ES2983207T3 - Tratamiento de cascarilla de laminación que contiene hidrocarburos - Google Patents

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Abstract

La presente invención se refiere a una unidad y/o proceso para el tratamiento de cascarilla de laminación que contiene hidrocarburos, que mejora los niveles de emisión y permite un mejor control de la temperatura durante la etapa de calentamiento. La unidad y/o proceso comprende un reactor térmico rotatorio de combustión indirecta (2), un conducto de pretratamiento (18), una unidad de recuperación de dos etapas donde la primera etapa comprende un conjunto recuperador de aceite (4) y la segunda etapa comprende una unidad condensadora de aceite y agua (6), un sistema de filtración de aceite coalescente (8) y una cámara de combustión del reactor (17) para combustible reciclado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Tratamiento de cascarilla de laminación que contiene hidrocarburos
Campo de la invención
La presente invención se refiere a una unidad para tratar lodo y cascarilla de laminación oleosos producidos en la laminación de acero. Esta cascarilla de laminación oleosa se considera peligrosa. La presente invención se refiere además a un procedimiento para el tratamiento de cascarilla de laminación procedente de la laminación de acero que contiene contaminantes que incluyen hidrocarburos. En particular, la invención se refiere a la separación y recuperación de óxidos de hierro, aceite y agua a partir de cascarilla de laminación. En la presente invención, pueden recuperarse compuestos útiles adicionales a partir de la cascarilla de laminación. Los óxidos de hierro, el aceite y el agua, así como otros compuestos útiles, se recuperan mediante la unidad y/o el procedimiento descritos en el presente documento. Los materiales recuperados son adecuados para su reutilización en procedimientos industriales.
Antecedentes de la invención
Diversos procedimientos en plantas de acero dan como resultado el subproducto cascarilla de laminación. La cascarilla de laminación es un residuo de acero que comprende óxidos de hierro valiosos, así como aceites y grasas (también denominados hidrocarburos o aceite) y agua. Estos hidrocarburos pueden ser, por ejemplo, el resultado de la contaminación de la cascarilla de laminación por lubricantes aplicados al equipo usado en el procedimiento de laminación de acero.
La presencia de hidrocarburos impide el reciclaje de la cascarilla de laminación en el procedimiento de fabricación de acero. Un motivo para esto es que las etapas de calentamiento implicadas en el procedimiento de fabricación de acero liberan hidrocarburos y sus óxidos, dando como resultado altos niveles de emisiones. Como normalmente se aplican regulaciones estrictas de contaminación del aire, las industrias deben monitorizar y controlar estrechamente sus emisiones.
Una solución ha sido evitar reciclar la cascarilla de laminación y, en su lugar, eliminarla y desecharla en, por ejemplo, vertederos. Sin embargo, este es un procedimiento costoso y tiene además la desventaja de que se pierden los óxidos de hierro valiosos contenidos en la cascarilla de laminación.
Se han desarrollado diversos procedimientos en un intento de reciclar la cascarilla de laminación y recuperar los óxidos de hierro valiosos. Estos incluyen extracción con disolventes, extracciones con agua en presencia de tensioactivos y detergentes, así como procedimientos en horno. Cada uno de estos se asocia con una variedad de desventajas, tales como ser costosos, provocar altos niveles de emisiones y provocar problemas de funcionamiento y medioambientales.
Los procedimientos en horno empleados previamente se asocian con varias desventajas. Estas incluyen un alto consumo de energía, altos costes y no lograr alcanzar niveles de emisiones aceptables. Además, a menudo se asocian con la pérdida de material útil. Por ejemplo, los procedimientos en horno empleados previamente emplean frecuentemente técnicas que implican la combustión del gas de combustión, perdiendo de este modo el contenido de hidrocarburos y agua de la cascarilla de laminación.
El documento US 2003/136747 A1 describe sistemas y métodos para limpiar suelo contaminado y, en un aspecto particular, para limpiar virutas de perforación de pozos, ya sea en tierra o en alta mar.
El documento EP 0735 928 A1 describe un método para la retirada de contaminantes orgánicos, especialmente contaminantes oleosos, a partir de material particulado sólido, y más particularmente un método para la retirada de aceite a partir de virutas obtenidas de operaciones de perforación usando lodos de perforación a base de aceite. El documento EP 0446779 describe un procedimiento para la retirada de aceite a partir de cascarilla de laminación húmeda que contiene aceite, lodo de cascarilla de laminación y sustancias similares. Las sustancias se tratan en un horno continuo combinado con una planta de sinterización de mena de hierro. El aire de escape del enfriador caliente procedente de un enfriador de sinterización fluye en contracorriente con respecto a la cascarilla de laminación a través del horno continuo. Durante este procedimiento, se seca la cascarilla y se quema parte del aceite. El aire de escape del enfriador y los aceites volátiles se alimentan al horno de ignición de una máquina de sinterización, ya que el aire de combustión y los aceites residuales se queman en el mismo.
El documento US 2006/0130611 describe un procedimiento para tratar una mezcla oleosa que consiste en hidrocarburos, partículas sólidas y agua. El procedimiento incluye las etapas de colocar la mezcla oleosa en una cámara de reacción, purgar esta cámara con un gas inerte y crear un baño de vapor dentro de la cámara purgada. La descarga de vapor libera materia de hidrocarburo a partir de las partículas sólidas. El procedimiento incluye además la elevación de la temperatura de la cámara del reactor hasta un punto de ebullición de los hidrocarburos, vaporizar los hidrocarburos dentro de la atmósfera inerte, ventilar la cámara y procesar el gas de purga en un producto de hidrocarburo. Las partículas sólidas desaceitadas se descargan a partir de la cámara de reacción como materia prima o para su eliminación.
Sumario de la invención
Un objeto de la presente invención es proporcionar un aparato (una unidad) para el tratamiento de cascarilla de laminación, que mejore los niveles de emisiones y permita un mejor control de la temperatura durante la etapa de calentamiento.
Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un procedimiento para el tratamiento de cascarilla de laminación, que mejore los niveles de emisiones y permita un mejor control de la temperatura durante la etapa de calentamiento.
El problema que va a resolver la presente invención es la provisión de una unidad y/o un procedimiento para el tratamiento de cascarilla de laminación, que mejore los niveles de emisiones y permita un mejor control de la temperatura durante la etapa de calentamiento.
Una solución al problema implica una unidad para el tratamiento de cascarilla de laminación que contiene hidrocarburos, en la que la unidad comprende:
una tolva con un fondo móvil,
un reactor térmico multizona rotativo de caldeo indirecto con al menos tres zonas de temperatura diferentes, un conducto de pretratamiento que comprende una pulverización de aceite,
al menos una unidad de recuperación de vapor de dos etapas, en la que
la primera etapa comprende un conjunto de recuperación de aceite que comprende un lavador químico de estilo expulsor a base de aceite, una unidad de filtración de aceite por coalescencia, un tanque de mezclado de aceite, una unidad de enfriamiento y un conjunto de circulación de aceite, y
la segunda etapa comprende una unidad de condensación de aceite y agua que comprende un lavador químico de estilo expulsor a base de agua, un conjunto de enfriamiento y circulación de agua y un tanque de recogida de aceite y agua con un separador de aceite-agua;
un sistema de filtración de aceite por coalescencia; y
una cámara de combustión de reactor para combustible recirculado.
