LU82410A1 - Installation pour la purification de produits petroliers et derives souilles par des liquides etrangers - Google Patents
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Description
» * D. 51.128
Demande de brevet de ....2.9....avril...198o...
Désignation de l’Inventeur (1) Le soussigné ...Mfi.R5Ï.eur....J.aa.q.ues....d.e..Mu.yser.,....35.7. ..hld.....RQyal.,....à......................
LUXE^OURf^ agissant en qualité ddMtfcfskfa/— de mandataire du déposant — (2) ...E.t-.abli.s.gements....WÂliS.O.IiI.f.....S.o.ci.éié...Anonyme.,....Cons.tru.c.tion....dje...Matériel ............Thermique Jt..,.B.QU.lqv.ar.d...de...la....Wo.lnwe,,...3.o../.....à...ll3.a...BRUXELLES..i....Be.l.gique ; (3) de l’invention concernant : » ............"InstallstlQja...p.Qur....la...purJLfic.afcton...de...pr.Qd.ui±.s....p6.troliers....e.t.
...............dër i.y.é.s....sQn.il.lés...par...des....li.qui.des...étrangers.!'.....................................................
désigné comme inventeur(s) : 1. Nom et prénoms .......Lé-O.n....WÂNS0II...........................................................................................................................
Adresse .....Ayen.ue....Is.idore....Ge.yskens,...11.8,....à...ll6o..RRUXELLES-f-..Belg.ique 2. Nom et prénoms .......................................................................................................................................................................
Adresse .............................................................................................................................................................................................
3. Nom et prénoms .......................................................................................................................................................................
Adresse ............................................................................................................................................................................................
Il affirme la sincérité des indications susmentionnées et déclare en assumer l’entière responsabilité.
...............Luxendoqurg....................., le ......,6.....j.uin................... ........ 19 So.
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jbft aJ£JL.»£SL.........I W I
[ VA.Al.H) -.·T—~ (signature) A 68026________ ; (1) Nom. prénoms, firme, adresse.
1 /2\ Mr»m nrAnfttnn nt nWfAeen <(< 1 WnnAonnt * ! Mémoire Descriptif déposé à l’appui d’une demande de
BREVET D’INVENTION
au
Luxembourg
formée par: Etablissements WANSON
Construction de Matériel Thermique Société Anonyme pour: Installation pour la purification de produits pétroliers et dérivés souillés par des liquides étrangers· • · Λ & i «
R
Le but de l'invention est de séparer les composants de mélange de produits pétroliers ou de leurs dérivés et de " liquides étrangers, de manière à obtenir les composants sous forme réutilisable , ou éliminables sans créer de problèmes de pollution.
A cet effet, on pompe le mélange dans une série d'échangeurs de constructions particulières, suivis d'un ou plusieurs séparateurs de vapeur et de liquide.
Les vapeurs sont condensées dans un dernier échangeur suivi d'un séparateur par gravité délivrant séparément les fractions légères et lourdes non miscibles et d'autre part, le liquide à point d'ébullition élevé. Le fluide chauffant traverse les échangeurs à contre-courant.
» Si le but poursuivi peut être obtenu par les procédés connus des raffineurs de produits pétroliers, et si les procédés connus tels que l'hydrocracking ou le thermo-cracking sont utilisés par l'invention ici décrite, les méthodes utilisées sont originales et différentes.
Par exemple, l'eau nécessaire à l'hydrocracking n'y est pas introduite sous forme de vapeur mais est prélevée dans le produit à traiter où l’eau est présente comme polluant D'autre part, le fonctionnement de l'installation suivant l'invention est insensible à la proportion eau et produit pétrolier même si ce dernier ne représente qu'une très faible partie du produit à purifier et même si cette eau est fortement émulsionnée avec le produit pétrolier par * suite d'une action mécanique, thermique ou même chimique, par exemple, par ajoute de tiers produits, tels que détergents L'installation suivant l'invention trouvera donc application pour des produits aussi variés que : les huiles ; de coupe émulsionnées, les eaux de lavage de soutes ou de » $u * sédimentations de pétrole brut souillé d’eau de mer, etc.
Il faut aussi noter que le fonctionnement de l'installation suivant l'invention, ne fait pas appel à des ajoutes de produits étrangers et coûteux, tels qu'acides et alcalis et que la séparation souhaitée est obtenue par une simple action mécano-thermique.
