APARATO Y PROCEDIMIENTO DE DESTILACION.

Un aparato de destilación (100) que comprende: un reactor (8) que tiene una sección de entrada para recibir una sustancia y una sección de salida para producir un gas;

una sección de calentamiento (15) acoplada a dicho reactor (8) para incrementar la temperatura de dicha sustancia introducida dentro de dicho reactor (8); y una primera sección de enfriamiento (16, 17) acoplada a dicha sección de salida de dicho reactor (8) para disminuir la temperatura de dicho gas producido desde dicho reactor (8); caracterizado porque el aparato de destilación (100) además comprende: una sección de oxígeno u ozono (12) y una bomba (13) acoplada a dicho reactor (8) para introducir oxígeno presurizado u ozono presurizado dentro de dicho reactor (8), convirtiendo el incremento de temperatura y la entrada de oxígeno u ozono al menos una porción de dicha sustancia en dicho gas, y en el que la introducción de oxígeno u ozono dentro de dicho reactor (8) incrementa la presión dentro de dicho reactor (8); y una sección de ramificación (24) acoplada entre una entrada de dicha primera sección de enfriamiento (16, 17), una salida de dicha sección de oxígeno u ozono (12), y una entrada de dicho reactor (8), siendo capaz dicha sección de ramificación (24) de eliminar una cantidad predeterminada de dicho gas enfriado procedente de dicha primera sección de enfriamiento (16, 17); en el que la presión de dicho gas eliminado se incrementa mediante un suministro de oxígeno u ozono procedente de dicha sección de oxígeno u ozono (12), y en el que dicho gas eliminado presurizado es introducido dentro de dicho reactor (8)

Aparato y procedimiento de destilación.

La presente invención se refiere a un aparato y procedimiento para realizar destilación. Más preferentemente, la presente invención se refiere a un aparato y procedimiento para realizar destilación en los que una sustancia que ha de ser destilada es calentada y presurizada simultáneamente mediante la adición de oxígeno u ozono antes de la condensación.

La destilación es un procedimiento usado para convertir un líquido en un vapor y posteriormente volver a condensar el vapor en un líquido. La destilación puede usarse para separar líquidos de sólidos no volátiles, o para separar dos o más líquidos que tienen puntos de ebullición diferentes.

Un destilador, que se usa para realizar la destilación, está constituido preferentemente por un recipiente en el que una mezcla de sustancias que han de ser separadas es calentada para formar un vapor, un condensador para volver a enfriar el vapor en un líquido (el destilado), y un recipiente para recoger el destilado. Cuando se calienta una mezcla de sustancias, la sustancia más volátil o la sustancia que tiene el punto de ebullición más bajo se destila en primer lugar, y de este modo es separada de las otras sustancias en primer lugar.

La destilación fraccionada es una forma específica de destilación realizada para separar los componentes de una sustancia, como petróleo crudo, en fracciones. Por ejemplo, separar petróleo crudo en gasolina, queroseno y aceite lubricante.

Durante la destilación fraccionada, el petróleo crudo es bombeado desde una unidad de almacenamiento, a temperatura ambiente, a través de una sección de calentamiento para subir la temperatura del petróleo crudo de manera que se convierta en una mezcla de componentes vaporizados y no vaporizados. La mezcla se pasa luego por una columna de fraccionamiento que se mantiene a presión sustancialmente atmosférica. Una columna de fraccionamiento es una columna vertical que contiene platos de fraccionamiento a intervalos separados. Los componentes vaporizados ascienden a través de la columna y son condensados en un líquido mediante un condensador colocado en la parte superior de la columna de fraccionamiento. El líquido condensado desciende luego a través de la columna, de plato a plato, entrando en contacto con los componentes vaporizados ascendentes a medida que pasan a través de los platos. El líquido condensado absorbe los constituyentes más pesados de los componentes vaporizados y a su vez cede los constituyentes más ligeros a los componentes vaporizados, de manera que sólo el material más volátil continúa en forma de un vapor hasta un receptor mientras que el material menos volátil es devuelto como líquido a los platos. Finalmente se alcanza un equilibrio en el que hay una gradación continua de temperatura y propiedades del petróleo por toda la columna, con los constituyentes más ligeros sobre el plato superior y los más pesados sobre el plato inferior. Los productos pueden ser extraídos de los platos en varios puntos por toda la columna.