Una solución adicional al problema implica un procedimiento para el tratamiento de cascarilla de laminación que contiene hidrocarburos, en el que el procedimiento comprende las siguientes etapas:
i) añadir la cascarilla de laminación como material de alimentación a un reactor (2) térmico rotativo de caldeo indirecto, en el que el reactor (2) térmico rotativo de caldeo indirecto es un reactor multizona con al menos tres zonas de temperatura diferentes;
ii) calentar el material de alimentación en una atmósfera deficiente en oxígeno en cada una de las zonas de temperatura, en las que:
a. en una primera zona (13), la temperatura se establece a 93-149 °C (200-300 °F);
b. en una segunda zona (14), la temperatura se establece a 149-315 °C (300-600 °F); y
c. en una tercera zona (15), la temperatura se establece a 315-538 °C (600-1000 °F);
iii) hacer pasar el gas de combustión procedente del reactor (2) térmico a través de un conducto (18) de pretratamiento, en el que el conducto (18) de pretratamiento comprende una pulverización de aceite, en el que la pulverización de aceite está a una temperatura de 120-150 °C (250-300 °F) y la velocidad de la pulverización es de al menos 50,8 m/s (10000 fpm);
iv) hacer pasar el vapor procedente del conducto (18) de pretratamiento a través de una unidad de recuperación de dos etapas, en la que:
una primera etapa comprende un conjunto (4) de recuperación de aceite, comprendiendo el conjunto (4) de recuperación de aceite un lavador químico de estilo expulsor a base de aceite, una unidad (5.1) de filtración de aceite por coalescencia, un tanque (5.2) de mezclado de aceite, una unidad de enfriamiento y un conjunto de circulación de aceite; en la que el vapor procedente del conducto (18) de pretratamiento entra en el lavador químico de estilo expulsor a base de aceite; el líquido condensado procedente del lavador químico de estilo expulsor a base de aceite entra en la unidad (5.1) de filtración por coalescencia; y el aceite separado en la unidad (5.1) de filtración por coalescencia entra en el tanque (5.2) de mezclado de aceite; y
una segunda etapa comprende una unidad (6) de condensación de aceite y agua, en la que la unidad (6) de condensación de aceite y agua comprende un lavador químico de estilo expulsor a base de agua, un conjunto de enfriamiento y circulación de agua y un tanque (7) de recogida de aceite y agua con un separador de aceite-agua; en la que el vapor procedente del lavador químico de estilo expulsor a base de aceite de la primera etapa entra en el lavador químico de estilo expulsor a base de agua de la segunda etapa; y el líquido condensado procedente del lavador químico de estilo expulsor a base de agua entra en el tanque (7) de recogida de aceite y agua;
v) hacer pasar la corriente de vapor procedente del lavador químico de estilo expulsor a base de agua a través de un sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia; y
vi) hacer pasar la corriente de vapor procedente del sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia a una cámara (17) de combustión del reactor (2) térmico rotativo de caldeo indirecto.
Las soluciones a la presente invención se asocian con varios efectos ventajosos. Estos incluyen, pero no se limitan а, los siguientes:
1. Evitar/reducir la pérdida de material útil recuperando por separado óxidos de hierro, hidrocarburos, agua y opcionalmente compuestos útiles adicionales. Estos son adecuados para su reutilización.
2. Proporcionar una unidad/un procedimiento para el tratamiento de cascarilla de laminación a escala comercial. 3. Mejora en la eficiencia energética, particularmente mediante el uso de vapor procedente del procedimiento como fuente de combustible complementario.
4. Gama alta de aceites que pueden eliminarse.
5. Mejora de los niveles de emisiones, particularmente a través del tratamiento apropiado de la corriente de vapor, así como la reducción del uso global de combustible.
б. Más respetuoso con el medio ambiente.
7. Proporcionar un procedimiento continuo.
8. Proporcionar un enfoque dinámico y versátil.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1A muestra una unidad y/o un procedimiento según la presente invención para el tratamiento de cascarilla de laminación que contiene hidrocarburos.
La figura 1B muestra una unidad y/o un procedimiento según la presente invención con características adicionales y/o alternativas para el tratamiento de cascarilla de laminación que contiene hidrocarburos.
La figura 2 muestra una ilustración más detallada del reactor multizona rotativo de caldeo indirecto.
Descripción detallada
Ahora se describirán con más detalle las realizaciones según la presente invención.
Una solución a la presente invención incluye la implementación de una unidad para el tratamiento de cascarilla de laminación que contiene hidrocarburos. Las figuras 1A y 1B proporcionan un ejemplo de configuraciones para una unidad (10) de este tipo. La figura 2 proporciona una ilustración más detallada del reactor térmico multizona rotativo de caldeo indirecto.
En una realización según la presente invención, una unidad (10) para el tratamiento de cascarilla de laminación que contiene hidrocarburos comprende:
una tolva (1) con un fondo móvil,
un reactor (2) térmico multizona rotativo de caldeo indirecto con al menos tres zonas de temperatura diferentes, un conducto de pretratamiento que comprende una pulverización de aceite,
al menos una unidad de recuperación de vapor de dos etapas, en la que
la primera etapa comprende un conjunto (4) de recuperación de aceite que comprende un lavador químico de estilo expulsor a base de aceite, una unidad (5.1) de filtración de aceite por coalescencia, un tanque (5.2) de mezclado de aceite, una unidad de enfriamiento y un conjunto de circulación de aceite, y
la segunda etapa comprende una unidad (6) de condensación de aceite y agua que comprende un lavador químico de estilo expulsor a base de agua, un conjunto de enfriamiento y circulación de agua y un tanque (7) de recogida de aceite y agua con un separador de aceite-agua;
un sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia; y
una cámara (9) de combustión de reactor para combustible recirculado.
En una realización, la unidad (10) desmontada según la invención puede hacerse móvil ya que las partes encajan en una serie de depósitos de transporte. Esto tiene la ventaja de que la unidad (10) se transporta fácilmente hasta/desde un sitio de trabajo específico.
En una realización según la invención, la unidad (y/o el procedimiento) permite un procesamiento de alimentación continuo de gran volumen.
En una realización según la invención, la unidad y/o el procedimiento permite el procesamiento de material a escala comercial.
En una realización adicional, la unidad (10) tiene un sistema de control de PLC directo de automatización. Preferiblemente, la unidad (10) se equipará además con una pantalla táctil HMI para el control.
En una realización según la invención, la unidad (10) está configurada para 460V, 3Ph, 60 Hz. En una realización preferida, la unidad (10) también tendrá un transformador principal que convierte la energía en 400c, 4Ph, 50 Hz. Ahora se describirán con más detalle los componentes individuales de la unidad (10) según la presente invención, incluyendo realizaciones opcionales y preferidas. La siguiente descripción de las realizaciones es igualmente aplicable al procedimiento según la presente invención.
Tolva (1) de alimentación
En una realización, la tolva (1) de alimentación está equipada preferiblemente con una alimentación de fondo móvil. Utilizar una tolva con una alimentación de fondo móvil tiene la ventaja de que evita el flujo de retorno del material. Además, permite que la unidad (10) funcione como un procedimiento cerrado.
Según una realización de la invención, cuando el vapor del procedimiento se usa como fuente de combustible complementario para el reactor térmico de caldeo indirecto (descrito con más detalle adicionalmente a continuación), puede usarse una tolva con una alimentación de fondo móvil para controlar la velocidad de alimentación para garantizar que se alimenta una cantidad constante de aceite a través del sistema. La tolva con un fondo móvil puede controlar que la alimentación se alimente en el reactor principal basándose en el contenido de aceite y humedad del lodo. Esto a su vez controla la cantidad de hidrocarburos y monóxido de carbono que se usan como combustible complementario, ayudando con el control global de la temperatura y las emisiones. Alimentar el reactor con niveles constantes de hidrocarburos ayuda a controlar/reducir las emisiones, así como a mejorar la eficiencia global del reactor térmico.
