PT604698E - Processo para a descontaminacao de equipamento de processo - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

PROCESSO PARA A DESCONTAMINAÇÃO DE COMPARTIMENTOS

Esta invenção refere-se à limpeza de equipamento de processo e compartimentos com vista à remoção de contaminantes, em particular do benzeno, durante os períodos de paragem tornando segura a entrada de pessoal no compartimento para manutenção e reparação. Especificamente, a invenção envolve um aperfeiçoamento no processo de utilização de_vapores de extractantes ou de tensioactivos para descontaminar os compartimentos.

Nas indústrias de processos químicos e nas refinarias de petróleo, a manutenção e muitas vezes os melhoramentos essenciais das unidades de processo ocorrem numa base regular, quer anual, ou bianual, ou menos frequentemente, se possível, em períodos previarnente estabelecidos quando a unidade de operação está completamente desactivada e todos os aspectos da sua operação são inspeccionados e a respectiva manutenção efectuada. As unidades de operação são constituídas por vários tipos de J : compartimentos desde tanques a permutadores de calor e colunas de destilação, reactores catalíticos e similares. Este esforço massivo de manutenção em cada unidade é designado por período de paragem e a máxima velocidade em trazer a unidade de volta à produção é a ordem do dia, dado que o maior custo de uma operação deste tipo, embora extensivo, é o tempo durante o qual esta unidade de operação não está a produzir produto ou a refinar petróleo, a qual pode ser vendido. A velocidade à qual as tarefas são levadas a cabo é, obviamente, conjugada com a necessidade de assegurar a segurança dos trabalhadores durante a operação.

Durante um período de paragem, um compartimento de processo operativo não pode ser simplesmente desligado e esvaziado antes da entrada do pessoal de manutenção e reparação. O compartimento tem que ser primeiro tornado seguro e descontaminado de qualquer material residual que possa ser nocivo, mesmo fatal, para os trabalhadores que têm que entrar para inspeccionar e efectuar a manutenção, se não polir de novo, a estrutura interna do compartimento. A prática comum, dependendo do compartimento, é injectar vapor durante um período de tempo até que a instrumentação de monitorização indique que não restam quaisquer gases perigosos que possam apresentar risco de explosão para os trabalhadores que têm que trabalhar neste ambiente. Os 1 compartimentos são também lavados com água para remover os contaminantes, quando aplicável e, muitas vezes, as lavagens quer com vapor quer com água estão envolvidas no processo de remoção do gás de um compartimento para tornar possível a entrada de pessoas em segurança para inspecção e reparação. A contaminação perigosa de compartimentos de processo pode também advir de peças auxiliares de equipamento que estão ligadas à comunicação de fluidos tais como, por exemplo, vários tipos de permutadores de calor e de evaporadores. Este problema foi tornado muito mais difícil à luz da presente preocupação com o facto dos materiais perigosos removidos do compartimento a ser limpo se tornarem num problema ambiental, quer através da sua libertação para a atmosfera ou através do encaminhamento das águas de lavagem contendo o resíduo para um destino final impróprio. As tentativas prévias de tratamento com vapor eram só isso, tentativas, e muitas vezes requeriam grandes períodos de tempo, dias até, antes que os detectores indicassem que o contaminante tinha sido removido ou reduzido a uma presença tão pequena que a entrada no compartimento fosse segura. A lavagem com água resulta numa quantidade excessiva de resíduo líquido para o qual o encaminhamento para o destino final tem que ser levado a cabo. O documento US-A-2 023 496 descreve um método anterior em que uma solução líquida aquecida de um agente de dissolução e de um agente emulsionante é posta em contacto com a superfície a ser limpa. O vapor pode ser usado para atomizar a solução.

De importância particular é a remoção do benzeno e de outros hidrocarbonetos voláteis dos compartimentos de processo. Tem sido largamente reconhecido que a exposição crónica dos humanos a níveis elevados de benzeno nos locais de trabalho da química e da petroquímica conduz à diminuição da medula óssea, à anemia aplástica, e à leucemia. Apesar da absorção do benzeno através da pele como um vapor ou em meio aquoso ser mínima, a toxicidade do benzeno é na maior parte das vezes causada pela sua inalação através do sistema respiratório. Os limites governamentais de segurança para os dias de trabalho de oito horas estão fixos em 1,0 ppm (em média) de benzeno. O National Institute for Occupational Safety and Health recomendou (1989) um limite de exposição ocupacional a longo prazo de 0,1 ppm de benzeno no ar. Isto não é suficientemente bom uma vez que os trabalhadores envolvidos na limpeza de compartimentos de processo estão expostos numa base diária, ao longo de todo o ano, no interior destes compartimentos. O objectivo da presente invenção é, por consequência, proporcionar um processo para a descontaminação de compartimentos que exceda este padrão - de facto, 2 que aproxime, ou mesmo que atinja, os 0 ppm de benzeno. O benzeno pode ser retido entre as incrustações ou outros contaminantes apenas para escapar-se mais tarde quando a limpeza é considerada completa ou pode ser concentrado na parte mais alta do compartimento.

