ITMI941513A1 - PROCEDURE FOR THE TREATMENT AND RECOVERY OF CRUDE MATERIALS WITH HIGH CONTENT OF WATER, SALTS AND SEDIMENTS SUCH AS SLOP-OIL AND SIMILAR AND RELATED EQUIPMENT - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Oggetto della presente invenzione è un procedimento in continuo ed automatico per il trattamento ed il ricupero di cariche e/o grezzi ad alto contenuto di acqua, sali e sedimenti quali ad esempio slop-oil, con basso consumo energetico. The object of the present invention is a continuous and automatic process for the treatment and recovery of fillers and / or raw materials with a high content of water, salts and sediments such as for example slop-oil, with low energy consumption.
Pure oggetto della presente invenzione è l'apparecchiatura per la realizzazione di detto procedimento. Another object of the present invention is the apparatus for carrying out said process.
Le cariche comunemente indicate come "slop-oil", sono normalmente caratterizzate da un alto contenuto di acqua (fino al 50% in volume) e di sali e sedimenti (mediamente 1-5% in peso) e da un basso contenuto di benzine e frazioni leggere (mediamente 3-5% in volume). Gli slop-oil, data la alta percentuale di acqua che contengono non possono essere inviati direttamente in carica all'impianto di distillazione atmosferica se non previa disidratazione degli stessi e separazione, almeno della maggior parte dei sali e dei sedimenti. Attualmente le metodologie adoperate nelle raffinerie per ridurre il contenuto di acqua presente negli slopoil (almeno fino allo 0.5% in volume) sono sostanzialmente le seguenti: The fillers commonly referred to as "slop-oil" are normally characterized by a high content of water (up to 50% by volume) and of salts and sediments (on average 1-5% by weight) and by a low content of gasoline and light fractions (on average 3-5% by volume). Given the high percentage of water they contain, slop-oils cannot be sent directly to the atmospheric distillation plant in charge unless they have been dehydrated and separated, at least of most of the salts and sediments. Currently, the methodologies used in refineries to reduce the water content present in slopoils (at least up to 0.5% by volume) are essentially the following:
- L'acqua contenuta negli slop-oil viene separata per evaporazione tramite blando riscaldamento della carica stessa (temperatura di uscita forno di circa 140° C), per ottenere la separazione dell'acqua dalla carica mediante evaporazione. Tale trattamento di condizionamento degli slop-oil comporta però un eccessivo consumo di combustibile per i forni, un elevato costo di manutenzione delle apparecchiature e, per la presenza di sali e sedimenti, una riduzione dell'efficienza di scambio termico dell'impianto e un peggioramento della qualità dei prodotti. Inoltre, alcuni sali possono cristalizzarsi dando luogo alla formazione di acidi che corrodono le apparecchiature. - The water contained in the slop-oils is separated by evaporation through gentle heating of the charge itself (oven outlet temperature of about 140 ° C), to obtain the separation of the water from the charge by evaporation. However, this conditioning treatment of slop-oils involves an excessive consumption of fuel for the furnaces, a high maintenance cost of the equipment and, due to the presence of salts and sediments, a reduction in the heat exchange efficiency of the plant and a worsening of product quality. Furthermore, some salts can crystallize giving rise to the formation of acids which corrode the equipment.
- La carica stoccata nei serbatoi viene additivata con opportuni disemulsionanti in modo da ottenere la separazione dell'acqua direttamente durante lo stoccaggio. Tale trattamento comporta però tempi di permanenza della carica in serbatoio lunghi, alti costi dei Chemicals adoperati e, a causa della stratificazione che si viene a creare nel serbatoio, formazione di uno strato emulsivo forte che non si riesce a rompere, se non termodinamicamente . - The charge stored in the tanks is added with suitable de-emulsifiers in order to obtain the separation of the water directly during storage. However, this treatment involves long residence times of the charge in the tank, high costs of the Chemicals used and, due to the stratification that is created in the tank, the formation of a strong emulsive layer that cannot be broken, except thermodynamically.
