MXPA04006672A - Metodo seguro y automatico para la remocion de coque a partir de un recipiente de coque. - Google Patents

Abstract

Un sistema cerrado que elimina la exposicion del trabajador durante las operaciones de descoquizacion del recipiente coquizador y con lo cual, reduce, en forma significativa, los riesgos para los trabajadores y tambien aumenta la capacidad de coquizacion mediante la reduccion de tiempo de ciclo de coquizacion. De preferencia, el sistema cerrado comprende un recipiente coquizador (45) con una linea de alimentacion de entrada lateral (50) unida con el recipiente (45) por encima de la parte inferior de recipiente (75); un alojamiento de cierre (60) con un miembro de cierre que puede moverse en direccion lateral en el mismo es sellado en la parte inferior de recipiente (75), ya sea directamente sin, o indirectamente con un miembro de adaptacion de carrete (85) y; un conducto de coque (65) sellado en la parte inferior del alojamiento de cierre (60). El sistema puede ser operado, en forma remota y repetitiva, a traves de numerosos ciclos de coquizacion/descoquizacion sin remover algun elemento de sistema.

Description

European palent ( AT, BE. BG, CH, CY, CZ, DE. DK, EE, For two-leller codes and olher abbrevialions, rtfer to thc "Guidos, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE, SI, SK, anee Notes on Codes and Abbrevialions' appearing allhe begin- TR1, OAPI patent (BF, B J, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, ning of each regular issue of Ine PCT Gazette GW, ML. MR, E, SN, TD, TG). Published: — wilh iniernalional search repon METODO SEGURO Y AUTOMATICO PARA LA REMOCION DE COQUE A PARTIR DE UN RECIPIENTE DE COQUE Campo de la Invención La presente invención se refiere al campo de procesamiento de hidrocarburos y en particular, al procesamiento de hidrocarburos pesados en recipientes de coque . Antecedentes de la Invención Muchas refinerías petroleras recuperan productos valiosos, a partir de los hidrocarburos pesados residuales (comúnmente referidos como residuos o residuos indestilables del petróleo) , los cuales permanecen enseguida de la refinación inicial, mediante un proceso de craqueo térmico conocido como coquización retardada. De manera general, el proceso de coquización retardada involucra el calentamiento de la alimentación de hidrocarburos pesados a partir de una unidad fraccionadora , posteriormente, se bombea la alimentación caliente pesada hacia un gran contenedor de acero que es comúnmente conocido como tambor coquizador. La porción no vaporizada de la alimentación caliente pesada se coloca en el recipiente de coque en donde el efecto combinado de tiempo de retención y de temperatura provoca la formación de coque. Los vapores de la parte superior del recipiente de coque, los cuales normalmente consisten de vapor, gas, REF. 157222 gasolina y gasóleos, son regresados a la base de la unidad fraccionadora para un procesamiento adicional en los productos deseados de hidrocarburos livianos. Las condiciones de operación del proceso de coquización retardada pueden ser totalmente severas. Las presiones normales de operación en los recipientes de coque normalmente fluctúan de 1.76 a 3.51 kg/cm2 (25 a 50 libras por pulgada cuadrada (psi)) y la temperatura de entrada de la alimentación pesada puede variar entre 482 y 510° C (900 y 950° F) . Los tambores coquizadores funcionan en pares, con un tambor que alimenta los residuos indestilables y el otro tambor que experimenta las etapas secuenciales de "descoquización" . Por lo regular, los tambores funcionan en base a un ciclo que se intercambia cada 12-30 horas. Los recipientes de coque son comúnmente grandes, los recipientes cilindricos son de 5.8 a 9.14 metros (19 a 30 pies) de diámetro y de dos a tres veces tan altos que tienen una tapa superior y una porción inferior en forma de embudo colocada con una tapa inferior y normalmente están presentes en pares, de modo que puedan ser operados en forma alterna. El coque se coloca y acumula en el recipiente hasta que éste es llenado hasta un margen seguro, momento en el cual la alimentación caliente es intercambiada hacia el recipiente "gemelo" vacío de coque. De esta manera, mientras un recipiente de coque está siendo llenado con petróleo residual caliente, el otro recipiente está siendo enfriado y purgado de cientos de miles de toneladas de coque formadas en el recipiente durante el ciclo previo de recuperación. Todo el recipiente es aislado, a fin de tratarlo o limpiarlo con vapor para remover los vapores de hidrocarburo, después es enfriado mediante el llenado con agua, a continuación es drenado, abierto y posteriormente, el coque es removido. La remoción de coque, también conocida como descoquización, comienza con una etapa de enfriado rápido en la cual el vapor y posteriormente, el agua son introducidos en un recipiente lleno de coque para completar la recuperación de los hidrocarburos livianos volátiles y para enfriar la masa de coque. Entonces, el recipiente es ventilado hacia la presión atmosférica. La descoquización es conseguida en la mayoría de plantas utilizando un sistema hidráulico que consiste de una barra de perforación y una broca que dirige chorros de agua de alta presión hacia el lecho de coque. Para cortar el coque de este modo, las tapas superior e inferior del recipiente deben ser removidas. Una broca de combinación giratoria, referida como la herramienta de corte, tiene un diámetro aproximadamente de 45.72 centímetros (18 pulgadas) con cuatro (4) boquillas y es montada sobre el extremo inferior de una barra hueca de perforación aproximadamente de 15.24 centímetros (6 pulgadas) de diámetro. La broca es bajada hacia el recipiente, sobre la barra de perforación, a través de una abertura con bridas en la parte superior del recipiente . Una "perforación" es taladrada a través del coque utilizando las cuatro boquillas en ángulo aproximadamente de 60 grados por debajo del plano horizontal. Esto crea un agujero aproximadamente de 0.91 a 1.83 metros (3 a 6 pies) de diámetro para que el coque caiga a través del mismo. Por lo regular, existe un agujero pequeño que naturalmente se presenta en el lecho de coque para el paso inicial debido a que el residuo