En una realización según la invención, la velocidad de alimentación puede alcanzar hasta 7,5 toneladas métricas por hora. Esto tiene la ventaja de que pueden procesarse grandes cantidades de material. En una realización, la velocidad de alimentación puede variarse desde 2,5 hasta 7,5 toneladas métricas por hora. Preferiblemente, la velocidad de alimentación es de desde 3,0 hasta 7,5 toneladas métricas por hora. Más preferiblemente, la velocidad de alimentación es de desde 3,5 hasta 7,5 toneladas métricas por hora. Incluso más preferiblemente, la velocidad de alimentación es de desde 4,0 hasta 7,5 toneladas métricas por hora. Lo más preferiblemente, la velocidad de alimentación es de desde 4,5 hasta 7,5 toneladas métricas por hora.
En una realización según la presente invención, la tolva (1) de alimentación está conectada a un reactor (2) térmico rotativo de caldeo indirecto, preferiblemente un reactor (2) térmico multizona rotativo de caldeo indirecto.
En una realización, la tolva (1) de alimentación alimenta material en el reactor (2) térmico rotativo de caldeo indirecto.
Reactor (2) térmico rotativo de caldeo indirecto
En una realización, el material de alimentación entra en el reactor (2) térmico rotativo de caldeo indirecto (“reactor”) a través de la tolva (1) de alimentación.
En reactores térmicos rotativos de caldeo indirecto, se introduce calor en el exterior de un tambor que contiene el material. La fuente de calor no está particularmente limitada, pero puede incluir un horno eléctrico o una fuente de materiales combustibles tales como gas natural, gas de desecho o combustible. Preferiblemente, la fuente de calor es un horno eléctrico. Esto tiene la ventaja de que mejora la movilidad de la unidad (10).
Según una realización preferida, se usa gas de desecho procedente del procedimiento según la invención como fuente de combustible complementario.
Las ventajas de que el reactor (2) sea de caldeo indirecto y rotativo incluyen evitar el contacto directo entre la fuente de calor y el material, proporcionar un mejor control de las temperaturas y permitir el control de la atmósfera de procesamiento interna.
En una realización adicional, el material de alimentación entra en el sistema a temperatura ambiental.
En una realización preferida, el material de construcción de un reactor (2) es una aleación de alta temperatura. En otra realización preferida, el reactor (2) se hace funcionar en una atmósfera deficiente en oxígeno.
En una realización preferida, no hay introducción de un gas inerte. En su lugar, puede usarse el agua procedente del material de alimentación para desplazar el oxígeno.
En una realización preferida, no hay introducción de un gas inerte en el reactor (2) rotativo.
En una realización, el reactor (2) puede procesar el material a hasta 1000 °C. Preferiblemente, el material se calienta hasta temperaturas de desde 399 °C hasta 510 °C.
En una realización preferida, el tiempo de retención de material en la zona de calentamiento es de al menos 30 minutos.
En una realización según la invención, el reactor (2) puede ajustarse para administrar el tiempo de permanencia (tiempo de retención) ajustando el ángulo y la velocidad. Ajustar el tiempo de retención tiene la ventaja de que se garantiza la retirada de todos los hidrocarburos a partir del material. Además, la capacidad para ajustar el tiempo de retención tiene la ventaja de que hay una gran flexibilidad en el tipo de material usado y el nivel de remediación logrado. Por ejemplo, si sólo se requiere retirar una determinada cantidad de hidrocarburos, puede disminuirse el tiempo de retención.
En una realización preferida, el reactor (2) tiene un conjunto (11) de alimentación sellado.
En una realización preferida, el reactor (2) tiene un conjunto (12) de descarga sellado.
En una realización preferida, el reactor tiene un conjunto (11) de alimentación y un conjunto (12) de descarga sellados. Más preferiblemente, el reactor (2) tiene un conjunto (11) de alimentación sellado y un conjunto (12) de descarga sellado y se impide que entre aire en el sistema incluyendo esclusas en el conjunto (11) de alimentación y el conjunto (12) de descarga.
En una realización preferida, el reactor (2) está equipado con una entrada de gas de barrido. Puede introducirse gas de barrido controlado en el reactor. El gas de barrido es preferiblemente vapor o nitrógeno. Lo más preferiblemente, el reactor usa humedad procedente del material de alimentación como gas de barrido.
Según una realización preferida de la invención, el reactor (2) térmico rotativo de caldeo indirecto es un reactor (2) térmico multizona rotativo de caldeo indirecto con al menos tres zonas de calentamiento. Las zonas de calentamiento garantizan que los hidrocarburos se desorban y no se agrieten durante el procedimiento de desorción. En una realización preferida, el reactor es un reactor (2) térmico multizona rotativo de caldeo indirecto, que tiene al menos tres zonas de calentamiento (zonas de temperatura). Más preferiblemente, las temperaturas en la(s) zona(s) inicial(es) se establecen para vaporizar el agua, seguido de establecer las temperaturas de las zonas posteriores para vaporizar los hidrocarburos. Usar un reactor de este tipo tiene varias ventajas. Una de tales ventajas es que el agua vaporizada (vapor) expulsa el aire de la cámara, creando una atmósfera inerte y, por tanto, evitando la necesidad de introducción de un gas inerte adicional. Una ventaja adicional es que, debido al flujo de co-corriente de vapor, el tambor está constantemente bajo una capa protectora de vapor, creando una atmósfera inerte. Una ventaja adicional es que el sistema multizona permite al reactor aumentar la temperatura a medida que el material se mueve hacia abajo en el reactor en un procedimiento continuo.
En una realización más preferida, el reactor (2) térmico multizona rotativo de caldeo indirecto tiene tres zonas de temperatura, opcionalmente cuatro zonas. Incluso más preferiblemente, en el reactor que tiene al menos tres zonas de calentamiento, preferiblemente tres zonas, opcionalmente cuatro zonas, la temperatura en la zona 1 (13) se establece a 93-149 °C (200-300 °F), preferiblemente a 93-110 °C (200-230 °F), la temperatura en la zona 2 (14) se establece a 149-315 °C (300-600 °F), preferiblemente a 218-243 °C (425-470 °F), la temperatura en la zona 3 (15) se establece a 315-538 °C (600-1000 °F), preferiblemente a 349-502 °C (660-935 °F), y, opcionalmente, la temperatura en la zona 4 (16) oscila hasta 1002 °C (1835 °F) y preferiblemente se establece a 504-1002 °C (940-1835 °F), más preferiblemente a 538-982 °C (1000-1800 °F). Establecer la temperatura de la zona 1 (13) a 93-149 °C (200-300 °F), preferiblemente a 93-110 °C (200-230 °F), tiene la ventaja de que permite que se vaporice en primer lugar el agua, creando una capa protectora de vapor y una atmósfera inerte. El vapor puede desplazar el oxígeno en el reactor para crear una atmósfera inerte. Establecer la temperatura de la zona 2 (14) a 149-315 °C (300-600 °F), preferiblemente a 218-243 °C (425-470 °F), permite extraer los hidrocarburos más ligeros. Establecer la temperatura de la zona 3 (15) a 315-538 °C (600-1000 °F), preferiblemente a 349-502 °C (660-935 °F), permite extraer los hidrocarburos más pesados. Es adicionalmente ventajoso tener una zona 4 (16) en la que la temperatura puede establecerse a 1002 °C (1835 °F), preferiblemente a hasta 982 °C (1800 °F), más preferiblemente se establece a 504-1002 °C (940-1835 °F) e incluso más preferiblemente a 538-982 °C (1000-1800 °F). Esto permite retirar los aceites sintéticos. Opcionalmente, en lugar de implementar una zona 4 independiente, la zona 3 puede establecerse a 982 °C (1800 °F). Usar un reactor de este tipo tiene varias ventajas. Una de tales ventajas es que el agua vaporizada (vapor) expulsa el aire de la cámara, creando una atmósfera inerte y, por tanto, evitando la necesidad de introducción de un gas inerte adicional. Una ventaja adicional es que, debido al flujo de co-corriente de vapor, el tambor está constantemente bajo una capa protectora de vapor, creando una atmósfera inerte. Una ventaja adicional es que el sistema multizona permite al reactor aumentar la temperatura a medida que el material se mueve hacia abajo en el reactor en un procedimiento continuo. Calentar el material en tres, opcionalmente cuatro, zonas de temperatura diferentes, cada una con los intervalos de temperatura mencionados anteriormente, garantiza un procesamiento más eficiente y una recuperación de aceite de mejor calidad. Aplicar las zonas de temperatura también tiene la ventaja de que más del 95 % de los hidrocarburos se retiran de la cascarilla de laminación, permitiendo que la cascarilla de laminación procesada se convierta en una materia prima para la acería.
