ITUB20159709A1 - Impianto per la preparazione di un olio combustibile a partire da un residuo bituminoso. - Google Patents

Impianto per la preparazione di un olio combustibile a partire da un residuo bituminoso. Download PDF

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Enrico Carlo Fumagalli
Mario Quattropani
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Mesea Tech S R L
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Description

“IMPIANTO PER LA PREPARAZIONE DI UN OLIO COMBUSTIBILE A PARTIRE DA UN RESIDUO BITUMINOSO”
Campo dell’ invenzione
La presente invenzione concerne il campo degli oli combustibili ed in particolare un impianto per la preparazione di un olio combustibile a partire da un residuo bituminoso.
T ecnica nota
Come è noto, le raffinerie di petrolio sono stabilimenti dove si separa il petrolio greggio (che è una miscela di idrocarburi di diverso peso molecolare, soprattutto idrocarburi paraffinici e naftenici) nei suoi componenti (detti "tagli"), e dove questi ultimi vengono trattati in una serie di processi successivi fino ottenimento dei prodotti commerciali, che possono essere di svariato tipo, tra cui:
miscele di composti organici a basso peso molecolare (quale ad esempio il GPL, una miscela di propano e butano contracce di etano e pentano);
- miscele di composti aventi elevato peso molecolare (ad esempio bitume).
Tra i residui prodotti dai processi di raffineria quello bituminoso è uno tra i più difficili e complessi da trattare.
Il suo smaltimento può infatti comportare costi onerosi e se non fatto adeguatamente un grosso impatto ambientale.
Compito della presente invenzione industriale è quindi quello di fornire una tecnologia tale da poter creare un olio combustibile a partire da un residuo bituminoso.
Sommario dell’invenzione
Pertanto, in un suo primo aspetto Tinvenzione riguarda un impianto per la preparazione di olio combustibile a partire da un residuo bituminoso comprendente:
- almeno un gruppo di alimentazione per un residuo bituminoso;
almeno un gruppo di alimentazione per un solvente;
caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo miscelatore a valle del detto gmppo di alimentazione per un residuo bituminoso e di detto gruppo di alimentazione per un solvente comprendente:
almeno una camera di miscelazione che si estende lungo una direzione di estensione;
detta camera di miscelazione comprendendo:
un ingresso per una amalgama di solvente e di residuo bituminoso;
una setto d’urto;
almeno una sezione variabile che diminuisce da detto ingresso a detto setto d’urto; almeno un apertura laterale per la fuoriuscita della miscela di solvente e di residuo bituminoso;
almeno un elemento valvolare di chiusura della detta apertura laterale atto ad aprirsi per consentire il passaggio della miscela di solvente e di residuo bituminoso quando la pressione di detta miscela nella camera di miscelazione supera un valore soglia prestabilito.
La presente invenzione, nel suddetto aspetto, può presentare almeno una delle caratteristiche preferite che qui di seguito sono descritte.
Preferibilmente, la camera di miscelazione presenta una sezione variabile che diminuisce in maniera monotona dall’ingresso per il solvente ed il residuo bituminoso al setto d’urto.
Vantaggiosamente, la camera di miscelazione comprende due aperture laterali per la fuoriuscita della miscela di solvente e di residuo bituminoso.
Convenientemente, l’elemento valvolare è incernierato alla camera di miscelazione ed è mobile angolarmente tra una prima posizione in cui l’elemento valvolare di chiusura chiude l’apertura laterale ed una seconda posizione in cui l’elemento valvolare di chiusura è, almeno parzialmente, discosto angolarmente dall’apertura laterale per consentire l’uscita della miscela di solvente e di residuo bituminoso.
Preferibilmente, l’elemento valvolare di chiusura comprende una pluralità fori.
Vantaggiosamente, ciascun foro della pluralità di fori presenta un asse di estensione formante un angolo tra 30° e 70° rispetto alla normale alla direzione di estensione della camera di miscelazione.
Convenientemente, ciascun foro presenta una sezione minore del 3% della superficie dell’ elemento valvolare.
Preferibilmente, la sommatoria delle sezioni dei fori presenti su ciascun elemento valvolare è minore del 20% della superficie del detto elemento valvolare.
Vantaggiosamente, la camera di miscelazione presenta una sezione minima in corrispondenza del setto d’urto, detta sezione minima essendo minore del 30% della sezione dell’ ingresso della camera di miscelazione.
Convenientemente, l’elemento di tenuta è realizzato in carbonio.