fluye de la parte inferior y hacia afuera de los bordes del recipiente. Cuando es completada la perforación inicial, a continuación, la broca es mecánicamente intercambiada con las dos (2) boquillas horizontales en preparación para el corte del agujero "de soplado", ' el cual se extiende hasta el diámetro total del tambor. Las boquillas lanzan chorros de agua en dirección horizontal hacia afuera, girando lentamente con la barra de perforación, y estos chorros cortan el coque en pedazos, los cuales caen fuera de la parte inferior abierta del recipiente, hacia un canal o conducto que dirige el coque hacia un área de recepción. En algunas plantas, la broca hidráulica es lentamente elevada a partir de la parte inferior de la altura vertical total de la masa de coque, en otras plantas, la broca es bajada desde la parte superior a través de la masa y todavía en otras plantas, la masa de coque primero es cortada a partir del cono inferior del recipiente y el reato es cortado a partir de la parte superior del recipiente. En cualquier caso, el coque cortado cae fuera de la abertura en la parte inferior del recipiente en el sistema de conducto de coque. Entonces, la barra perforadora es extraída de la abertura de bridas en la parte superior del recipiente. Finalmente, la parte superior y la parte inferior del recipiente son cerradas reemplazando las unidades de tapa, las bridas u otros dispositivos de cierre empleados en la unidad de recipiente. A continuación, el recipiente se limpia y se deja listo para el siguiente ciclo de llenado con la alimentación de hidrocarburos pesados. El proceso de remoción y reemplazo de las unidades removibles de las tapas superior e inferior de la cubierta de recipiente es llamado colocación de etapa y quitado de tapa o destapado. Este es un trabajo peligroso con varios riesgos asociados con los procedimientos. Han existido casos fatales y muchas lesiones serias. Existe un riesgo significante de seguridad a partir de la exposición al vapor, el agua caliente, el fuego y los esfuerzos repetitivos asociados con el trabajo manual para quitar los tornillos. En consecuencia, la industria ha dedicado un tiempo e inversión sustancial para el desarrollo de sistemas semiautomáticos o totalmente automáticos de destapado, con la atención enfocada en el destapado de la parte inferior en donde está presente el peligro más grande de seguridad.

Existen dos métodos que son normal y comúnmente utilizados para mover la tapa inferior fuera del camino del coque que cae. El primero, es la remoción completa de la tapa del recipiente, quizás llevándola fuera del recipiente sobre un carro. Este proceso puede ser automatizado como se indica en la Patente de los Estados Unidos No. 5, 336,375. El otro modo de "remover" la tapa inferior es moverla en forma oscilante fuera del camino, como en una articulación o pivote, mientras la tapa todavía es acoplada con el recipiente como en la Patente de los Estados Unidos No. 6, 264,829. Varias patentes de los Estados Unidos describen distintos métodos y aparatos para separar y mover en forma lateral una tapa de tambor u oscilar la tapa de tambor, que incluyen la Patente de los Estados Unidos No. 6, 264,829 (describe una tapa de tambor operada en una forma oscilantemente hidráulica que es adaptada para situaciones de poco espacio libre sobre la tapa) ; la Patente de los Estados Unidos No. 6, 254,733 (que representa en las figuras una tapa de tambor susceptible de ser removida en forma hidráulica) ; las Patentes de los Estados Unidos Nos. 6, 066,237 y 5, 876,568 (que describen un aparato para la sujeción y separación en forma semiautomática de una tapa inferior de tambor); la Patente de los Estados Unidos No. 5, 947,674 (un dispositivo de tapa de tambor removido mediante cilindros hidráulicos orientados en posición vertical que son adaptados para bajar la unidad de tapa y moverla en una dirección lateral); la Patente de los Estados Unidos No. 5, 785,843 (reivindica un proceso que involucra una tapa de tambor operada en una forma oscilantemente hidráulica que es adaptada para situaciones de poco espacio libre sobre la tapa); la Patente de los Estados Unidos No. 5, 581,864 (un carro operado en forma remota que es montado en el sistema de remoción de tapa de tambor) ; la Patente de los Estados Unidos No. 5, 500,094 (un sistema de remoción de tapa de tambor montado en carro que puede moverse en dirección horizontal) ; la Patente de los Estados Unidos No. 5, 228,825 (un dispositivo y un método para destapar un tambor que comprende, en parte, un aparejo que sujeta la tapa de tambor para su remoción) ; la Patente de los Estados Unidos No. 5, 221,019 (un sistema de remoción de carro operado en forma remota); la Patente de los Estados Unidos No. 5, 098,524 (un dispositivo de destapado unido en forma giratoria que es asociado con abrazaderas) ; la Patente de los Estados Unidos No. 4, 726,109 (un dispositivo de plataforma desciende la tapa de tambor y la mueve en forma lateral) . Todos estos sistemas utilizan un sistema manual o semiautomático de atornillado que deben ser desacoplados con cada ciclo de descoquización. Todos los sistemas de remoción de tapa inferior descritos con anterioridad requieren que la alimentación caliente entre en el recipiente de coque a partir de la parte inferior a través del centro de la tapa inferior. Aunque en años pasados han sido utilizadas algunas entradas laterales, excepto posiblemente sólo para uno o dos casos, el uso de la entrada lateral ha sido descontinuado en la construcción de recipientes coquizadores y que han sido puestos en operación en los últimos 20 a 30 años o más. De esta manera, durante la operación normal del coquizador, para remover la tapa inferior del recipiente a fin de efectuar la descoquización, primero debe ser desconectada la línea de alimentación antes que sea removida la tapa inferior. Finalmente, un conducto de coque debe ser movido, ya sea manual o hidráulicamente, en el lugar, y por lo regular, los tornillos de seguridad son introducidos en forma manual para asegurar el conducto en el tambor, permitiendo que el conducto reciba el coque que cae. El conducto dirige el coque, conforme éste es perforado en el recipiente, hacia