On remarque que suivant l'invention, contrairement à la pratique pétrolière connue, la séparation des composants vaporisés et liquides ne se fait pas dans une colonne dite à plateaux ou similaire mais par l'utilisation d'un séparateur dynamique faisant intervenir successivement les effets centrifuge, coalesceur, de choc, et de débuage. L'avantage notoire et contrairement à ce qui est obtenable avec des . colonnes à plateaux, est que les liquides et vapeurs prélevés aux sorties spécifiques ont une composition constante quel que soit le rapport volumétrique ou pondéral entre les composants liquides et vaporisés.
Afin d'illustrer le fonctionnement détaillé du système suivant l'invention et sans que cela ne puisse en limiter l'étendue, nous décrirons, par exemple, une installation qui pourrait être utilisée pour le traitement des boues de lavage d'un pétrolier ayant transporté du pétrole brut.
Ces boues surnagent sur l'eau de lavage, y sont ;· prélevées et contiennent en général de 10 à 30% d'eau.
L'on suppose que le fluide chauffant est de la vapeur d'eau, mais il pourrait également être de l'eau, de l'huile, ou des gaz chauds provenant d'un brûleur.
L'ensemble monté sur châssis comporte quatre éléments principaux, visibles à la figure I.
h ' ψ
Le produit à traiter est introduit par la pompe 6 dans l’échangeur économiseur I, où il rencontre à contre-courant les eaux provenant des vapeurs condensées ou tout autre fluide refroidi dans l’échangeur 2 et y amené par le tube 7*
Pour obtenir un bon échange à contre-courant et avec une faible différence de température, cet échangeur sera de forme mince et allongée et sera constitué d’une enveloppe 8 contenant un serpentin ou un faisceau tubulaire 9 - le produit à traiter circule dans les faisceaux 9 et le fluide de chauffage dans l’enveloppe 8.
Le produit de chauffage épuisé est évacué par un tube 12 et un organe de réglage de débit 13 y maintient un • delta T constant par rapport à la température du fluide à traiter entrant.
Le produit à traiter, réchauffé est conduit par le tube 10 au deuxième échangeur 2.
Il y a lieu de préciser qu'un organe régulateur de pression II a entre autres la fonction de maintenir dans le tube 10 une pression telle que la vaporisation du produit à traiter n'y ^oit pas possible, que d'autre part le delta T entre les tubes 7 et 10 est maintenu par l'organe 13 de manière à ce que le fluide à traiter soit dans le tube 10 à ** une température la plus proche possible du point d'ébullition correspondant à la pression qui y est maintenue par l'organe I]
Le deuxième échangeur 2 est un condenseur vaporiseui ou refroidisseur vaporiseur suivant la nature du fluide chauffant introduit en 14 et qui traverse un faisceau tubulaire 15 avant d'être évacué par le tube 7-
Le fluide à traiter introduit par le tube 10 parcourt l’espace entre le faisceau tubulaire 15 et l’enveloppe 16 et est évacué par le tube 17· L’échangeur 2 aura une forme svelte et allongée de manière à empêcher la séparation du mélange diphasique vapeurs/liquides qui s’y développe, le mélange contenant de plus en plus de vapeurs durant la traversée de l’échangeur 2 .
Par le réglage de la pompe 6, on réglera à volonté le pourcentage de vapeur créé dans cet échangeur 2 et l’organe II maintiendra la pression de vapeur, donc sa température et en conséquence, régira le delta T dans l'échangeur 2.
Le mélange diphasique évacué par le tube 17 est * introduit dans un organe séparateur de phase 3·
Suivant la nature des produits à traiter et, en conséquence, de la nature des composants à séparer, et de leurs poids spécifiques relatifs, ce séparateur sera soit du type centrifuge, soit du type à tôles de choc, soit à matelas de fils tricotés, soit de préférence, une combinaison de tous ces types.
Les parties non évaporées seront évacuées par le tube 18 vers un organe de réglage 19 dont la fonction est d’évacuer les liquides et de retenir les vapeurs.
Les vapeurs évacuées par le tube 20 traversent l’organe de réglage de pression II et sont dirigées vers un condenseur 4 par le tube 21.
• Le condenseur comporte une enveloppe 22 dans .
laquelle les vapeurs vont se condenser sous l'effet du re- > froidissement provoqué soit par un serpentin 23 parcouru par un fluide de refroidissement introduit en 24 et évacué , en 25 - les vapeurs condensées sont évacuées par le tube 26.
Suivant une revendication particulière, la condensation peut être faite par pulvérisation d'eau dans l'enceinte de l'enveloppe 22.