Preferibilmente, l’impianto comprende una pompa di mandata a monte della detta camera di miscelazione.
Vantaggiosamente, la camera di miscelazione comprende un elemento di fine corsa per limitare lo scostamento angolare dell’elemento valvolare di chiusura rispetto all’apertura laterale.
Preferibilmente, ciascuna apertura laterale presenta una sezione maggiore di compresa maggiore di 15 cm<2>.
Convenientemente, 1’impianto comprende una pompa di rilancio a valle della camera di miscelazione.
Preferibilmente, 1’impianto comprende dei mezzi riscaldanti del flusso circolante nei condotti deH’impianto.
Breve descrizione dei disegni
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’ invenzione appariranno maggionnente dalla descrizione dettagliata di alcune forme di esecuzione preferite, ma non esclusive di un impianto per la preparazione di un olio combustibile a partire da un residuo bituminoso secondo la presente invenzione.
Tale descrizione verrà esposta qui di seguito con riferimento agli uniti disegni, fomiti a scopo solo indicativo e, pertanto non limitativo, nei quali:
la figura 1 è una vista schematica in prospettiva di una prima forma di realizzazione delTimpianto per la preparazione di un olio combustibile a partire da un composto bituminoso secondo la presente invenzione;
- la figura 2 è una vista schematica in sezione ingrandita della camera di miscelazione mostrata in figura 1 ;
la figura 3 è una vista schematica laterale della camera di miscelazione mostrata in figura 1, con gli elementi valvolari nella prima posizione in cui chiudono le aperture laterali;
la figura 4 è una vista schematica laterale della camera di miscelazione mostrata in figura 1, con gli elementi valvolari nella loro seconda posizione in cui sono almeno parzialmente discosti dalle aperture laterali; e
la figura 5 è una vista schematica esterna e dall’ alto della camera di miscelazione mostrata in figura 1.
Descrizione dettagliata di forme realizzative dell’ invenzione
Con riferimento alle figure 1-5, un impianto per la preparazione di un olio combustibile a partire da un residuo bituminoso, secondo la presente invenzione, viene identificato con fi riferimento numerico 100.
L’impianto 100, nella forma di realizzazione mostrata in figura 1, presenta almeno un gmppo di alimentazione 1 per un residuo bituminoso, almeno un gmppo di alimentazione 2 per un solvente ed almeno una camera di miscelazione 14 disposta a valle del gruppo di alimentazione 1 per il residuo bituminoso e del gmppo di alimentazione 2 per il sovente ed almeno un serbatoio di post miscelazione 18.
Preferibilmente, il gmppo di alimentazione 1 del materiale bituminoso comprende un serbatoio 10 per il residuo bituminoso, un condotto di mandata 11 che diparte dal serbatoio 10 del residuo bituminoso, una pompa di mandata 12 e dei mezzi riscaldanti 13.
La pompa di mandata 12 preferibilmente è una pompa ad ingranaggi ed è dimensionata per portare il residuo bituminoso 2 ad una pressione di almeno 100 bar in ingresso alla camera di miscelazione 14.
La pompa di mandata 12 è disposta sul condotto di mandata 11 a monte della camera di miscelazione 14.
I mezzi riscaldanti 13 sono tali da riscaldare almeno una porzione del condotto di mandata 11 per innalzare la temperatura del residuo bituminoso che in essa scorre ad almeno 40°-45°.
I mezzi riscaldanti 13 sono mezzi riscaldanti noti per gli impianti di questo tipo e per tale ragione non ulterionnente descritti.
Ad una tale temperatura il residuo bituminoso inizia a liquefarsi favorendo la sua circolazione all’intemo del condotto di mandata 11.
Preferibilmente, il gmppo di alimentazione 2 del solvente comprende un serbatoio 15 per il solvente, un condotto 16 di alimentazione del solvente che diparte dal serbatoio 15 per il solvente ed un pompa dosatrice calibrata 17.
Il condotto 16 di alimentazione del solvente si immette, a valle della pompa dosatrice calibrata 17 nel condotto di mandata 11 prima dell’ ingresso alla camera di miscelazione 14.
L’innesto del condotto 16 di alimentazione con il condotto di mandata 11 preferibilmente avviene secondo una direzione inclinata.
In altri termini, in corrispondenza dell’innesto tra condotto 16 di alimentazione del solvente e condotto di mandata 11, la direzione del flusso di residuo bituminoso circolante nel condotto di mandata 11 forma un angolo di circa 30°-45° con la direzione del flusso di solvente circolante nel condotto 16.
