MXPA00011489A - Granulacion de residuos de petroleo. - Google Patents

Abstract

Se describe un metodo y un aparato para hacer granulos de residuos de petroleo subtancialmente esfericos, homogeneos, que tienen un intervalo de tamano entre 0.1 y 10mm, una penetracion de esencialmenteo, una temperatura del punto de ablandamiento de aproximadamente 200 ° (93°) a aproximadamente 400 °F (204.4 ° C), un contenido de agua residual de aproximadamente 0.1 a 10 por ciento en peso, y un contenido de azufre menor del 10 por ciento en peso. El proceso incluye alimentar el material en un estado fundido a un cabezal de granulacion giratorio, para descargar el material en un espacio libre en el extremo superior del recipiente de granulacion, que tiene un diametro mayor que el diametro de expulsion del material descargado, permitiendo que el material descargado se rompa, y se formen granulos liquidos substancialmente esfericos y caiga hacia abajo en un rocio liquido y/o bano para solidificar los ganulos. El aparato tiene un recipiente de granulacion vertical, con una zona de granulacion superior, una zona que forma la esfera debajo de la zona de granulacion, una zona de enfriamiento debajo de la zona que forma la esfera, un bano debajo de la zona de enfriamiento, y un cabezal de granulacion en la zona de granulacion giratoria, a lo largo de un eje vertical y que tiene una pluralidad de orificios de descarga para expulsar el material fundido radialmente hacia afuera. Una altura vertical de la zona que forma la esfera es suficiente para permitir que el material descargargado del cabezal de granulacion forme granulos liquidos substancialmente esfericos. Se proporcionan boquillas para rociar ugua hacia adentro en la zona de enfriamiento, para enfriar y solidificar al menos parcialmente los granulos liquidos a ser recolectados en el bano. Tambien se describe un pretratamiento de residuo blando (temperatuta del punto de ablandamiento menor de 200 °F (93°C )), mediante la oxidacion del aire para producir un residuo duro adecuado para alimentarse al cabezal de granulacion.

Description

GRANULACIÓN DE RESIDUOS DE PETRÓLEO Campo de la Invención La presente invención está dirigida a un método y aparato para granular un residuo de petróleo, en donde el residuo se granula en un estado fundido utilizando un cabezal de granulación giratorio, las partículas líquidas del residuo hechas por el cabezal de granulación se forman en esferas antes de solidificar, y las partículas esféricas se enfrían a continuación y solidifican en una forma sustancialmente esférica. La presente invención también está dirigida a granulos de residuos de petróleo, que pueden almacenarse y/o embarcarse a temperaturas ambiente. La invención también está dirigida al endurecimiento de un residuo de petróleo relativamente blando, por la oxidación del aire controlada a temperaturas elevadas, para formar un residuo de petróleo duro que puede granularse y almacenarse/embarcarse a temperatura ambiente.

Antecedentes de la Invención El residuo del petróleo de la destilación tiene un amplio número de usos, incluyendo el asfalto para pavimentos y el combustible. El asfalto grado para pavimento, utilizado en la construcción de caminos, debe cumplir con un número de especificaciones, incluyendo la última especificación SHRP, viscosidad (usualmente 200-5000 poises a 60°F) (15.55°C) ) , penetración (usualmente mayor de 30 a 200 dmm) , la relación de penetración de 15°F/25°F (-9.4°C/3.8°C) (usualmente arriba de aproximadamente 0.3), ductilidad, susceptibilidad a la temperatura y otros. Poner en contacto la fracción residual del petróleo con aire a una temperatura elevada, también referida como "refinado al aire", es una manera convencional para mejorar las características de ciertos grados de residuo, para hacerlos adecuados para usarse como un asfalto para pavimento. Sin embargo, la técnica anterior no parece describir la aplicación práctica de refinar al aire un residuo relativamente suave, para obtener un residuo relativamente duro, que puede granularse para el almacenamiento y/o envío. Como se utiliza en la presente especificación y reivindicaciones, un "residuo suave" o una "temperatura del punto de ablandamiento bajo", se refiere a un residuo de petróleo que tiene una penetración por arriba de 0, y una temperatura del punto de ablandamiento de anillo y esfera (R&B) abajo de 200°F (93.33°C). Un "residuo duro", o una "temperatura del punto de ablandamiento alto", se refiere a un residuo de petróleo con una penetración de esencialmente 0 y la temperatura de punto de ablandamiento R&B es superior a 200°F (93.33°C) . Las referencias representativas que describen equipo y metodología para refinar al aire residuos o asfalteno, incluyen las Patentes de los Estados Unidos 2,616,837 a Roediger; 2,627,498 a Fink et al; 2,861,939 a Biribauer et al; 2,889,296 a Morris et al; 3,462,359 a Fauber; 3,598,716 a Fauber; 3,751,278 a Alexander; 3,779,892 a Forster et al; 3,868,315 a Forster et al; 3,935,093 a Senolt et al; 3,989,616 a Pagen et al; 4,052,290 a Cushman et al; 4,207,117 a Espenscheid et al; 4,283,230 a Clementoni et al; 4,332,671 a Boyer; 4,933,067 a Rankel; 4,975,176 a Begliardi et al; 5,228,977 a Moran et al; 5,320,739 a Moran et al; 5,932,186 a Romine et al; y 5,939,474 a Gooswilligen et al. La tecnología de refinado al aire está disponible comercialmente bajo la designación comercial de BITUROX, por ejemplo. En contraste con el asfalto para pavimento, las especificaciones para el petróleo grado combustible, que es quemado como un combustible, son mucho menos estrictas. El residuo generalmente tiene un valor calorífico más alto, y mejores características de combustión, comparadas con el carbón y el coque de petróleo, esto es por lo que el residuo se ha agregado al carbón y al coque como un aditivo para combustible para ayudar a la combustión. Sin embargo, un residuo pesado con una temperatura de punto de ablandamiento baja, es difícil de almacenar y/o transportar sin requerimientos de manejo y empacados significativos. Con el tiempo, incluso cuando inicialmente pueden parecer sólidos a condiciones ambientales, estos materiales con bajo punto de ablandamiento exhiben características de flujo líquido a temperaturas elevadas. Estos materiales han sido transportados típicamente como un producto semisólido, como un producto casi líquido, o como un producto líquido diluido. La forma semisólida debe embarcarse en un contener cerrado para evitar las fugas y el derrame, es usualmente recalentado antes de utilizarse, y el alto costo del empaque y manejo del material, de esta manera, permite usualmente la aplicación a volúmenes usualmente pequeños del producto. Como un producto casi líquido, el residuo pesado se mantiene a temperaturas elevadas suficientes para mantener el material en un estado líquido. Este método es también caro y tiene una aplicación práctica limitada. Como un producto líquido diluido, el residuo pesado se mezcla con destilados de hidrocarburo ligero, para mantener la mezcla en un estado líquido a temperaturas inferiores. Como resultado, los hidrocarburos más ligeros con los cuales el residuo se mezcla, son sustancialmente de un grado menor en valor. Un residuo granulado que permanece sólido fluiría libremente, y podría almacenarse, empacarse, transportarse, y manejarse fácilmente. Los intentos previos para granular un residuo con una temperatura del punto de ablandamiento baja, se han basado en el encapsulamiento del residuo con un recubrimiento sólido. El recubrimiento del residuo complica el proceso de encapsulación, resulta en un producto de composición heterogénea, agrega costos debido a la naturaleza generalmente cara del material de revestimiento, no siempre es efectivo debido a la ruptura o rompimiento del revestimiento y/o a la disolución del revestimiento por el agua, si el revestimiento es soluble en agua, y el revestimiento puede afectar adversamente las características de combustión del residuo. Las referencias representativas que ensañan varios aparatos y metodología para encapsulación incluyen las patentes Estadounidenses 3,105,128 a Somerville; 3,310,612 a Somerville; 4,123,206 a Danelly; 4,128,409 a Danelly; 4,386,895 a Sodickson; y 5,637,350 a Ross. La Patente Estadounidense 4,931,231 a Teppo et al, describe un método para manufacturar granulos discretos de material asfáltico, haciendo fluir el material asfáltico en una forma fundida, como un flujo anular alargado, directamente en agua de enfriamiento, para solidificar y fragmentar la corriente alargada en partículas sólidas discretas. Las partículas formadas como resultado de la fragmentación no son esféricas, y tiene características de flujo y/o manejo no deseadas. Por ejemplo, las partículas pueden estar libres de polvo cuando se hacen, pero debido a los bordes dentados, puede resultar en la formación de polvo considerable con el manejo. La Patente Estadounidense 3,877,918 a Cerbo, describe un aparato para producir partículas de vidrio esféricas, proyectando de manera centrífuga partículas de vidrio triturado en un tubo de aspiración de un horno de perlas, utilizando un receptáculo giratorio. El receptáculo giratorio forma una nube de partículas de vidrio sólido dispersas de manera uniforme, las cuales se dirigen hacia arriba hacia la cámara de expansión del horno, para calentar y formar las partículas de vidrio mediante la tensión superficial, en esferas. La técnica anterior no parece describir un método o aparato para hacer granulos de residuos de petróleo esféricos, alimentando el residuo en un estado fundido a un cabezal de granulación giratorio, permitiendo que el residuo descargado del cabezal de granulación se rompa en partículas, y forme esferas debido a la tensión superficial del residuo fundido, conforme las partículas pasan por gravedad a través de una zona de alta temperatura, y a continuación enfriando el material fundido en un medio refrigerante, para solidificar las partículas en su forma sustancialmente esférica. Tampoco parece haber ninguna descripción previa de granulos de residuo de petróleo sustancialmente esféricos, de una composición homogénea (no recubierto) que tengan una temperatura de punto de ablandamiento alta, ni de un método o aparato para hacer granulos de residuos esféricos, para el almacenamiento y envío a temperatura ambiente, para utilizarse en procesos de combustión como un combustible o un aditivo para combustible.