- Lo slop-oil prima di essere inviato all'impianto di distillazione viene fatto passare attraverso un "desalter". La carica viene preriscaldata ad una certa temperatura e vi si aggiunge acqua. Alcune volte per agevolare la rottura della emulsione si inietta anche un agente disemulsionante che viene, assieme all'acqua di processo, intimamente mescolato alla carica. La miscela una volta entrata nel desalter è sottoposta a un forte campo elettrostatico che fa sì che le gocce di acqua presenti si aggreghino tra loro e precipitino sul fondo del recipiente. - Before being sent to the distillation plant, the slop-oil is passed through a "desalter". The charge is preheated to a certain temperature and water is added to it. Sometimes, in order to facilitate the breaking of the emulsion, a de-emulsifying agent is also injected which is, together with the process water, intimately mixed with the filler. Once the mixture has entered the desalter, it is subjected to a strong electrostatic field which causes the drops of water present to aggregate together and precipitate to the bottom of the container.
In questo caso oltre ai consumi di Chemicals e di energia elettrica necessari per il processo, viene riscontrato un non ottimale funzionamento del desalter, che deve essere continuamente regolato; ciò è dovuto al fatto che il desalter risulta efficiente se lavora con una carica i cui prametri caratteristici si mantengono costanti nel tempo, cosa che non avviene per lo slopoil anche a causa della stratificazione che si crea nel serbatoio di stoccaggio. In this case, in addition to the consumption of chemicals and electricity necessary for the process, a non-optimal functioning of the desalter is found, which must be continuously regulated; this is due to the fact that the desalter is efficient if it works with a charge whose characteristic parameters remain constant over time, which is not the case for slopoil also due to the stratification that is created in the storage tank.
Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un procedimento per il trattamento degli slop-oil che consenta di separare praticamente tutta l'acqua e la maggior parte dei sali e dei sedimenti dalla frazione oleosa sostanzialmente con una sola operazione e ottenendo una frazione oleosa che può essere alimentata direttamente senza ulteriori trattamenti all'impianto di distillazione atmosferica. The purpose of the present invention is to provide a process for the treatment of slop-oils which allows to separate practically all the water and most of the salts and sediments from the oily fraction substantially with a single operation and obtaining an oily fraction which can be fed directly without further treatment to the atmospheric distillation plant.
Altro scopo dell'invenzione è quello di realizzare un procedimento per il trattamento degli slop-oil che consenta di separare l 'acqua anche quando questa è presente in quantità molto rilevanti, fino al 50%, sostanzialmente senza aggravio sensibile di costi rispetto a contenuti di acqua inferiori. Another purpose of the invention is to provide a process for the treatment of slop-oils that allows water to be separated even when it is present in very large quantities, up to 50%, substantially without significant increase in costs compared to the contents of lower water.
Ulteriore scopo ancora è quello di realizzare un procedimento per il trattamento degli slop-oil in continuo e completamente automatico, che impieghi anche apparecchiature a funzionamento discontinuo e che consenta di ottenere una fase acquosa già sostanzialmente separata dalla fase contenente i sedimenti. Yet another object is to provide a process for the continuous and completely automatic treatment of slop-oils, which also uses discontinuously operating equipment and which allows to obtain an aqueous phase already substantially separated from the phase containing the sediments.
Questi ed altri scopi ancora e relativi vantaggi che risulteranno dalla descrizione che segue, vengono raggiunti da un procedimento per il trattamento di grezzi ad alto contenuto di acqua, sali e sedimenti quali slop-oil e simili, il quale procedimento, secondo la presente invenzione, comprende le seguenti fasi: - riscaldamento del grezzo o slop-oil ad una temperatura non superiore a 100°C; These and other objects and related advantages which will emerge from the following description, are achieved by a process for the treatment of crude oils with a high water content, salts and sediments such as slop-oil and the like, which process, according to the present invention, it includes the following phases: - heating of the crude or slop-oil to a temperature not exceeding 100 ° C;