II flusso di solvente che arriva nel condotto di mandata 11 trova il flusso di residuo bituminoso ed inizia a miscelarsi con questo formando un amalgama, prima dell’ingresso nella camera di miscelazione 14.
La camera di miscelazione 14 si estende lungo una direzione di estensione X-X ed è contenuta almeno parzialmente nel condotto di mandata 11 e con quest’ultimo è fluidamente collegato attraverso un ingresso 3 per amalgama di solvente e di residuo bituminoso.
L’ingresso 3 è posto ad una estremità della camera di miscelazione 14 e realizza la sezione massima della camera di miscelazione 14.
All’estremità opposta della camera di miscelazione 14, come meglio mostrato in figura 2, è presente un setto d’urto 4.
Il setto d’urto 4 è una parete chiusa disposta sostanzialmente ortogonalmente alla direzione di estensione X-X della camera di miscelazione 14.
Il setto d’urto 4 è generalmente disposto ad una distanza dall’ingresso 3 di almeno 15 cm preferibilmente almeno 20 cm.
La camera di miscelazione 14 presenta una sezione variabile che diminuisce dall’ingresso 3 al setto d’urto 4.
Preferibilmente, al fine di aumentare la pressione del flusso di amalgama di solvente e residuo bituminoso la camera di miscelazione 14 presenta una sezione che diminuisce in maniera monotona tra l’ingresso 3 e il setto d’urto 4.
Nella forma di realizzazione mostrata nelle figure la camera di miscelazione 14 presenta una forma sostanzialmente conica o troncoconica.
Sulla superficie laterale della camera di miscelazione 14 è presente almeno un apertura laterale 8 per la fuoriuscita della miscela di solvente e residuo bituminoso che si viene a formare a causa del moto turbolento afi’intemo della camera di miscelazione 14 stessa. Nella fonna di realizzazione mostrata in figura sono presenti quattro aperture laterali 8 disposte a coppie affiancate, ciascuna coppia essendo diametralmente opposte alla restante rispetto alla direzione di estensione X-X.
Ciascuna apertura laterale 8 presenta una sezione compresa maggiore di 15cm<2>. Preferibilmente, ciascuna apertura laterale 8 presenta una sezione compresa tra di 16 cm<2>e 25 cm<2>.
Nella fonna di realizzazione mostrata nelle figure 2,3 ciascuna apertura laterale 8 presenta una forma sostanzialmente rettangolare che si estende in direzione della direzione di estensione X-X, ma potrebbe presentare una altra forma senza uscire dall’ambito di tutela della presente invenzione.
Ciascuna apertura laterale 8 è chiusa da un elemento valvolare 9 di chiusura atto ad aprirsi per consentire il passaggio della miscela di solvente e residuo bituminoso al di fuori della camera di miscelazione 14 quando la pressione della miscela nella camera di miscelazione 14 supera un valore soglia prestabilito.
L’elemento valvolare 9 di chiusura si presenta in forma laminare ed è sagomato in modo curvilineo per accoppiarsi con la superficie esterna dell’apertura laterale 8.
Ciascun elemento valvolare 9 di chiusura presenta uno spessore compreso tra 3 mm e 10 mm, preferibilmente tra 4 mm e 7 mm.
Nella forma di realizzazione mostrata nelle figure ciascun elemento valvolare 9 di chiusura è preferibilmente realizzato in carbonio.
Ciascun elemento valvolare 9 di chiusura è incernierato alla camera di miscelazione 14 ed in particolare alla sua superficie esterna ed è mobile angolarmente per aprire o chiudere la relativa apertura laterale 8 in corrispondenza della quale è incernierato.
In particolare, ciascun elemento valvolare 9 di chiusura è mobile tra una prima posizione, mostrata in figura 3, in cui l’elemento valvolare 9 di chiusura chiude la relativa apertura laterale 8 ed una seconda posizione in cui l’elemento valvolare 9 di chiusura è discosto angolarmente, almeno parzialmente, dalla chiusura laterale 8 per consentire l’uscita della miscela di solvente e di residuo bituminoso dall’apertura laterale 8.
Nella fonna di realizzazione mostrata nelle figure, l’estremità non incernierata dell’elemento valvolare 9 si discosta angolarmente dalla superficie esterna della camera di miscelazione 14 al massimo per un angolo tra 15° e 25°.