En una realización más preferida, el material se calienta mediante la coraza y los elevadores configurados a lo largo de las paredes internas garantizan la transferencia de calor más eficiente.
En una realización, el reactor (2) está equipado preferiblemente con una unidad (3) de recogida para la cascarilla de laminación tratada. En una realización, la cascarilla de laminación tratada se transfiere desde el reactor (2) hasta la unidad (3) de recogida a través de la línea 3A. En una realización preferida, la cascarilla de laminación tratada (es decir, los óxidos de hierro recuperados) tiene un contenido de aceite de menos del 0,50 % y un contenido de agua de menos del 2 %. Más preferiblemente, la cascarilla de laminación tratada tiene un contenido de aceite de menos del 0,48 %, el 0,46 %, el 0,44 %, el 0,42 %, el 0,40 %, el 0,38 %, el 0,36 %, el 0,34 %, el 0,32 %, el 0,30 % o el 0,28 %. Igualmente, en una realización preferida, la cascarilla de laminación tratada tiene un contenido de agua de menos del 1,8 %, el 1,6 %, el 1,4 %, el 1,2 % o el 1,0 %. Cada uno de estos contenidos de aceite puede combinarse con cada uno de estos contenidos de agua.
En otra realización preferida, el material procesado se descarga en un depósito a través de una esclusa doble. En una realización preferida, el material procesado se descarga en un tornillo sin fin con enfriamiento a través de una esclusa doble. En una realización, la cascarilla de laminación limpia se descarga en un tornillo sin fin con enfriamiento y se almacena.
En una realización, el gas de combustión que sale del reactor (2) no se procesa mediante un oxidador térmico antes de entrar en al menos una unidad de recuperación de dos etapas.
Según una realización, el gas de combustión que sale del reactor (2) se procesa según la presente invención reivindicada y se usa el vapor resultante como fuente de combustible complementario para el reactor (2) térmico de caldeo indirecto.
En una realización, el gas de combustión sale del reactor (2) a través de la línea 4A y entra en al menos una unidad de recuperación de dos etapas.
En una realización de la presente invención, el gas de combustión que sale del reactor (2) a través de la línea 4A entra opcionalmente en un conducto (18) de pretratamiento.
Conducto (18) de pretratamiento
El vapor procedente de la cascarilla de laminación oleosa procedente del reactor (2) entra opcionalmente en un conducto (18) de pretratamiento a través de la línea 4A.
El conducto (18) de pretratamiento comprende una pulverización de aceite, preferiblemente una pulverización de aceite a alta temperatura y alta velocidad (o alta presión). El vapor procedente de la cascarilla de laminación oleosa se extrae a través del conducto (18) de pretratamiento con la pulverización de aceite a alta temperatura y alta velocidad. Según una realización preferida, la pulverización de aceite usada en el conducto (18) de pretratamiento es aceite condensado en el conjunto (4) de recuperación de aceite del procedimiento. Preferiblemente, la temperatura de la pulverización es de entre 120-150 °C (250-300 °F) y la velocidad de la pulverización es de al menos 10000 fpm (50,8 m/s). Según una realización, la velocidad puede lograrse implementando una pulverización Venturi en el conducto. Implementar un conducto (18) de pretratamiento con una pulverización de aceite a alta temperatura y alta velocidad tiene la ventaja de que impide la acumulación de material particulado. La prevención de la acumulación de material particulado (o material particulado fino) en los conductos reducen el tiempo de inactividad y limpieza.
Según una realización de la invención, el vapor procedente del conducto (18) de pretratamiento entra en al menos una unidad de recuperación de dos etapas.
Unidad de recuperación de dos etapas
En una realización, el gas de combustión procedente del reactor (2) térmico entra en al menos una unidad de recuperación de vapor de dos etapas a través de la línea 4A. Si se utiliza un conducto (18) de pretratamiento en el procedimiento, entonces el vapor procedente del conducto (18) de pretratamiento entra en la al menos una unidad de recuperación de vapor de dos etapas.
Conjunto (4) de recuperación de aceite
Según una realización, la primera etapa de la al menos una unidad de recuperación de vapor de dos etapas comprende una unidad (4) de condensación de vapor a base de aceite (conjunto de recuperación de aceite) que consiste en un lavador químico de estilo expulsor, una unidad de enfriamiento, un separador de aceite-agua y un conjunto de circulación de aceite.
En una realización preferida, el conjunto (4) de recuperación de aceite retira al menos el 90 % de la cantidad de aceite a partir del gas de combustión. Preferiblemente, el conjunto (4) de recuperación de aceite retira desde el 90 % hasta el 100 % de aceite a partir del gas de combustión, más preferiblemente desde el 90 % hasta el 99 % de aceite a partir del gas de combustión, incluso más preferiblemente desde el 95 % hasta el 99 % de aceite a partir del gas de combustión y lo más preferiblemente desde el 97 % hasta el 99 % de aceite a partir del gas de combustión. En una realización, el aceite se recoge en un tanque (5) de recirculación (tanque de recogida de aceite). En una realización, el aceite se transfiere desde el conjunto (4) de recuperación de aceite al tanque (5) de recogida de aceite a través de la línea 5A. En una realización, el tanque (5) de recirculación de aceite contiene el separador de aceite-agua.
Según una realización de la invención, el líquido condensado procedente del lavador químico de estilo expulsor entra en un separador de aceite-agua.
En una realización, el aceite separado se recircula a través del conjunto de la primera etapa. En una realización adicional, el aceite separado se mantiene en un tanque (5) de recogida y luego se recircula a través del conjunto de la primera etapa. Estas realizaciones tienen la ventaja de que el aceite puede capturarse a partir del gas de combustión y puede usarse posteriormente un líquido de lavador químico para capturar más aceite a partir del gas de combustión que entra en el lavador químico.
Usar un lavador químico de estilo expulsor tiene la ventaja de que retirará materiales particulados suspendidos, eliminando la necesidad de un colector de polvo que tiene tendencia a cegarse por las corrientes de vapor oleosas. En una realización, el agua condensada en esta etapa del procedimiento se separa en el separador de aceite-agua y se transfiere a un tanque de recogida de agua. Esto tiene la ventaja de que el agua puede recogerse y reutilizarse para otros procedimientos.
Según una realización alternativa de la invención, el conjunto (4) de recuperación de aceite comprende un lavador químico de estilo expulsor a base de aceite, una unidad (5.1) de filtración de aceite por coalescencia, un tanque (5.2) de mezclado de aceite, una unidad de enfriamiento y un conjunto de circulación de aceite.