El documento US4208252 desvela un aparato para el tratamiento de desechos de caucho y plástico, que comprende, en serie: un extrusor para calentar y fundir desechos de caucho y plástico para extrudir los desechos fundidos; una sección de descomposición para calentar los desechos fundidos para preparar productos descompuestos separando mientras tanto opcionalmente los residuos de los mismos; una sección de destilación seca para gasificar los productos descompuestos mediante destilación seca; y una sección de enfriamiento para enfriar los productos destilados en seco para separar materiales gaseosos de materiales líquidos.

En el documento US5435890 se describe un aparato para reciclar neumáticos de caucho de automóviles usados en el que se hacen avanzar progresivamente pequeños pedazos de neumáticos de caucho dentro de un reactor vertical de tipo de contracorriente en el que el material desciende progresivamente hacia abajo a través del reactor con gases de procesamiento pasando hacia arriba a través del material que desciende hacia abajo para descomponer y volatilizar el material de caucho. Se inyecta gas portador de oxígeno dentro del reactor para quemar una porción del carbono del caucho para generar gases de combustión calientes que ascienden hacia arriba para descomponer pirolíticamente los pedazos de caucho, y para volatilizar tal material. Los gases y los materiales y aceites de caucho volatilizados son sacados del reactor a una temperatura de aproximadamente 177ºC (350ºF) a una elevación inferior a la capa superior de los pedazos de caucho en una corriente de alta velocidad para mantener los aceites arrastrados en la corriente de aire. La corriente de aire es dirigida a condensadores para condensar los aceites de procesamiento de caucho. Los aceites de procesamiento de caucho sin tratar son subdivididos para obtener un material de aceite de caucho de fracción pesada residual que tiene un punto de inflamación de más de 171ºC (340ºF) y mayor a una atmósfera y un punto de ebullición de más de 232ºC (450ºF) a 20 mm de Hg.

Sin embargo, los tipos conocidos de aparatos de destilación son caros y sólo pueden usarse para procesar productos en forma líquida, es decir, petróleo crudo. Además, los tipos conocidos de aparatos de destilación no pueden usarse para procesar productos reciclados. El objetivo del aparato y procedimiento de destilación de la presente invención es paliar estos problemas.

En un aspecto de la presente invención, un aparato de destilación comprende las características expuestas en la reivindicación 1.

En un segundo aspecto de la presente invención, un procedimiento de destilación es como se define en la reivindicación 9.

El aparato y procedimiento de la presente invención es ventajoso respecto a los aparatos de destilación conocidos ya que puede procesar productos que no están originalmente en forma líquida, sino, en cambio, en forma sólida, como un neumático de automóvil. En este caso, el material que aparentemente era un desperdicio se convierte en una fuente de combustible.

Además, comparado con los aparatos de destilación conocidos, el aparato y procedimiento de la presente invención proporciona mayor eficiencia porque elimina el aire de la fase de oxidación. Como el aire tiene un elevado contenido de N₂, obstruye la reacción y provoca un incremento de 3 a 4 veces el volumen final de gas generado por la destilación con una caída consiguiente en la producción específica de condensado líquido por Kg. de producto procesado. Por lo tanto, eliminar el aire de la fase de oxidación tiene como resultado una reducción de costes y, a dimensiones constantes, puede incrementarse la capacidad de producción de la planta. Además, se aceleran todas las reacciones químicas implicadas en el procedimiento de destilación puesto que los oxidantes, como el oxígeno O₂ y el ozono O₃ tienen coeficientes de reacción K unas 1000 veces mayores que el del aire. En consecuencia, la destilación del producto tarda menos tiempo.

A continuación se describirán realizaciones de la presente invención únicamente a modo de ejemplo adicional y con referencia al dibujo adjunto, en el que:

la figura 1 ilustra un aparato de la presente invención.

El aparato y procedimiento de destilación de la presente invención puede usarse en el procesamiento de ciertas sustancias de cadenas aromáticas, como caucho Buna, estireno, y neumáticos, etc., para transformar las cadenas aromáticas de un estado sólido inicial a un estado fluido final.

Con referencia a la figura 1, el aparato de la presente invención incluye una sección de carga de producto. La sección de carga de producto puede incluir una sección de almacenamiento 1 en la que se almacena la sustancia sin procesar. Luego, la sustancia puede ser purificada tamizando y/o lavando en las secciones 2 y 3, antes de ser almacenada en una segunda sección de almacenamiento 4. Puede usarse una sección de transporte 27 para transferir la sustancia tamizada/lavada a la sección de pesaje/carga 5. Después del pesaje/carga, la sustancia se mantiene en la sección de carga 6, antes de ser procesada en el aparato de la presente invención.

Aunque el aparato de la figura 1 comprende una sección de almacenamiento 1, una sección de tamizado 2, una sección de lavado 3, una segunda sección de almacenamiento 4, una sección de transporte 27, una sección de pesaje/carga...