Mesmo assim há vários problemas de conflito que convergem no compartimento de processo, e os requisitos primordiais continuam a ser a velocidade com segurança, e o procedimento descrito nesta invenção sobre o procedimento anterior preenche estes requisitos ao mesmo tempo que proporciona meios para uma protecção mais efectiva do ambiente. Esta invenção permite a limpeza quase absoluta dos compartimentos de processo sem sequer, em muitos casos, abrir até estarem descontaminadas em segurança de substâncias perigosas, tais como o benzeno. A presente invenção proporciona um processo para a descontaminação de compartimentos de processo para remoção da contaminação química nociva, caracterizado pelas etapas de pôr em contacto as superfícies contaminadas do compartimento de equipamento de processo com a solução aquosa aquecida contendo um extractante à base de terpeno e um agente tensioactivo possuindo uma actividade de emulsão entre o contaminante e a água, agitara solução em contacto com a superfície para permitir a invasão, pelo agente tensioactivo e extractante, dos interstícios dos resíduos aí incrustados por um tempo suficiente para capturar os contaminantes na solução, e separar a solução da superfície para remover os contaminantes do compartimento com a solução.

Tal como discutido em detalhe na descrição de uma forma de execução preferida que se segue, o material extractante é escolhido com base no seu ponto de ebulição e na sua pressão de vapor e na solubilidade conhecida do contaminante no extractante. Mesmo que o agente tensioactivo e o extractante não entrem em ebulição na gama de temperaturas do vapor, se a pressão parcial destes dois componentes for suficientemente elevada nas condições de limpeza, o material irá ser disperso através do compartimento e irá condensar- -se nos interstícios do metal e da matriz de hidrocarbonetos incrustados para assegurar a extracção e a remoção dos contaminantes, em especial do benzeno. A condensação dos vapores no compartimento fechado cria um vácuo suficiente para extrair os contaminantes dos interstícios e decompor as partículas da incrustação. Na eventualidade de estarem presentes outros gases, tais como, por exemplo, ácido sulfídrico, um material captador de ácido sulfídrico irá também ser usado, tal como, por exemplo, uma alcanolamina.

Numa forma de execução preferida, quando o compartimento a ser descontaminado é uma torre de destilação, quer de pratos quer de enchimento, ou reactores igualmente preenchidos, um método de cascata é usado para produzir a agitação da solução contra as superfícies contaminadas, em oposição ao fluxo de líquidos condensados referidos atrás, para limpar a torre em que uma determinada quantidade de água é circulada a partir do fundo da torre e descarregada de volta ao topo. Assim, a massa de fluxos de líquidos através da cascata da torre sobre os pratos ou através do enchimento, coloca as superfícies da torre em contacto com o extractante, o agente tensioactivo e a mistura de água. A massa de líquido é reciclada através do nó de circulação a uma taxa de fluxo óptima baseada no projecto da torre no que se refere à inundação dos pratos ou ao enchimento da torre. Um perito na matéria pode determinar facilmente tais taxas para uma dada torre. Numa forma de execução preferida da invenção uma taxa de circulação de cerca de 3028 a 5299 l/min (de 800 a cerca de 1400 galões por minuto) é usada, de preferência cerca de 3785 l/min (1000 GPM) com a injecção simultânea de vapor pela base do compartimento para aquecer a água de circulação. Tal como acima descrito, o vapor condensa no interior da torre ao mesmo tempo que aquece a água. Uma vez a água atingindo uma temperatura de cerca de 71 °C a 110 °C (de 160 °F a cerca de 230 °F), de preferência entre cerca de 85 °C a 99 °C (de 185 °F a cerca de 210 °F), os materiais extractante e tensioactivo são injectados no nó de circulação da água ou na corrente de injecção de vapor, ou em ambas. A circulação, com injecção de vapor, é continuada durante cerca de duas a cerca de oito horas, de preferência de cerca de quatro a cerca de seis horas, a uma temperatura preferencial de cerca de 85 °C (185 °F). Tal como acima descrito, a circulação é parada e a torre é lavada com água limpa e testada no que respeita à contaminação perigosa. O equipamento auxiliar tais como permutadores de calor e feixes de tubos são também descontaminados através da circulação do sistema de água quente, extractante, e agente tensioactivo da invenção.