un área de recepción en donde finalmente es removido. Estos métodos aún requieren que la línea de alimentación sea abierta y que la tapa sea removida antes que el conducto inferior pueda ser traído y unido con la brida inferior del recipiente. Considerando que existe una exposición para el personal y/o equipo cuando se abra la línea de alimentación y considerando que existe exposición para el personal y/o equipo cuando se abra la tapa inferior antes que el conducto llegué y sea unido y considerando que aún podría existir exposición personal al vapor/agua caliente entre el conducto y la tapa inferior después que el conducto esté colocado hacia arriba, las mejoras en el sistema de destapado inferior del recipiente de coque que permiten la remoción segura del coque del recipiente son altamente deseables. El objetivo de la presente invención es dirigirse a esta necesidad. SUMARIO DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la presente invención, se proporcionan un proceso y un aparato para producir y remover, en forma repetitiva, el coque de un recipiente coquizador retardado sin destapar la parte inferior del recipiente, en donde el recipiente coquizador tiene una porción inferior que posee un abertura a través de la cual el coque es liberado, los cuales comprenden: (a) sellar un alojamiento de cierre de abertura en la porción inferior del recipiente coquizador; (b) mover un miembro de cierre dentro del alojamiento de cierre para tapar la abertura; (c) suministrar una alimentación de hidrocarburos pesados en el recipiente coquizador a través de una línea de alimentación unida con el recipiente coquizador en una posición por encima de la parte inferior del recipiente coquizador; (d) efectuar el proceso de coquización del hidrocarburo pesado en el recipiente coquizador; (e) mover el miembro de cierre dentro del alojamiento de cierre para abrir la abertura permitiendo la remoción de coque del recipiente coquizador; (f) liberar el coque a través de la abertura hacia un conducto de coque, y; repetir las etapas c-f en forma sucesiva. En una modalidad preferida de la invención, el miembro de cierre es accionado por un motor, tal como por un medio remoto hidráulico, que hace obvia cualquier necesidad de personal de que se encuentre físicamente presente en el área inferior del recipiente durante las operaciones de descoquización . El recipiente coquizador retardado de la presente invención comprende un recipiente que tiene un orificio superior y sobre la porción inferior una abertura lateral y una abertura inferior; un tubo de alimentación colocado en la abertura lateral; un alojamiento de cierre de abertura inferior sellado en la abertura inferior; un miembro de cierre susceptible de ser movido dentro del alojamiento de cierre; un conducto de coque sellado en la porción inferior del alojamiento de cierre que dirige el material del recipiente hacia un área de recepción. La combinación del alojamiento de cierre y el miembro de cierre susceptible de ser movido en el mismo es denominada en este documento como una unidad o válvula de cierre. En una modalidad de la invención, la porción inferior del recipiente coquizador es diseñada y fabricada para ser directamente sellada en la unidad de cierre, mientras en otra modalidad, en forma particularmente útil para modernizar los recipientes coquízadores existentes, una pieza de transición inferior, denominada en este documento como carrete, es interpuesto entre la parte inferior del recipiente y la unidad de cierre y es sellada herméticamente por presión en ambas. En cualquiera de estas dos modalidades, una característica preferida es que el alojamiento de cierre sea sellado herméticamente por presión en cualquiera de (a) el recipiente coquizador o (b) la pieza de carrete. De preferencia, el sello hermético por presión soportará presiones que se encuentran dentro del intervalo aproximadamente de 7.03 a 14.06 kg/cm2 (100 a 200 psi) , de preferencia, dentro del intervalo aproximadamente de 8.78 a 12.3 kg/cm2 (125 a 175 psi) y de la manera más preferible, aproximadamente entre 9.14 y 11.2 kg/cm2 (130 y 160 psi) y con lo cual impide el escape sustancial de los contenidos del recipiente coquizador incluyendo durante la operación del mismo en intervalos de temperatura que se encuentran aproximadamente entre 482 y 538° C (900° y 1000° F) . En la modalidad (b) , se prefiere que el carrete tenga una abertura lateral y un conducto con brida en el cual es unida y sellada la línea de alimentación de hidrocarburo . La presente invención reduce, en forma sustancial, o elimina los peligros y el procedimiento consumidor de tiempo de la colocación de tapas y el destapado de los recipientes coquizadores retardados, haciendo de esta manera que el procedimiento de descoquización sea más seguro para el personal, de manera que el procedimiento se realiza aislando al personal de la exposición a toneladas de coque caliente que cae, del vapor a alta presión, del agua muy caliente, del equipo pesado móvil y de otros peligros extremos. Entre otros factores, la presente invención está basada en nuestra concepción y hallazgo en el que el coque es removido con seguridad y eficiencia de un recipiente coquizador retardado mediante el proceso de sistema cerrado descrito en este documento, que algunas ocasiones es visualizado por nosotros como un sistema de "tubo cerrado" , el cual incluye una entrada lateral para la alimentación al recipiente y un sello hermético por presión entre un alojamiento de cierre para una abertura inferior del recipiente. La abertura inferior de recipiente, que abre y cierra, se prefiere que incluya una operación automática y remota de una unidad de cierre, tal como una válvula, situada en la parte inferior del recipiente coquizador más que efectuar el desatornillado y la remoción o el movimiento oscilatorio de una "tapa" como en la técnica anterior. Un aspecto que permite el proceso de la presente invención es la introducción de la alimentación caliente de hidrocarburo en el recipiente coquizador en una posición por encima y lateral a la parte inferior del recipiente coquizador y la unidad de cierre, en combinación con los sellos herméticos por presión mencionados con anterioridad.