Breve Descripción de la Invención La presente invención produce partículas sustancialmente esféricas de un material tal como un residuo de petróleo, que es normalmente sólido a temperatura ambiente, pero puede licuarse a una temperatura elevada. La presente invención produce un producto de residuo de petróleo granulado de composición homogénea, adecuado para el almacenamiento y envío a temperatura ambiente antes del uso final. Los granulos son relativamente duros y tienen una temperatura del punto de ablandamiento de más de 200°F (93.33°C), de manera de no se pegan juntos a temperatura ambiente y a las temperaturas de transporte. Si el material de alimentación del residuo no es suficientemente duro, puede endurecerse por oxidación con aire a temperatura elevada. El residuo es granulado a temperaturas de fusión utilizando un cabezal de granulación giratorio, que descarga el residuo fundido en un espacio de vapor a alta temperatura. Conforme el residuo es expulsado del cabezal de granulación y cae por gravedad, se rompe en pequeñas piezas que se forman en esferas mientras están líquidas. Después de que las esferas se forman en un estado líquido, los granulos se enfrían y solidifican, por ejemplo, pasando las esferas a través de un rocío de agua y recolectándolas en un baño de agua. Ampliamente, la invención proporciona un proceso para granular un residuo de petróleo. El proceso comprende (1) calentar el residuo a una temperatura a la cual está en un estado líquido, (2) alimentar continuamente el residuo fundido a una entrada de un cabezal de granulación centrífugo, que comprende una pluralidad de orificios de descarga arreglados radialmente en comunicación fluida con la entrada, (3) girar el cabezal de granulación para descargar el residuo de los orificios en un espacio libre cerca de un extremo superior de un recipiente de granulación, que tiene un diámetro mayor que el diámetro de expulsión del residuo descargado, (4) permitir que el residuo descargado se rompa y forme granulos sustancialmente esféricos en una zona de alta temperatura del recipiente de granulación, en la cual el residuo es líquido, y que caigan hacia abajo en contacto con un medio de enfriamiento, en el cual el residuo es insoluble, y el cual se mantiene a una temperatura efectiva para enfriar/solidificar los granulos, (5) extraer una mezcla de los granulos solidificados y el medio de enfriamiento del recipiente de granulación, y (6) separar sustancialmente granulos del medio de enfriamiento. Los orificios de descarga en el cabezal de granulación se arreglan de preferencia en una circunferencia del cabezal de granulación, en una pluralidad de hileras inferiores y superiores separadas verticalmente. La hilera o hileras inferiores puede colocarse en un diámetro más pequeño del eje de rotación del cabezal de granulación que la hilera o hileras. El cabezal de granulación tiene una circunferencia ahusada desde una hilera más superior de orificios a una hilera más inferior, y puede girarse de aproximadamente 10 a aproximadamente 5000 rpm. El cabezal de granulación de preferencia tiene un diámetro de aproximadamente 2 pulgadas (5.8 cm) a aproximadamente 5 pies (152.4 cm) , los orificios de un diámetro de aproximadamente 1/32 de pulgada (0.07 cm) a aproximadamente 1 pulgada (2.54 cm) , y una capacidad de producción de aproximadamente 1 a aproximadamente 1000 lbs/hr (453.60 Kg/hr) de residuo por orificio, el diámetro de expulsión de aproximadamente 1 pie (30.48 cm) a aproximadamente 15 pies (457.2 cm) , y el tamaño de los granulos que varían de aproximadamente 0.1 mm a aproximadamente 10 mm. El medio de enfriamiento es de preferencia agua, y el baño de agua se mantiene en el recipiente de granulación a una temperatura de aproximadamente 40° (4.44°C) a aproximadamente 190°F (87.77°C). El agua se introduce de preferencia en el recipiente de granulación como un rocío directamente hacia adentro, por ejemplo un rocío fino, en una zona de enfriamiento arriba del baño, para enfriar al menos parcialmente los granulos esféricos antes de que entren al baño. La suspensión extraída del recipiente de granulación está de preferencia no más de aproximadamente 50°F (10°C) más caliente que el agua introducida en la zona de enfriamiento. El proceso puede incluir también los pasos de recolectar el agua del paso de separación, y filtrar, enfriar y reciclar el agua enfriada a la zona de enfriamiento . El proceso también puede incluir el paso de ventilar vapor cerca de un extremo superior del recipiente de granulación y/o paso de calentar un extremo superior del recipiente de granulación para mantener una zona de temperatura sustancialmente constante en la vecindad del cabezal de granulación. El proceso puede comprender además el paso de transportar los granulos recuperados a temperatura ambiente, a una ubicación remota del recipiente de granulación, en donde los granulos se utilizan para la combustión, tal como un mejorador de la combustión, o aditivo al coque y/o carbón, en mezcla con un destilado para aceite combustible, o lo similar. El residuo de petróleo alimentado al paso de calentamiento, de preferencia tiene una penetración de esencialmente de 0 y una temperatura de punto de ablandamiento de 200° a 400°F (84° a 184°C), de manera más preferida, tiene una temperatura del punto de ablandamiento de aproximadamente 230° (99°) a aproximadamente 350°F (159°C). El residuo se obtiene de preferencia como una fracción rica en asfalteno, de un proceso de desasfaltado de solvente. El residuo alimentado, se calienta de preferencia a una temperatura de aproximadamente 350° (159°) a aproximadamente 700°F (334 °C), y los granulos recubiertos de la separación, pueden tener un contenido de agua residual de 0.1 a 10 por ciento en peso. El proceso también puede incluir quemar los granulos de residuos transportados, por ejemplo, como un combustible para combustión, como un aditivo para la combustión del carbón y/o hulla de petróleo, o como un componente mezclado con destilados en un aceite combustible. El proceso puede comprender además, el paso de poner en contacto un residuo de petróleo blando con aire a una temperatura de aproximadamente 350° (159°) a aproximadamente 700°F (334°C), durante un periodo de tiempo efectivo para reducir la penetración del residuo a esencialmente 0 e incrementar la temperatura del punto de ablandamiento a más de 200°F (84°C), para formar un residuo duro adecuado para utilizarse como un residuo de alimentación para la granulación. El residuo blando puede obtenerse como un residuo de torre atmosférica o como una fracción rica en asfalteno, del solvente de un residuo de petróleo, especialmente el desasfaltado de propano. El paso de poner en contacto con aire es de preferencia durante un periodo de tiempo de aproximadamente 2 a aproximadamente 5 horas.