Numa situação de período de paragem na limpeza de compartimentos de processo, não é invulgar que o compartimento esteja contaminado com quantidades residuais de produtos cancerígenos como o benzeno, xileno, tolueno, e outros hidrocarbonetos, quer aromáticos quer alifáticos. Outros gases poderão estar presentes, tais como o hidrogénio, que é explosivo ou o ácido sulfídrico, que é um veneno letal. A presença destes gases é detectada com vários instrumentos e foram impostos limites por padrões de saúde e ambientais às quantidades a que os humanos podem estar em contacto em segurança e às quantidades que podem ser libertadas para o ambiente em segurança, respectivamente. Assim, estes materiais têm que ser removidos antes que o pessoal operário e de manutenção possa entrar no compartimento em segurança. Os compartimentos estão normalmente equipados com acessórios em que o vapor a uma temperatura de cerca de 100 °C a 191 °C (de 212 °F a cerca de 375 °F), de preferência de cerca de 101 °C a 177 °C (de 215 °F a cerca de 350 °F), pode ser introduzido por períodos de tempo para condensar nas superfícies internas no compartimento e nos instrumentos para lavá-los até ao fundo onde os contaminantes e os fluidos de lavagem são removidos. A lavagem adicional com água e agentes tensioactivos é muitas vezes necessária para reunir os contaminantes residuais. É este processo de descontaminação pelo vapor que é aperfeiçoado pelo processo desta invenção. Este aperfeiçoamento é obtido por introdução, com o vapor usado para limpar a torre de um extractante vaporizado, de preferência acompanhado por um agente tensioactivo. O extractante pode ser introduzido na torre com o vapor ou aplicado no compartimento onde é então vaporizado no vapor e arrastado para o topo do compartimento onde condensa juntamente com o vapor e escorre gradualmente pelo interior do compartimento agitando a solução contra o contaminante enquanto inunda o interior e remove assim a contaminação.

Em alternativa, o extractante pode ser introduzido no vapor e injectado numa torre de enchimento ou numa torre de pratos enquanto a água está a ser circulada através da torre. Ainda outra alternativa é recolher a água no fundo da torre e fazê-la circular através da torre enquanto se injecta vapor para aquecer a água de circulação até à temperatura de cerca de 71 °C a 110 °C (160 °F a cerca de 230 °F), de preferência de cerca de 85 °C a 99 °C (185 °F a cerca de 210 °F), após o que se adiciona o extractante à água de circulação para obter uma concentração de cerca de 1,5% a cerca de 5% em volume. O extractante à base de terpeno é escolhido de acordo com o contaminante a ser removido. Os critérios para a selecção são a solubilidade do material a ser removido no extractante, a pressão de vapor e o ponto de ebulição do extractante, de modo a que esteja dentro da gama de temperatura do vapor e se vá condensar nas superfícies do metal e nos seus interstícios, de preferência antes da condensação do vapor, de modo a que o condensado de água, à medida que escorre gradualmente, lave as superfícies 5 internas do compartimento. Por exemplo, extractantes satisfatórios incluirão materiais tais como o limoneno e outros materiais similares, de preferência os vários terpenos incluindo por exemplo os dipentendos, cinenos, cajeputenos, diamilenos, óleos de bergamota, gerânio, citronela, funcho, e alcaravia, e os terpenos similares e relacionados tais como os hermiterpenos (isoprenos), sesquiterpenos (cariofilenos), diterpenos, e politerpenos. O material extractante não deverá ser tóxico nem perigoso e deverá ser seleccionado de modo a que tenha uma elevada pressão de vapor ou ponto de ebulição dentro da gama do vapor disponível para utilização em cada unidade industrial em particular, quando é praticada a injecção com vapor, de preferência dentro da gama de cerca de 100 °C a 191 °C (de 212 °F a cerca de 375 °F), preferencialmente de cerca de 135 °C a 177 °C (de 275 °F a cerca de 350 °F). Assim, a pressão parcial do extractante será significativa nas condições de limpeza. Misturas de vários extractantes podem ser usadas satisfatoriamente com os mesmos critérios expressos anteriormente. A simples experimentação é tudo o que é necessário para seleccionar a mistura e as proporções relativas. A questão da selecção do agente tensioactivo satisfatório está também ao alcance de um perito na técnica. Os critérios do ponto de ebulição e da pressão de vapor continuam os mesmos, isto é, até cerca de 191 °C (375 °F) de modo a que o agente tensioactivo vá também condensar significativamente, ao mesmo tempo, que o vapor e que o material extractante condensam. Isto permite que as fendas e as fissuras do metal e todas as partes internas da torre, incluindo a matriz de contaminação incrustada, sejam todas invadidas pelos componentes deste sistema de limpeza para decompor a incrustação e capturar os contaminantes na solução (microemulsão) e remover os contaminantes problemáticos, em especial o benzeno. Os agentes tensioactivos seleccionados podem ser aniónicos, catiónicos, anfotéricos ou não iónicos, ou misturas de várias classes, mas a selecção é especificamente determinada pela experiência do perito em química, com base no material a ser removido como contaminante, no extractante utilizado e nas quantidades relativas que se esperam ser arrastadas pela lavagem pelo vapor em condensação ou pela subsequente água de lavagem do compartimento, que no procedimento desta invenção, deverá ser substancialmente diminuída relativamente às operações prévias de lavagem. O HLB (Hidrophile/Lypophile Balance) dos agentes tensioactivos seleccionados deverá estar entre 6 e 18 e de preferência, entre cerca de 7,5 e 12 para resultados óptimos no procedimento desta invenção. As características dos membros destas classes de agentes tensioactivos são bem conhecidas como também o são os vários compostos 6 destas classes. As misturas de agentes tensioactivos em várias das classes mencionadas atrás podem ser usadas com sucesso, em especial na situação em que é usada uma pré-mi stura de extractante e de agente tensioactivo. Esta pré-mistura estaria normalmente na forma de uma microemulsão com vários extractantes e agentes tensioactivos sendo misturados para formar a mistura. Muitas vezes, são necessários, vários agentes tensioactivos, por forma a dar à mistura um prazo de validade da ordem do de um fluido homogéneo, usualmente como uma microemulsão. Tal mistura seria injectada numa quantidade de entre cerca de 0,2 a 0,4 gramas por grama (de 0,2 a cerca de 0,4 libras por libra) de vapor, de preferência de cerca de 0,25 a 0,33 gramas por grama (de 0,25 a cerca de 0,33 libras por libra) de vapor. Quando adicionado ao líquido de circulação a quantidade iria resultar numa quantidade efectiva presente, usualmente numa concentração de cerca de 1,5% a cerca de 5%, de preferência de cerca de 2% a cerca de 4%.

