram of an installation for carrying out the various steps of the method. This synoptic describes an associated installation that would allow the implementation of this method.

Dans l'installation, on a représenté une cuve 10 dans laquelle est stocké un produit 11 mélangé, constitué de composés tels que fioul lourd, eau, asphaltènes. Ce produit mélangé comprend tous les résidus accumulés en fond de cuve. In the plant, there is shown a tank 10 in which is stored a mixed product 11, consisting of compounds such as heavy fuel oil, water, asphaltenes. This mixed product includes all residues accumulated at the bottom of the tank.

Ce produit 11 mélangé doit être conduit à travers des canalisations et il est nécessaire de le rendre liquide car sa viscosité est telle qu'il est proche de l'état solide à température ambiante. This mixed product must be passed through pipes and it is necessary to make it liquid because its viscosity is such that it is close to the solid state at room temperature.

Dans le cas de la cuve telle que représentée, le procédé prévoit la mise en place d'un canon de fluxage 12 monté sur un trou d'homme 14 dont est muni ce type de cuve. Ce trou d'homme est nécessaire pour pouvoir intervenir à l'intérieur de la cuve de façon générale. In the case of the tank as shown, the method provides for the establishment of a fluxing gun 12 mounted on a manhole 14 which is provided with this type of tank. This manhole is necessary to be able to intervene inside the tank in a general way.

Au canon de fluxage sont associés un échangeur de chaleur 16, une pompe 18 et une vanne 20 trois voies dirigeant le fluide issu de la pompe soit à travers une canalisation 22 vers la suite de l'installation soit à travers la canalisation 24 vers la cuve 10 afin de réaliser une circulation en boucle. At the flux gun are associated a heat exchanger 16, a pump 18 and a three-way valve 20 directing the fluid from the pump or through a pipe 22 towards the installation or through the pipe 24 to the tank 10 in order to achieve loop circulation.

2887893 4 L'échangeur de chaleur 16 est alimentée en vapeur afin de porter la composition issue de la cuve à une température de l'ordre de 60 C pour donner un ordre de grandeur. The heat exchanger 16 is supplied with steam in order to bring the composition from the tank to a temperature of the order of 60 C to give an order of magnitude.

A cette température, la viscosité est suffisamment basse pour que le produit mélangé puisse circuler sans provoquer d'obturation des canalisations. At this temperature, the viscosity is low enough that the mixed product can circulate without causing plugging of the pipes.

La vanne trois voies permet, lorsque le produit mélangé est à la bonne viscosité de le transférer vers un échangeur 26 qui le monte en température, de l'ordre de 90 C à 100 C avant de le stocker temporairement dans un bac d'homogénéisation 28 muni d'un puissant mélangeur 30. The three-way valve makes it possible, when the mixed product is at the right viscosity, to transfer it to an exchanger 26 which raises it to a temperature of around 90 ° C. to 100 ° C. before storing it temporarily in a homogenization tank. equipped with a powerful mixer 30.

Ce produit une fois mis en température est introduit dans un flash évaporateur 34 à travers une conduite 32. This product, once heated, is introduced into an evaporator flash 34 through a line 32.

Ce flash évaporateur comprend une cuve inférieure 33 et l'évaporateur proprement dit muni d'un dévésiculeur 35. Un tel dévésiculeur comprend une grille, de façon préférentielle réalisée en métal déployé, afin de retenir les micro particules et d'assurer un traitement efficace en limitant les pertes d'eau. This evaporator flash comprises a lower tank 33 and the actual evaporator provided with a mist separator 35. Such a mist separator comprises a grid, preferably made of expanded metal, in order to retain the microparticles and to ensure efficient treatment of the particles. limiting water loss.

Ce flash évaporateur permet donc de dégazer le produit en le portant à une température de 150 C et de séparer la phase aqueuse. En effet, les bulles de vapeur sont emprisonnées dans la masse visqueuse du produit pétrolier lourd et restent difficile à extraire sans recourir à une telle étape de flash évaporation y compris en travaillant sous vide si nécessaire. This evaporator flash thus makes it possible to degas the product by raising it to a temperature of 150 ° C. and to separate the aqueous phase. Indeed, the vapor bubbles are trapped in the viscous mass of the heavy oil product and remain difficult to extract without resorting to such flash evaporation step including working under vacuum if necessary.

