RO127097A0 - Cuptor pentru desorbţia termică a şlamurilor petroliere - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un cuptor pentru desorbţie termică a şlamurilor petroliere. Cuptorul conform invenţiei este alcătuit dintr-un subansamblu (A) de preluare şi transport, care este în legătură cu un subansamblu (B) de preluare a turtei semisolide de produs petrolier din batal, montat pe un subansamblu (C) de reacţie, care este învelit de un subansamblu (D) ce reprezintă camera de ardere a combustibilului, şi care este montat în legătură cu un subansamblu (E) de susţinere şi rotire în plan radial, care este dispus în legătură cu un subansamblu (F) de raclare şi deplasare orizontal, subansamblul (E) fiind montat în legătură cu un subansamblu (H) de susţinere secundar vertical, situat deasupra subansamblului (G), iar de subansamblu (E) este prins un subansamblu (I) de conducere a acestuia, subansamblul (C) de reacţie sprijinindu-se pe un subansamblu (J) de susţinere, iar subansamblul (A) are în componenţă două semicupe (1 şi 2) acţionate de către un mecanism dintr-o macara; subansamblul (B) este compus dintr-un trunchi de con orientat cu vârful în jos, prevăzut cu manta de încălzire, la exterior, cu două capace (3, 4) glisante, la partea superioară, şi cu o trapă (5), la partea inferioară, subansamblul (C) are în componenţă un ax (E) pe care sunt montate, echidistant, două rânduri de racleţi (F) cu câte şase braţe, axul (E) sprijinindu-se la extremităţi pe un subansamblu (H) de lagăre dotate cu rulmenţi axiali; lagărele sunt sprijinite pe două picioare metalice (G), la partea superioară, subansamblul (C) având patru racorduri, un racord (6) de alimentare cu materie primă şi trei racorduri (7, 8, 9) de evacuare a produselo

Description

Invenția se refera la un cuptor cilindric orizontal pentru desorbtia termica a slamurilor semisolide constituite din reziduuri petroliere depozitate in bataluri in vederea prelucrării acestora, pentru a obține combustibili care pot fi arși intr-un focar.

Sunt cunoscute cuptoare rotative cilindrice orizontale folosite la topirea metalelor sau la fabricile de ciment care sunt alimentate cu diverse pulberi ^metalice, roci sau minereuri la una din extremități, sunt încălzite pana la diverse temperaturi cu diverși combustibili lichizi, gaz sau cocs astfel incat in funcție de procesul tehnologic aplicat, la cealalta extremitate se obține metalul topit sau pulberea de ciment.

Dezavantajul acestor cuptoare consta in aceea ca nu pot prelucra reziduuri petroliere solide sau semisolide cu continui mare de hidrocarburi, fiind imminent pericolul de explozie sau incendiu. In cuptoarele actuale de desorbtie termica se prelureaza de regula soluri infestate cu produse petroliere cu un conținut de hidrocarburi de maximum 15%. De asemenea alt dezavantaj este acela ca toate gazele rezultate din process, deși in unele situații sunt răcite si tratate cu var pentru neutralizare, sunt apoi evacuate in atmosfera. Pamantul inert obtinut reprezintă un steril care se poate folosi numai la construcția drumurilor.

Problema pe care o rezolva invenția revendicata consta in asigurarea unei siguranțe in funcționare, in raport cu celelalte tipuri de cuptoare rotative, avanduse in vedere ca alimentarea cuptorului se face in mod discontinuu dintr-un batal sau cuva betonata, in care sunt depozitate reziduuri petroliere semisolide, turte semisolide provenite de la centrifugarea reziduurilor petroliere, PET-uri uzate si murdare, saci de polietilena uzați, filtre cu saci uzați, reziduuri provenite de la fabricarea bioetanolului si biodieselui, precum si a uleiurilor vegetale uzate, asa incat cu ajutorul unei cupe actionata de o macara, cu care este preluat slamul si transportat in vederea alimentarii buncărului preincalzit al cuptorului, de unde prin intermediul unei trape acționate hidraulic, se alimentează cilindrul cuptorului prevăzut cu racleti interiori acționați de un motor electric cu redactor, prin ⁰ 1 1 - 0 0 9 4 0 -.

3 -09- 2011 intermediul unui ax. Camera de ardere a cuptorului îmbrăcă la exterior camera de reacție a cuptorului si este prevăzută cu un arzator care poate funcționa atat pe combustibil lichid cat si pe gaz, iar gazele arse rezultate pot fi conduse pe doua cai, atat pentru încălzirea buncărului de alimentare cat si direct spre cos unde fac schimb de căldură atat cu aburul de 10 bari, supraincalzindu-l, cat si cu aerul care este introdus cu ajutorul unui ventilator la arzator.

