RO135923B1 - Procedeu pentru descărcarea masei adsorbante sulfatreat din adsorberele folosite la desulfurarea gazelor - Google Patents

Description

RO 135923 Β1

Invenția se referă la un procedeu de descărcare dintr-un adsorber a masei adsorbante uzate compusă în cea mai mare parte din sulfuri de fier rezultate în sectorul petrolier destinat procesului de desulfurare a gazelor de sondă sau a gazului metan, prin adsorbția hidrogenului sulfurat și altor compuși cu sulf, pe o masă adsorbantă granulară formată din oxizi de fier, care în timpul funcționării adsorberului, în urma reacțiilor chimice, se transformă în sulfuri de fier, inactive pentru proces, lucru care implică scoaterea adsorberului din circuitul tehnologic, pentru înlocuirea masei adsorbante uzate, atunci când conținutul de sulf din gazele prelucrate ajunge la 5 ppm.

SulfaTreat-ul este un amestec de oxizi de fier, de culoare neagră, granular, de dimensiunea bobului de mazăre, cu o formă și dimensiune uniformă, care are proprietatea de a adsorbi hidrogenul sulfurat din gazele de sondă. Acesta se introduce, de obicei, până la circa 80% din volumul adsorberului. După o anumită perioadă de funcționare, care depinde de presiunea de lucru, debitul de gaz și gradul de încărcare cu hidrogen sulfurat, mercaptani a gazului supus prelucrării, masa adsorbantă se epuizează, transformându-se în sulfat feros și sulfură ferică. Totodată, datorită conținutului de apă (inclusiv cea provenită din injecția pentru activarea masei adsorbante) și hidrocarburi lichide, care pătrund în adsorber, împreună cu gazele de sondă, masa adsorbantă devine compactă și nu se mai poate evacua din adsorber în mod gravitațional.

în urma verificării tematice, am constatat că pe plan mondial, mai există unele dispozitive pentru evacuarea masei adsorbante uzate din adsorber, dar acestea se referă în special la cărbunele activ granular sau în pat fluidizat. Dispozitivele și procedeele deja brevetate pe plan mondial, nu se pot aplica în cazul nostru, deoarece în timpul funcționării adsorberului, gazele care constituie materia primă, aduc în adsorber urme de apă și de hidrocarburi lichide care transformă materialul granular activ introdus inițial, într-o masă aproape compactă, uneori realizându-se curgerea preferențială a gazelor sub presiune. S-au experimentat și aspiratoare pentru nisp de tip Supavac, ejectoare, dar fără succes, având în vedere dimensiunea mare a blocurilor de conglomerat care se formează în adsorber, în timpul funcționării. S-a încercat, de asemenea inundarea absorberului cu apă, dar acest lucru a condus la compactarea și mai pronunțată a umpluturii și implicit mărirea timpului de tăiere a conglomeratului format, existând și riscul de îngheț a apei din masa de adsorbant, atunci când intervenția se face iarna.

Din documentul „HYDROGEN SULFIDE REMOVAL SYSTEM PROCEDURE FOR OPERATING” - Cogeneration Upgrade Project No. 613-7508, Monterey Mechanical, 10/6/2014 se cunoaște faptul că masa de adsorbant uzat SulfaTreat este un produs având, în mod obișnuit, o curgere liberă putând fi evacuat din reactor prin vacuumare. în situația în care masa de SulfaTreat formează o masă compactă, poate fi necesară spargerea mecanică pentru evacuarea acesteia din reactor.

Din US 2015/196989 se cunoaște un cap de tăiere prezentând duze de tip punct sau roto-jet, care pot lucra la presiuni de cel puțin 1000 de bari.

Scopul prezentei invenții este acela de a elimina toate sau o parte din dezavantajele stadiului tehnicii.