Una modalidad preferida de la presente invención es adicíonalmente basada en nuestros hallazgos en los que la remoción de coque en el proceso presente es llevada a cabo, en forma ventajosa, utilizando un conducto de coque atornillado y sellado en forma hermética por presión en la parte inferior del alojamiento de cierre. El conducto, el cual permanece preferiblemente unido sin que sea removido a través de los ciclos repetitivos de coquización/descoquización, ayuda para dirigir el coque removido del recipiente coquizador a un área de recepción de coque . De acuerdo con una modalidad preferida, la invención además se refiere a un método y aparato para abrir y cerrar, en forma automática, una abertura inferior de recipiente por medio de una unidad o válvula de cierre, en lugar de los dispositivos de tapa removibles o parcialmente removibles que son descritos en la técnica anterior, y sin la seguridad asociada y los inconvenientes de eficiencia discutidos con anterioridad. En una modalidad preferida, en la que toman lugar las bridas de cierre removibles de la técnica anterior, piezas atornilladas de carrete en bridas fijas del recipiente, bridas articuladas, carros, carretillas y similares, dispositivos impulsados, que pueden ser controlados en forma automática, mueven el cierre o miembro de cierre dentro de un alojamiento de cierre entre las posiciones abierta y cerrada. Estos dispositivos impulsados pueden comprender cualquier tipo de accionadores impulsados, incluyendo motores, solenoides o similares, aunque se prefiere que comprendan actuadores lineales tales como cilindros hidráulicos o neumáticos, con varillas de pistón reciprocante. Estos actuadores pueden ser montados sobre el recipiente, el alojamiento de cierre u otra posición fija que mueve en forma reversible y repetitiva el miembro de cierre de una posición abierta a una posición cerrada. De preferencia, el método de la invención no requiere, por lo regular, la intervención humana directa en proximidad a la parte inferior del recipiente para accionar los dispositivos impulsados, lo cual es preferiblemente conseguido por medios remotos de instrumentación tal como un sistema electrónico de relevador o un sistema controlado por computadora. De esta manera, todo el proceso es efectuado con seguridad y sin un esfuerzo físico significante o peligroso. Aunque es secundario para las mejoras significantes de seguridad, la presente invención también aumenta la velocidad del procedimiento, de modo que el tiempo de ciclo de coquización/descoquización pueda ser reducido en forma sustancial, sin comprometer el esfuerzo de seguridad o humano. La invención también efectúa la adición de este nuevo dispositivo de cierre sobre los cientos de recipientes coquizadores existentes en un procedimiento rápido relativamente simple y económico, si se compara con la dificultad, costo y requerimiento de consumo de tiempo de los métodos y dispositivos existentes de la técnica anterior previamente descrita. Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 es un diagrama esquemático del proceso de coquizacion retardada de la presente invención. La Figura 2 es una vista lateral de una parte inferior común del recipiente de coque conocido en la técnica anterior que representa la alimentación normal de entrada inferior, la tapa inferior de recipiente susceptible de ser removida en uno de los arreglos conocidos y el arreglo de conducto de coque que puede separarse en uno de los arreglos conocidos . La Figura 3 es una representación en vista lateral de una modalidad preferida de la presente invención que ilustra un recipiente coquizador diseñado y fabricado para ser directamente unido y sellado con el alojamiento de cierre y con la línea de alimentación de hidrocarburo de entrada lateral . La Figura 4 es una representación en vista lateral de otra modalidad de la invención, que es particularmente útil para modernizar los recipientes coquizadores existentes, que muestra un carrete o brida interpuesta entre la parte inferior del recipiente coquizador y el alojamiento de cierre. Las Figuras 3 y 4 además representan un conducto de coque fijo y sellado en la parte inferior del alojamiento de cierre . Las Figuras 5 y 6 representan vistas superior y lateral de la unidad de cierre de recipiente de coque con porciones en corte que muestran el miembro de cierre susceptible de ser movido dentro del alojamiento de cierre. Descripción Detallada de la Invención La invención se refiere a un método mejorado de coquización repetitiva de hidrocarburos pesados en un recipiente coquizador y la descoquización repetitiva del recipiente en un modo rápido seguro y eficiente simplemente abriendo y cerrando un miembro de cierre, tal como una válvula, dentro de una unidad de cierre, más que removiendo o moviendo en forma oscilatoria la unidad de tapa inferior, como en la técnica anterior. Como se representa, de manera general, en la Figura 1, la coquización retardada es conseguida al cargar una alimentación de petróleo residual caliente a través de una línea de alimentación 10 hacia el fraccionador 15 por encima de la zona de vapor inferior 20. Los materiales más ligeros de hidrocarburos, tales como la gasolina, los gases, el diesel y gasóleos son tomados de las porciones superiores del recipiente del fraccionador 15 mediante los conductos adecuadamente colocados 25, 30, 35 y son dirigidos hacia otras instalaciones para una refinación adicional.