Quando executando o procedimento desta invenção, cerca de 0,06 g a 0,3 g (0,06 libras a cerca de 0,3 libras), de preferência de cerca de 0,1 g a 0,20 g (0,1 libras a cerca de 0,20 libras), do extractante por grama (libra) de vapor deverão ser introduzidas. De modo análogo, o agente tensioactivo deverá ser introduzido na razão de cerca de 0,001 g a 0,01 g (0,001 libras a cerca de 0,01 libras), de preferência de cerca de 0,003 g a 0,005 g (0,003 libras a cerca de 0,005 libras), por grama (libra) de vapor. Quando ambos o extractante e o agente tensioactivo estão presentes, estes estão presentes numa razão de cerca de 0,5 a 60 g (entre 0,5 a cerca de 30 libras) de preferência de cerca de 1,5 a 10 g (1,5 a cerca de 10 libras), de extractante por grama (libra) de agente tensioactivo. Tal como foi dito previamente, todos os materiais podem ser introduzidos em simultâneo com o vapor ou qualquer um ser introduzido com o vapor, com qualquer um ou ambos, o extractante e o agente tensioactivo sendo arrastados pelo vapor dentro da torre, vaporizado e transportado ao longo do compartimento pelo vapor até condensar. O vapor e o extractante podem ser misturados antes da injecção no compartimento ou injectados em pontos separados do compartimento. Da mesma forma, o extractante, o agente tensioactivo e a vapor, todos os três poderão ser pré-misturados antes da injecção no compartimento. Vários compartimentos em particular as unidades de “cracking” catalítico e as colunas de destilação, incluem sistemas de refluxo e equipamento de evaporação em rede metálica no topo da torre, que também têm que ser descontaminados. Ao transportar a mistura de vapor de extractante/agente tensioactivo desta invenção para cima através do compartimento com a condensação ocorrendo no topo ou próximo deste ou mesmo no 7 próprio equipamento de refluxo, toda a torre pode ser posta em contacto e ser-lhe aplicado um jacto de acordo com o procedimento descrito nesta invenção, deixando apenas o resíduo líquido no fundo da torre para remoção. Similarmente, quando a realização envolvendo o uso da circulação da solução de extractante e de agente tensioactivo através dos pratos e/ou do enchimento da torre dá-se a vaporização de apenas uma quantidade relativamente pequena de microemulsão de água contendo os contaminantes que fica para encaminhamento para o destino final ao mesmo tempo que uma torre segura e limpa é disponibilizada. Uma vez o resíduo removido da torre, o interior pode ser testado com o equipamento sensor comum para determinar se a entrada do pessoal pode ser feita em segurança. Se não for este o caso, então a vaporização adicional pode ocorrer ou uma lavagem usando água, de preferência acompanhada por um agente tensioactivo adicional tal como é do conhecimento dos peritos na técnica, pode ser praticada. Após a prática de qualquer destes modos de operação para a descontaminação fechada de compartimentos, a entrada de trabalhadores para inspecção, manutenção e reparação pode ser realizada.

