PT1463678E - Extracção, drenagem e transporte de coque de petróleo - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

Extracção, drenagem e transporte de coque de petróleo 0 presente invento refere-se a um sistema de extracção de coque de petróleo das câmaras de coquefacção através de tapetes transportadores de drenagem em aço.

Actualmente, nalgumas instalações, o coque de petróleo produzido nas refinarias é retirado das torres de coquefacção através de um processo húmido que utiliza a água como fluido de transporte. Uma breve descrição do processo actual explicará melhor este procedimento. 0 coque é produzido em reactores cilíndricos adequados nos quais ocorrem, devido à temperatura, reacções térmicas de craqueamento, das quais se obtém a produção de hidrocarbonetos leves (gasolina, gasóleo, petróleo e gás) e de coque são obtidos. Os hidrocarbonetos leves na forma de gás são retirados do topo da câmara de reacção, enquanto o coque, que é um subproduto do processo, permanece dentro da câmara, comprimindo de baixo para cima. Quando esta fase termina, a extracção de coque da câmara de reacção prossegue. Em primeiro lugar, é necessário arrefecer o coque com água, enchendo gradualmente toda a câmara, inundando, assim, todo o material dentro dela. Logo que a fase de enchimento tenha terminado, começa a fase de extracção, que tem mais interesse para as simplificações que este invento tenta conseguir.

Após a abertura da câmara, é executada a fase de corte da água removendo a flange da sua parte inferior. Do topo da câmara é introduzida uma broca com água a alta pressão equipada com bicos laterais e verticais. Durante um primeiro passo, o alargamento do furo central é feito através da utilização de 1 bicos verticais. No passo seguinte, o coque é cortado gradualmente de cima para baixo usando os bicos laterais e, graças ao furo aberto anteriormente, o coque pode correr para baixo em direcção ao fundo, e sair da câmara. A fase de corte ou de descarbonização é uma fase delicada, porque uma velocidade excessiva poderia provocar uma grande queda de material que poderia inundar o triturador em baixo, criando assim algumas pontes por cima do mesmo triturador. Este último é constituído, normalmente, por dois rolos. 0 caudal da água de corte é de cerca de 200 m3/h a 180 - 200 bar. A mistura de água / coque proveniente da câmara de coquefacção cai para o fundo e é descarregada num triturador que reduz o coque para uma dimensão tal que possa ser transportado hidraulicamente através de bombas. A ligação do triturador às câmaras de coquefacção é feita com cilindros telescópicos que têm a função de manter a dita mistura de modo a evitar o espalhamento do material nas zonas circundantes.

Por baixo do triturador existe uma calha que transporta toda a mistura para uma bacia de recolha da qual a mistura é por seu lado bombeada para algumas grandes torres de contenção chamadas "hydrobins" (depósito de drenagem) que têm a função de separar a parte sólida do coque da água.

Depois desta separação, o coque é extraído dos "hydrobins" através de tapetes de borracha e é guardado no parque de armazenamento do carvão de onde é recolhido posteriormente para ser usado na central térmica.

Actualmente, estes processos têm vários aspectos negativos relacionados com: 2 • Impacto ambiental, principalmente no que diz respeito a poeiras ligadas com o armazenamento de coque e o transporte subsequente para os silos das caldeiras. • Elevados curso de processamento. Os procedimentos são muito complexos. • Problemas de colmatação durante a fase de extracção devido ao triturador. 0 objectivo do presente invento consiste em eliminar os inconvenientes do estado da técnica conhecido.

Assim, o objectivo do invento consiste em modificar radicalmente todo o processo através da eliminação de todos os aspectos negativos mencionados anteriormente.

Deve dizer-se que alguns dos processos, como será clarificado de seguida, são válidos mesmo se retirados da sua integração no processo de extracção e de transporte do coque de petróleo das torres de coquefacção. 0 novo processo de extracção e o transporte subsequente é conseguido através de um tapete de drenagem, que cumpre, em simultâneo, as funções de extracção e de drenagem de água da mistura de água / coque descarregada das torres de coquefacção, e substitui, assim, a fase de transporte hidráulico e a fase seguinte de separação da coque / água nos "hydrobins".

Uma breve descrição do processo proposto permitirá um melhor entendimento das vantagens que oferece. 0 dito processo diz respeito apenas à parte a jusante das torres de coquefacção da instalação, e não inclui, por isso, o processo dentro da própria torre.

Na descrição seguinte será feita uma representação preferida do sistema do invento, de uma forma explicativa mas não limitativa, e com referência aos desenhos anexos em que: 3 A figura 1 é um esquema do sistema; e A figura 2 é um detalhe do dispositivo de drenagem e de extracção.