La alimentación nueva y la alimentación reciclada de la parte inferior del fraccionador 15 son bombeadas a través de un calentador coquizador 40 en donde la alimentación combinada es calentada hasta una temperatura que fluctúa aproximadamente entre 482 y 538° C (900 y 1000° F) , de preferencia, entre 485 a 510° C (905 a 950° F) y de la manera más preferible, entre 488 a 502° C (910 a 935° F) , después son parcialmente vaporizados y cargados, en forma alterna, en uno de un par de recipientes coquizadores 45, 45a por medio de una línea de alimentación 50, 50a unida en dirección lateral con el recipiente coquizador 45, 45a. Los vapores calientes de la parte superior de los recipientes coquizadores 45, 45a son reciclados hacia la parte inferior del fraccionador 15 por medio de la línea de alimentación 55. De este modo, los vapores calientes del recipiente coquizador son enfriados rápidamente mediante el líquido de alimentación del enfriador, evitando de esta manera cualquier cantidad significante de formación de coque en el fraccionador 15 y condensando, en forma simultánea, una porción de los extremos pesados que son reciclados hacia los recipientes coquizadores 45, 45a. La porción no vaporizada del efluente del calentador de coquizador se asienta (coques) en el recipiente coquizador activo 45, 45a en donde el efecto combinado de la temperatura y el tiempo de retención origina la formación de coque. La formación de coque en el recipiente coquizador 45, 45a es continua, por lo regular, aproximadamente entre 12 a 30 horas, hasta que el recipiente activo 45, 45a se encuentra lleno dentro de un margen seguro de la parte superior del recipiente . Una vez que el recipiente activo de coque 45, 45a está lleno, la alimentación caliente de hidrocarburos pesados es redirigida hacia el recipiente coquizador vacío 45, 45a en donde es repetido el proceso descrito con anterioridad. A continuación, el coque es removido del recipiente lleno mediante un primer enfriamiento rápido del coque caliente, con vapor y agua, posteriormente, se abre la unidad de cierre 60 sellada en la parte inferior del recipiente, taladrando en forma hidráulica el coque de la porción superior del recipiente y dirigiendo el coque taladrado del recipiente a través de la unidad de cierre abierta hacia un conducto de coque 65 sellado en la parte inferior de la unidad de cierre 60 hacia un área de recepción de coque 62. La abertura de la unidad de cierre es conseguida en forma segura mediante una unidad de control situada en forma remota 70. Las características claves del método de coquización y el recipiente coquizador de esta invención incluyen la línea de alimentación de entrada lateral 50a y 50b (véase las Figuras 3 y 4), la unidad de cierre 60, con un miembro de cierre susceptible de ser movido en la misma, la cual es sellada en forma hermética por presión en la parte inferior del recipiente 45, 45a y un conducto de coque 65 sellado en forma hermética por presión en la parte inferior de la unidad de cierre 60. La línea de alimentación de entrada lateral 50b puede ser unida con el costado del recipiente a partir aproximadamente 15.24 centímetros (6 pulgadas) a 1.52 metros (5 pies) por encima de la parte inferior del recipiente, de preferencia, de 0.30 a 1.22 metros (1 pie a 4 pies) a partir de la parte inferior del recipiente y de la manera más preferible, de 0.46 a 0.76 metros (1.5 a 2.5 pies) a partir de la parte inferior del recipiente. Con referencia a las Figuras 3 y 4, los sellos herméticos por presión son conseguidos en una modalidad preferida (Figura 3) de preferencia por medio de una empaquetadura 90 interpuesta entre las superficies de brida de apoyo de la parte inferior del recipiente de coque 75, la unidad de cierre 75a y el conducto de coque 75b y la unidad de cierre 75c. En otra modalidad preferida, (Figura 4), una pieza de carrete 80 es utilizada para adaptar las aberturas de la parte inferior del recipiente de coque y las aberturas de la unidad de cierre 60 de distintos diámetros. En esta modalidad, se prefiere que los sellos herméticos por presión sean conseguidos entre las superficies de brida de apoyo de la parte inferior del recipiente de coque 75, la pieza de carrete 85, el alojamiento de cierre 75a, la pieza de carrete 85a, el conductor de coque 75b y la unidad de cierre 75c.

Para formar los sellos herméticos por presión entre las superficies de brida se prefiere que las superficies de acoplamiento de las respectivas bridas sean maquinadas hasta un acabado deseado, posteriormente, son unidas juntas en forma hermética per presión con una pluralidad de sujetadores adecuados, tales como tornillos, abrazaderas o medios similares y con una empaquetadura 90 cuidadosamente seleccionada que es interpuesta entre las superficies de acoplamiento. En forma similar, para formar los sellos herméticos por presión entre las superficies de brida de la parte inferior de alojamiento de cierre 75c y el conducto de coque 75b, se prefiere que las superficies de acoplamiento de las respectivas bridas sean maquinadas hasta un acabado deseado, posteriormente, que sean unidas juntas en forma hermética por presión con una pluralidad de sujetadores adecuados, tales como tornillos, abrazaderas o medios similares y con una empaquetadura cuidadosamente seleccionada 90 que es interpuesta entre las superficies de acoplamiento. El método para el sellado del conducto de coque 65 en la parte inferior de la unidad de cierre puede ser distinto del método para el sellado del recipiente o carrete en la parte superior en la unidad de cierre debido a que las condiciones de operación no son un factor crítico para la integridad del sello. De acuerdo con una modalidad más detallada, se prefiere que las superficies de brida, primero sean maquinadas a un acabado RMS (media cuadrática) que fluctúa de 50 a 400, de preferencia, de 100 a 300 y de la manera más preferible aproximadamente entre 120 a 130. Una junta o empaquetadura anular comprendida de un alma de metal, tal como acero inoxidable, y un material flexible adecuado para uso como una empaquetadura en combinación con metal de acuerdo con temperaturas que fluctúan de -45.6 a 537.78° C (-50 a 1000° F) y presiones que fluctúan aproximadamente de 7.03 a 14.06 kg/cn2 (100 a 200 psi) es colocada en una de las superficies de brida de cada una de la parte inferior del recipiente de coque 75, la pieza de carrete 85, 85a y el alojamiento de cierre 75a. Con la empaquetadura interpuesta entre cada uno de la parte inferior del recipiente de coque 45 y el alojamiento de cierre 60 (y en otra modalidad, la pieza de carrete 60) son unidas juntas en forma hermética por presión mediante una pluralidad de sujetadores adecuados, tales como tornillos, abrazaderas o similares. Los medios de sujeción, tales como tornillos, abrazaderas o medios similares son apretados o se les aplica un torque, de manera que la presión colocada sobre las empaquetaduras 90 fluctúa entre 703 a 2109 kg/cm2 (10,000 a 30,000 PSI), de preferencia entre 1054.5 y 1757.5 kg/cm2 (15,000 y 25,000 ???) y de la manera más preferible, 1406 kg/cm2 (20,000 PSI). De preferencia, la presión de torque es aplicada de manera uniforme alrededor de la circunferencia de empaquetadura.