Afin de récupérer les calories de condensation (figure 4)? le serpentin 23 enfermé dans l'enveloppe 22 du condenseur 4 peut être alimenté en eau convenablement adoucie , par le tube 38, mise sous pression par la pompe 34 et dirigée vers le serpentin 23 par le tube 24.
Le débit de la pompe 34 est réglé de manière à ce que 95/Ê du débit pompé soit vaporisé.
Le mélange diphasique conséquent est évacué par le tube 25 vers un séparateur 35· . La vapeur séparée est envoyée vers une utilisation , par le tube 39 et l'excès non vaporisé par le tube 36, vers le tube 38 ou vers un égout. Le tube 36 comporte un organe 37 laissant passer le liquide et retenant la vapeur.
Suivant que la pression, désirée et obtenue par les réglages décrits ci-avant, dans le condenseur 4, est inférieure ou supérieure à la pression atmosphérique, le tube d'évacuation 26 sera muni d'un organe 40 qui sera une pompe à vide ou un organe évacuant le liquide et retenant la vapeur.
Suivant une autre revendication, le condensât évacué par le tube 26 et qui peut être composé de liquides différents non miscibles et de densité différente, est introduit dans un séparateur statique 5* (Figure 3).
Ce séparateur connu sous la dénomination de bouteille florentine permet l'évacuation des liquides lourds par le tube 27 et des liquides légers par le tube 28.
h ! β "
Si le liquide léger évacué par le tube 28 et qui a généralement une température d’ébullition dans la gamme 60 à 270°C, ne trouve pas d’utilisation directe, on aura avantage à le fractionner en produits utilisables.
A cet effet, voir figure 5, on utilise un évapora-teur-condenseur 41 d’un type particulier suivi de deux séparateurs par densité.
Une enceinte 41 reçoit à la base, le fluide léger séparé dans 5j y amené par le tube 28.
Un tube 52 assure par débordement un niveau choisi dans l'enceinte 41· Un tube 42 est branché sur le tube 21 avant son entrée dans le condenseur 4» et dirige une partie des vapeurs vers l'enceinte 41 par le tube 53 et par l’inter-• médiaire d’un organe de réglage 43 qui règle le débit de vapeur de manière à maintenir le liquide dans l'enceinte 41 à une température choisie et correspondant à la température d’ébullition du mélange eau-produit plus léger que l’on veut séparer.
La vapeur est répartie dans le liquide par une rampe 51.
Les vapeurs plus légères vont se condenser sur le serpentin 50, placé dans la partie supérieure du réservoir 419 et qui est alimenté en 47 par un liquide de refroidissement évacué en 48· Le condensât tombe dans un collecteur annulaire 57 qui est relié par le tube 49 vers un séparateur par gravité identique au 5 décrit plus haut et qui délivrera en 55 de l'eau et en 56,1e produit plus léger dont l’ébullition se fera par exemple, dans la gamme 60 à 170°C.
Le tube de débordement 52 est également raccordé à un séparateur 44 identique au 5 décrit plus haut et qui délivrera en 45 de l'eau et en 46^le non distillé et dont
On remarque aisément que si (figure l) l'on utilise la vapeur sortant du tube 21 pour alimenter un deuxième ensemble dans lequel on fait pénétrer la vapeur par son tube 14 et qu’on raccorde son tube 12 à la récupération, on obtient une installation bi-étagée. Qu'on peut poursuivre de même pour faire une installation multiétagée dont le rendement thermique est directement proportionnel au nombre d'étages.
Suivant une revendication séparée, on peut intercaler entre l'échangeur 2 et le séparateur 3 un surchauffeur 30. Voir figure 2.
Dans ce cas, le tube 17 est raccordé à l'enveloppe 32 du surchauffeur 30 dont la sortie est raccordée par le tube 29 au séparateur 3· , L'arrivée du fluide chauffant se fait alors par le tube 33 relié à un serpentin 31 contenu dans l'enveloppe 32.
La vapeur résiduaire et les condensats éventuels sont alors dirigés par le tube 14 vers l'échangeur 2.
Le but du surchauffeur est d'assurer la séparation des composants, malgré le retard à l'ébullition bien connu des initiés que l'on constate lors de l'ébullition de liquide composite. On obtiendra aisément une huile dont le point d'ébullition sera supérieur à 27°C et dont la contenance en eau sera négligeable.
Cette description fait apparaître plus clairement les originalités supplémentaires de l'installation suivant 1 ' invention.
La première réside dans le fait que cette installation de distillation -fractionnée peut être alimentée en calories par n'importe quel fluide chauffant sans devoir subir aucune modification de principe de fonctionnement.