En otro aspecto de la invención, se proporciona un proceso para hacer granulos de un residuo de petróleo, a partir de un residuo de petróleo blando. El proceso incluye poner en contacto un residuo blando que tiene una penetración mayor de 0 y una temperatura del punto de ablandamiento por debajo de aproximadamente 200°F (84°C), con aire a una temperatura de aproximadamente 350° (159°) a aproximadamente 700°F (334°C), durante un perido de tiempo efectivo para formar un residuo duro que tiene una penetración de esencialmente 0 y una temperatura de punto de ablandamiento superior a 250°F (109°C) , y formar el residuo duro en granulos. El proceso también puede incluir quemar los granulos por ejemplo, como un combustible o aditivo para combustible. En un aspecto adicional de la invención, se proporciona un granulador para hacer granulos esféricos a partir de un material como un residuo de petróleo, el cual es normalmente sólido a temperatura ambiente, pero que puede licuarse a temperatura elevada. El granulador incluye un recipiente de granulación vertical, que tiene una zona de granulación superior, una zona que forma esferas caliente, por debajo de la zona de granulación, una zona de enfriamiento por debajo de la zona que forma esferas, y un baño de enfriamiento líquido inferior, por debajo de la zona de enfriamiento. Un cabezal de granulación está colocado centralmente en la zona de granulación, y gira a lo largo de un eje vertical. El cabezal de granulación tiene una pluralidad de orificios de descarga, para expulsar el material fundido radialmente hacia fuera. Un diámetro de expulsión del cabezal de granulación es menor que un diámetro interno del recipiente de granulación. Se proporciona una línea de proceso para suministrar el material al cabezal de granulación. Una altura vertical de la zona que forma esferas es suficiente para permitir que el material líquido descargado del cabezal de granulación se forme en una forma sustancialmente esférica mientras está en estado líquido. Pueden proporcionarse boquillas para rociar el medio de enfriamiento líquido, de preferencia agua en la forma de un rocío, hacia adentro en la zona de enfriamiento, para enfriar y solidificar al menos la superficie externa de las esferas a ser recolectadas en el baño. Se proporciona otra línea para suministrar el agua a las boquillas, y al baño para mantener la temperatura relativamente baja del baño en el recipiente de granulación. Se proporciona una línea adicional para extraer una suspensión de los granulos en el agua del baño. Se proporciona un separador líquido-sólido para eliminar el agua de los granulos de la suspensión.

El granulador también puede incluir un recipiente de oxidación para poner en contacto un residuo suave, que tiene una penetración mayor de 0, y de preferencia menor de 100 dmm, con aire a una temperatura de aproximadamente 350°F (129°C) a aproximadamente 700°F (334°C), durante un periodo de tiempo efectivo, para reducir la penetración del residuo a esencialmente 0, y para incrementar la temperatura del punto de ablandamiento más de 200°F (84°C), para formar un residuo duro adecuado para alimentarse al cabezal de granulación. El granulador puede incluir además, de preferencia una unidad desasfaltadora del solvente, para obtener residuos suaves como la fracción de asfalteno de la desasíaltación del solvente de un residuo de petróleo. Los orificios de descarga del cabezal de granulación están arreglados de preferencia en una circunferencia del cabezal de granulación, en una pluralidad de hileras superiores e inferiores separadas verticalmente, en donde la hilera o hileras inferiores se colocan en un diámetro menor del cabezal de granulación que la hilera o hileras superiores. El cabezal de granulación puede tener una circunferencia usada, ya sea continua o ahusada, desde una hilera más superior a un diámetro relativamente grande a una hilera más inferior a un diámetro relativamente pequeño. En una modalidad alternativa, el cabezal de granulación comprende de preferencia una pluralidad de anillos de diferente diámetro, con orificios formados en una circunferencia externa de cada anillo, en donde los anillos están asegurados al cabezal de granulación en una manera descendente, cada anillo sucesivamente inferior tiene un diámetro más pequeño que el anillo precedente. El granulador de preferencia tiene un accionador para girar el cabezal de granulación de aproximadamente 10 a aproximadamente 5000 rpm, en donde el cabezal de granulación tiene un diámetro de aproximadamente 2 pulgadas (5.08 cm) a aproximadamente 5 pies (1.52 m) , y en donde los orificios tienen un diámetro de aproximadamente 1/32 de pulgada (0.079 cm) a aproximadamente 1 pulgada (2.54 cm) , y una capacidad de producción de aproximadamente 1 a aproximadamente 1000 Ibs/hr (453.6 kg/hr) de material fundido por orificio. El medio de enfriamiento es de preferencia agua, y el granulador también de preferencia incluye un enfriador para mantener el baño en el recipiente de granulación a una temperatura de aproximadamente 40° (4°C) a aproximadamente 190°F (79°C). El baño acuoso se preferencia contiene una cantidad menor de un tensoactivo no espumante. El recipiente de preferencia tiene un fondo cónico que contiene al baño y una descarga en el extremo inferior del fondo cónico, para alimentar la suspensión en la línea de tracción. Puede proporcionarse un filtro para filtrar el agua recuperada del separador líquido-sólido, se proporciona un enfriador para enfriar el agua filtrada y una línea de reciclaje se proporciona para reciclar el agua enfriada a la línea de suministro. De preferencia se proporciona una línea de ventilación para extraer el vapor del recipiente de granulación cerca de un extremo superior del mismo. También puede proporcionarse un calentador para calentar un extremo superior del recipiente, para mantener una zona de temperatura sustancialmente constante adyacente al cabezal de granulación, particularmente durante las operaciones de inicio. En una modalidad preferida, se proporciona una línea para introducir vapor en la zona que zona la esfera. El separador líquido-sólido de preferencia comprende un tamiz oscilante. El granulador puede comprender además, una banda transportadora para transportar los granulos desde el tamiz oscilante al almacenamiento, empaque y/o envío a temperatura ambiente. En otro aspecto, la presente invención proporciona granulos de residuo de petróleo homogéneos, sustancialmente esféricos, adecuados para la combustión, que tienen un intervalo de tamaño entre 0.1 y 10 mm, una penetración inicialmente de 0, una temperatura del punto de ablandamiento de aproximadamente 200° (84°) a aproximadamente 400°F (184°C), de preferencia de aproximadamente 230° (99°) a aproximadamente 350°F (159°C), un contenido de agua residual de aproximadamente 0.1 a 10 por ciento en peso, y un contenido de azufre menor del 10 por ciento en peso. Los granulos de residuo pueden comprender un residuo duro producido por un proceso que comprende poner en contacto un residuo blando con aire, a una temperatura elevada, durante un periodo de tiempo efectivo para convertir el residuo blando a un residuo duro, de preferencia de 2 a 5 horas .

Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 es un diagrama de flujo del proceso simplificado de una modalidad del método de granulación de un residuo de petróleo duro, de acuerdo con la presente invención. La Figura 2 es un diagrama de flujo del proceso simplificado de una modalidad alternativa del método de la Figura 1, que incluye la oxidación con aire de un residuo blando, para convertirlo a un residuo duro antes de la granulación.

La Figura 3 es un diagrama de flujo simplificado de un granulador de acuerdo con una modalidad de la invención. I La Figura 4 es un diagrama esquemático simplificado de una modalidad de un cabezal de granulación de acuerdo con la presente invención. La Figura 5 es un diagrama esquemático simplificado de una modalidad alternativa de un cabezal de granulación de acuerdo con la presente invención.

Descripción Detallada Los residuos de petróleo que son adecuados para la granulación de acuerdo con la presente invención, incluyen cualguier material rico en asfalteno, particularmente la fracción de asfalteno del desasfaltado de solvente con propano u otro solvente, como se practica en la tecnología del proceso de desasfaltado de solvente comercialmente disponible bajo las designaciones comerciales ROSE, DEMEX, SOLVAHL, y lo similar. El término "residuos" como se utiliza en la presente especificación y reivindicaciones, también abarca otras fuentes que contienen asfalteno, de residuos de petróleo tales como, por ejemplo, fondos de torres atmosféricas, fondos de torres al vacío, residuos de separación de viscosidad por fraccionamiento térmico, residuos de fraccionamiento térmico, residuos de maduradores, residuos de hidrotratadores, residuos de hidrofraccionadores, y lo similar. El residuo puede tener una temperatura del punto de ablandamiento de 0° (16°) a 400°F (184°C), una penetración de 1 a 100 dmm, y un contenido de azufre de 0 a 10 por ciento en peso. Los residuos del desasfaltado de propano y los fondos de torres atmosféricas, típicamente tienen una temperatura del punto de ablandamiento por debajo de 200°F (84°C). Los residuos de petróleo representativos y sus propiedades se listan en la Tabla 1 como sigue: Tabla 1 Residuo Fuente o proceso R&B Penetración Azufre (í (°F) (dmm) en peso) (°C) Asfáltenos Desasfaltante de 0-400 0-100 0-10 solvente (18-204) 0-200 0-100 0-10 Desasfaltante de (18-93) propano 0-40O 0-100 0-10 (18-204) Proceso ROSE 0-400 0-100 0-10 (18-204) Proceso DEMEX 0-400 0-100 0-10 (18-204) Proceso SO VHAL 0-400 0-100 0-10 (18-204) Tabla 1 (continuación) Residuo Fuente o proceso R&B Penetración Azufre (°F) (dmm) en peso) (°C) Atmosférico Torre atmosférica 0-200 0-100 0-10 (18-93) Vacío Torre al vacío 0-400 0-100 0-10 (18-204) Preparación de Separador de 0-400 0-100 0-10 viscosidad por viscosidad por (18-204) fraccionamiento fraccionamiento térmico térmico Térmico/Catalitico Fraccionador 0-400 0-100 0-10 térmico (18-204) Madurador 0-400 0-100 0-10 (18-204) Hidrotratador 0-400 0-100 0-10 (18-204) Hidrofraccionador 0-400 0-100 0-10 (18-204) Los residuos de petróleo pueden dividirse en dos grupos, residuos blandos y duros, que se diferencian uno del otro por medio de sus temperaturas del punto de ablandamiento R & B, como se mide por ASTM D3461-85 y la penetración como se mide por ASTM D5. Las temperaturas del punto de ablandamiento R&B de los residuos sólidos generalmente se dan menores de 200°F (84°C), y sus penetraciones mayores de 0. La temperatura del punto de ablandamiento R&B para un residuo de petróleo, se define como la temperatura a la cual la viscosidad del residuo es de aproximadamente 1,000,000 de cSt y ocurre una transformación de fase de sólido a semisólido. Los granulos producidos de los residuos más blandos pueden pegarse juntos, y pueden tener pobres capacidades de almacenamiento y transporte a condiciones ambientales. Así, los residuos blandos en general no son adecuados para la granulación comercialmente, a menos que se pretraten para modificar químicamente (por oxidación con aire u otro proceso apropiado) , estos materiales o se encapsulen los granulos resultantes con un recubrimiento impermeable. En contraste, los granulos producidos de los residuos duros, pueden tener buenas capacidades de almacenamiento y transporte sin un pretratamiento. De acuerdo con la presente invención, los residuos blandos se oxidan primero en un reactor de soplado de aire convencional, típicamente que opera a presión media (<50 psig (< 344.7 kPa) ) y una temperatura moderada (350° a 700°F (176.6° a 371°C)), mediante aire burbujeado. El residuo se endurece con el tiempo de soplado de aire, a una temperatura constante y a una velocidad de flujo de aire por unidad de peso. El tiempo de soplado de aire típico es de 2 a 5 horas. Sin embargo, el tiempo de soplado de aire puede reducirse incrementando la temperatura y/o la velocidad de flujo de aire por unidad de peso del residuo. Algunas de las resinas presentes en el residuo blando se oxidan y convierten en asfáltenos. Algunas de las resinas y asfáltenos se convierten en hidrocarburos ligeros, líguidos de hidrocarburos ligeros, y gases de desprendimiento (que contienen CON, C02, hidrocarburos gaseosos y H2) . El proceso de soplado de aire generalmente reduce el valor de calentamiento del residuo, pero incrementa la temperatura del punto de ablandamiento R&B, y el contenido de oxígeno del residuo. El residuo oxidado con R&B arriba de 200°F (93°C), es adecuado para la granulación. Esta invención es un proceso para producir granulos o glóbulos de tanto residuos de petróleo duros como blandos. De acuerdo con una modalidad de la invención, el residuo duro 10, es decir, que tiene una temperatura del punto de ablandamiento R&B inicial superior a 200°F (93°C), puede granularse directamente, es decir, sin ningún pretratamiento (referirse a la Figura 1) . El residuo blando 12 de preferencia se somete primero a una oxidación o soplado con aire 14, a temperatura ambiente y a presión media, para convertirlo a un residuo endurecido con una temperatura del punto de ablandamiento R&B de 200°F (93°C), y superior, para volverlo más adecuado para la granulación (Figura 2) . La granulación de los residuos duros y suave endurecidos, se realiza utilizando un paso de granulación 16, que emplea un dispositivo de granulación centrífuga. El dispositivo de granulación centrífuga tiene una alta capacidad de granulación, flexibilidad para producir granulos de varios tamaños, y de una variedad de residuos, facilidad de operación, capacidad de autolimpieza, y un fácil arranque y paro. La granulación 16 produce granulos que son sustancialmente esféricos con buenas características de almacenamiento, transporte y de combustible. Los granulos de la granulación 16 son enviados opcionalmente al almacenamiento 18 (Figura 1) , sobre una plataforma o en un pozo, silo, tanque o tambor o el almacenamiento puede incluir el empaque en bolsas, cajas, tambores o lo similar. Los granulos pueden enviarse entonces al envío 20 mediante camión, vagón, barco, barcaza o lo similar. Los granulos también pueden someterse al almacenamiento después del envío como se observa en la Figura 2. De manera deseable, los granulos son quemados entonces con aire en un equipo de combustión convencional 22, diseñado de manera apropiada para la combustión de residuos, como se conoce en la técnica, para obtener un gas de combustión 24, para el cual el calor se recupera típicamente. La invención no está limitada necesariamente, sin embargo, la combustión de los granulos, los cuales pueden tener otras utilidades. Con referencia a la Figura 3, el residuo duro (o residuo blando endurecido con la unidad de soplado de aire u otras unidades de procesamiento que pueden producir residuos blandos endurecidos, se alimenta al tambor de carga 30. El propósito del tambor de carga 30 es remover el solvente residual contenido en el residuo (por ejemplo, de los asfáltenos recuperados de los procesos de desasfaltado de solvente) , el cual es purgado en la parte superior en la línea 32, y también para proporcionar un cabezal de succión positiva para la bomba de desplazamiento positivo 34. La bomba de desplazamiento positivo 34 suministra el residuo al recipiente de granulación 36 a una velocidad de flujo deseada. Un arreglo retroderrame, incluyendo una válvula de control de la presión 38 y una línea de retorno 40, mantiene los niveles del residuo en el tambor de carga 30, y también ajusta las fluctuaciones en la producción de los granulos. El residuo de la bomba de desplazamiento positivo 34, fluye a través del calentador de estado o condición del residuo 42, en donde el residuo es calentado a la temperatura de operación deseada para la granulación exitosa. Una temperatura de salida típica del