- centrifugazione del grezzo così riscaldato con ottenimento di una prima frazione costituita da grezzo depurato atto ad essere sottoposto direttamente a distillazione, di una seconda frazione costituita da acqua e di una terza frazione costituita da fanghi. Si è visto infatti che detto grezzo depurato ha normalmente un contenuto di acqua inferiore allo 0.5% in volume ed un contenuto di sedimenti che è inferiore al 50% in peso rispetto al contenuto di sedimenti nel grezzo alimentato per cui, come già detto, può essere sottoposto a distillazione direttamente nell'impianto topping senza inconvenienti e con rese molto elevate. Sempre secondo la presente invenzione, detta seconda frazione costituita da acqua viene sottoposta ad un procedimento di depurazione comprendente le seguenti fasi: - centrifugation of the raw material thus heated to obtain a first fraction consisting of purified raw material suitable to be subjected directly to distillation, of a second fraction consisting of water and a third fraction consisting of sludge. It has in fact been seen that said purified crude oil normally has a water content lower than 0.5% by volume and a sediment content that is lower than 50% by weight with respect to the sediment content in the raw material fed so that, as already said, it can be subjected to distillation directly in the topping plant without problems and with very high yields. Still according to the present invention, said second fraction consisting of water is subjected to a purification process comprising the following steps:
- riscaldamento ad una temperatura non superiore a 100°C, ed eventuale additivazione di disemulsionanti di tipo noto; - heating to a temperature not exceeding 100 ° C, and possible additives of known types of emulsifiers;
- concentrazione mediante centrifugazione con ottenimento di una frazione di olio depurato atto ad essere sottoposto direttamente a distillazione e di una frazione costituita da acqua depurata atta ad essere trattata secondo procedimenti di smaltimento di tipo tradizionale, dopo eventuale raffreddamento ed eventuale separazione per gravità mediante decantazione o simile, delle goccioline di olio ancora presenti come tali. - concentration by centrifugation with obtaining a fraction of purified oil capable of being subjected directly to distillation and of a fraction consisting of purified water capable of being treated according to traditional disposal procedures, after possible cooling and possible separation by gravity by decantation or similar, oil droplets still present as such.
Si è visto infatti che detta acqua depurata in uscita da detta concentrazione mediante centrifugazione ha un contenuto di olio inferiore a 500 ppm ed un contenuto di sedimenti inferiore al 3% in volume. It has in fact been seen that said purified water leaving said concentration by centrifugation has an oil content lower than 500 ppm and a sediment content lower than 3% by volume.
La terza frazione in uscita da detta fase di centrifugazione del grezzo, costituita da fanghi, ha normalmente un contenuto di olio inferiore al 20% ed un contenuto di acqua inferiore al 50%. The third fraction coming out of said crude centrifugation step, consisting of sludge, normally has an oil content lower than 20% and a water content lower than 50%.
Secondo il procedimento oggetto della presente invenzione vengono vantaggiosamente trattati grezzi, slopoil e simili aventi le seguenti caratteristiche: According to the process object of the present invention, raw materials, slopoils and the like having the following characteristics are advantageously treated:
Dette fasi di centrifugazione, in particolare la fase di centrifugazione del grezzo e la fase di concetrazione mediante centrifugazione dell'acqua da depurare, vengono preferibilmente realizzate impiegando centrifughe ad asse verticale. Said centrifugation steps, in particular the crude centrifugation step and the concentration step by centrifugation of the water to be purified, are preferably carried out using vertical axis centrifuges.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione potranno essere evidenziati dalla descrizione che segue, fatta con riferimento all'esempio di pratica attuazione ed alla tavola di disegno data a solo titolo indicativo e non limitativo del trovato stesso, nella quale la Figura 1 mostra, schematicamente e in forma di schema a blocchi, l'esempio di procedimento realizzato secondo il trovato. Further characteristics and advantages of the present invention may be highlighted by the following description, made with reference to the example of practical embodiment and to the drawing table given only by way of non-limiting example of the invention itself, in which Figure 1 shows, schematically and in the form of a block diagram, the example of a method implemented according to the invention.
ESEMPIO EXAMPLE
La figura 1 mostra un esempio di attuazione del procedimento costituito da una unità in grado di trattare una portata di 32 m<3>/h di slop-oil. Figure 1 shows an example of implementation of the procedure consisting of a unit capable of treating a flow rate of 32 m <3> / h of slop-oil.
Lo slop-oil in arrivo dal parco serbatoi entra nel polmone 1 (25 m3), il cui livello viene in automatico mantenuto costantemente attorno al 50%, viene inviato, attraverso due pompe centrifughe ad una batteria 2 composta da n°4 centrifughe (separatori), previo riscaldamento del prodotto attraverso una batteria di scambiatori a piastre 3, delle quali due scambiano calore con il prodotto anidro in uscita dalle centrifughe e altre due scambiano calore con un vapore saturo a 2 bar. The slop-oil arriving from the tank farm enters lung 1 (25 m3), the level of which is automatically maintained constantly around 50%, is sent, through two centrifugal pumps, to a battery 2 consisting of 4 centrifuges (separators ), after heating the product through a battery of plate exchangers 3, of which two exchange heat with the anhydrous product leaving the centrifuges and the other two exchange heat with saturated steam at 2 bar.