A
La seconde qu’elle peut assurer le fractionnement à n’importe quelle pression ou vide par seule adaptation de l’organe 40.
Ce deuxième point est intéressant quand on tient compte de la fragilité thermique de certains composants éventuels et de l’avantage de pressions et températures élevées quand plusieurs unités sont raccordées en cascade pour former un ensemble multi-étages.
Une troisième originalité importante réside dans l’ébullition turbulente et progressive et sans séparation de phase dans l’échangeur 2 qui, liée aux températures obtenables, permet d’obtenir si on le désire, une réaction de cracking thermique ou d'hydrocracking qui, combinée à l’utilisation , du surchauffeur 30, permet d’obtenir des sous-produits de séparation pour la première fois obtenables en continu pour le faible débit de 500 litres à 10.000 litres de fluide à traiter par étage et par heure, et pour lesquels le procédé suivant l’invention est d’application.
Un quatrième avantage est que le mode d’ébullition et de séparation utilisé autorise, moyennant simple adaptation de réglage, de faire varier pratiquement sans limite le pourcentage de composants évaporés et composants maintenus liquides.
Un cinquième avantage est que, par l’utilisation de l’entraîneur à vapeur terminal 413 on peut combiner la séparation des constituants à une opération de raffinage et obtenir à partir d’une boue de lavage de pétrolier à base d'eau et de pétrole brut une séparation de l’eau d’un fractionnement du brut en essence, gas-oil et fuel-oil.
Une sixième originalité de l’installation suivant l’invention est que l’utilisation d’échangeurs de forme mince à l’utilisation de séparateur dynamique de faible encombrement, autorise le prémontage complet sur châssis, constituant ainsi une raffinerie pouvant être transportée vers divers lieux d’utilisation·
Une septième originalité est que l’installation permet le traitement en continu de quantités trop faibles pour justifier le réglage, la transformation ou la construction d'une raffinerie classique, et trop importantes pour pouvoir être mélangées à l’alimentation d’une raffinerie existante sans provoquer destroubles graves.
Une application particulière est l'utilisation de l'installation suivant l'invention pour traiter à bord des pétroliers les boues de lavage dessoutes de manière à . utiliser l'huile qu'ils contiennent pour l'alimentation des brûleurs et moteurs de propulsion.
A
Claims (17)
1, Installation pour la purification de produits pétroliers et dérivés souillés par des liquides étrangers, caractérisée en ce qu’elle comporte, en combinaison, au moins quatre éléments et des accessoires, les éléments comprenant : - un échangeur-économiseur alimenté à travers une pompe en produit à purifier et, à contre-courant, par un fluide chauffant ; - un deuxième échangeur alimenté par le produit réchauffé sortant du premier échangeur et, à contre-courant, par un fluide chaud qui pénètre dans le premier échangeur pour y constituer ledit fluide chauffant ; - un organe séparateur de phase ayant une entrée • alimentée par le produit à traiter provenant du deuxième échangeur, et équipé de deux sorties dont l'une est équipée d'un organe de réglage propre à évacuer les liquides et à retenir les vapeurs, et dont l'autre transporte les vapeurs séparées ; - un condenseur alimenté par les dites vapeurs séparées et par un fluide de refroidissement pénétrant dans ce condenseur par un conduit d'entrée et le quittant par un conduit de sortie, le condenseur comportant un conduit de sortie équipé d'un organe évacuant le liquide purifié et retenant la vapeur (organe qui peut être remplacé par une pompe à vide) 3 - les accessoires comportant : . - un organe régulateur de débit, placé dans la sortie du premier échangeur par où s'évacue le fluide chauffant épuisé commandé par la différence de température entre le fluide chauffant épuisé et le produit à purifier ; - un organe régulateur de pression situé dans le conduit de vapeur entre l’organe séparateur de phase et le condenseur.
2. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le premier et le deuxième échangeur sont de forme mince et allongée.
3· Installation suivant la revendication 1, caracté risée en ce que l’organe séparateur de phase est choisi parmi les types centrifuge, à tôles de choc, à matelas de fils tricotés, ou réalise une combinaison de tous ces types.
4. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le condenseur fonctionne par pulvérisation de liquide dans son enveloppe. ♦ 5· Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le conduit d’entrée du fluide de refroidissement dans le condenseur est alimenté par une pompe, et en ce que le conduit de sortie du fluide de refroidissement du condenseur traverse un séparateur comportant deux sorties, l’une pour la vapeur séparée s'échappant vers un point d’utilisation, l'autre pour le fluide de refroidissement non vaporisé.