Numa forma de execução desta invenção, o vapor é injectado no compartimento até que uma pressão de cerca de 2,9 a 8,7 kPa (de 20 a cerca de 60 psig) seja atingida. A injecção é parada e a torre é deixada para permitir que a condensação ocorra nas superfícies internas. O vapor condensado, extractante e agente tensioactivo, quando usados, condensam nas superfícies internas formando um depósito de líquidos condensados e de resíduo químico contaminando o compartimento. Esta massa de líquido condensado é removida e o compartimentoa é testado para determinar se os níveis de contaminantes são tais que a entrada de pessoas não seja ainda segura. Se tal for o caso, as etapas são repetidas.

Noutra forma de execução, é usado um método de cascata, ou de circulação para limpar o compartimento.. O compartimento fechado, usualmente uma torre de enchimento ou uma coluna de destilação de pratos é primeiro parcialmente preenchida com água suficiente para molhar o enchimento ou para encher os pratos mas deixando ainda o orifício da bomba coberto quando a circulação é feita, usualmente cerca de 8% a 15% do volume da torre. É proporcionado um nó de circulação de água por ligação de uma linha desde o fundo do compartimento até ao seu topo. Este nó permite que a água desça através do enchimento ou sobre os pratos no compartimento, seja sugada do fundo e bombeada para o topo do compartimento para uma nova descarga. A água é reciclada 8 através do nó de circulação a uma velocidade suficiente para inundar o enchimento ou encher os pratos, de preferência cerca de 3185 lit/min (1000 GPM), com injecção simultânea de vapor na base do compartimento. Uma vez a temperatura da água atingindo os cerca de 85 °C (185 °F), uma quantidade efectiva dos materiais extractante e tensioactivo é injectada no nó de circulação de água. A circulação é continuada durante cerca de três horas a uma temperatura de cerca de 85 °C (185 °F) ou superior. Tal como previamente referido, a circulação ou agitação, é então parada, o líquido circulante é recolhido no fundo da torre ou removido, e o compartimento é lavado com água limpa. Mais uma vez, o compartimento é testado antes da entrada.

Através do procedimento descrito nesta invenção, podem ser efectuadas poupanças de tempo significativas que salientam os resultados da limpeza, bem como permitem que o compartimento seja colocado de volta em actividade mais cedo, o que resulta numa poupança significativa para o dono da instalação, bem como na concretização da limpeza em segurança. Como uma vantagem particular, os compartimentos ficam livres de compostos orgânicos voláteis (VOCs), em especial de benzeno, que é um conhecido produto cancerígeno. De acordo com tentativas anteriores de descontaminação, os trabalhadores podiam detectar o benzeno através do olfacto após terem passado um período de tempo a trabalhar dentro compartimento. Os VOCs iriam concentrar-se na parte mais alta do compartimento onde poderiam mais tarde ser descarregados para a atmosfera. Essa descarga não é mais possível devido à legislação ambiental em vigor. Utilizando o método desta invenção, o odor a benzeno nunca reocorreu e o teste de uma torre ou outro equipamento com instrumentos não indicou a presença de quaisquer níveis detectáveis de benzeno ou de outros VOCs evitando-se assim a descarga dos materiais perigosos para a atmosfera.

Por exemplo, uma mistura preferível de extractantes e agentes tensioactivos para impeza de um reactor foi preparada usando os componentes seguintes:

Tabela I (Mistura A) D-limoneno

Pluronic 10R-5 Monamulse 653-C2

Percentagem em Peso 57% 9% 17%

Butyl Cellusolve 3% Macon 103 5% Água 9% 100% 1 Co-polímero em bloco de óxido de etileno e óxido de propileno tendo um peso molecular de 1950 e um HLB de 12 a 18 - BASF, Parsipanny, NJ. 2 90% de ingredientes activos de uma mistura 50/50 de uma alcanolamida de um ácido gordo e de uma alcanolamina e de um ácido benzenossulfónico de alquilo linear em isopropanol a 10%, p. e. 96,1 °C (205 °F) - Mona Industries, Chicago, IL. 3 10 moles de aduto de óxido de etileno de um nonilfenol - Stepan Chemical, Northville, IL.

Noutra forma de execução incorporação (Mistura B), os 8% representados pelo butyl cellusolve e pelo “Macon" 10 na mistura são substituídos pelo “Igepal” CO 530, que é um aduto de 6 moles de óxido de etileno de etoxilato de nonilfenol com um HLB de 10,8 (Rhone-Poulenc).