En una modalidad preferida de la presente invención, la empaquetadura de metal es anular y de acero inoxidable que fluctúa en espesor aproximadamente de 5.08 mm (0.20") a 4.27 centímetros (0.140 pies), de preferencia aproximadamente 6.09 a 0.89 mm (0.24" a 0.035") y de la manera más preferible aproximadamente de 0.711 a 0.812 mm (0.028" a 0.032"), y es concéntricamente corrugada. Las corrugaciones fluctúan en altura por encima de las superficies de metal de la empaquetadura desde un mínimo aproximadamente de 0.025 mm (0.001 pulgadas) hasta un máximo aproximadamente de 1.27 mm (0.050 pulgadas), de preferencia, desde un mínimo aproximadamente de 0.12 mm (0.005 pulgadas) hasta un máximo aproximadamente de 0.76 mm (0.030 pulgadas) y de la manera más preferible, desde un mínimo aproximadamen e de 0.254 mm (0.010 pulgadas) hasta un máximo aproximadamente de 0.508 mm (0.020 pulgadas). Una vez corrugada, el ancho de la empaquetadura es de manera que el diámetro exterior e interior de la misma son coincidentes, de manera respectiva, con el diámetro exterior e interior de las superficies de brida de la parte inferior del recipiente de coque, la pieza de carrete, la unidad de cierre y el conducto de coque. Un material flexible de grafito, tal como un grafito flexible Polycarbon de Grado B o BP (con un inhibidor de antioxidante) o un grafito flexible Union Carbide de grado GTB o GTK (con un inhibidor de antioxidante) , es unido con las superficies superior e inferior del alma de metal de la empaquetadura, de manera que la empaquetadura sea intercalada entre las capas del material de grafito. El espesor de éste material de grafito puede fluctuar aproximadamente de 0.127 a C.762 mm (0.005 a 0.030 pulgadas), de preferencia, entre 0.254 a 0.635 mm (0.010 aproximadamente a 0.025 pulgadas) y de la manera más preferible, es aproximadamente de un espesor de 0.381 mm (0.015 pulgadas) . De preferencia, la cubierta de grafito tendrá las mismas dimensiones nominales de diámetro interior y exterior de la empaquetadura de metal. En base a la unión de las superficies de alma de metal de empaquetadura, las corrugaciones de la misma deben ser cubiertas mediante el material de grafito. El sellado de las superficies de brida del recipiente coquizador, la pieza de carrete, la unidad de cierre y, en forma opcional, el conducto de coque, en el modo descrito con anterioridad, origina un sello hermético por presión que tolera la expansión diferencial que sucede entre las bridas durante los ciclos repetitivos de coquizacion/descoquización de la presente invención. Las Figuras 3 y 4 representan las modalidades preferidas del recipiente coquizador. La Figura 3 representa la porción inferior del recipiente coquizador 45 que puede ser de 4.57 a 9.14 metros (15 pies a 30 pies) de diámetro y de 24.38 a 30.48 metros (80 a 100 pies) de altura, la cual es de una forma común de cono o embudo en el extremo inferior y que es unida con la brida inferior 75 que tiene un diámetro normalmente de 152.4 a 182.9 centímetros (60 a 72 pulgadas) . Una unidad de cierre 60 es unida o sellada en forma hermética por presión con la brida inferior 75. La unidad de cierre 60 tiene una porción inferior de brida 75c, la cual es unida o sellada en forma hermética por presión en el conducto de coque 65. La unidad de cierre 60 y el conducto de coque 65 permanecen sellados en el lugar durante los ciclos repetitivos de coquizacion y descoquización, aunque pueden ser separados y movidos en dirección lateral fuera del recipiente 45 para efectuar el mantenimiento por medio de un sistema de grúa, un sistema de carretillas, un carro montado en rieles o en otro sistema similar. El número de repeticiones del ciclo de coquizacion que pueden ser llevadas a cabo antes de detener el sistema para un mantenimiento mayor puede variar de 10 a 150 ciclos, de preferencia de 20 a 100 ciclos y de la manera más preferible, de 30 a 75 ciclos por par de recipientes . La Figura 4 representa otra modalidad de la invención que es particularmente adecuada para actualizar o modernizar los recipientes coquizadores existentes. Del mismo modo que en la primera modalidad, el recipiente coquizador 45 es de una forma comúnmente de cono o embudo en el extremo inferior del cual es unido con una unidad de brida inferior 75 que tiene un diámetro normalmente de 121.92 a 182.88 centímetros (48 a 72 pulgada), de preferencia, de 152.4 a 182.88 centímetros (60 a 72 pulgadas) de diámetro. Interpuesta entre la brida inferior 75 y el alojamiento de cierre 60 se encuentra una pieza de carrete 80 que tiene una parte superior de brida 85 y una parte inferior 85a y un conducto de brida unido en dirección lateral 50b para efectuar la unión con la línea de alimentación de hidrocarburos pesados 50a. La pieza de carrete 80, en una modalidad, puede ser del mismo diámetro en la parte superior y en la parte inferior, o en otra modalidad, puede ser de forma cónica para adaptar el diámetro de abertura del recipiente coguizador con el diámetro de abertura de la unidad de cierre, por ejemplo, una abertura del recipiente aproximadamente ce 182.88 centímetros (72 pulgadas) y una abertura de la unidad de cierre aproximadamente de 152.40 centímetros (60 pulgadas) el diámetro. Las Figuras 5 y 6 representan, de manera respectiva, las vistas en planta y en corte lateral de la unidad de cierre de una modalidad preferida de esta invención. La unidad de cierre 60 de esta invención es una válvula deslizante, de compuerta, de cuchilla, de bola, de obturación de cuña o una válvula de tipo similar que comprende un alojamiento de cierre 115 que define un vacío interior en donde es montado el miembro de cierre 120 en un actuador o actuadores 125, tal como los pistones hidráulicos 130, de manera que el miembro de cierre puede ser movido en dirección lateral hacia una posición abierta o cerrada. El alojamiento de cierre además comprende una primera sección de extremo 135, una segunda sección de extremo 140 y una sección intermedia 145, esta sección intermedia define una abertura 150 que puede fluctuar en tamaño de 121.92 a 182.88 centímetros (48 a 72 pulgadas) de diámetro. Cuando el miembro de cierre 120 es movido en dirección lateral dentro del alojamiento de cierre 115, abre y cierra la abertura 150. Para iniciar el ciclo de coquización descrito con anterioridad, el miembro de cierre 120 es movido en dirección lateral para cerrar la parce inferior del recipiente mediante la operación de los actuadores 125, tal como los cilindros hidráulicos 130 que se prefiere sean operados en forma automática y remota. Cuando el miembro de cierre es movido hacia la posición totalmente cerrada, el alojamiento de cierre 115 es purgado con nitrógeno y/o vapor por medio de las válvulas de entrada 155 montadas en el cuerpo de alojamiento de cierre 115. Entonces, la coquización comienza mediante el proceso descrito con anterioridad. Durante la fase de coquización del bloqueo del ciclo de coquización, un vapor de presión es inyectado en el cuerpo de alojamiento de cierre a una velocidad