La temperatura di ingresso dello slop-oil (Tmax=100°C) viene opportunamente regolata e mantenuta costante attraverso un sistema di regolazione della portata di vapore agli scambiatori, mentre il controllo della portata dello slop-oil (circa 8 m<3>/h per separatore) avviene tramite un sistema di regolazione posto sulla linea di alimentazione di ciascuna macchina. The inlet temperature of the slop-oil (Tmax = 100 ° C) is suitably regulated and kept constant through a system for regulating the flow of steam to the exchangers, while the control of the flow rate of the slop-oil (about 8 m <3> / h for separator) takes place through a regulation system placed on the feeding line of each machine.
Dalle tre uscite di ciascuna centrifuga, così alimentata, si ha: From the three outlets of each centrifuge, so powered, we have:
- una prima frazione 4 costituita da slop-oil depurato - una seconda frazione 5 costituita da acqua - a first fraction 4 consisting of purified slop-oil - a second fraction 5 consisting of water
- una terza frazione 6 costituita da fanghi. - a third fraction 6 consisting of sludge.
Lo slop-oil depurato 4, già in specifica per quanto concerne il contenuto di acqua, viene inviato al polmone 7 (15 m<3>), e da qui, tramite una pompa centrifuga, dopo aver scambiato calore con lo slop-oil che alimenta le macchine, inviato al serbatoio di stoccaggio e quindi all'impianto topping. Tale portata di slop-oil viene modulata in continuo in modo da mantenere stabile al 50% il livello del polmone 7. The purified slop-oil 4, already specifically regarding the water content, is sent to lung 7 (15 m <3>), and from here, through a centrifugal pump, after exchanging heat with the slop-oil which feeds the machines, sent to the storage tank and then to the topping plant. This slop-oil flow rate is modulated continuously in order to keep the lung level stable at 50% 7.
La seconda frazione 5, costituita dall'acqua uscente dalle 4 macchine, in quanto potrebbe contenere alcuni punti percento di idrocarburi, il cui valore è funzione della consistenza della fase emulsiva presente, viene inviata ad una 5a. centrifuga 8 (concentratore). The second fraction 5, consisting of the water coming out of the 4 machines, as it could contain some percentages of hydrocarbons, the value of which is a function of the consistency of the emulsive phase present, is sent to a 5a. centrifuge 8 (concentrator).
Tale stream prima di arrivare ad 8 entra nella parte più piccola della vasca 9 (16 m<3>). Quest'ultima è infatti divisa da un setto verticale in due parti (9A da 4 m<3 >e 9B da 12 m<3>); tali parti sono in comunicazione tra loro nella parte superiore. This stream, before reaching 8, enters the smallest part of tank 9 (16 m <3>). The latter is in fact divided by a vertical partition into two parts (9A of 4 m <3> and 9B of 12 m <3>); these parts are in communication with each other in the upper part.
L'acqua da depurare, con una portata costante, viene inviata, tramite una pompa centrifuga, al concentratore, previo riscaldamento con uno scambiatore 10 a piastre a vapore (temperatura dell'acqua in uscita prossima ai 100°C) e additivazione in linea di disemulsionante. The water to be purified, with a constant flow rate, is sent, through a centrifugal pump, to the concentrator, after heating with a steam plate exchanger 10 (outlet water temperature close to 100 ° C) and additives in the line of de-emulsifier.
L'acqua depurata in uscita dalla centrifuga 8 rientra nella vasca 9 e più precisamente in 9B in modo che le eventuali tracce di olio ancora presenti, galleggiando sull'acqua, tracimino in 9A. The purified water leaving the centrifuge 8 re-enters the tank 9 and more precisely in 9B so that any traces of oil still present, floating on the water, overflow into 9A.
Il livello di quest'ultimo viene mantenuto costantemente attorno al 50% tramite un sistema di regolazione che va a modulare il flusso di acqua depurata prelevata dal fondo di 9B e che viene inviata, sempre tramite una pompa centrifuga, al trattamento acque, non prima di essere stata refrigerata con acqua in uno scambiatore a piastre ad acqua il. The level of the latter is constantly maintained around 50% by means of a regulation system which modulates the flow of purified water taken from the bottom of 9B and which is sent, again by means of a centrifugal pump, to the water treatment, not before having been chilled with water in a water plate exchanger il.