calentador de estado o condición del residuo 42, varía de aproximadamente 350° (176.7 °C) a aproximadamente 600° (315.5°C) o 700°F (371°C) , dependiendo de la viscosidad y la temperatura del punto de ablandamiento R&B del residuo. El residuo caliente fluye vía la línea 44 a la parte superior del recipiente de granulación 36, en donde pasa al cabezal de granulación giratorio 46. El cabezal giratorio 46 se monta directamente en la parte superior del recipiente granulador 36, y se hace girar utilizando un motor eléctrico 48 u otro accionador convencional. El cabezal giratorio 46 se gira a velocidades en el intervalo de aproximadamente 10 a aproximadamente 5000 RPM. El cabezal giratorio 46 puede ser de diseños variados, incluyendo, pero sin limitarse a una canasta ahusada 46a, o a diseños de cabezas con diámetros múltiples 46b, mostrados en las Figuras 4 y 5, respectivamente. Los orificios 50 están separados de manera uniforme en la circunferencia de los cabezales 46a, 46b en una o más hileras en un paso triangular o cuadrado, o por cualquier otro arreglo como se discute con más detalle posteriormente. El diámetro del orificio 50 puede variarse de aproximadamente 0.03 (aproximadamente 0.7 a 25 mm) , para producir el tamaño y distribución del granulo deseada. La combinación del diámetro del cabezal giratorio 46, las RPM, el tamaño del orificio 50 y la temperatura del fluido (viscosidad) , controla el tamaño del granulo y la distribución del tamaño, la salida del residuo por el orificio y el diámetro de expulsión de los granulos. Conforme el residuo entra al cabezal giratorio 46, la fuerza centrífuga descarga cilindros delgados, largos, del residuo en el espacio libre en la parte superior del recipiente de granulación 36. Conforme el residuo se desplaza hacia afuera y/o hacia adentro a través del recipiente de granulación 36, el residuo se rompe en granulos esféricos conforme la fuerza de la tensión superficial supera las fuerzas combinadas de la viscosidad y la inercia. Los granulos caen en forma espiral en el baño de agua de enfriamiento 52 (ver Figura 3) , el cual se mantiene en un fondo de preferencia cónico 54 del recipiente de granulación 36. La distancia horizontal entre el eje de rotación del cabezal giratorio 46 y el punto en donde el granulo se detiene del desplazamiento lejos del cabezal 46, y empieza a caer hacia abajo se llama el radio de expulsión. El diámetro de expulsión, es decir dos veces el radio de expulsión, es de preferencia menor que el diámetro interno del recipiente de granulación 36, para evitar que los granulos golpeen la pared del recipiente 36 y la acumulación de los mismos. Pueden proporcionarse vapor, bobinas de calentamiento eléctrico u otros elementos de calentamiento 56 dentro de la sección superior del recipiente de granulación, para mantener el área adyacente al cabezal 46 caliente, mientras que el residuo fluye fuera del cabezal giratorio 46. El calentamiento del área dentro de la sección superior del recipiente de granulación 36, se utiliza principalmente durante el arranque, pero también puede utilizarse para mantener una temperatura de vapor constante dentro del recipiente de granulación 36, durante la operación regular. Si se desea, puede introducirse vapor vía la línea 57, para calentar el recipiente 36 durante el inicio, en lugar de o además de los elementos de calentamiento 56. La introducción del vapor en el inicio, también puede ayudar a desplazar el aire del recipiente de granulación 46, el cual podría oxidar de manera no deseada los granulos de residuo. El mantenimiento de una temperatura de vapor constante cercana a la temperatura de alimentación del residuo 44, ayuda a superar las fuerzas de viscosidad, y pueden ayudar a reducir el diámetro de expulsión y el estirado del residuo. Los vapores generados por el residuo caliente y el vapor de cualguier agua de enfriamiento evaporada que dejan la parte superior del recipiente 36, a través de la línea de ventilación 58, y se recuperan o se queman como se desee. Los granulos viajan de manera espiral hacia abajo hacia el agua de enfriamiento 52, mantenida en la sección inferior del recipiente de granulación 36. Un rocío de agua, generado por las boquillas de rociado 60, proporciona de preferencia un enfriamiento instantáneo y el endurecimiento de la superficie de los granulos, la cual puede en esta etapa, tener todavía un núcleo fundido. Los granulos con la superficie endurecida caen en el baño de agua 52, en donde el agua entra en la sección inferior del recipiente de granulación 36, proporcionando turbulencia para ayudar en la remoción de los granulos del recipiente de granulación 36, y también para proporcionar un enfriamiento adicional de los granulos. Los niveles bajos (menos de 20 ppm), de uno o más tensoactivos no espumantes de varios fabricantes, incluyendo pero sin limitarse a aquellos disponibles bajo las designaciones comerciales de TERGITOL y TRITÓN, pueden utilizarse en el agua de enfriamiento para facilitar el aterrizaje suave de los granulos para ayudar a reducir el aplanado de los granulos esféricos. La velocidad del flujo del agua de enfriamiento es mantenida de preferencia para proporcionar un incremento en la temperatura de aproximadamente 10° a aproximadamente 50 °F, de manera más preferida de aproximadamente 15° a aproximadamente 25 °F, entre el suministro de agua de entrada vía las líneas 62, 64 y la línea de salida 66. Los granulos y el agua de enfriamiento fluyen como una suspensión fuera del recipiente de granulación 36, a un dispositivo de separación tal como un tamiz oscilante 68, en donde los granulos son deshidratados. Los granulos pueden tener un contenido de agua residual de hasta aproximadamente 10 por ciento en peso, de preferencia tan bajo como 1 o incluso 0.1 por ciento en peso o menor. Los granulos pueden transportarse a un silo convencional, fosa abierta, unidad de empaque en bolsas o instalación de carga en camiones (no mostrada) , por la banda transportadora 70. El agua del tamiz deshidratador 68 fluye al sumidero de agua 72. El sumidero de agua 72 proporciona un cabezal de succión positivo suficiente para la bomba del agua de enfriamiento 74. El agua puede extraerse de manera alterna directamente a la succión de la bomba del tamiz para eliminar el agua (no mostrado) . El agua de enfriamiento se bombea de regreso al granulador a través del elemento de remoción de sólidos 76, tal como por ejemplo, un filtro, en donde los finos y los sólidos se remueven. El agua de enfriamiento se enfría a temperatura ambiente, por ejemplo, mediante un enfriador de aire 78, por intercambio de calor con un sistema de agua de enfriamiento de refinería (no mostrado) , o mediante otros medios de enfriamiento convencionales, para el reciclaje al recipiente de granulación 36 vía la línea 80. Las condiciones de operación típicas para el granulador de la Figura 3, son como se muestran en la Tabla 2 posterior: Tabla 2 Condiciones de Operación del Granulador Tipico Condición Intervalo Intervalo Preferido Temperatura de . 350° a 700°F 400 a 600°F (204 a alimentación del (176.6° a 371°C) 315.5°C) residuo Presión 1 atmósfera a 200 Menos de 50 psig psig (1379 kPa) (344.7 kPa) Diámetro del 2 a 60 (5.08 a 2 a 36 (5.08 a Cabezal, pulgadas 152.4) 91.4) (cm) Cabezal en RPM 10 a 5000 200 a 3000 Tabla 2 (continuación) Condición Intervalo Intervalo Preferido Tamaño del 0.03 a 1 (0.0762 a Menor de 0.5 Orificio, pulgadas 2.54) (1.27) (cm) Paso del Orificio Triangular o cuadrado Capacidad del 1 a 1000 lbs/hr Hasta 400 lbs/hr Orificio (0.4536 a 453.6 (181.4 kg/h) por kh/hr) por orificio orificio Diámetro de 1 a 15 pies 2 a 10 pies expulsión (0.3048 a 4.6 m) (0.6096 a 3.048 m) Agua de 40 a 165 (4.4 a 60 a 140 (15.6 a enfriamiento de 73.9) 60) entrada, °F (°C) Agua de 70 a 190 (21 a 88) 75 a 165 (23.9 a enfriamiento de 73.9) salida, °F (°C) Tabla 2 (continuación) Condición Intervalo Intervalo Preferido Agua de 10 a 50 15 a 25 enfriamiento ?T, (-12.22 a 10) '-9.44 a -3.89; '°F Tamaño del 0.1 a 10 0.5 a 5 granulo, mm La presente invención describe el uso de un dispositivo de extrusión centrífugo 46, para granular los residuos de petróleo. El dispositivo de extrusión centrifugó 46 resulta en un dispositivo de bajo costo, de alto desempeño, flexible y autolimpiable, para granular los residuos. Los orificios 50 se localizan en la circunferencia del cabezal giratorio 46. El número de orificios 50 requerido para lograr la producción deseada es incrementado incrementando el diámetro del cabezal 46 y/o disminuyendo la distancia entre los orificios 50 en una hilera, y separando axialmente los orificios 50 en múltiples niveles. Los orificios 50 pueden separarse axialmente en un paso triangular o cuadrado o con otra configuración.