Instalația conform invenției înlătură dezavantajele aratate mai sus prin aceea ca sistemul este ermetizat fata de zona de ardere si in acest fel se pot prelucra reziduuri petroliere grele precum si slamuri semisolide provenite din bataluri, curățări de rezervoare, conducte, intrări diverse cu conținut ridicat de substanțe organice de la terii, cu continui ridicat de hidrocarburi de pana la 80%, care se vor depozita in cuva betonata impermeabilizata care se va amplasa in apropierea cuptorului. Cuptorul in care au loc reacțiile de cracare termica trebuie încălzit la temperatura de 460°C, temperatura la care amestecul de gaze de reacție si abur supraîncălzit paraseste cuptorul prin intermediul celor trei conducte prevăzute cu umplutura Raschig care se reunesc si merg împreuna in camera de maturare a instalației de reducere de vascozitate. După un timp de ședere de 20 minute la o presiune de 9 bari, amestecul de reacție este eliberat către o instalație de fracționare unde se obțin gaze combustibile, benzina, motorina si combustibil lichid pentru focare. In funcție de cantitatea de impurități mecanice, argile,etc. care se afla in materia prima supusa reacțiilor de cracare termica, variaza si cantitatea de cenușa inerta care ramane in interiorul cuptorului si care se elimina prin acționarea racletilor si deschiderea trapei de evacuare prevăzută la extremitatea cuptorului, la partea inferioara, opusa buncărului de alimentare.

Instalația conform invenției prezintă următoarele avantaje:

- poate prelucra slamuri de produse petroliere cu vascozitati cuprinse intre 1000 si 10000 cSt/100°C;

- volumul șarjelor poate varia de la 4 la 5 mc/h;

- are un timp de funcționare relativ mare;

- ușor de intretinut in condiții de exploatare;

rt-2011-00940-2 3 -09- 2011

- siguranța in funcționare.

Se da in continuare un exemplu de realizare a instalației conform invenției in legătură cu fig.1-2 care reprezintă:

- fig.1, secțiune a unui cuptor de desorbtie termica, conform invenției;

- fig.2, schema flux a unei instalații de reducere de vascozitate cu acest tip de cuptor incorporat.

Instalația conform invenției este constituita dintr-un subansamblu A de preluare si transport care este in legătură un subansamblu B de preluare a turtei semisolide de produs petrolier din batal si care este montat pe un subansamblu C de reacție care este învelit de un subansamblu D care reprezintă camera de ardere a combustibilului. Subansamblul C este montat in legătură cu un subansamblu E de susținere si rotire in plan radial care este dispus in legătură cu un subansamblu F de radare si deplasare orizontal. Subansamblul E este montat in legătură cu un subansamblu H de susținere secundar vertical situat deasupra subansamblului G, iar de subansamblul E este prins un subansamblu I de conducere a lui. Subansamblul C de reacție se sprijină pe un subansamblu J de susținere.

Subansamblul A are in componenta doua semicupe 1 si 2 acționate de către un mechanism, dintr-o macara.

Subansamblul B este compus dintr-un trunchi de con orientat cu vârful in jos, prevăzut cu manta de încălzire la exterior, cu doua capace glisante 3 si 4 la partea superioara si cu o trapa 5 in partea inferioara.

Subansamblul C are in componenta un ax E pe care sunt montate echidistant doua rânduri de racleti F cu cate sase brațe . Axul E se sprijină la extremități pe un subansamblu de lagare H, dotate cu rulmenți radiali axiali prevazuti cu racirea lubrifiantului. La rândul lor, aceste lagare sunt sprijinite pe doua picioare metalice G. La partea superioara, subansamblul C are patru racorduri dintre care: 6 de alimentare cu materie prima, 7,8 si 9 de evacuare a produselor de reacție. In continuarea racordurilor 7,8 si 9 se afla montate coloanele de rectificare a,b si c cu umplutura Raschig.

C\- 2 3 1 '-00940-? 3 -09- ?011

Persoana care deservește instaiatia manevrează căruciorul macaralei pana când poziționează subansamblul A deasupra buncărului de alimentare, acesta avand capacele deschise pentru a putea prelua reziduul petrolier. Se rotește brațul macaralei si se poziționează căruciorul deasupra zonei de unde se colectează reziduul petrolier. Se repeta operațiile de încărcare si descărcare a semicupelor 1 si 2 ale subansamblului A pana când se umple buncărul B in proporție de 80%.

Pana când se prelucrează produsul depozitat in buncăr, instaiatia de preluare si transport a slamului se oprește. După aceea, buncărul se reincarna cu cantitatea de slam semisolid prescrisa.