6. Installation suivant la revendication 5# carac- > térisée en ce que le conduit de sortie pour le fluide de refroidissement non vaporisé est équipé d'un organe de sortie laissant passer le liquide et retenant la vapeur.
7. Installation suivant la revendication 6, * caractérisée en ce que l’organe de sortie débite le liquide dans le conduit d'aspiration de la pompe alimentant le condenseur en fluide de refroidissement. /U / * * «
8. Installation suivant la revendication 1, Λ caractérisée en ce que la sortie, réservée au liquide, ‘ du condenseur, débouche dans un séparateur statique (tel qu'une bouteille florentine) comportant une sortie pour les liquides lourds et une sortie pour les liquides légers.
9. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un étage supplémentaire comportant un échangeur-économiseur et un deuxième échangeur, tels que prévus plus haut, ce deuxième étage étant alimenté par la vapeur qui, dans l'installation mono-étagée, était conduite dans le condenseur.
10. Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle com- , porte un surchauffeur installé entre le deuxième échangeur et l'organe séparateur de phase.
11. Installation suivant la revendication 10, caractérisée en ce que le surchauffeur comporte deux entrées et deux sorties, une première entrée étant raccordée à la sortie du deuxième échangeur par où s'écoule le produit initialement à purifier, tandis que la première sortie est raccordée à l'entrée du séparateur de phase, la deuxième entrée recevant un fluide chauffant et la deuxième sortie correspondante alimentant, par ce fluide chauffant, le deuxième échangeur de l'installation.
12. Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend, à la suite du conduit de sortie du séparateur statique réservé aux liquides légers, un évaporateur-condenseur suivi de deux séparateurs par densité. h. 4 4 f
13. Installation suivant la revendication 12, caractérisée en ce que 11évaporateur-condenseur est constitué par une enceinte présentant à sa base une entrée pour les liquides légers provenant du séparateur statique et une entrée de vapeur ; en un point situé à un niveau supérieur à celui des deux dites entrées, un tube de débordement pour le liquide ; et à un niveau supérieur à celui du tube de débordement, une installation de condensation comprenant un serpentin parcouru par un liquide de refroidissement et, placé sous le serpentin, un collecteur annulaire pour le produit de condensation.
14· Installation suivant la revendication 13, caractérisée en ce que le tube de débordement est relié à un deuxième séparateur statique comportant deux sorties, l'une pour une fraction du polluant condensé dont la vapeur a été admise à la base de l'enceinte de 1'évaporateur-condenseur, l'autre pour une première fraction de liquide utile non distillé. 1S· Installation suivant une quelconque des revendications 13 et 14j caractérisée en ce que le collecteur annulaire est relié à un troisième séparateur statique comportant deux sorties, l'une pour uns deuxième fraction du polluant condensé dont la vapeur a été admise à la base de l'enceinte de 1'évaporateur-condenseur, l'autre pour une deuxième fraction de liquide utile, plus volatile que la première fraction de celui-ci.
16. Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'enceinte • de l'évaporateur-condenseur est alimentéepar une prise faite sur le tube d'amenée de vapeur au condenseur.
17. Installation suivant la revendication 16, j caractérisée en ce que le tube d'entrée de vapeur à la base de l'enceinte de 1'évaporateur-condenseur contient un-organe 4 il de réglage du débit pour commander la température du liquide Λ
18. Installation suivant une quelconque des b revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte, sur le tube d'amenée de vapeur au condenseur, une prise alimentant le deuxième échangeur d’une installation analogue, en sorte de constituer une installation bi-étagée.
19· Installation suivant la revendication 18, caractérisée en ce qu'elle est complétée de la même façon pour réaliser une installation multiétagée à étages en nombre supérieur à 2. .. ΙλΑ λΐυ % w
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU82410A LU82410A1 (fr) | 1980-04-29 | 1980-04-29 | Installation pour la purification de produits petroliers et derives souilles par des liquides etrangers |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU82410 | 1980-04-29 | ||
| LU82410A LU82410A1 (fr) | 1980-04-29 | 1980-04-29 | Installation pour la purification de produits petroliers et derives souilles par des liquides etrangers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LU82410A1 true LU82410A1 (fr) | 1981-12-02 |
Family
ID=19729400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LU82410A LU82410A1 (fr) | 1980-04-29 | 1980-04-29 | Installation pour la purification de produits petroliers et derives souilles par des liquides etrangers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LU (1) | LU82410A1 (fr) |
-
1980
- 1980-04-29 LU LU82410A patent/LU82410A1/fr unknown
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