Soluția conform invenției constă într-un procedeu de descărcare a unei mase compacte de adsorbant uzat dintr-un adsorber folosit la desulfurarea gazelor de sondă, cuprinzând următoarele etape:

- depresurizarea și inertizarea cu azot a adsorberului din care se dorește descărcarea masei compacte de adsorbant uzat;

- deschiderea gurii de vizitare din partea de jos a adsorberului și determinarea conținutului de gaze din interior;

RO 135923 Β1

- începerea procesului de tăiere cu jet de apă a masei compacte de adsorbant uzat 1 din interior prin utilizarea unui pistol de presiune prevăzut cu lance și o duză tip punct pentru străpungerea în partea centrală a masei compacte de adsorbant uzat; 3

- continuarea procesului de tăiere folosind o duză de tip roto-jet, cu jeturile de apă orientate spre pereții adsorberului pentru tocarea și desprinderea constantă a masei de 5 adsorbant uzat, presiunea jeturilor de apă menționate fiind cuprinsă între 500-1000 bari, în care, în timpul acestei etape inițiale de tăiere cu jet de apă este îndepărtată aproximativ 30% 7 din masa de adsorbant uzat care se află în partea de jos a adsorberului;

- deschiderea gurii de vizitare din partea de sus a adsorberului și continuarea tăierii 9 cu jet de apă a părții superioare a masei de adsorbant uzat; și

- în final, evacuarea în containere, prin gura de vizitare inferioară, prin vacumare sau 11 pe cale gravitațională, cu ajutorul unui jgheab special conceput, a cantității rămase de adsorbant uzat. 13

Pentru schimbarea masei adsorbante uzate (formată din sulfuri de fier, de exemplu SulfaTreat) din adsorber, societatea noastră a pus la punct o tehnologie de hidrotăiere a 15 acesteia în vederea evacuării din adsorber și înlocuirii SulfaTreat-ului, cu altul proaspăt, pentru reluarea ciclului de producție. Presiunea apei folosită pentru hidrotaierea mecanică 17 a masei adsorbante uzate, s-a stabilit la 500-1000 bari.

Invenția care face obiectul prezentei cereri rezolvă în primul rând, modul defragmen- 19 tare a conglomeratelor de mari dimensiuni din adsorber, cu ajutorul tehnologiei de hidrotăiere, special concepută, urmată de evacuarea masei absorbante uzate, prin manlocul infe- 21 hor, în niște containere metalice proiectate special pentru depozitarea temporară și transportul către firmele autorizate, din punct de vedere al protecției mediului, pentru eliminarea 23 deșeurilor periculoase. Pentru evitarea autoaprinderii, containerele pentru depozitare și transport, sunt închise ermetic și în spațiul liber din interior se insuflă azot la o presiune de 25 0,2 bari.

în al doilea rând, prin operațiunea de hidrotăiere se umectează masa adsorbantă, în 27 acest fel evitându-se autoaprinderea pirosulfurilor existente în masa adsorbanată uzată. La descărcarea adsorberului, masa adsorbantă uzată compusă în cea mai mare parte din sulfuri 29 de fier, se prezintă într-o stare compact solidă și trebuie efectuată operațiunea de hidrotăiere la o presiune a apei de maximum 1000 bari. Pentru aceasta în capul tijei inoxitabile a pisto- 31 lului de presiune se montează o duză specială tip PUNCT pentru străpungerea în partea centrală a masei solide de adsorbant uzat, după care se folosește un set de duze tip ROTO 33 JET cu jeturile de apă sub presiune orientate spre pereții adsorberului, pentru tocarea și desprinderea constantă a masei adsorbante uzate, iar avansarea capului tăietor se face cu 35 ajutorul unor tije inoxidabile având di=%, rezistente la presiune și protejate de un profil rectangular telescopic din duraluminiu pentru a putea fi manevrat și pentru a proteja în 37 același timp linerul adsorberului.