L'eau évaporée est ensuite ramenée sous forme liquide dans un condenseur 36 en sortie du flash évaporateur. L'eau condensée est ensuite traitée dans une unité 38 de traitement d'eau. Cette unité 38 comprend une pompe de circulation 40 qui conduit l'eau condensée dans un flottateur 42 qui permet de faire adhérer des bulles d'air sur les particules en suspension et de les faire flotter en surface d'un bac 44 intermédiaire de sécurité et de collecte. L'eau contenue dans ce bac tampon est amenée vers une unité de filtration 46, plus 2887893 5 particulièrement une unité de filtration à charbons actifs afin de supprimer toute odeur résiduelle éventuelle avant un rejet dans le milieu naturel. Ces traitements sont indiqués comme étant les traitements minimaux à faire subir à la phase aqueuse séparée. The evaporated water is then brought back in liquid form into a condenser 36 at the outlet of the evaporator flash. The condensed water is then treated in a water treatment unit 38. This unit 38 comprises a circulation pump 40 which conducts the condensed water in a float 42 which makes it possible to adhere air bubbles to the particles in suspension and to float them on the surface of an intermediate safety tank 44 and collection. The water contained in this buffer tank is fed to a filtration unit 46, in particular an activated carbon filtration unit to eliminate any residual odor before being released into the natural environment. These treatments are indicated as being the minimum treatments to be subjected to the separated aqueous phase.

En partie inférieure du flash évaporateur, on récupère la partie fioul lourd et sédiments qui comporte moins de 1% d'eau. Ce mélange est pompé au moyen d'une pompe 47 et traité dans un séparateur 48 du type centrifugeur afin de séparer les sédiments qui sont évacués vers un bac de stockage 50. Ces sédiments sont ensuite transférés en décharge. In the lower part of the evaporator flash, the heavy fuel and sediment part is recovered which has less than 1% water. This mixture is pumped by means of a pump 47 and treated in a separator 48 of the centrifuge type in order to separate the sediments that are evacuated to a storage tank 50. These sediments are then transferred to a landfill.

Le fioul lourd passe à travers des moyens de refroidissement puis est stocké dans une cuve de rétention 52 avant de l'utiliser au même titre que le fioul lourd stocké par ailleurs. Ce fioul est parfaitement apte à être brûlé dans les chaudières d'une installation de production d'électricité ou dans toute autre installation industrielle. The heavy fuel oil passes through cooling means and is stored in a holding tank 52 before using it in the same way as the heavy fuel oil stored elsewhere. This oil is perfectly suitable for being burned in the boilers of a power plant or other industrial facility.

On constate par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention une première valorisation qui peut être tirée du fioul lourd puisqu'il est utilisé au lieu d'être perdu, une deuxième valorisation qui résulte du fait d'une économie des frais de transport et de mise en décharge, une autre valorisation du fait d'une suppression des frais et des contraintes de la surveillance des rejets mis en décharge, une autre valorisation encore du fait de l'image de marque tirée de la contribution à la qualité de l'environnement. By the implementation of the process according to the invention, a first recovery can be obtained which can be drawn from heavy fuel oil since it is used instead of being lost, a second recovery which results from the fact of saving transport costs. and landfill, another valuation due to the abolition of the costs and the constraints of the monitoring of landfill waste, another valuation still due to the brand image drawn from the contribution to the quality of the waste. 'environment.

Le dispositif peut être conçu sous forme de modules dans des containers standardisés avec des groupes électrogènes autonomes, ce qui présente le très grand avantage de la mobilité sur routes et par tout autre moyen de transport. The device can be designed as modules in standardized containers with autonomous generators, which has the great advantage of mobility on roads and by any other means of transport.

C'est ainsi qu'il est possible d'intervenir sur les sites, quelle que soit la localisation géographique, directement et de façon autonome pour le traitement de quelques cuves ou d'un très grand nombre de cuves, sans aucune difficulté. Thus it is possible to intervene on the sites, regardless of the geographical location, directly and autonomously for the treatment of a few tanks or a very large number of tanks, without any difficulty.

2887893 6 be même, il est prévu un contrôle commande centralisé des différents composants afin de permettre une mise en oeuvre du procédé. In the same way, centralized control of the various components is provided in order to allow the process to be implemented.

L'installation est également équipée de capteurs adaptés pour l'acquisition des données nécessaires. The installation is also equipped with sensors suitable for acquiring the necessary data.

Ainsi, le procédé de traitement de résidus de produits pétroliers lourds, notamment les résidus de fonds de cuves de stockage, se caractérise en ce qu'il comprend la succession des étapes suivantes réchauffage des résidus pour permettre une mise en circulation de ces résidus à travers des canalisations, mise en température de ces résidus et homogénéisation, séparation de la phase aqueuse et des particules de produits pétroliers lourds, d'une part traitement de la phase aqueuse pour son rejet dans le milieu naturel, d'autre part traitement de la phase produits pétroliers lourds pour séparer les sédiments et stockage du fioul lourd exempt de sédiments. Thus, the process for treating residues of heavy petroleum products, in particular the bottom residues of storage tanks, is characterized in that it comprises the succession of the following stages heating the residues to allow circulation of these residues through pipelines, heating of these residues and homogenization, separation of the aqueous phase and the heavy petroleum product particles, on the one hand treatment of the aqueous phase for its release into the natural environment, on the other hand treatment of the phase heavy oil products to separate sediments and storage of heavy fuel oil free of sediment.