Según una realización de la invención, el vapor procedente de la etapa anterior se trata en el conjunto (4) de recuperación de aceite. Generalmente, el vapor que entra en el conjunto (4) de recuperación de aceite entra en un lavador químico de estilo expulsor a base de aceite. El líquido condensado procedente del lavador químico de estilo expulsor entra en una unidad (5.1) de filtración de aceite por coalescencia. El aceite separado en la unidad (5.1) de filtración de aceite por coalescencia entra entonces en un tanque (5.2) de mezclado de aceite. El vapor restante en el lavador químico de estilo expulsor entra en una línea 6A. Este vapor restante puede transferirse entonces a la segunda etapa, que es una unidad (6) de condensación de aceite y agua.
Según una realización preferida, el aceite se recoge en un tanque de mezclado (tanque (5.2) de mezclado de aceite). En una realización, el aceite procedente de la unidad (5.1) de filtración de aceite por coalescencia se transfiere al tanque (5.2) de mezclado de aceite a través de la línea 5.2A. En una realización, el tanque (5.2) de mezclado de aceite se usa para mezclar aceites más pesados separados en la primera etapa con aceites más ligeros procedentes de la unidad (6) de condensación de aceite y agua de la segunda etapa. El aceite pesado procedente del conjunto (4) de recuperación de aceite de la primera etapa se mezcla con los aceites más ligeros procedentes de la unidad (6) de condensación de aceite y agua de la segunda etapa en el tanque (5.2) de mezclado para mejorar la viscosidad, haciendo que el aceite sea más bombeable.
En una realización preferida, el conjunto (4) de recuperación de aceite retira al menos el 90 % de la cantidad de aceite, particularmente aceites pesados, a partir del gas de combustión. Preferiblemente, el conjunto (4) de recuperación de aceite retira desde el 90 % hasta el 100 % de aceite, particularmente aceites pesados, a partir del gas de combustión, más preferiblemente desde el 90 % hasta el 99 % de aceite, particularmente aceites pesados, a partir del gas de combustión, incluso más preferiblemente desde el 95 % hasta el 99 % de aceite, particularmente aceites pesados, a partir del gas de combustión y lo más preferiblemente desde el 97 % hasta el 99 % de aceite, particularmente aceites pesados, a partir del gas de combustión.
En detalle, según una realización, el gas de combustión procedente del reactor (2) térmico o el vapor procedente del conducto (18) de pretratamiento entra en el lavador químico de estilo expulsor a base de aceite. El aceite y el lodo se retiran a partir de la corriente de vapor y el líquido condensado procedente del lavador químico de estilo expulsor a base de aceite entra entonces en una unidad (5.1) de filtración de aceite por coalescencia a través de la línea 5.1A. El aceite y el lodo se filtran a través de la unidad (5.1) de filtración de aceite por coalescencia donde el lodo se separa y se retira a partir del aceite. El aceite restante se bombea al tanque (5.2) de mezclado de aceite a través de la línea 5.2A. El vapor restante en el lavador químico de estilo expulsor entra en una unidad (6) de condensación de aceite y agua a través de la línea 6A.
En una realización, el aceite separado y recogido se recircula a través del conjunto de la primera etapa. En una realización adicional, el aceite separado se mantiene en el tanque (5.2) de mezclado y luego se recircula a través del conjunto de la primera etapa usando el conjunto de circulación de aceite. Estas realizaciones tienen la ventaja de que el aceite puede capturarse a partir del gas de combustión que sale del reactor (2)/vapor procedente del conducto (18) de pretratamiento y puede usarse posteriormente como líquido de lavador químico para capturar más aceite a partir del gas de combustión/vapor que entra en el lavador químico de estilo expulsor a base de aceite. En una realización, la unidad de enfriamiento forma parte del conjunto de circulación de aceite. El aceite que sale del tanque (5.2) de mezclado de aceite que va a recircularse como pulverización de lavador químico se hará pasar en primer lugar a través de la unidad de enfriamiento. La temperatura de la pulverización de aceite ayuda a garantizar que sólo los aceites más pesados (y no el agua) se condensen en el conjunto (4) de recuperación de aceite. Preferiblemente, la unidad de enfriamiento ayuda a mantener una temperatura de pulverización de entre 120-150 °C (250-300 °F).
En una realización, el gas de combustión restante después de la primera etapa entra en la segunda etapa a través de la línea 6A.
Unidad (6) de condensación de aceite y agua
En una realización, la segunda etapa comprende una unidad (6) de condensación de aceite y agua que consiste en un lavador químico de estilo expulsor a base de agua, un conjunto de enfriamiento y circulación de agua y un separador de aceite-agua.
El vapor restante procedente del conjunto (4) de recuperación de aceite de la primera etapa se extrae en la unidad (6) de condensación de aceite y agua de la segunda etapa.
En una realización preferida, la unidad (6) de condensación de aceite y agua retira al menos el 80 % de la cantidad de agua procedente del gas de combustión. Preferiblemente, la unidad (6) de condensación de aceite y agua retira desde el 80 % hasta el 100 % de agua procedente del gas de combustión, más preferiblemente desde el 85 % hasta el 99 % de agua procedente del gas de combustión, incluso más preferiblemente desde el 90 % hasta el 99 % de agua procedente del gas de combustión, incluso más preferiblemente desde el 90 % hasta el 97 % de agua procedente del gas de combustión y lo más preferiblemente desde el 90 % hasta el 95 % de agua procedente del gas de combustión.
En una realización, el agua se recoge en un tanque(7)de recirculación (tanque de recogida de aceite y agua). En una realización, el agua se transfiere desde la unidad (6) de condensación de aceite y agua al tanque (7) de recogida de aceite y agua a través de la línea 7A. En una realización, el tanque (7) de recirculación de aceite y agua contiene el separador de aceite-agua.
Según una realización de la invención, el líquido condensado procedente del lavador químico de estilo expulsor entra en un separador de aceite-agua.
En una realización, el agua separada se recircula a través del conjunto de la segunda etapa. Esto puede lograrse con el conjunto de enfriamiento y circulación de agua. En una realización adicional, el agua separada se mantiene en un tanque (7) de recogida y luego se recircula a través del conjunto de la segunda etapa. Estas realizaciones tienen la ventaja de que el agua puede capturarse a partir del gas de combustión y puede usarse posteriormente como líquido de lavador químico para capturar más agua a partir del gas de combustión que entra en el lavador químico.
En una realización, el aceite condensado en esta etapa del procedimiento se separa en el separador de aceite-agua y se transfiere a un tanque de recogida de aceite. Esto tiene la ventaja de que el aceite puede recogerse y reutilizarse para otros procedimientos.
En una realización preferida, el aceite condensado en el lavador químico de estilo expulsor a base de agua se separa a partir del agua en el separador de aceite-agua en el tanque (7) de recirculación de aceite y agua y se transfiere al tanque (5.2) de mezclado de aceite a través de la línea 7b . Esto tiene la ventaja de que el aceite puede recogerse y reutilizarse para otros procedimientos.
Según una realización, los aceites más ligeros condensados en la unidad (6) de condensación de aceite y agua se separan a partir del agua y se bombean al tanque (5.2) de mezclado de aceite, donde los aceites más pesados procedentes del lavador químico de la primera etapa se mezclan con los aceites más ligeros. Entonces, el aceite mixto puede enfriarse y usarse como agente de lavado químico para el conducto (18) de pretratamiento y/o la unidad de lavado químico a base de aceite de la primera etapa.
En otra realización, el vapor restante que sale de la unidad de recuperación de vapor de dos etapas entra opcionalmente en uno o más lavadores químicos adicionales. En una realización, en ausencia de uno o más lavadores químicos adicionales, el vapor restante que sale de la unidad de recuperación de vapor de dos etapas entra en un sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia a través de la línea 8A.