1. Un aparato de destilación (100) que comprende:

un reactor (8) que tiene una sección de entrada para recibir una sustancia y una sección de salida para producir un gas;

una sección de calentamiento (15) acoplada a dicho reactor (8) para incrementar la temperatura de dicha sustancia introducida dentro de dicho reactor (8); y

una primera sección de enfriamiento (16, 17) acoplada a dicha sección de salida de dicho reactor (8) para disminuir la temperatura de dicho gas producido desde dicho reactor (8);

caracterizado porque el aparato de destilación (100) además comprende:

una sección de oxígeno u ozono (12) y una bomba (13) acoplada a dicho reactor (8) para introducir oxígeno presurizado u ozono presurizado dentro de dicho reactor (8), convirtiendo el incremento de temperatura y la entrada de oxígeno u ozono al menos una porción de dicha sustancia en dicho gas, y en el que la introducción de oxígeno u ozono dentro de dicho reactor (8) incrementa la presión dentro de dicho reactor (8); y

una sección de ramificación (24) acoplada entre una entrada de dicha primera sección de enfriamiento (16, 17), una salida de dicha sección de oxígeno u ozono (12), y una entrada de dicho reactor (8), siendo capaz dicha sección de ramificación (24) de eliminar una cantidad predeterminada de dicho gas enfriado procedente de dicha primera sección de enfriamiento (16, 17);

en el que la presión de dicho gas eliminado se incrementa mediante un suministro de oxígeno u ozono procedente de dicha sección de oxígeno u ozono (12), y en el que dicho gas eliminado presurizado es introducido dentro de dicho reactor (8).

2. El aparato (100) según la reivindicación 1, que además comprende:

una segunda sección de enfriamiento (18, 19), estando una entrada de dicha segunda sección de enfriamiento (18, 19) acoplada a una salida de dicha primera sección de enfriamiento (16, 17); y

una válvula (18) acoplada entre dicha salida de dicha primera sección de enfriamiento (16, 17) y dicha entrada de dicha segunda sección de enfriamiento (19, 20).

3. El aparato (100) según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que dicho reactor (8) comprende una cámara de calentamiento interna y una cámara de reacción presurizada, acoplada dicha cámara de calentamiento interna a dicha sección de calentamiento (15) y capaz de funcionar a presión atmosférica, y acoplada dicha cámara de reacción presurizada a una salida de dicha sección de oxígeno u ozono (12) y capaz de funcionar a presión mayor que la presión atmosférica.

4. El aparato (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que una bomba (25) está acoplada entre dicha primera sección de enfriamiento (16, 17) y dicha sección de oxígeno u ozono (12), capaz dicha bomba (25) de incrementar la presión de dicho gas eliminado.

5. El aparato (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en el que el gas [tachado a mano: "dicho"] no eliminado es introducido dentro de dicha segunda sección de enfriamiento (19, 20), a través de dicha válvula (18).

6. El aparato (100) según la reivindicación 5, en el que dicha válvula (18) disminuye la presión de dicho gas no eliminado, y en el que dicha segunda sección de enfriamiento (19, 20) disminuye la temperatura de dicho gas no eliminado, para formar una sustancia fluida.

7. El aparato (100) según la reivindicación 6, en el que dicha sustancia fluida es producida desde dicha segunda sección de enfriamiento (19, 20) a presión atmosférica.

8. El aparato (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que además comprende:

un quemador (15) capaz de suministrar energía a dicho aparato (100), y en el que parte de dicha sustancia fluida es usada por dicho quemador (15).

9. Un procedimiento de destilación que comprende:

(a) incrementar la temperatura de una sustancia en un reactor (8);

(b) incrementar simultáneamente la presión de dicha sustancia desde la presión atmosférica introduciendo oxígeno presurizado u ozono presurizado dentro de dicho reactor (8), estando el oxígeno o el ozono a una presión de entre 10⁵ Pa y 10⁶ Pa y una temperatura de entrada de 10ºC, en el que el incremento de temperatura y la entrada de oxígeno u ozono convierte al menos una porción de dicha sustancia en un gas;

(c) eliminar el gas del reactor (8);

(d) disminuir la temperatura de dicho gas;

(e) retirar una cantidad predeterminada de dicho gas para reinserción en la etapa (b);

(f) disminuir la presión de dicho gas; y

(g) disminuir más la temperatura de dicho gas, para condensar dicho gas en un líquido;

en el que la presión de dicho gas eliminado se incrementa mediante la adición de oxígeno u ozono antes de ser reinsertado en la etapa (b).