Per limitare lo scostamento angolare di ciascun elemento valvolare 9 rispetto alla superficie esterna della camera di miscelazione 14 è presente un elemento di fine corsa 20
Nella fonna di realizzazione mostrata nelle figure, l’elemento di fine corsa 20 è rappresentato da una lamella 21 sostanzialmente rettangolare vincolata rigidamente in conispondenza di una sua estremità alla superficie esterna della camera di miscelazione 14.
La lamella 21 è vincolata in maniera rigida alla superficie esterna della camera di miscelazione 14 in modo da fonnare un angolo β minore di 30° con la superficie esterna della camera di miscelazione 14.
La lamella 21 si estende anch’essa secondo la direzione di estensione X-X, in modo da essere radialmente esterna all’elemento valvolare 9, rispetto all’asse X-X.
La lamella 21 presenta una lunghezza misurata secondo la direzione di estensione X-X pari ad almeno il 50% dell’estensione dell’elemento valvolare 9 secondo la direzione X-X.
Come meglio mostrato in figura 3 ciascun elemento valvolare 9 comprende una pluralità di fori 7 passanti.
Ciascun foro si estende lungo un asse atto a fonnare un angolo con la normale alla direzione di estensione X-X.
Preferibilmente, ciascun foro 7 presenta un asse di estensione formante una angolo tra 30° e 70° rispetto alla normale alla detta direzione di estensione X-X della detta camera di miscelazione 14.
Preferibilmente, ciascun elemento valvolare 9 presenta un numero di fori 7 compreso tra sette e quindici.
In particolare, nella forma di realizzazione mostrata in figura sono presenti dodici fori 7. Ciascun foro 7 consente la fuoriuscita della miscela di residuo bitumino e solvente anche quado l’elemento valvolare 9 di chiusura è in posizione chiusa, vale a dire accostato all’ apertura laterale 8.
Ciascun foro 7 presenta una sezione minore del 3% della superficie complessiva dell’elemento valvolare 9 di chiusura.
Preferibilmente ciascun foro 7 presenta una sezione minore del 2% della superficie complessiva dell’elemento valvolare 9 di chiusura.
La sommatoria delle sezioni dei fori 7 presenti su ciascun elemento valvolare 9 di chiusura è minore del 20% della superficie totale dell’elemento valvolare 9 di chiusura. Preferibilmente, la sommatoria delle sezioni dei fori 7 presenti su ciascun elemento valvolare 9 di chiusura è minore del 15% della superficie totale dell’elemento valvolare 9 di chiusura.
I fori 7 della pluralità di fori possono, come nella forma di realizzazione mostrata in figura non presentare tutti la stessa forma. In dettaglio, le sezioni di due fori 7 potrebbero presentare differente fonna.
In particolare nella forma di realizzazione mostrata nelle figure 3-5, i fori sono disposti secondo file parallele e presentano forma circolare e rettangolare.
In particolare, ogni foro circolare di una fila è alternato ad un foro rettangolare.
Potrebbero essere previste fori dotati di sezione con differente forma, ad esempio quadrata o ellittica, senza discostarsi dall’ambito di tutela della presente invenzione. A valle della camera di miscelazione 14 è previsto un serbatoio di post- miscelazione 18 in cui viene stoccata la miscela di residuo bituminoso e solvente uscita dalla camera di miscelazione 14 che a questo punto costituiscono l’olio combustibile.
II serbatoio di post-miscelazione 18 è unito alla camera di miscelazione da un condotto 22. Una pompa di rilancio 6 è disposta sul condotto 22 a valle della detta camera di miscelazione 14.
Sul condotto 22 per agevolare il flusso di miscela di residuo bituminoso e solvente verso il serbatoio 18 di post-miscelazione può essere previsto un mezzo riscaldante 19.
Nella forma di realizzazione mostrata in figura 1 il serbatoio 18 è anche dotato di un gmppo di ricircolo composto dal condotto 23 e da una pompa di ricircolo 24.
Dal serbatoio 18 di post-miscelazione diparte anche un condotto 25 di spillamento dell’olio combustibile
La presente invenzione è stata descritta con riferimento ad alcune forme reali zzati ve. Diverse modifiche possono essere apportate alle forme realizzative descritte nel dettaglio, rimanendo comunque nell’ambito di protezione dell’invenzione, definito dalle rivendicazioni seguenti.