Lavadores químicos adicionales opcionales
En una realización adicional, la invención comprende opcionalmente uno o más lavadores químicos. Estos lavadores químicos permiten y son adecuados para la recuperación de compuestos útiles adicionales. Los lavadores químicos opcionales adicionales pueden disponerse en cualquier orden.
El vapor procedente de la unidad (6) de condensación de aceite y agua entra en tales lavadores químicos opcionales a través de una línea.
En una realización según la invención, uno o más lavadores químicos adicionales son adecuados para la recuperación de metales pesados (sistema de captura de metales pesados).
En una realización preferida, uno o más de los lavadores químicos están equipados opcionalmente con un tanque de recirculación.
En una realización, el vapor que sale de los uno o más lavadores químicos adicionales entra en un sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia.
Sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia
En una realización, el vapor que sale de la unidad de recuperación de vapor de dos etapas entra en el sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia a través de la línea 8A.
Implementar el sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia tiene la ventaja de que puede retirarse parte del posible vapor de aceite restante en la corriente. Esto mejora adicionalmente los niveles de emisiones.
En una realización, el vapor que sale del sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia entra en un oxidador (9) térmico. Alternativamente, el vapor que sale del sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia entrar en una cámara (17) de combustión de reactor.
Oxidador (9) térmico
En una realización, el vapor que sale del sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia entra en el oxidador (9) térmico a través de la línea 9A.
Implementar un oxidador (9) térmico tiene la ventaja de que se retira el aceite restante en la corriente de vapor. En una realización preferida, después de pasar a través del sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia y el oxidador (9) térmico, el gas de combustión contiene menos de 100 ppm de agua y menos de 100 ppm de aceite. Preferiblemente, después de pasar a través del sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia y el oxidador (9) térmico, el gas de combustión contiene menos de 90 ppm de agua y menos de 90 ppm de aceite. Más preferiblemente, el gas de combustión contiene menos de 80 ppm de agua y menos de 80 ppm de aceite. Incluso más preferiblemente, el gas de combustión contiene menos de 70 ppm de agua y menos de 70 ppm de aceite. Incluso más preferiblemente, el gas de combustión contiene menos de 60 ppm de agua y menos de 60 ppm de aceite. Incluso más preferiblemente, el gas de combustión contiene menos de 50 ppm de agua y menos de 50 ppm de aceite.
En una realización más preferida, después de pasar a través del sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia y el oxidador (9) térmico, el gas de combustión contiene desde no detectable hasta 50 ppm de agua y desde no detectable hasta 50 ppm de aceite. No detectable es un término bien conocido por el experto en la técnica y normalmente se refiere a una región por debajo de 20 ppm. En una realización más preferida, después de pasar a través del sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia y el oxidador (9) térmico, el gas de combustión contiene desde 20 ppm hasta 50 ppm de agua y desde 20 ppm hasta 50 ppm de aceite.
Cámara (17) de combustión de reactor
En una realización según la invención, el vapor restante procedente del sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia entra en una zona de combustión de reactor del reactor térmico para combustible recirculado (cámara (17) de combustión). El vapor puede entrar en la cámara (17) de combustión a través de una línea 17A.
Implementar una recirculación de vapor a la cámara (17) de combustión tiene la ventaja de que cualquier aceite/hidrocarburo restante y/o monóxido de carbono presente en la corriente de vapor después del sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia puede usarse como fuente de combustible complementario. Además, tiene la ventaja de que el procedimiento es un procedimiento continuo. La recirculación del vapor a la cámara (17) de combustión oxida cualquier hidrocarburo restante y/o monóxido de carbono que podría haberse arrastrado desde las etapas previas en el procedimiento.
En una realización, la cámara (17) de combustión es una unidad de recirculación de vapor y oxidación térmica, donde se usa vapor como combustible complementario para el reactor (2) térmico multizona rotativo de caldeo indirecto.
En una realización preferida, después de pasar a través del sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia y la cámara (17) de combustión, el gas de combustión contiene menos de 100 ppm de agua y menos de 100 ppm de aceite. Preferiblemente, después de pasar a través del sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia y la cámara (17) de combustión, el gas de combustión contiene menos de 90 ppm de agua y menos de 90 ppm de aceite. Más preferiblemente, el gas de combustión contiene menos de 80 ppm de agua y menos de 80 ppm de aceite. Incluso más preferiblemente, el gas de combustión contiene menos de 70 ppm de agua y menos de 70 ppm de aceite. Incluso más preferiblemente, el gas de combustión contiene menos de 60 ppm de agua y menos de 60 ppm de aceite. Incluso más preferiblemente, el gas de combustión contiene menos de 50 ppm de agua y menos de 50 ppm de aceite.
En una realización más preferida, después de pasar a través del sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia y la cámara (17) de combustión, el gas de combustión contiene desde no detectable hasta 50 ppm de agua y desde no detectable hasta 50 ppm de aceite. No detectable es un término bien conocido por el experto en la técnica y normalmente se refiere a una región por debajo de 20 ppm. En una realización más preferida, después de pasar a través del sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia y la cámara (17) de combustión, el gas de combustión contiene desde 20 ppm hasta 50 ppm de agua y desde 20 ppm hasta 50 ppm de aceite.
Se han descrito con detalle los componentes individuales de la unidad (10) según la presente invención.
La unidad según la presente invención puede usarse en un procedimiento para el tratamiento de cascarilla de laminación. Las siguientes realizaciones describen adicionalmente un procedimiento según la presente invención para el tratamiento de cascarilla de laminación que contiene hidrocarburos. Este procedimiento permite la recuperación de óxidos de hierro, aceite y agua, así como otros compuestos útiles. La recirculación de aceite y monóxido de carbono procedentes del procedimiento aprovecha lo que de otro modo sería un producto de desecho o un contaminante. En general, mejora la eficiencia del procedimiento y reduce las emisiones de CO<2>.
En la siguiente descripción, se proporcionan realizaciones adicionales y realizaciones preferidas para el procedimiento según la presente invención.
En una realización según la presente invención, un procedimiento para el tratamiento de cascarilla de laminación que contiene hidrocarburos comprende las etapas de:
i) añadir la cascarilla de laminación como material de alimentación a un reactor (2) térmico rotativo de caldeo indirecto, en el que el reactor (2) térmico rotativo de caldeo indirecto es un reactor multizona con al menos tres zonas de temperatura diferentes;
ii) calentar el material de alimentación en una atmósfera deficiente en oxígeno en cada una de las zonas de temperatura, en las que:
a. en una primera zona (13), la temperatura se establece a 93-149 °C (200-300 °F);
b. en una segunda zona (14), la temperatura se establece a 149-315 °C (300-600 °F); y
c. en una tercera zona (15), la temperatura se establece a 315-538 °C (600-1000 °F);
iii) hacer pasar el gas de combustión procedente del reactor (2) térmico a través de un conducto (18) de pretratamiento, en el que el conducto (18) de pretratamiento comprende una pulverización de aceite, en el que la pulverización de aceite está a una temperatura de 120-150 °C (250-300 °F) y la velocidad de la pulverización es de al menos 50,8 m/s (10000 fpm);
iv) hacer pasar el vapor procedente del conducto (18) de pretratamiento a través de una unidad de recuperación de dos etapas, en la que:
una primera etapa comprende un conjunto (4) de recuperación de aceite, comprendiendo el conjunto (4) de recuperación de aceite un lavador químico de estilo expulsor a base de aceite, una unidad (5.1) de filtración de aceite por coalescencia, un tanque (5.2) de mezclado de aceite, una unidad de enfriamiento y un conjunto de circulación de aceite; en la que el vapor procedente del conducto (18) de pretratamiento entra en el lavador químico de estilo expulsor a base de aceite; el líquido condensado procedente del lavador químico de estilo expulsor a base de aceite entra en la unidad (5.1) de filtración por coalescencia; y el aceite separado en la unidad (5.1) de filtración por coalescencia entra en el tanque (5.2) de mezclado de aceite; y
una segunda etapa comprende una unidad (6) de condensación de aceite y agua, en la que la unidad (6) de condensación de aceite y agua comprende un lavador químico de estilo expulsor a base de agua, un conjunto de enfriamiento y circulación de agua y un tanque (7) de recogida de aceite y agua con un separador de aceite-agua; en la que el vapor procedente del lavador químico de estilo expulsor a base de aceite de la primera etapa entra en el lavador químico de estilo expulsor a base de agua de la segunda etapa; y el líquido condensado procedente del lavador químico de estilo expulsor a base de agua entra en el tanque (7) de recogida de aceite y agua;
v) hacer pasar la corriente de vapor procedente del lavador químico de estilo expulsor a base de agua a través de un sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia; y
vi) hacer pasar la corriente de vapor procedente del sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia a una cámara (17) de combustión del reactor (2) térmico rotativo de caldeo indirecto.