El cabezal giratorio 46 puede ser de varios diseños, incluyendo pero no limitados a los diseños de canasta ahusada 46a, o de cabezal de diámetros múltiples 46b mostrado en las Figuras 4 y 5 respectivamente. La combinación del diámetro del cabezal 46 y la velocidad de rotación determina la fuerza centrífuga en la cual el residuo se extruye del cabezal centrífugo 46. Proporcionando orificios 50 a diferentes circunferencias del cabezal 46b, por ejemplo, se cree que minimiza cualquier tendencia para la colisión de las partículas fundidas/pegajosas, puesto que tendrán diámetros de expulsión diferentes, inhibiendo la aglomeración de partículas del residuo \ antes de que puedan enfriarse y solidificarse. Si se desea, pueden girarse diferentes anillos 47a-c en el cabezal 46b, a diferentes velocidades, por ejemplo para obtener aproximadamente la misma fuerza centrífuga en las circunferencias respectivas. Además de la velocidad de rotación y el diámetro del cabezal 46, los parámetros de operación son el tamaño del orifico 50, la temperatura del residuo, la temperatura ambiente, el tamaño de los canales del flujo del residuo, dentro del cabezal 50 (no mostrados) la viscosidad y la tensión superficial del residuo. Estas variables y su relación con el tamaño del granulo, la velocidad de producción por orificio, el diámetro de expulsión y la longitud de rompimiento del chorro se explican posteriormente. El tamaño del orificio 50 afecta el tamaño del granulo. Un tamaño del orificio 50 más pequeño produce granulos más pequeños, mientras que un tamaño mayor produce granulos mayores para una viscosidad dada (temperatura), velocidad de rotación, diámetro del cabezal 46 y rendimiento. El diámetro de expulsión se incrementa con una disminución en el tamaño del orificio 50 para las mismas condiciones de operación. Ajustando la velocidad de rotación, el diámetro del cabezal 46 y el rendimiento, pueden producirse granulos con intervalos de tamaños variados. Dependiendo del rendimiento, el tamaño del orificio 50 puede ser de 100 o menor hasta 700 o más. La velocidad de rotación y diámetro del cabezal centrígufo 46, afectan la fuerza centrífuga a la cual toma lugar la extrusión del residuo. Incrementando las RPM, disminuye el tamaño del granulo, e incrementa el diámetro de expulsión, asumiendo que otras condiciones permanecen constantes. El incremento en el diámetro del cabezal 46 incrementa la fuerza centrífuga para mantener constante la fuerza centrífuga, las RPM pueden disminuirse proporcionalmente a la raíz cuadrada del radio de los diámetros del cabezal 46. Para una velocidad de producción mayor por orificio 50, se requiere generalmente una mayor velocidad de rotación. El intervalo típico de RPM es de 10 a 5000. El diámetro del cabezal centrífugo 46 puede variar de 2 pulgadas (5.8 cm) a 5 pies (165 cm) en diámetro. La viscosidad del residuo se incrementa generalmente de manera exponencial con una disminución en la temperatura. Las viscosidades del residuo a varias temperaturas pueden estimarse interpolando utilizando la técnica ASTM conocida por aquellos con habilidad en la técnica, con la condición de que se conozcan las viscosidades a dos temperaturas. La viscosidad afecta el tamaño de los granulos producidos, la viscosidad mayor del residuo produce granulos mayores, si otras condiciones permanecen constantes .