suficiente para mantener la presión en un nivel que elimina, de manera efectiva, los escapes o fugas de hidrocarburos en el sello del miembro de cierre/alojamiento de cierre 160. El bloqueo de la presión de vapor y la velocidad de flujo son continuamente monitoreados durante la fase de coquización mediante el uso de dispositivos de medición de presión y velocidad de flujo 165 instalados en el alojamiento de cierre 115 y conectados con una unidad de control situada en forma remota 70. EJEMPLO En un recipiente de coquización utilizado para efectuar la coquización retardada de materiales de alimentación de hidrocarburos pesados de petróleo, después aproximadamente de 24 horas de operación, una cantidad suficiente de coque es acumulada en el recipiente, de manera que la remoción del coque es requerida antes que las operaciones de coquización puedan continuar en el recipiente. En este punto, la alimentación caliente de hidrocarburos pesados es redirigida hacia un recipiente vacío de coque adjunto. El recipiente lleno de coque que es proporcionado con una pieza de transición de carrete inferior, una unidad de cierre y un conducto unido de coque operado de acuerdo con una modalidad preferida de la invención es desconectado, después es rápidamente enfriado, luego es despresurizado y el miembro de cierre dentro de la unidad de alojamiento de cierre es movido en forma hidráulica en dirección lateral para abrir la parte inferior del recipiente de coque. El movimiento hidráulico del miembro de cierre es accionado por trabajadores desde un sistema de control seguro situado en forma remota. Las características importantes del recipiente coquizador utilizadas en las modalidades preferidas de la presente invención pueden ser cíclicas en forma repetitiva a través de los procesos de coquización y descoquización sin remover la unidad de cierre y el conducto de coque, incluyen: una brida inferior de coquizador igual a 182.9 centímetros (72 pulgadas) de diámetro; una pieza de transición de carrete de brida en donde la brida superior de la pieza de carrete es de 182.9 centímetros (72 pulgadas) de diámetro y la brida inferior es de 152.4 centímetros (60 pulgadas) de diámetro; una línea de entrada de alimentación d'e hidrocarburos instalada en forma lateral sobre la pieza de carrete; un alojamiento de cierre con una abertura de 152.4 centímetros (60 pulgadas) de diámetro en la misma; un miembro de cierre que puede moverse en dirección lateral por medios hidráulicos dentro del alojamiento de cierre; un conducto de coque de 152.4 centímetros (60 pulgadas) de diámetro unido con la abertura inferior del alojamiento de cierre; y un accionador hidráulico del miembro de cierre con una carrera de 152.4 centímetros (60 pulgadas) , el cual es impulsado por motor mediante una bomba de 210.9 kg/cm2 (3000 psi) .

Con referencia una vez más a las etapas del proceso de coquización, en base al cambio de dirección de la alimentación de los hidrocarburos del recipiente coquizador lleno hacia el recipiente coquizador vacío, 1,814.8 kilogramos (4000 libras) por hora de vapor a 10.5 kg/cm2 (150 psi) es inyectado en el recipiente lleno por medio de la línea de entrada instalada en posición lateral. El vapor raspa o corta en tiras los hidrocarburos no coquizados del recipiente, los cuales son dirigidos hacia el f raccionador . Después de un período de tiempo, por lo regular aproximadamente dos horas, el recipiente es aislado del f raccionador y es despresurizado a través de un sistema de liberación. El corte en tiras de vapor es posteriormente continuado durante una hora adicional y a continuación, es agregada un agua de enfriamiento rápido en el recipiente a una velocidad lenta para enfriar el lecho de coque aproximadamente a 93.3° C (200° F) . En base al enfriamiento del recipiente a la temperatura deseada, el agua es drenada del recipiente por medio de la línea de entrada o, parcial o totalmente, mediante la abertura del miembro de cierre en el alojamiento de cierre para drenar el agua del recipiente hacia el área de recepción de coque.

Una vez que el lecho de coque es enfriado y que el agua es drenada, el recipiente es preparado para perforar el coque del recipiente con un sistema hidráulico de perforación. El miembro de cierre dentro del alojamiento de cierre es hidráulicamente abierto mediante el accionamiento remoto, con lo cual se permite que el coque taladrado caiga en el conducto de coque que es unido con la parte inferior del alojamiento de cierre. Conforme el coque es taladrado, este cae fuera del recipiente en el conducto de coque y es dirigido hacia el hoyo o fosa de coque. En base a la terminación del proceso de taladrado, la barra de perforación hidráulica es removida de la parte superior del recipiente, la tapa superior del recipiente es reemplazada y la linea de entrada y el recipiente de coque son visualmente inspeccionados en busca de taponamientos u obstrucciones. Una vez que es completada la inspección y que es verificada la remoción del coque y la ausencia de obstrucciones, el miembro de cierre dentro del alojamiento de cierre es hidráulicamente cerrado. El vapor es inyectado en el recipiente para purgar el aire y la presión del recipiente a fin de probar la integridad de los sellos de la etapa superior, de los sellos en la línea de entrada, de los sellos del alojamiento de cierre/recipiente/carrete y de los sellos del miembro de cierre dentro del alojamiento de cierre. Finalmente, el recipiente es precalentado aproximadamente a una temperatura del revestimiento de 204.44 a 315.56° C (400 a 600 ° F) . Cuando la temperatura deseada es alcanzada, la alimentación de los hidrocarburos de residuos es intercambiada en este recipiente y el recipiente adjunto es preparado para el proceso de descoquización de acuerdo con el proceso anterior. De esta manera, de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, un método de coquización retardada y un recipiente de coque han sido proporcionados, los cuales permiten la abertura y el cierre automático, seguro, rápido y efectivo de los recipientes de coque o similares. Mientras la invención ha sido mostrada y descrita en este documento en lo que actualmente es concebido por ser la modalidad preferida y más práctica de la misma, muchas otras modificaciones pueden efectuarse dentro del alcance de la invención, este alcance se encuentra de acuerdo con la interpretación más amplia de las reivindicaciones adjuntas de manera que incluyan toda las estructuras y métodos equivalentes. Por ejemplo, las estructuras de la invención pueden ser reducidas en tamaño mediante un factor de dos, haciendo aproximadamente 91.44 centímetros (36 pulgadas) de tamaño nominal, invertido y aplicado en una forma similar aunque más pequeño, a fin de proporcionar automatización altamente deseada del cierre de brida en parte superior del recipiente. Se hace constar que con relación a esta fecha mejor método conocido por la solicitante para llevar a práctica la citada invención, es el que resulta claro de presente descripción de la invención.