En una realización preferida, el procedimiento proporciona óxidos de hierro con un contenido de aceite de menos del 0,50 % y un contenido de agua de menos del 2 %.
En una realización preferida, el reactor térmico rotativo de caldeo indirecto tiene tres zonas de temperatura.
En una realización preferida, el reactor térmico rotativo de caldeo indirecto tiene cuatro zonas de temperatura, en el que, en la cuarta zona, la temperatura oscila hasta 1002 °C (1835 °F), preferiblemente la temperatura en la cuarta zona se establece a 538-982 °C (1000-1800 °F).
En una realización preferida, el procedimiento utiliza aceite vaporizado y monóxido de carbono obtenidos a partir del procedimiento como fuente de combustible complementario.
En otra realización preferida, el material de alimentación se añade usando una tolva con un fondo móvil, en el que la alimentación se alimenta al reactor con un volumen constante de hidrocarburos.
En una realización preferida, el reactor se hace funcionar en una atmósfera deficiente en oxígeno.
En una realización preferida, no hay introducción de un gas inerte en el procedimiento. Específicamente, en una realización preferida, no hay introducción de gas inerte en el reactor.
En una realización preferida, se introduce gas de barrido controlado en el reactor térmico rotativo. En una realización preferida adicional, el gas de barrido controlado introducido en el reactor térmico rotativo es vapor o nitrógeno.
En una realización preferida, el tiempo de retención de material en la zona de calentamiento es de al menos 30 min. En una realización preferida, el tiempo de retención de material total es de al menos 45 min.
En una realización preferida, el reactor puede procesar el material a hasta 1000 °C.
En una realización preferida, una aleación de alta temperatura es el material de construcción del reactor térmico rotativo.
En una realización preferida, el reactor tiene un conjunto de descarga sellado.
En una realización preferida, el reactor tiene un conjunto de alimentación sellado.
En una realización preferida, el reactor tiene un conjunto de alimentación y un conjunto de descarga y se impide que el aire entre en el sistema incluyendo esclusas en el conjunto de alimentación y el conjunto de descarga.
En una realización preferida, el material se procesa en una atmósfera deficiente en oxígeno.
En una realización preferida, el material se descarga en un depósito a través de una esclusa doble.
En una realización preferida, el material de alimentación entra en el sistema a temperatura ambiental.
En una realización preferida, el aceite condensado y separado en la primera etapa se recircula a través del conjunto de la primera etapa.
En una realización preferida, el agua condensada y separada en la segunda etapa se recircula a través del conjunto de la segunda etapa.
En una realización preferida, tras la unidad de recuperación de dos etapas, el material se hace pasar a través de uno o más lavadores químicos adicionales.
En una realización preferida, tras la unidad de recuperación de dos etapas, el material se hace pasar a través de uno o más lavadores químicos adicionales, en el que uno o más de los lavadores químicos están equipados con un tanque de recirculación.
En una realización preferida, el conjunto de recuperación de aceite retira al menos el 90 % de la cantidad de aceite procedente del gas de combustión.
En una realización preferida, la unidad de condensación de aceite y agua retira al menos el 80 % de la cantidad de agua procedente del gas de combustión.
En una realización preferida, después de pasar a través del sistema de filtración de aceite por coalescencia y la cámara de combustión de reactor para combustible recirculado, el gas de combustión contiene menos de 100 ppm de agua y 100 ppm de aceite.
En una realización preferida, la pulverización de aceite usada en el conducto de pretratamiento es aceite condensado en el conjunto de recuperación de aceite de la primera etapa.
En general, la unidad y/o el procedimiento según la presente invención tiene varias ventajas. Estas incluyen, pero no se limitan a, una mejora en la eficiencia energética, un mejor control de la temperatura durante la etapa de calentamiento, la retirada de una gama alta de aceites, una reducción de la pérdida de materiales útiles, una mejora en los niveles de emisiones, permitir el procesamiento de material a escala comercial, proporcionar un procedimiento continuo y proporcionar un enfoque dinámico y versátil. Además, se recuperan óxidos de hierro a partir de cascarilla de laminación que contiene hidrocarburos. Estos óxidos de hierro recuperados son adecuados para su reutilización en la industria. Una ventaja adicional incluye la recuperación independiente de aceite y agua, que son adecuados para su reutilización. Además, pueden recuperarse compuestos útiles adicionales, que son adecuados para su reutilización. La purificación de los gases de escape a través de un sistema multietapa, que incluye varios lavadores químicos, un sistema de filtración de aceite por coalescencia y un oxidador térmico o una cámara de combustión de reactor para combustible recirculado, proporciona además un tratamiento más respetuoso con el medioambiente de la cascarilla de laminación que contiene hidrocarburos.
Signos de referencia
10 Unidad
1 Tolva de alimentación
2 Reactor térmico rotativo de caldeo indirecto
3 Tanque de recogida para cascarilla de laminación tratada
3A Línea
4 Conjunto de recuperación de aceite
4A Línea
5 Tanque de recogida de aceite
5A Línea
5.1 Unidad de filtración de aceite por coalescencia
5.1A Línea
5.2 Tanque de mezclado de aceite
5.2A Línea
6 Unidad de condensación de aceite y agua
6A Línea
7 Tanque de recogida de aceite y agua con separador de aceite-agua
7A Línea
7B Línea
8 Sistema de filtración de aceite por coalescencia
8A Línea
9 Oxidador térmico
9A Línea
11 Conjunto de alimentación sellado
12 Conjunto de descarga sellado
13 Zona 1
14 Zona 2
15 Zona 3/4
17 Cámara de combustión
17A Línea
18 Conducto de pretratamiento
Ejemplo
En el siguiente ejemplo se ejemplifican una unidad y un procedimiento de tratamiento de cascarilla de laminación según la presente invención.
Se analizó la cascarilla de laminación para determinar su composición porcentual. Se determinó el contenido de los óxidos utilizando espectroscopia de emisión atómica de plasma acoplado inductivamente (ICP-AES). Se determinó el contenido de humedad usando la norma ASTM D 2216. Se determinó el contenido de aceite utilizando un dedo frío. En la tabla 1 a continuación se resumen los resultados del análisis (véase la columna “Cascarilla de laminación sin tratar”).