Selon ce procédé de traitement le réchauffage des résidus est obtenu par fluxage. According to this treatment method the heating of the residues is obtained by fluxing.

Selon ce procédé de traitement, la séparation de la phase aqueuse et des particules de produits pétroliers lourds est obtenue par flash évaporation. According to this treatment method, the separation of the aqueous phase and the particles of heavy petroleum products is obtained by flash evaporation.

Selon ce procédé de traitement, lors de la phase de séparation par flash évaporation, on assure un passage à travers un dévésiculeur en sorte de limiter les pertes d'eau. According to this treatment method, during the flash evaporation separation phase, a passage through a mist separator is ensured so as to limit the water losses.

Selon ce procédé de traitement, le traitement de la phase aqueuse pour son 25 rejet dans le milieu naturel comprend au moins une séparation des particules contenues dans la phase aqueuse par flottation et une filtration. According to this treatment method, the treatment of the aqueous phase for its discharge into the natural environment comprises at least one separation of the particles contained in the aqueous phase by flotation and filtration.

L'installation pour la mise en oeuvre du procédé comprend un canon de fluxage 12 avec un échangeur de chaleur 16, une boucle 24 équipée d'une vanne 2887893 7 trois voies, un flash évaporateur 34 équipé d'un dévésiculeur 35, une unité 38 de traitement de l'eau issue du flash évaporateur, des moyens de traitement des produits pétroliers lourds issus du flash évaporateur et des pompes 18, 40, 47 de circulation. The installation for carrying out the method comprises a fluxing gun 12 with a heat exchanger 16, a loop 24 equipped with a three-way valve, an evaporator flash 34 equipped with a mist separator 35, a unit 38 treatment of water from the flash evaporator, means for processing heavy oil products from the flash evaporator and pumps 18, 40, 47 circulation.

Cette installation prévoit que l'unité 38 de traitement de l'eau issue du flash évaporateur comprend au moins un défloculeur 44 et des moyens 46 de filtration. This installation provides that the unit 38 for treating water from the evaporator flash comprises at least one deflocculator 44 and 46 filtration means.

Dans cette installation, les moyens de traitement des produits pétroliers lourds issus du flash évaporateur comprennent une pompe 47, un séparateur 48 du type centrifugeur, des moyens 50 de collecte des sédiments séparés et des moyens 52 de collecte des produits lourds. In this installation, the means for processing the heavy oil products from the evaporator flash comprise a pump 47, a separator 48 of the centrifuge type, means 50 for collecting the separated sediments and means 52 for collecting the heavy products.

Cette installation inclut un contrôle commande centralisé des composant de l'unité et les composants sont regroupés en modules dans des containers. This installation includes a centralized control of the components of the unit and the components are grouped into modules in containers.

Claims

8 claims

1. Process for treating residues of heavy petroleum products, in particular the bottom residues of storage tanks, characterized in that it comprises the succession of the following steps heating the residues to allow circulation of these residues through 5 pipelines, heating of these residues and homogenization, separation of the aqueous phase and the heavy petroleum product particles, on the one hand treatment of the aqueous phase for its rejection in the natural medium, on the other hand treatment of the phase heavy oil products to separate sediments and storage of heavy fuel oil free of sediment.

2. residue treatment process according to claim 1, characterized in that the heating of the residues is obtained by fluxing.

3. residue treatment process according to claim 1 or 2, characterized in that the separation of the aqueous phase and the heavy petroleum product particles is obtained by flash evaporation.

4. Residue treatment process according to claim 3, characterized in that during the flash evaporation separation phase, it ensures a passage 20 through a mist separator so as to limit water loss.

5. Residue treatment process according to any one of the preceding claims, characterized in that the treatment of the aqueous phase for its release into the natural environment comprises at least one separation of the particles contained in the aqueous phase by flotation and filtration. .

6. Installation for carrying out the method according to one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises a fluxing gun (12) with a heat exchanger (16), a loop (24). equipped with a three-way valve (20), an evaporator flash (34) equipped with a mist separator (35), a unit (38) for treating water from the flash evaporator, means for treating heavy petroleum products from the evaporator flash and the circulation pumps (18, 40, 47).

7. Installation according to claim 6, characterized in that the unit (38) for treating water from the flash evaporator comprises at least one defloculeur (44) and means (46) of filtration.

8. Installation according to claim 6 or 7, characterized in that the means for treating heavy oil products from the flash evaporator comprises a pump (47), a separator (48) of the centrifuge type, means (50) for collecting separated sediments and means (52) for collecting heavy products.

9. Installation according to claim 6, 7 or 8, characterized in that it includes a centralized control command of the components of the unit.

10. Installation according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the components are grouped into modules in containers.