Ejemplos 1 y 2 Se realizaron experimentos con dos residuos de petróleo producidos del desafaltado de solvente, que tuvieron temperaturas del punto de ablandamiento R&B de 265° y 292°F (129.44° y 144.44°C). El arreglo experimental consistió de un horno del tanque de alimentación, una bomba del residuo del granulador, una línea de alimentación calentada, sellos para transferir el residuo al cabezal centrífugo, un cabezal centrífugo con múltiples orificios, un motor y una banda para hacer girar el cabezal, y una charola de reconexión de granulos. El residuo se calentó a la temperatura de operación deseada en el horno de tambor, y se bombeó al cabezal centrífugo giratorio mediante la bomba del residuo del granulador. La bomba del residuo del granulador fue una bomba de engranes capaz de bombear hasta 5 gpm. La alta temperatura, los sellos de presión moderada proporcionan una conexión a prueba de fugas positiva entre la línea de alimentación y el cabezal centrífugo mientras se transfiere el residuo. La bomba se calibró antes de cada experimento de granulación. Conforme el residuo entró al cabezal centrífugo, la fuerza centrifuga descargó cilindros largos, delgados del residuo en el espacio libre en la parte superior del granulador. Conforme el residuo se desplazó hacia abajo en el espacio del vapor, el residuo se rompió en granulos esféricos conforme la fuerza de la tensión superficial superó las fuerzas combinadas de la viscosidad y la inercia. Los granulos sedimentaron de manera espiral en la charola de recolección, en donde se mantuvo un baño de agua de enfriamiento . El cabezal centrífugo experimental se alojó en una cámara metálica y el vapor dentro de la cámara se mantuvo cerca de la temperatura de limitación del residuo utilizando dos calentadores de aire prendidos con queroseno. Los cabezales centrífugos se calentaron cercanos a la temperatura del residuo utilizando calentadores de bobina de inducción. La cámara metálica se calentó para superar la fuerza de viscosidad para formar granulos esféricos, y esto también redujo el diámetro de expulsión e inhibió el estirado del residuo. Los experimentos se realizaron con orificios únicos y múltiples, y los granulos se produjeron exitosamente con un alto rendimiento. Mientras se opera con múltiples orificios, los granulos no se aglomeran en el espacio de vapor o mientras caen en la charola de recolección de granulos . Los ejemplos 1 y 2 ilustran la operación del aparato de granulación del residuo utilizando un dispositivo de extrusión centrífuga de acuerdo con los principios de esta invención, y demuestra la capacidad de este aparato para producir granulos exitosamente. Las propiedades de residuo y los parámetros de operación se presentan en la Tabla 2 posteriormente : [El resto de la página en blanco intencionalmente.] Tabla 2 Propiedad/Parámetro Ejemplo 1 Ejemplo 2 Propiedades del Residuo Punto de Ablandamiento R&B, 265 292 °F (129.44°c; (144.44°C) Azufre, % en peso 1.7 4.1 Prueba de almacenamiento a Pasó Pasó 150°F con carga axial Prueba de friabilidad, < de 2% en peso < de 2% en peso finos, % en peso Valor de calentamiento, 16,900 16,730 neto, Btu/lb (39309.4 j/lb) (38913.98 j/kg) Tamaño del granulo, en mm 0.5 a 3 0.5 a 3 Parámetros de Operación Diámetros del cabezal 2.4 (6.09 cm) 2.4 (6.09 cm) centrífugo, en pulgadas (centímetros) Número Total de Orificios 32 32 Número de Orificios 1 1 y 4 utilizados Configuración del orificio Triangular Triangular Tabla 2 (continuación) Propiedad/Parámetro Ejemplo 1 Ejemplo 2 Propiedades del Residuo Diámetro del orificio, en 0.03125 0.03125 pulgadas (0.07 cm) (0.07 cm) Diámetro de expulsión, en 3.5 a 5 3 a 5 pies pies (106.68 a (91.44 a 152.4 152.4 cm) cm) Temperatura de alimentación 500 (260°C) 535 (279.44°C) del residuo, °F RPM 900-1500 900-1500 Rendimiento por orificio, en 195 100 lbs/hr (88.53 kg/hr) (45.4 kg/hr) Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (39)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones . 1. Un proceso para granular un residuo de petróleo, caracterizado porque comprende: calentar el residuo a una temperatura en la cual está en un estado líquido; alimentar continuamente el residuo caliente a una entrada del cabezal de granulación centrífugo comprende una pluralidad de orificios de descarga arreglados radialmente; girar el cabezal de granulación para descargar el residuo caliente de los orificios en el espacio libre en el extremo superior del recipiente de granulación, que tiene un diámetro mayor que el diámetro de expulsión del residuo descargado; permitir que el residuo descargado se rompa y forme granulos sustancialmente esféricos en una zona de temperatura alta del recipiente de granulación, en la cual el residuo es líquido, y cae hacia abajo en un baño de un medio de enfriamiento liquido mantenido a una temperatura efectiva para solidificar a los granulos en una forma sustancialmente esférica; extraer una suspensión de los granulos solidificados y el medio de enfriamiento del recipiente de granulación; separar sustancialmente los granulos del medio de enfriamiento.
2. 2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el residuo tiene una penetración de esencialmente 0, una temperatura de ablandamiento de 200° a 400°F (93.33° a 204.44°C), y el residuo se calienta a una temperatura de aproximadamente 350° a aproximadamente 700°F (176.66 a aproximadamente 371.11°C) .
3. 3. El proceso de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque comprende además el paso de poner en contacto un residuo blando que tiene una penetración mayor de 0 y una temperatura de punto de ablandamiento inferior a aproximadamente 200 °F, (93.33°C) con aire a una temperatura de aproximadamente 350° a aproximadamente 700°F (176.66 a aproximadamente 371.11°C) durante un periodo de tiempo efectivo para reducir la penetración del residuo a esencialmente 0 e incrementar la temperatura del punto de ablandamiento a más de 200 °F (93.33°C), para formar un residuo endurecido adecuado para utilizarse como el residuo de alimentación en el calentamiento.
4. 4. El proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el paso de poner en contacto con aire es durante un periodo de tiempo de aproximadamente 2 a aproximadamente 5 horas.
5. 5. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los orificios de descarga se arreglan en una circunferencia del cabezal de granulación en una pluralidad de hileras superiores e inferiores separadas verticalmente, en donde la hilera o hileras inferiores se colocan en un diámetro más pequeño del eje de rotación del cabezal de granulación que la hilera o hileras superiores.
6. 6. El proceso de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el cabezal de granulación tiene una circunferencia usada desde una hilera más superior de orificios de descarga a una hilera más inferior.
7. 7. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cabezal de granulación se gira de aproximadamente 10 a aproximadamente 5000 rpm, el cabezal de granulación tiene un diámetro de aproximadamente 2 pulgadas (5.8 cm) a aproximadamente 5 pies (152.4 cm) , los orificios tienen un diámetro de aproximadamente 1/32 de pulgada (0.07 cm) a aproximadamente 1 pulgada (2.54 cm) , y una capacidad de producción de aproximadamente 1 a aproximadamente 1000 lbs/hr de material fundido por orificio, el diámetro de expulsión es de aproximadamente 1 pie (30.48 cm) a aproximadamente 15 pies (457.2 cm) , y los granulos tienen un intervalo de tamaño de aproximadamente 0.1 mm a aproximadamente 10 mm.
8. 8. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de enfriamiento comprende agua.
9. 9. El proceso de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el baño se mantiene en el recipiente de granulación a una temperatura de aproximadamente 40° a aproximadamente 190°F (4.44 a aproximadamente 87.77°C).
10. 10. El proceso de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el agua se introduce en el recipiente de granulación como un rocío dirigido hacia adentro en una zona de enfriamiento encima del baño, para enfriar al menos parcialmente los granulos esféricos antes de que entren al baño.
11. 11. El proceso de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la suspensión que se extrae del recipiente de granulación no está a más de aproximadamente 50°F (10°C) más caliente que el agua introducida en la zona de enfriamiento.
12. 12. El proceso de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque comprende además los pasos de recuperar el agua de la separación, filtrar el agua recuperada, enfriar el agua recuperada, y reciclar el agua recuperada a la zona de enfriamiento.
13. 13. El proceso de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el material de alimentación comprende un residuo de petróleo que tiene una temperatura de punto de ablandamiento de aproximadamente 230° a aproximadamente 350°F (196.2 a aproximadamente 176.66°C) y los granulos recuperados de la separación tiene un contenido de agua residual de 0.1 a 10 por ciento en peso.
14. 14. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además, el paso de ventilar vapor cerca de un extremo superior del recipiente de granulación.
15. 15. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además, el paso de calentar un extremo superior del recipiente de granulación para mantener una zona de temperatura sustancialmente constante adyacente al cabezal de granulación, durante el arranque.
16. 16. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además, introducir vapor en el recipiente de granulación entre el cabezal de granulación y el baño.
17. 17. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además, el paso de transportar los granulos recuperados a temperatura ambiente a una ubicación remota de recipiente de granulación.
18. 18. El proceso de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque comprende además el paso de quemar los granulos transportados como un combustible o aditivo para combustible.
19. 19. Un proceso para hacer granulos de residuo de petróleo, de un residuo de petróleo blando, caracterizado porque comprende: poner en contacto un residuo blando que tiene una penetración mayor de 0 y una temperatura del punto de ablandamiento por debajo de aproximadamente 200°F (93°C), con aire a una temperatura de aproximadamente 350° (176.7°) a aproximadamente 700°F (371°C), durante un periodo de tiempo efectivo para formar un residuo duro que tiene una penetración de esencialmente 0 y una temperatura de punto de ablandamiento superior a 200 °F (93°C) ; formar el residuo duro en granulos sustancialmente esféricos.
20. 20. El proceso de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque comprende además, quemar los granulos como un combustible o un aditivo para combustible.