După incarcarea buncărului, se închid capacele glisante 3,4 si se actioneaza trapa 5 de golire. Se pornește încălzirea cuptorului cu ajutorul arzătorului K, care se alimentează inițial cu CLU . încălzirea se continua pana când produsul de reacție din cuptor ajunge la o temperatura de 460°C. La aceasta temperatura produsele de reacție rezultate in urma cracării termice, părăsesc subansamlul C al cuptorului prin racordurile 7,8 si 9 după care trec prin coloanele de rectificare a,b,c si apoi se concentrează in camera de maturare a instalației de reducere de viscozitate. După un timp de ședere de 20 minute la o presiune de 9 bari, produsele de reacție sunt eliberate către coloana de distilare a instalației unde se obțin fracțiunile de gaze, benzina, motorina, CLU si reziduu. După stabilizare si comprimare, gazele sunt dirijate către arzătorul K al cuptorului. Același lucru se întâmpla si cu combustibilul ușor rezultat din proces. In urma calculelor tehnologice a rezultat ca instaiatia poate funcționa numai cu combustibilii produși aici, fiind necesar un aport scăzut de energie electrica pentru acționarea pompelor, compresoarelor si a ventilatoarelor, precum si un aport scăzut de apa pentru răcire, întrucât toata cantitatea de apa se recircula. Se pierd cantitati mici de apa prin evaporări si eventuale neetansietati, precum si prin scurgerile controlate de apa decontaminate la canalizare. In plus se obțin cantitati însemnate de benzina si motorina, precum si o cenușa inerta care va fi evacuata prin jgheabul d, preluata in cupa unui autotransportor Wolla si transportata la depozitul de steril amenajat in apropiere.

^- 2 0 1 1 - 0 0 9 40-2 3 -09- 2011

După evacuarea produselor de reacție, se purjeaza cuptorul cu abur supraîncălzit si se dirijează evacuarea către scruberul aflat pe circuitul II. In acest timp temperatura in cuptor creste pana la 550°C dând posibilitatea sa se formeze gazul de apa. Se oprește arzătorul K, si pe măsură ce se epuizează gazele, temperatura in cuptor va scadea, Se pornesc racletii F acționați de motoreductorul I si implicit axul E, apoi se deschide trapa jgheabului d pentru colectarea cenușii inerte. Se reia ciclul de producție printr-o noua realimentare a cuptorului.

In determinările din statia pilot efectuate, s-au procesat materii prime cu următoarele caracteristici:

- granulometrie pana la 50 mm

- conținut de hidrocarburi pana la 80%

- continui de apa pana la 20%, si s-au obtinut produse petroliere după cum urmeaza:

- gaze combustibile - 3,5%

- benzina -3,5%

- motorina-12%

- combustibil lichid ușor cu μ = 4,5 cSt/100°C - 29%

- reziduu care se poate dilua cu motorina si se poate folosi la ars - 17%

- steril + carbon-15%

- vapori de apa - 20% întrucât instalația de reducere de viscozitate a reziduurilor petroliere cu care este cuplat cuptorul de desorbtie termica prezentat, este o instalație tehnologica îndeobște cunoscuta, nu vom face referire amanuntita la aceasta.

Claims (1)

1.Instalație constituita dintr-un subansamblu A de preluare si transport care este in legătură un subansamblu B de preluare a turtei semisolide de produs petrolier din batal sau alte materiale organice primate de la terti, depozitate in cuva betonata, care este montat pe un subansamblu C de reacție învelit la rândul sau de un subansamblu D care reprezintă camera de ardere a combustibilului. Subansamblul C este montat in legătură cu un subansamblu E de susținere si rotire in plan radial care este dispus in legătură cu un subansamblu F de radare si deplasare orizontal. Subansamblul E este montat in legătură cu un subansamblu H de susținere secundar vertical situat deasupra subansamblului G, iar de subansamblul E este prins un subansamblu I de conducere a lui. Subansamblul C de reacție se sprijină pe un subansamblu J de susținere.

Subansamblul A are in componenta doua semicupe 1 si 2 acționate de către un mecanism dintr-o macara.

Subansamblul B este compus dintr-un trunchi de con cu vârful in jos prevăzut cu manta de încălzire la exterior , cu doua capace glisante 3 si 4 la partea superioara si cu o trapa 5 in partea inferioara, acționate hidraulic.

Subansamblul C are in componenta un ax E pe care sunt montate echidistant doua rânduri de racleti F cu cate sase brațe . Axul E se sprijină la extremități pe un subansamblu de lagare H, dotate cu rulmenți radiali axiali prevăzuți cu racirea lubrifiantului. La rândul lor, aceste lagare sunt sprijinite pe doua picioare metalice G. La partea superioara, subansamblul C are patru racorduri dintre care: 6 de alimentare cu materie prima, 7,8 si 9 de evacuare a produselor de reacție. In continuarea racordurilor 7,8 si 9 se afla montate coloanele de rectificare a,b si c cu șicane înclinate si umplutura Raschig. Evacuarea sterilului se face prin jgeabul d, înclinat si prevăzut cu trapa de blocare.