Cu ajutorul acestui procedeu, se extrage masa adsorbantă compactă, uzată prin 39 hidrotăiere, folosind debite și presiuni corelate cu diametrul vasului, concepută de inventator, preluarea acesteia în containere specializate proiectate pentru acest scop, care apoi sunt 41 transportate la firme abilitate, în vederea eliminării deșeului periculos. Acest procedeu poate fi utilizat și în alte cazuri în care drept adsorbant se folosește alt material, ca de exemplu: 43 cărbunele activ, zeoliții sau sita moleculară.

Adsorberele sunt recipiente cilindrice verticale, dotate cu grătar de susținere a masei 45 adsorbante la interior, peste care se așează două straturi de plasă din inox cu dimensiunea ochiurilor de 4 și respectiv 40 mesh, un burete spongios, două guri de vizitare poziționate în 47

RO 135923 Β1 partea superioară și inferioară, conducte de intrare și ieșire a gazelor, conductă scurgere apă și condensat de sondă, racord inertizare cu azot, armături de siguranță, traductoare de temperatură și presiune (vezi fig.1 anexată).

Pentru intervenție în vederea înlocuirii masei adsorbante uzate din adsorber se fac următoarele operațiuni:

- oprirea alimentării cu gaze a adsorberului prin închiderea robineților;

- depresurizarea adsorberului prin deschiderea liniei de facla;

- golirea condensatului de sondp acumulat în adsorber prin deschiderea robinetului de scurgere la vasul colector puncte joase;

- blindarea legăturilor de conducte cu instalația;

- cuplarea cisternei cu azot lichid la converter și al acestuia la adsorber;

- inertizarea cu azot a adsorberului cu un debit de 30 Nmc/min, timp de 6 ore;

- deschiderea gurii de vizitare din partea de jos și determinarea conținutului de gaze (H₂S, CO, O₂, LEL);

- începerea procesului de hidrotăiere a masei absorbante uzate;

- evacuarea masei absorbante uzate din adsorber și încărcarea lui în containerele specializate pentru depozitare și transport. După încărcare, aceste containere se închid ermetic și se mențin sub perna de azot;

- după golirea a circa 30% din masa adsorbantă care se află în partea de jos a adsorberului, se deschide gura de vizitare din partea de sus a adsorberului și se continuă hidrotăierea din partea superioară;

- masa adsorbantă tăiată, se evacuează în containere prin gura de vizitare inferioară, prin vacumare sau gravitațional prin jgheabul special conceput, în containere specializate de câte 20 m³ fiecare, până la terminarea întregii cantități aflată în adsorber; Containerul are dimensiunea 6x2.3x1.5m, proiectat special pentru aceste operații, conform desen anexat;

- se spală adsorberul la interior cu apă sub presiune și se inspectează;

- se înlocuiește sita de 40 mesh (dacă e cazul) și buretele antispumant protector;

- se închide gura de vizitare din partea de jos a adsorberului, controlat conform proiect;

- se începe încărcarea masei absorbante proaspete pe la partea superioară a adsorberului prin golirea big bagsurilor în pâlnia prevăzută cu ciorap. Ridicarea (liftarea) bigbaxurilor pline cu masa adsorbantă proaspătă se face cu ajutorul unei automacarale de 18 tf;

- după golirea tuturor sacilor cu masa adsorbantă formată din oxizi de fier, se nivelează stratul din adsorber și se închide capacul gurii de vizitare superior. Prezoanele capacelor se pretensionează cu ajutorul unei chei dinamometrice cu moment variabil, tip Hytorc;

- se evacuează utilajele și materialele din zona în care s-a făcut intervenția;

- masa adsorbantă uzată formată din sulfuri de fier contaminate cu reziduuri petroliere și COV-uri, se trimite la dispozare și eliminare printr-o firmă autorizată de către ANPM, după întocmirea formalităților de transport;

- se deblindează adsorberul, se face proba de presiune și apoi se introduce în circuitul tehnologic;

- în perioada în care nu se lucrează la tăierea masei absorbante, după terminarea zilei de lucru, adsorberul se închide și se presurizează cu azot la presiunea de 1 bar. în toată perioada în care se află masa adsorbantă uzată în adsorber, autocisterna cu azot lichid și vaporizatorul (converterul), vor rămâne cuplate la adsorber. De asemenea, pe toată perioada execuției lucrărilor de tăiere, evacuare și înlocuire a masei absorbante din/în adsorber, este necesară prezența autospecialei de pompieri și a nacelei pentru evacuarea în siguranță a personalului, în caz de pericol.