Assim, por baixo da torre de coquefacção, em vez da tremonha e do triturador se deslocarem num carril, é colocado um pré-triturador que também se desloca num carril, e por baixo existe um tapete que é colocado em funcionamento quando a fase de descarbonização de qualquer uma das torres é executada. 0 equipamento inovador que forma o novo processo está realçado na figura 1. 0 tapete transportador 2 está ligado às torres de coquefacção 7, em primeiro lugar por meio de uma tremonha 1 que tem a função de recolher e drenar o material potencialmente em excesso proveniente da torre, e então com um pré-triturador 4 que reduz a dimensão do coque para uma tal dimensão que evita problemas durante a fase de transporte seguinte, e subsequentemente com uma ligação cilíndrica la tendo a função de ligar o triturador à flange da torre de coquefacção durante a fase de corte. A ligação cilíndrica la entre a câmara de coquefacção 7 e o triturador 4 está fixa no mesmo triturador e é do tipo telescópica controlada por pistões hidráulicos. 0 cilindro é vedado na flange inferior da torre através de um vedante insuflável. Isto impossibilita as fugas laterais. Quando a descarga começa, o tapete transportador 2 desloca-se para a frente com uma velocidade tal de modo a garantir uma capacidade de remoção superior ao output do material que cai da torre de coquefacção. 0 tapete está equipado com furos de drenagem cónicos adequados (não ilustrados) que permitem que a fase aquosa cruze as placas do tapete transportador e caiam no canal de recolha inferior 8. 0 4 coque transportado pelo tapete 2 é recolhido num tapete de drenagem adicional 3 que tem a função de drenar a água residual, e o tapete 3 descarrega o coque sólido num tapete em borracha 5 que transporta o coque em direcção aos silos de armazenagem. Toda a água de recolha 8 segue posteriormente para o sistema de filtragem 6 que separa a água do coque, que, por seu lado, é recirculado 6a num dos tapetes de drenagem.

Na figura 2, o dispositivo de drenagem descrito é a inovação principal de todo o processo. A mistura de água / coque proveniente do pré-triturador é descarregada no tapete transportador metálico perfurado 2 através das aberturas 21 dispostas no alojamento exterior. 0 tapete transportador perfurado é colocado com uma ligeira inclinação, de modo a facilitar a descarga da água através da tremonha 24, enquanto o material drenado é descarregado da tremonha 23. Todo o tapete transportador está contido numa caixa de metal de modo a conter, quer o material drenado, quer a água.

Com referência à figura 1, apenas o tapete transportador 2 não está equipado com uma placa de fecho na parte inferior, de modo a descarregar a água drenada para o canal de recolha 8 ao longo de todo o seu comprimento. 0 tapete transportador da figura 2 está equipado com um conjunto de dispositivos que garantem o seu funcionamento perfeito. A água drenada da parte superior do transportador é recolhida num canal intermédio ou calha 25 que, por sua vez, é transportada no canal de descarga 32. 0 tapete transportador 2 está equipado, na passagem inferior 34, com um conjunto de bicos 30 necessários para a limpeza do tapete e aptos para limpar os furos possivelmente colmatados pelos finos de coque. Outros bicos de limpeza 33, 31 são colocados no tambor de tracção 26 e no canal de descarga 32, respectivamente. 5

Estes bicos são necessários para a remoção dos finos de coque que poderiam depositar-se na superfície. Por isso, alquns raspadores 27 e 28 são também proporcionados, quer no tambor de tracção 26, quer no tambor de tensão 22, respectivamente. Os ditos raspadores são proporcionados para a remoção do material. Outra medida usada para evitar a acumulação de material nos rolos do tapete transportador é o revestimento anti-aderente dos rolamentos de roletes e da passagem inferior. 0 tambor de tracção também é revestido com material anti-aderente de modo a evitar a acumulação de material e para aumentar o coeficiente de atrito entre o tambor e a rede em aço inoxidável que forma a estrutura de accionamento do tapete transportador. Outro dispositivo que faz parte do tapete transportador é o sistema de tensão hidráulico 29.