Claims (23)

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1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un proceso para la producción y remoción, en forma repetitiva, de coque de un recipiente coquizador retardado, en donde el recipiente coquizador tiene una porción inferior que define una abertura a través de la cual el coque es liberado, caracterizado porque comprende: (a) sellar un alojamiento de cierre de abertura en la porción inferior del recipiente coquizador; (b) mover un miembro de cierre dentro del alojamiento de cierre para tapar la abertura; (c) suministrar una alimentación de hidrocarburos pesados en el recipiente coquizador a través de una línea de alimentación unida con el recipiente coquizador en una posición por encima de la parte inferior del recipiente coquizador; (d) efectuar la coquización de los hidrocarburos pesados en el recipiente coquizador; (e) mover el miembro de cierre dentro del alojamiento de cierre para abrir la abertura permitiendo la remoción de coque del recipiente coquizador; y (f) liberar el coque a través del abertura, y; (g) repetir las etapas b-f en forma sucesiva. 34
2. 2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa (c) además comprende unir la línea de alimentación con el recipiente ccquizador en una posición de entrada lateral.
3. 3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa (a) además comprende sellar una pieza de carrete de transición en la parte inferior del recipiente coquizador y unir la línea de alimentación con la pieza de carrete en la posición de entrada lateral .
4. 4. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa (a) además comprende formar un sello entre el alojamiento de cierre de abertura y la porción inferior del recipiente en donde el sello soporta presiones dentro del recipiente de una presión atmosférica hasta 35.15 kg/cm2.
5. 5. El proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la etapa (a) además comprende formar un sello entre el alojamiento de cierre de abertura y la porción inferior del recipiente en donde el sello soporta temperaturas de recipiente a través de los ciclos repetitivos de coquización/descoquización que fluctúan de -45.56 a 537.78° C.
6. 6. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa (a) además comprende sellar un conducto de coque en una porción inferior del alojamiento 35 de cierre de abertura.
7. 7. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa (a) además comprende colocar una empaquetadura entre la porción inferior del recipiente y la unidad de cierre y unir en forma hermética por presión la parte inferior del recipiente, la empaquetadura y la unidad de cierre.
8. 8. El proceso de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la etapa (a) además comprende colocar una empaquetadura entre la parte inferior de la unidad de cierre y el conducto de coque y unir en forma hermética por presión la unidad de cierre, la empaquetadura y el conducto de coque .
9. 9. El proceso de conformidad con la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque la empaquetadura comprende un metal anular corrugado que es unido con un material de grafito.
10. 10. El proceso de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque comprende la utilización del conducto para ayudar a dirigir el coque removido del recipiente coquizador hacia un área de recepción de coque.
11. 11. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las etapas (b) y (e) además comprenden mover el miembro de cierre mediante un actuador impulsado o una pluralidad de actuadores impulsados.
12. 12. El proceso de conformidad con la reivindicación 36 11, caracterizado porque los actuadores impulsados son remotamente accionados.
13. 13. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa de coquización (d) es llevada a cabo a una temperatura entre 482.2 y 593.3° C, la etapa de abertura (e) es efectuada a una temperatura entre -10 y 43.3° C, y la válvula es seleccionada para soportar la operación repetida a un ciclo de temperatura entre la etapa (d) y la etapa (e) .
14. 14. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el miembro de cierre de las etapas (b) y (e) es una válvula.
15. 15. El proceso de conformidad con las reivindicación 14, caracterizado porque la válvula es seleccionada a partir de una válvula de compuerta, una válvula de bola, una válvula deslizante, una válvula de cuchilla o una válvula de obturación de cuña.
16. 16. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la abertura abre hasta un diámetro entre 76.2 y 228.6 centímetros.
17. 17. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el alojamiento de cierre y el miembro de cierre son montados en una estructura de soporte de peso seleccionada a partir del grupo que consiste de un sistema de grúa y un sistema de carretillas. 37
18. 18. El proceso de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la unidad de cierre es susceptible de ser removida en dirección lateral del recipiente coquizador por medio de la estructura de soporte de peso.
19. 19. Un recipiente coquizador caracterizado porque comprende : (a) un recipiente que tiene una abertura de lado de brida y una abertura inferior de brida ,- (b) un tubo de alimentación de brida colocado en la abertura lateral de brida; (c! una unidad de cierre de abertura colocada y sellada en la abertura inferior; (d) un miembro de cierre que puede moverse dentro de la unidad de cierre; (e) un conducto de coque sellado en la porción inferior de la unidad de cierre que dirige el coque del recipiente a una unidad de recepción.
20. 20. El recipiente coquizador de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el miembro de cierre comprende una válvula.
21. 21. El recipiente coquizador de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque la válvula es una válvula de compuerta, una válvula de bola, una válvula deslizante, una válvula de cuchilla o una válvula de obturación de cuña. 38
22. 22. El recipiente coquizador de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque la válvula además comprende una válvula accionada por motor.
23. 23. El recipiente coquizador de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque la abertura inferior es de 76.2 a 228.6 centímetros.