I fanghi 6 vengono invece raccolti, assieme a quelli 13 uscenti dal concentratore 8, nella vasca 12 (5 m ). Da qui i fanghi, tramite una pompa volumetrica, comandata da un livello on/off posto su 12 e la cui portata viene regolata in funzione della consistenza dei fanghi, vengono inviati ad un decanter 14 il quale provvede a separare la fase liquida 15 da quella solida 16. The sludges 6 are instead collected, together with those 13 coming out of the concentrator 8, in the tank 12 (5 m). From here the sludge, by means of a volumetric pump, controlled by an on / off level set on 12 and whose flow rate is adjusted according to the consistency of the sludge, is sent to a decanter 14 which separates the liquid phase 15 from the solid 16.
Una pompa volumetrica, azionata da un sistema a celle di carico, provvede all'invio della fase solida dei fanghi in opportuni cassoni destinati allo smaltimento. Per quanto concerne lo slop-oil depurato 17 in uscita dal concentratore 8, questo raggiunge la vasca 18 e da qui, tramite una pompa volumetrica, inviato, previa refrigerazione con acqua in uno scambiatore a piastre 19, allo stoccaggio e quindi al topping. A volumetric pump, driven by a load cell system, sends the solid phase of the sludge to suitable bins for disposal. As regards the purified slop-oil 17 leaving the concentrator 8, this reaches the tank 18 and from here, by means of a volumetric pump, is sent, after cooling with water in a plate exchanger 19, to storage and then to topping.
Il procedimento descritto presenta, oltre al vantaggio di poter alimentare direttamente, con l'uscita di slopoil depurato, l'impianto di distillazione atmosferica, il fatto di essere completamente automatico, di non richiedere l'utilizzo di forni, di ridurre notevolmente i consumi di eventuali disemulsionanti richiesti, di ottenere in uscita dall'impianto tre stream con le seguenti caratteristiche: In addition to the advantage of being able to feed directly, with the purified slopoil outlet, the atmospheric distillation plant, the fact of being completely automatic, of not requiring the use of ovens, of notably reducing the consumption of any de-emulsifiers required, to obtain three streams at the output of the plant with the following characteristics:
SLOP-OIL DEPURATO - acqua inferiore allo 0.3% in volume - sedimenti inferiori al 50% in peso rispetto a quelli contenuti nello slop-oil in ingresso all'impianto. ACQUA DEPURATA - olio inferiore a 300 ppm PURIFIED SLOP-OIL - water less than 0.3% by volume - sediments less than 50% by weight with respect to those contained in the slop-oil entering the plant. PURIFIED WATER - oil below 300 ppm
- sedimenti inferiori all'1% in volume tenendo conto che la portata di olio in uscita dal concentratore è mediamente inferiore al 3.5% della portata di alimentazione dello slop-oil all'impianto. - sediments lower than 1% by volume, taking into account that the oil flow rate exiting the concentrator is on average less than 3.5% of the slop-oil feeding flow rate to the plant.
FASE SOLIDA FANGHI - olio inferiore al 15% SOLID PHASE SLUDGE - oil less than 15%
- acqua inferiore al 40% - water less than 40%
Inoltre, per la realizzazione del processo sopra descritto per il trattamento degli slop-oil vengono utilizzate macchine a funzionamento discontinuo (centrifughe) che, opportunamente disposte nel circuito assieme a delle capacità predefinite e sistemi di regolazione idonei, rende possibile effettuare il transito e il trattamento dello slop-oil, attraverso tali macchine, in modo continuo e completamente automatico. Furthermore, for the realization of the process described above for the treatment of slop-oils, discontinuous machines (centrifuges) are used which, suitably arranged in the circuit together with predefined capacities and suitable regulation systems, makes it possible to carry out the transit and treatment. of slop-oil, through these machines, in a continuous and completely automatic way.
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Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
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-
1995
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| EP0693544A2 (en) | 1996-01-24 |
| ITMI941513A0 (en) | 1994-07-20 |
| EP0693544A3 (en) | 1996-05-08 |
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