As vantagens que são conseguidas graças a este sistema de processo inovador são: - redução do tempo de descarbonização com um aumento resultante na produtividade do sistema. A situação em que a coquefacção representa o processo crítico numa refinaria não é invulgar, colocando um limite através da sua criticalidade para a produção da própria refinaria. Assim, reduzindo o tempo do processo de coquefacção, nestes casos, consistiu uma perspectiva extremamente interessante. A duração da fase de descarbonização pode ser reduzida usando o processo inventado, porque existe, actualmente, um limite à quantidade horária de coque que pode ser descarregada da torre, devido à presença do triturador que funciona como um gargalo. Assim, a potencial acumulação de coque nos rolos do triturador deve evitar-se sempre que possível, porque se formam algumas 6 pontes sobre o triturador que mais tarde têm de ser removidas manualmente, com riscos consequentes para os operadores e uma redução do potencial da instalação. De modo a evitar estes inconvenientes, é assim preferível manter uma velocidade de trituração (para a torre de coquefacção através do furo de fluxo de água) muito inferior ao limite imposto pelo triturador. A substituição do triturador por um pré-triturador permite, nesta altura do processo, a eliminação do gargalo. De facto, uma vez que o coque não precisa de ser transportado hidraulicamente, já não é necessário usar um triturador com velocidades de redução elevadas. No caso desta aplicação do invento, é utilizado um pré triturador com velocidades de redução consideravelmente inferiores entre a granulometria de entrada e de saída, de modo a conseguir-se capacidades notáveis, sem inundações. Deste ponto de vista, teoricamente o tapete não tem limite, porque funciona como um extractor. eliminação da possível colmatação devido ao triturador. No processo proposto, o pré-triturador não representa um gargalo, e um possível deslizamento do material é eliminado sem esforço. eliminação de mais adição de água: actualmente, devido à necessidade de facilitar o fluxo de saída do coque, assim como devido ao facto do coque ser transportado hidraulicamente, uma quantidade adicional de água é adicionada ao coque que cai da torre (com cerca de duas partes de água para cada parte de coque) de modo a conseguir uma suspensão transportada que consista em cerca de 3:4 partes de água para 1 de coque. Isto torna a fase seguinte de drenagem do coque extremamente mais difícil. 7

No processo proposto, a água que tem de ser removida do coque é apenas a necessária para o corte do coque. Para além disso, a drenagem no tapete também fica facilitada pelo facto de, graças ao sistema inovativo, o coque ser instantaneamente drenado no tapete enquanto antes permanecia em contacto com a água durante muito mais tempo, uma vez que era transportado hidraulicamente, absorvendo assim mais água.

Eliminação dos "hydrobins": uma consequência do que foi dito nos parágrafos anteriores é a eliminação completa de toda a operação de drenagem que é feita nos "hydrobins", com a poupança resultantes na engenharia da instalação, assim como nos custos de operação e de manutenção (uma instalação dispendiosa e complexa seria totalmente eliminada).

Lisboa, 13 de Janeiro de 2010. 8

Claims (10)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Sistema para a extracção, a drenagem e o transporte húmido do coque de petróleo produzido pelas câmaras de coquefacção compreendendo um pré-triturador (4), uma tremonha de contenção e de drenagem (1), um sistema de ligação (la) entre a torre e o pré-triturador (4), um tapete de drenagem e extracção (2), um sistema de recolha de água (8), um tapete de drenagem adicional (3) para completar a drenagem da água residual, e um tapete em borracha (5) para o transporte final para o armazenamento.
2. 2. Sistema de extracção e de drenagem do coque de petróleo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo sistema de filtragem (6) das águas recolhidas de todo o sistema.
3. 3. Sistema de extracção e de drenagem do coque de petróleo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo sistema de recirculação de coque drenado (6a) ligando a um dos tapetes de drenagem ou directamente ao armazenamento.
4. 4. Sistema de extracção e de drenagem do coque de petróleo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um dispositivo constituído por um transportador perfurado (2) para a drenagem e a extracção do coque de petróleo proveniente da câmara de coquefacção, adaptado para drenar a água utilizada para o corte do coque através de alguns furos cónicos abertos sobre as placas do tapete transportador e para transportar o coque drenado em direcção à tremonha de descarga. 1
5. 5. Sistema de extracção e de drenagem de coque de petróleo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o dito transportador ser equipado com um sistema de bicos de alta pressão (33, 30, 31) para a limpeza do tambor de tracção (26), da passagem inferior (34) do tapete transportador e do canal de recolha (32), respectivamente.
6. 6. Sistema de extracção e de drenagem de coque de petróleo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o dito tambor de tracção (26) e os rolos do tapete transportador serem equipados com um revestimento que evita a adesão dos finos de coque.
7. 7. Sistema de extracção e de drenagem de coque de petróleo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o dito revestimento do tambor de tracção (26) também aumentar o coeficiente de atrito entre o dito tambor e a rede metálica do tapete transportador.
8. 8. Sistema de extracção e de drenagem de coque de petróleo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o dito tapete transportador ser equipado com um sistema de recolha (25) para a água drenada a enviar ao canal de recolha (8).
9. 9. Sistema de extracção e de drenagem de coque de petróleo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o dito tapete transportador ser equipado com um sistema hidráulico (29) para a colocação em tensão do tambor correspondente (22) .
10. 10. Sistema de extracção e recolha de coque de petróleo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por serem proporcionados raspadores (27, 28) no tambor de tracção (26) 2 e tambor de tensão (22), respectivamente, para a remoção dos finos de coque. Lisboa, 13 de Janeiro de 2010. 3