Se estableció la temperatura de un reactor térmico rotativo de caldeo indirecto con tres zonas de temperatura a 100 °C en la zona 1, 200 °C en la zona 2 y 450 °C en la zona 3. Se estableció la velocidad del reactor a 1 rpm y se estableció el ángulo a 1°.
Se alimentó cascarilla de laminación en un reactor térmico rotativo de caldeo indirecto usando una tolva con una alimentación móvil. Se usaron 100 kg de cascarilla de laminación. La velocidad de alimentación fue de 25 kg/h. El tiempo de retención de material en la zona de calentamiento fue de 40 minutos.
Se recogió el material procesado y se analizó tal como antes para determinar la composición porcentual de la cascarilla de laminación tratada (véase la tabla 1 a continuación, columna “Cascarilla de laminación tratada”).
Se alimentó el gas de combustión a una unidad de recuperación de dos etapas, en la que la primera etapa comprendía un conjunto de recuperación de aceite y la segunda etapa comprendía una unidad de condensación de aceite y agua. Luego se hizo pasar el gas de combustión restante a través de un sistema de filtración de aceite por coalescencia.
El tiempo de retención de material total fue de 65 minutos.
En la tabla 1 se resumen los resultados. La tabla 1 compara la composición porcentual de la cascarilla de laminación sin tratar con la composición porcentual de la cascarilla de laminación tratada.
Tabla 1: Contenido porcentual de cada sustancia en cascarilla de laminación sin tratar frente a cascarilla de laminación tratada
Los resultados en la tabla 1 muestran claramente que la cascarilla de laminación tratada tiene un contenido reducido de aceite y agua. La cascarilla de laminación tratada tiene un contenido de aceite por debajo del 0,3 % y un contenido de agua por debajo del 0,1 %. En general, la tabla 1 ejemplifica cómo una unidad y/o un procedimiento según la presente invención da como resultado la recuperación de óxidos de hierro valiosos. Además, la tabla 1 muestra que la cascarilla de laminación tratada tiene contenidos de agua y aceite lo suficientemente bajos como para permitir la reutilización de la cascarilla de laminación tratada en procedimientos industriales.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    i.Procedimiento para el tratamiento de cascarilla de laminación que contiene hidrocarburos, en el que el procedimiento comprende las etapas de:
    i) añadir la cascarilla de laminación como material de alimentación a un reactor (2) térmico rotativo de caldeo indirecto, en el que el reactor (2) térmico rotativo de caldeo indirecto es un reactor multizona con al menos tres zonas de temperatura diferentes;
    ii) calentar el material de alimentación en una atmósfera deficiente en oxígeno en cada una de las zonas de temperatura, en las que:
    a. en una primera zona (13), la temperatura se establece a 93-149 °C (200-300 °F);
    b. en una segunda zona (14), a temperatura se establece a 149-315 °C (300-600 °F); y
    c. en una tercera zona (15), la temperatura se establece a 315-538 °C (600-1000 °F);
    iii) hacer pasar el gas de combustión procedente del reactor (2) térmico a través de un conducto (18) de pretratamiento, en el que el conducto (18) de pretratamiento comprende una pulverización de aceite, en el que la pulverización de aceite está a una temperatura de 120-150 °C (250-300 °F) y la velocidad de la pulverización es de al menos 50,8 m/s (10000 fpm);
    iv) hacer pasar el vapor desde el conducto (18) de pretratamiento a través de una unidad de recuperación de dos etapas, en la que:
    una primera etapa comprende un conjunto (4) de recuperación de aceite, comprendiendo el conjunto (4) de recuperación de aceite un lavador químico de estilo expulsor a base de aceite, una unidad (5.1) de filtración de aceite por coalescencia, un tanque (5.2) de mezclado de aceite, una unidad de enfriamiento y un conjunto de circulación de aceite; en la que el vapor procedente del conducto (18) de pretratamiento entra en el lavador químico de estilo expulsor a base de aceite; el líquido condensado procedente del lavador químico de estilo expulsor a base de aceite entra en la unidad (5.1) de filtración por coalescencia; y el aceite separado en la unidad (5.1) de filtración por coalescencia entra en el tanque (5.2) de mezclado de aceite; y
    una segunda etapa comprende una unidad (6) de condensación de aceite y agua, en la que la unidad (6) de condensación de aceite y agua comprende un lavador químico de estilo expulsor a base de agua, un conjunto de enfriamiento y circulación de agua y un tanque (7) de recogida de aceite y agua con un separador de aceite-agua; en la que el vapor procedente del lavador químico de estilo expulsor a base de aceite de la primera etapa entra en el lavador químico de estilo expulsor a base de agua de la segunda etapa; y el líquido condensado procedente del lavador químico de estilo expulsor a base de agua entra en el tanque (7) de recogida de aceite y agua;
    v) hacer pasar la corriente de vapor procedente del lavador químico de estilo expulsor a base de agua a través de un sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia; y
    vi) hacer pasar la corriente de vapor procedente del sistema (8) de filtración de aceite por coalescencia a una cámara (17) de combustión del reactor (2) térmico rotativo de caldeo indirecto.
  2. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el procedimiento proporciona óxidos de hierro con un contenido de aceite de menos del 0,50 % y un contenido de agua de menos del 2 %.
  3. 3. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que el reactor (2) térmico rotativo de caldeo indirecto tiene cuatro zonas de temperatura, en el que, en la cuarta zona (16), la temperatura oscila hasta 1002 °C (1835 °F), preferiblemente la temperatura en la cuarta zona se establece a 538-982 °C (1000 1800 °F).
  4. 4. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que el procedimiento utiliza aceite vaporizado y monóxido de carbono obtenidos a partir del procedimiento como fuente de combustible complementario.
  5. 5. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que el material de alimentación se añade usando una tolva (1) con un fondo móvil, en el que la alimentación se alimenta al reactor con un volumen constante de hidrocarburos.
  6. 6. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que no hay introducción de un gas inerte.
  7. 7. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que se introduce gas de barrido controlado en el reactor (2) térmico rotativo; opcionalmente en el que el gas de barrido es vapor o nitrógeno.
  8. 8. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que el tiempo de retención de material en la zona de calentamiento es de al menos 30 min; y/o en el que el tiempo de retención de material total es de al menos 45 min.
  9. 9. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que el reactor (2) térmico rotativo puede procesar el material a hasta 1000 °C; y/o
    en el que una aleación de alta temperatura es el material de construcción del reactor (2) térmico rotativo; y/o en el que el reactor (2) térmico rotativo tiene un conjunto (12) de descarga sellado y/o un conjunto (11) de alimentación sellado.
  10. 10. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que el material se procesa en una atmósfera deficiente en oxígeno.
  11. 11. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que el reactor (2) térmico rotativo tiene un conjunto (11) de alimentación y un conjunto (12) de descarga y se impide que entre aire al sistema incluyendo esclusas en el conjunto (11) de alimentación y el conjunto (12) de descarga; y/o en el que el material se descarga en un depósito a través de una esclusa doble.
  12. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que el material de alimentación entra al sistema a temperatura ambiental.
  13. 13. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que el aceite condensado y separado en la primera etapa se recircula a través del conjunto de la primera etapa; y/o en el que el agua condensada y separada en la segunda etapa se recircula a través del conjunto de la segunda etapa.
  14. 14. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que, tras la unidad de recuperación de dos etapas, el material se hace pasar a través de uno o más lavadores químicos adicionales; opcionalmente en el que uno o más de los lavadores químicos están equipados con un tanque de recirculación.
  15. 15. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que la pulverización de aceite usada en el conducto (18) de pretratamiento es aceite condensado en el conjunto (4) de recuperación de aceite.
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