Os componentes acima identificados, quando misturados, formam uma microemulsão estável com um longo prazo de validade e exibindo boa solvência em relação a óleos e gorduras, incluindo os materiais mais leves como o benzeno, tolueno e xileno que são captados e retidos pela microemulsão até serem removidos do compartimento apesar das temperaturas elevadas a que a limpeza é executada. Na limpeza de uma torre, cada microemulsão acima descrita é injectada com vapor para dentro da torre a uma taxa de 0,5 kg para 1,4 a 1,8 kg (1 libra para 3 a 4 libras) de vapor. A injecção é continuada até que a torre esteja limpa, sendo as quantidades de agente tensioactivo/extractante e de vapor determinadas pelo tamanho da torre e pelo seu grau de contaminação.

Os seguintes exemplos são apresentados para melhor ilustrar a novidade e a utilidade da presente invenção mas sem a intenção de limitar indevidamente a mesma. 10

Exemplo 1

Este exemplo descreve a descontaminação de uma torre de separação de nafta para permitir a entrada para manutenção no interior da mesma. O hidrocarboneto líquido em excesso foi primeiro removido da torre com um jacto de água de uma boca de incêndio. A torre foi então cheia a 10% do seu volume com água.

Um reboque de filtro/bomba foi engatado à torre, sugando da linha de remoção do fundo da torre, e descarregando no prato superior da torre, para proporcionar um efeito de cascata contínua e reciclada através da torre. A circulação de água foi começada a 3185 lit/min (1000 GPM) para causar agitação entre a solução e a superfície com injecção simultânea de vapor na base da torre usando o vapor disponível na refinaria. Uma vez a temperatura da água atingindo os 85 °C (185 °F), a mistura de descontaminação de acordo com a presente invenção (Mistura B, acima) foi injectada no circuito da água para proporcionar uma concentração de 2,0%. A circulação foi continuada durante três horas e meia enquanto se manteve a temperatura a 85 °C (185 °F). A circulação foi então parada e o líquido contendo a incrustação de hidrocarbonetos e os contaminantes foi bombeado directamente para o armazenamento dos “despejos” da refinaria. A torre foi lavada duas vezes com água e, mais uma vez, toda a água contaminada foi bombeada para os despejos. A torre foi cheia mais uma vez a 10% do seu volume com água, a Mistura B de limpeza foi mais uma vez adicionada para proporcionar uma solução a 2,0%, e a etapa de circulação foi repetido durante três horas e meia. Tal como anteriormente, toda a solução “usada” e toda a água de lavagem foram bombeadas para os despejos.

As ligações do fundo foram abertas e uma grande quantidade de detritos densos foi removida com um jacto de água pelo fundo da torre, e removida por um veículo de vácuo. Desde o início da circulação até estar completo o jacto de água final para escoar a torre de nafta descontaminada em segurança decorreram apenas 17 horas.

Quando a torre foi aberta pelo pessoal da refinaria para inspecção, estes declaram-na como estando livre de gás, livre de hidrocarbonetos e mais limpa do que através de qualquer procedimento prévio de descontaminação. O trabalho interno pôde começar imediatamente. Incluindo a instalação, o desengate e a remoção do reboque de filtro/bomba, todo o projecto demorou apenas 24 horas de operação.

Exemplo 2 A descontaminação foi executada numa torre Visbreaker com 1,7 m (5’6”) de diâmetro e 19 m (62’) de altura, contendo 23 pratos com campânula de borbulhamento. Aproximadamente 10598 litros (2800 galões) (25% do volume da torre) de água a 82 °C (180 °F) contendo 3,0% da Mistura B de limpeza foram circulados durante 8 horas através de toda a torre usando um veículo filtro ligado à torre tal como descrito no Exemplo 1 acima. Amostras da água em circulação foram tiradas em intervalos de 1 hora, para testar o quão bem a emulsificação dos contaminantes na torre estava a progredir. Após 8 horas, a solução usada da torre foi removida e arrastada para um tanque portátil por um veículo de vácuo. A torre foi então lavada com água limpa e a água de lavagem foi também levada para o tanque portátil pelo veículo de vácuo. Uma porta manual da torre foi aberta imediatamente após estar completo o ciclo de lavagem. A torre foi inspeccionada e aparentou estar limpa de metal livre. As paredes internas da torre, através do toque, mostraram-se livres de gordura e de hidrocarbonetos. No dia seguinte, a torre foi inspeccionada pelo pessoal da refinaria e declarada segura para entrada. Não havia qualquer odor indicativo da presença de hidrocarbonetos nem quantidades detectáveis pelos instrumentos.