RO 135923 Β1

Acest procedeu poate fi folosit cu succes pentru activități de înlocuire a adsorbantului 1 uzat și descărcări din adsorberele care sunt folosite și în alte procese tehnologice, care folosesc astfel de utilaje din care nu se poate face descărcarea în mod gravitațional, datorită 3 compactării masei adsorbante.

Datorită folosirii acestui procedeu, timpul de înlocuire a masei absorbante dintr-un 5 adsorber care folosește 56 t SulfaTreat, s-a scurtat la numai 5 zile. Pentru intervenție personalul de execuție trebuie echipat corespunzător, cu costume de protecție, măști contra 7 gazelor, ochelari de protecție, mănuși, cizme de cauciuc, căști de protecție, detectoare de gaze. 9

Claims (5)

1. RO 135923 Β1

   Revendicări

   1. Procedeu de descărcare a unei mase compacte de adsorbant uzat dintr-un adsorber folosit la desulfurarea gazelor de sondă, cuprinzând următoarele etape:

   - depresurizarea și inertizarea cu azota adsorberului din care se dorește descărcarea masei compacte de adsorbant uzat;

   - deschiderea gurii de vizitare din partea de jos a adsorberului și determinarea conținutului de gaze din interior;

   - începerea procesului de tăiere cu jet de apă a masei compacte de adsorbant uzat din interior prin utilizarea unui pistol de presiune prevăzut cu lance și o duză tip punct pentru străpungerea în partea centrală a masei compacte de adsorbant uzat;

   - continuarea procesului de tăiere folosind o duză de tip roto-jet, cu jeturile de apă orientate spre pereții adsorberului pentru tocarea și desprinderea constantă a masei de adsorbant uzat, presiunea jeturilor de apă menționate fiind cuprinsă între 500-1000 bari, în care, în timpul acestei etape inițiale de tăiere cu jet de apă este îndepărtată aproximativ 30% din masa de adsorbant uzat care se află în partea de jos a adsorberului;

   - deschiderea gurii de vizitare din partea de sus a adsorberului și continuarea tăierii cu jet de apă a părții superioare a masei de adsorbant uzat; și

   - în final, evacuarea în containere, prin gura de vizitare inferioară, prin vacumare sau pe cale gravitațională, cu ajutorul unui jgheab special conceput, a cantității rămase de adsorbant uzat.
2. 2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că masa de adsorbant uzat poate fi: SulfaTreat, cărbune activ, zeolit sau sita moleculară.
3. 3. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, în timpul etapelor de tăiere cu jet de apă, duza pistolului este avansată cu ajutorul unor tije inoxidabile din țeavă cu di=% rezistente la presiune și protejate de un profil rectangular telescopic din duraluminiu pentru a putea fi manevrată și pentru a proteja în același timp căptușeala adsorberului.
4. 4. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, dacă procesul de tăiere cu jet de apă necesită o întrerupere, adsorberul se închide și se presurizează cu azot la presiunea de 1 bar, alimentarea cu azot lichid și vaporizatorul rămânând cuplate la adsorber, prin intermediul furtunului de presiune, până la reluarea procesului de tăiere cu apă.
5. 5. Procedeu conform oricăreia dintre revendicările 1 la 4, caracterizat prin aceea că masa de adsorbant uzat îndepărtată din adsorber este introdusă în containere de depozitare și transport, care sunt închise ermetic, iar în spațiul liber din interior se insuflă azot la o presiune de 0,2 bari.