Claims (15)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto (100) per la preparazione di olio combustibile a partire da un residuo bituminoso comprendente: almeno un gmppo di alimentazione (1) per un residuo bituminoso; - almeno un gmppo di alimentazione (2) per un solvente; caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo miscelatore (5) a valle del detto gmppo di alimentazione (1) per un residuo bituminoso e di detto gmppo di alimentazione (2) per un solvente comprendente: almeno una camera di miscelazione (14) che si estende lungo una direzione di estensione (X-X); detta camera di miscelazione (14) comprendendo: un ingresso (3) per una amalgama di solvente e di residuo bituminoso; un setto (4) d’urto; almeno una sezione variabile che diminuisce da detto ingresso (3) a detto setto d’urto (4); almeno una apertura laterale (8) per la fuoriuscita della miscela di solvente e di residuo bituminoso; almeno un elemento valvolare (9) di chiusura della detta apertura laterale (8) atto ad aprirsi per consentire il passaggio della miscela di solvente e di residuo bituminoso quando la pressione di detta miscela nella camera di miscelazione (14) supera un valore soglia prestabilito.
  2. 2. Impianto (100) per la preparazione di un olio combustibile a partire da un residuo bituminoso secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta camera di miscelazione (14) presenta una sezione variabile che diminuisce in maniera monotona da detto ingresso (3) per una amalgama di solvente e di residuo bituminoso a detto setto (4).
  3. 3. Impianto (100) per la preparazione di un olio combustibile a partire da un residuo bituminoso secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta camera di miscelazione (14) comprende quattro aperture laterali (8) per la fuoriuscita della miscela di solvente e di residuo bituminoso.
  4. 4. Impianto (100) per la preparazione di un olio combustibile a partire da un residuo bituminoso secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento valvolare (9) di chiusura è incernierato alla detta camera di miscelazione (14) ed è mobile angolarmente tra una prima posizione in cui l’elemento valvolare (9) di chiusura chiude la detta apertura laterale (8) ed una seconda posizione in cui detto elemento valvolare (9) è almeno parzialmente discosto angolannente da detta chiusura (8) per consentire l’uscita della detta miscela di flussante e di residuo bituminoso.
  5. 5. Impianto (100) per la preparazione di un olio combustibile a partire da un residuo bituminoso secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento valvolare (9) di chiusura comprende una pluralità fori (7).
  6. 6. Impianto (100) per la preparazione di un olio combustibile a partire da un residuo bituminoso secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che ciascun foro della detta pluralità di fori (7) presenta un asse di estensione formante una angolo ha 30° e 70° rispetto alla normale alla detta direzione di estensione (X-X) della detta camera di miscelazione (14).
  7. 7. Impianto (100) per la preparazione di un olio combustibile a partire da un residuo bituminoso secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che ciascun foro (7) presenta una sezione minore del 3% della superficie del detto elemento valvolare (9).
  8. 8. Impianto (100) per la preparazione di un olio combustibile a partire da un residuo bituminoso secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la sommatoria delle sezioni dei fori (7) presenti su ciascun elemento valvolare (9) di chiusura è minore del 20% della superficie del detto elemento valvolare (9) di chiusura.
  9. 9. Impianto (100) per la preparazione di un olio combustibile a partire da un residuo bituminoso secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la detta camera di miscelazione (14) presenta una sezione minima in corrispondenza del setto d’urto (4), detta sezione minima essendo minore del 30% della sezione del detto ingresso (3) della camera di miscelazione (14).
  10. 10. Impianto (100) per la preparazione di un olio combustibile a partire da un residuo bituminoso secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento valvolare (9) di chiusura è realizzato in carbonio.
  11. 11. Impianto (100) per la preparazione di un olio combustibile a partire da un residuo bituminoso secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere una pompa di mandata (5) a monte della detta camera di miscelazione (14).
  12. 12. Impianto (100) per la preparazione di un olio combustibile a partire da un residuo bituminoso secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un elemento di fine corsa (20) per limitare lo scostamento angolare del detto elemento valvolare (9) di chiusura rispetto ai a apertura laterale (8).
  13. 13. Impianto (100) per la preparazione di un olio combustibile a partire da un residuo bituminoso secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascuna apertura laterale (8) presenta una sezione maggiore dil5 cm<2>
  14. 14. Impianto (100) per la preparazione di un olio combustibile a partire da un residuo bituminoso secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere una pompa di rilancio (6) a valle della detta camera di miscelazione (14).
  15. 15. Impianto (100) per la preparazione di un olio combustibile secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere dei mezzi riscaldanti (13,19) del flusso circolante nei condotti de impianto.
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