Exemplo 3

Este exemplo descreve a limpeza de um feixe de permutadores de calor que tem fundos Visbreaker no lado da caixa e petróleo bruto no lado dos tubos. Foi construído um "tanque” de 8,2 m χ 2,2 m χ 2,9 m (27' χ 8’ χ 9,6’) e cheio de linhas de vapor e de ar para limpar o feixe. Este é um permutador de calor auxiliar à torre de Visbreaker descrita no Exemplo 2. O “tanque” foi cheio com aproximadamente 30280 litros (8000 galões) de água. O vapor foi injectado na água através da linha de vapor até que a temperatura da água atingiu cerca de 82 °C (180 °F). Quatro bidões de Mistura B de limpeza foram adicionados ao “tanque" para preparar uma solução aproximadamente a 3%. 12 O feixe tinha um pesado revestimento de alcatrão viscoso e coque no lado da caixa. Em alguns pontos a camada tinha de cerca de 7,6 cm a 10,2 cm (entre 3” e 4”) de espessura. O feixe extraído foi então colocado no “tanque” contendo a solução aquosa a 3% acima descrita. O “tanque" foi coberto com uma lona (para evitar a poluição atmosférica) e uma linha de ar foi engatada ao tanque e ligada para proporcionar agitação. Ocorreu a formação de espuma e a linha de ar foi desligada. O feixe ficou embebido no tanque sem agitação durante oito horas. Após oito horas, o feixe foi levado para o_equipamento de tratamento com água a alta pressão. O tratamento do feixe com água sob pressão revelou que a camada superior da incrustação saía facilmente mas que a camada de coque entre e sobre os tubos impedia a penetração da mistura de limpeza e que consequentemente a incrustação viscosa de alcatrão entre os tubos não era emulsionada pela solução da mistura de limpeza. A antiga, (i.e., a primeira) solução de mistura de limpeza a 3% foi consumida na totalidade durante o primeiro ciclo de imersão. O feixe foi embebido mais uma vez durante quatro horas numa solução a 3% de Mistura B de limpeza. A segunda imersão do feixe foi muito útil porque a solução de mistura de limpeza não podia penetrar na incrustação, partir a matriz de hidrocarbonetos e emulsionar o alcatrão entre os tubos. O tratamento subsequente com água sob pressão ajudou a remover a camada de coque anteriormente impenetrável. A limpeza do feixe que normalmente demorava até oito dias, demorou aproximadamente entre um dia e meio e dois dias. O pessoal da refinaria ficou satisfeito com os resultados.

Exemplo 4

Os tubos de circulação de líquido de dois arrefecedores de ventoinha com pás foram ligados em série e o volume dos tubos foi calculado como sendo cerca de 7570 litros (2000 galões). Um tanque de armazenamento (Baker) foi preenchido com aproximadamente 11355 litros (3000 galões) de água e a linha de vapor foi içada para o tanque. A água no tanque foi aquecida a 82 °C (180 °F) e aproximadamente 303 litros (um bidão e meio) (cerca de 80 galões da Mistura B de limpeza foi adicionado ao tanque. A solução assim preparada (cerca de 2,75% da mistura de limpeza) foi circulada através dos tubos das ventoinhas de pás ligadas em série durante seis horas a uma temperatura de cerca de 82 °C (180 °F). A solução foi escoada de volta para o tanque após circulação. Água limpa de uma boca de incêndio foi usada para lavar as ventoinhas com pás. Os orifícios de descarga das ventoinhas com pás foram inspeccionados e aparentaram estar 13 muito limpos. Mais uma vez o pessoal da refinaria ficou muito satisfeito com o resultado. Duas ventoinhas com pás adicionais foram limpas em data posterior, do mesmo modo, com excelentes resultados. Nenhuma incrustação de hidrocarboneto foi observada.

Exemplo 5

Este exemplo relata uma descontaminação bem sucedida de um completo sistema de processo de “hydrocracker” numa refinaria. O sistema de processo de “hydrocracker” que foi descontaminado consistia nas dez unidades seguintes e de todos os permutadores de calor e tubagens associados às unidades: 1) Alimentação do Reactor do Primeiro Nível 2) Alimentação/efluente do Reactor do Segundo Nível 3) Estabilizador Suspenso 4) Torre de Separação

5) Torre de Desgaseificação de H2S 6) Tanque de Alimentação com Agitação 7) Acumulador do Separador Suspenso 8) Separador de Baixa Pressão 9) Desgaseificador de H2S Suspenso 10) Torre de Estabilização

Cada uma das unidades acima foi descontaminada seguindo os passos aplicáveis dos exemplos anteriores usando 1,0% da Mistura B de limpeza, que foi posta em circulação durante cerca de 6 a 8 horas a 82 °C (180 °F). As unidades foram então escorridas e lavadas com água limpa. A solução usada e a água de lavagem foram enviadas para um tanque de armazenamento em que foram encaminhadas para o seu destino final com outras águas residuais da refinaria.