21. 21. Granulos de un residuo de petróleo sustancialmente esféricos, de composición homogénea, adecuados para la combustión, que tienen un intervalo de tamaño entre 0.1 y 10 mm, una penetración esencialmente de 0, una temperatura del punto de ablandamiento de aproximadamente 200° (93°) a aproximadamente 400°F (204.4 °C), un contenido de agua residual de aproximadamente 0.1 a 10 por ciento en peso, y un contenido de azufre menor del 10 por ciento en peso.
22. 22. Los granulos de residuo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizados porque comprenden un residuo duro producido por un proceso que comprende poner en contacto un residuo blando que tiene una temperatura del punto de ablandamiento inferior a 200°F (93°C) y una penetración mayor de 0, con aire, a una temperatura elevada, durante u periodo de tiempo efectivo para convertir el residuo blando a un residuo duro.
23. 23. Un granulador para hacer granulos esféricos, de un material de alimentación normalmente sólido, que puede fundirse a temperatura elevada, caracterizado porque comprende: un recipiente de granulación vertical, que tiene una zona de granulación superior, una zona que forma esferas por debajo de la zona de granulación, una zona de enfriamiento por debajo de la zona que forma esferas, y un baño de enfriamiento líquido inferior, debajo de la zona de enfriamiento; un cabezal de granulación colocado centralmente en la zona de granulación giratorio, a lo largo de un eje vertical y que tiene una pluralidad de orificios de descarga para expulsar el material de alimentación radialmente hacia fuera, en donde el diámetro de descarga del cabezal de granulación es menor que el diámetro interno del recipiente de granulación; una línea para suministrar el material de alimentación fundido al cabezal de granulación; una altura vertical de la zona que forma esferas, suficiente para permitir que el material descargado del cabezal de granulación forme granulos líquidos sustancialmente esféricos; boquillas para rociar el medio de enfriamiento líquido hacia adentro en la zona de enfriamiento, para enfriar y solidificar al menos parcialmente los granulos líquidos a ser recolectados en el baño; una línea para proporcionar un medio de enfriamiento a las boguillas, y al baño para mantener una profundidad del baño en el recipiente de granulación; una línea para extraer una suspensión de los granulos en medio de enfriamiento; un separador líquido-sólido, para recuperar los granulos de la suspensión.
24. 24. El granulador de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque comprende además: un recipiente de oxidación para poner en contacto un residuo suave, que tiene una penetración mayor de 0, y una temperatura del punto de ablandamiento inferior a aproximadamente 200°F (93°C), con aire a una temperatura de aproximadamente 350 °F (176.7 °C) aproximadamente 700°F (371°C), durante un periodo de tiempo efectivo para reducir la penetración del residuo a esencialmente 0, y para incrementar la temperatura del punto de ablandamiento más de 200°F (93°C), para formar un residuo duro adecuado como material de alimentación al cabezal de granulación; una línea de proceso para suministrar el residuo duro a la línea de suministro de la alimentación fundida .
25. 25. El granulador de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque comprende además una unidad de desasfaltado del solvente, para obtener el residuo blando como la fracción de asfalteno del desasfaltado de solvente de un residuo de petróleo.
26. 26. El granulador de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque comprende un calentador para calentar el material suministrado al cabezal de granulación.
27. 27. El granulador de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque los orificios de descarga están arreglados en una circunferencia del cabezal de granulación en una pluralidad de hileras superiores e inferiores separadas verticalmente, en donde la hilera o hileras inferiores se colocan en un radio más pequeño que el eje de rotación del cabezal de granulación que la hilera o hileras superiores.
28. 28. El granulador de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el cabezal de granulación tiene una circunferencia ahusada desde la hilera más superior a la hilera más inferior.
29. 29. El granulador de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el cabezal de granulación comprende una pluralidad de anillos de diferentes diámetros, con orificios formados en una circunferencia externa de cada anillo, donde los anillos están asegurados al cabezal de granulación en una manera descendente, en donde cada anillo sucesivamente inferior, tiene un diámetro más pequeño que el anillo precedente.
30. 30. El granulador de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque comprende además, un accionador para hacer girar el cabezal de granulación de aproximadamente 10 a aproximadamente 5000 rpm, en donde el cabezal de granulación tiene un diámetro de aproximadamente 2 pulgadas (5.08 cm) a aproximadamente 5 pies (152 cm) , y en donde los orificios tienen un diámetro de aproximadamente 1/32 de pulgada (0.079 cm) a aproximadamente 1 pulgada (2.54 cm) , y una capacidad de producción de aproximadamente 1 a aproximadamente 1000 lbs/hr (453.6 kg/hr) de material de alimentación por orificio.
31. 31. El granulador de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el medio de enfriamiento comprende agua, y comprende además un enfriador para mantener el baño en el recipiente de granulación a una temperatura de aproximadamente 40 °F (4.4°C) a aproximadamente 190°F (87.8°C).
32. 32. El granulador de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque el baño comprende una cantidad menor de un tensoactivo no espumante.
33. 33. El granulador de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el recipiente comprende un fondo cónico que contiene el baño, y una descarga en el extremo inferior del fondo cónico para alimentar la suspensión a la línea de extracción.
34. 34. El granulador de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque además, un filtro para filtrar el medio de enfriamiento recuperado del separador líquido-sólido, un enfriador para enfriar el medio de enfriamiento recuperado y una línea de reciclaje para reciclar el medio de enfriamiento enfriado a la línea de suministro.
35. 35. El granulador de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque comprende además una ventilación para extraer vapor cerca de un extremo superior del recipiente de granulación.
36. 36. El granulador de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque comprende además, un calentador para calentar un extremo superior del recipiente, para mantener una zona de temperatura sustancialmente constante adyacente al cabezal de granulación.
37. 37. El granulador de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el separador líquido-sólido comprende un tamiz oscilante.
38. 38. El granulador de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque comprende además, una banda transportadora para transportar los granulos del tamiz oscilante al almacenamiento a temperatura ambiente.
39. 39. El granulador de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque comprende además una línea para introducir vapor en la zona que forma la esfera. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Se describe un método y un aparato para hacer granulos de residuos de petróleo sustancialmente esféricos, homogéneos, que tienen un intervalo de tamaño entre 0.1 y 10 mm, una penetración de esencialmente 0, una temperatura del punto de ablandamiento de aproximadamente 200° (93°) a aproximadamente 400 °F (204.4 °C), un contenido de agua residual de aproximadamente 0.1 a 10 por ciento en peso, y un contenido de azufre menor del 10 por ciento en peso. El proceso incluye alimentar el material en un estado fundido a un cabezal de granulación giratorio, para descargar el material en un espacio libre en el extremo superior del recipiente de granulación, que tiene un diámetro mayor que el diámetro de expulsión del material descargado, permitiendo que el material descargado se rompa, y se formen granulos líquidos sustancialmente esféricos y caiga hacia abajo en un rocío líquido y/o baño para solidificar los granulos. El aparato tiene un recipiente de granulación vertical, con una zona de granulación superior, una zona que forma la esfera debajo de la zona de granulación, una zona de enfriamiento debajo de la zona que forma la esfera, un baño debajo de la zona de enfriamiento, y un cabezal de granulación en la zona de granulación giratoria, a lo largo de un eje vertical y que tiene una pluralidad de orificios de descarga para expulsar el material fundido radialmente hacia afuera. Una altura vertical de la zona que forma la esfera es suficiente para permitir que el material descargado del cabezal de granulación forme granulos líquidos sustancialmente esféricos. Se proporcionan boquillas para rociar agua hacia adentro en la zona de enfriamiento, para enfriar y solidificar al menos parcialmente los granulos líquidos a ser recolectados en el baño. También se describe un pretratamiento de residuo blando (temperatura del punto de ablandamiento menor de 200°F (93°C)), mediante la oxidación del aire para producir un residuo duro adecuado para alimentarse al cabezal de granulación.