Uma vez abertas, foi verificado que das unidades acima mencionadas nenhuma continha benzeno em quantidade detectável. Após o processo de descontaminação, a Torre de Desgaseificação de H2S, o Acumulador Suspenso, e a Torre de Separação não só tinham um nível nulo de benzeno como também tinham um nível nulo de H2S e muita pouca lama de FeS no fundo. O pessoal da refinaria ficou muito satisfeito com os resultados. 14

Na Torre de Desgaseificação de H2S e na Alimentação/efluente do Reactor do Primeiro Nível, foi adicionado carbonato de sódio à solução 1,0% de Mistura B em circulação para neutralizar qualquer ácido que pudesse estar presente.

Existiam 10 bombas verticais com unidades de filtro separadas para circular a solução da Mistura B. Cada unidade foi tratada individualmente. Algumas das unidades maiores, por exemplo, a Torre de Estabilização, de 49,4 m (162’) de altura e a Torre de Desgazeificação de 49,4 m (162’) de altura usaram 3 bombas verticais e de refluxo na torre para circular a solução de Mistura B.

Lisboa, -5"

Por SERV-TECH, INC.

Agente Oficial da Propriedade Industria: Arco da Conceição. 3,1?- 1100 LISBOA 15

Claims (12)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Processo para a descontaminação de compartimentos de processo para remover a contaminação química nociva, caracterizado pelas etapas de pôr em contacto as superfícies contaminadas da peça de equipamento de processo com uma solução aquosa aquecida contendo um extractante à base de terpeno e um agente tensioactivo possuindo uma actividade de emulsão entre o contaminante e a água, de agitação da solução em contacto com a superfície para permitir a invasão dos interstícios dos resíduos incrustados na superfície pelo agente tensioactivo e extractante por um tempo suficiente para capturar os contaminantes na solução, e de separação da solução da superfície para remover os contaminantes do compartimento com a solução.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto da solução aquosa ser reciclada durante as operações de tratamento.
3. 3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo facto da solução aquosa ser aquecida até uma temperatura de cerca de 71 °C a 110 °C (de 160 °F a cerca de 230 °F).
4. 4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto da solução aquosa ser aquecida utilizando vapor.
5. 5. Processo de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado pelo facto da circulação da solução aquosa ser mantida durante cerca de 1 a cerca de 8 horas.
6. 6. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo facto do agente tensioactivo ter um HLB de 6 a 18.
7. 7. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo facto do agente tensioactivo ser um agente tensioactivo não iónico, aniónico, catiónico ou anfotérico, ou misturas destes.
8. 8. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo facto do extractante e do agente tensioactivo estarem presentes numa razão de 0,5 a cerca de 30 quilogramas de extractante por quilograma de agente tensioactivo. i
9. 9. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo facto do terpeno ser o D-limoneno.
10. 10. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo facto da solução ser circulada através do compartimento a uma taxa de 3028 I a 5299 I (de cerca de 800 a cerca de 1400 galões) por minuto.
11. 11. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que o compartimento tem um circuito de fluxo, caracterizado pela drenagem do circuito de fluxo a ser limpo de fluidos de processo e bombeamento da solução aquosa a temperaturas elevadas através deste circuito de fluxo de processo fazendo uso do equipamento de transporte de fluidos através de tal processo de circulação de fluxo.
12. 12. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo facto do extractante e do agente tensioactivo terem cada um uma pressão de vapor nas condições do tratamento suficientemente elevada para dispersar os referidos extractante e agente tensioactivo através do compartimento em tais condições, e pelo aquecimento da solução aquosa a uma temperatura suficientemente elevada para dispersar os referidos extractante e agente tensioactivo através do compartimento de processo. Lisboa, " 5 ABR. 2000

    Agente Oficial da Propriedade Industrial Arco da Conceição, 3,1?- 1100 LISBOA Por SERV-TECH, INC. 2 RESUMO PROCESSO PARA A DESCONTAMINAÇÃO DE COMPARTIMENTOS Descreve-se um processo aperfeiçoado para a descontaminação de equipamento de processo e compartimentos em que um material extractante para o contaminante e um agente tensioactivo são vaporizados e aquecidos com vapor, para condensarem nas superfícies internas do compartimento e assim capturar os contaminantes, tais como o benzeno, com vista à sua remoção do compartimento para permitir a entrada de pessoas para inspecção e manutenção em segurança.