PROCEDIMIENTO DE FILTRADO.
Un procedimiento de separación de líquido desde una columna (1) de burbujeo de lechada de tres fases,
cuyo procedimiento incluye las etapas de:
a) aplicar un diferencial de presión de filtrado a través de medios de filtrado de un elemento (11) de filtro hueco y de cualquier torta de filtro acumulada por el exterior de dicho elemento (11) de filtro, para obtener y extraer un filtrado desde el interior del elemento (11) de filtro,
b) en paralelo o a continuación: cargar el interior del elemento (11) de filtro con un fluido de enjuagado, para limpiar el interior del filtro (11) en cuanto a partículas disgregadas de catalizador;
c) aplicar un diferencial de presión de retrolavado opuesto al diferencial de presión de filtrado, para forzar un fluido de retroflujo en dirección opuesta a través de los medios de filtro, para desalojar la torta de filtro acumulada
Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W06000113ZA.
Solicitante: THE PETROLEUM OIL AND GAS CORPORATION OF SOUTH AFRICA (PTY) LTD.
STATOILHYDRO ASA.
Nacionalidad solicitante: Sudáfrica.
Dirección: 151 FRANS CONRADIE,7500 PAROW.
Inventor/es: MINNIE,OCKERT,RUDOLPH, TAYLOR,PATRICK,OTTO, SØRAKER,PAL, FATHI,MARCUS.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 16 de Septiembre de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- B01J8/00J4
- B01J8/22 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL. › B01J PROCEDIMIENTOS QUÍMICOS O FÍSICOS, p. ej. CATÁLISIS O QUÍMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS. › B01J 8/00 Procedimientos químicos o físicos en general, llevados a cabo en presencia de fluidos y partículas sólidas; Aparatos para tales procedimientos. › con gas que se introduce en el líquido.
- B01J8/22D4
- C10G2/00B2F4
Clasificación PCT:
- B01J8/00 B01J […] › Procedimientos químicos o físicos en general, llevados a cabo en presencia de fluidos y partículas sólidas; Aparatos para tales procedimientos.
- B01J8/22 B01J 8/00 […] › con gas que se introduce en el líquido.
- C07C1/04 QUIMICA; METALURGIA. › C07 QUIMICA ORGANICA. › C07C COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos macromoleculares C08; producción de compuestos orgánicos por electrolisiso electroforesis C25B 3/00, C25B 7/00). › C07C 1/00 Preparación de hidrocarburos a partir de uno o varios compuestos, cuando alguno de ellos no es un hidrocarburo. › a partir de monóxido de carbono con hidrógeno.
- C10G2/00 C […] › C10 INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS QUE CONTIENE MONOXIDO DE CARBONO; COMBUSTIBLES; LUBRICANTES; TURBA. › C10G CRACKING DE LOS ACEITES DE HIDROCARBUROS; PRODUCCION DE MEZCLAS DE HIDROCARBUROS LIQUIDOS, p. ej. POR HIDROGENACION DESTRUCTIVA, POR OLIGOMERIZACION, POR POLIMERIZACION (cracking para la producción de hidrógeno o de gas de síntesis C01B; cracking que produce hidrocarburos gaseosos que producen a su vez, hidrocarburos individuales o sus mezclas de composición definida o especificada C07C; cracking que produce coque C10B ); RECUPERACION DE ACEITES DE HIDROCARBUROS A PARTIR DE ESQUISTOS, DE ARENA PETROLIFERA O GASES; REFINO DE MEZCLAS COMPUESTAS PRINCIPALMENTE DE HIDROCARBUROS; REFORMADO DE NAFTA; CERAS MINERALES. › Producción de mezclas líquidas de hidrocarburos de composición no definida a partir de óxidos de carbono.
Fragmento de la descripción:
Procedimiento de filtrado.
Campo técnico de la invención
Esta invención se refiere a un procedimiento y una instalación para la separación de líquido desde un reactor de columna de burbujeo de lechada.
Antecedentes de la invención
Los reactores de columna de burbujeo de lechada son bien conocidos en el estado de la técnica, y ampliamente utilizados para procesos Fischer-Tropsch de Baja Temperatura (LTFT). Los procesos LTFT incluyen la etapa de burbujear gas de síntesis, consistente principalmente en monóxido de carbono e hidrógeno, a través de una columna de líquido hidrocarburo, en el que las partículas de catalizador están suspendidas. El gas de síntesis reacciona en presencia del catalizador para formar predominantemente hidrocarburos líquidos. Los hidrocarburos líquidos son separados de la columna, principalmente mediante filtrado. Los filtros están preferentemente en el interior de la columna. La distribución del tamaño de partícula de catalizador y el tamaño de la malla de filtro, están normalmente dentro de una gama seleccionada. Típicamente, tales filtros están fabricados a partir de elementos de malla de alambre trenzado de acero inoxidable, de metal sinterizado, de filtro en cuña de alambre o cerámico. Con frecuencia, se acumula torta de filtro por la parte exterior del filtro, aunque esto es normal y en algunos casos necesario para el filtrado; la torta de filtro necesita ser extraída cuando la velocidad de filtrado disminuye por debajo de un nivel aceptable. La forma preferida de extraer esta torta de filtro consiste en someter el filtro a un retroflujo periódico. Sin embargo, las partículas disgregadas, o finos, de catalizador pueden ser atrapadas en las aberturas del filtro o recogidas por el lado de filtrado del filtro, y eventualmente, a pesar del retroflujo, la velocidad de filtrado puede disminuir por debajo de niveles aceptables. El retroflujo puede, en algunos casos, arreglar el problema de reducción de las velocidades de filtrado forzando a las partículas disgregadas recogidas sobre el lado de filtrado del filtro de nuevo hacia los poros del filtro, donde las partículas disgregadas pueden quedar permanentemente atrapadas. Se conoce bien el hecho de que una velocidad de filtrado aceptable de líquidos, combinada con una pérdida aceptable de tal columna LTFT, es un importante obstáculo de diseño que debe ser superado para el éxito comercial.
Una solución a este problema ofrecida en la técnica anterior, consiste en una combinación de distribución de tamaño de partícula de catalizador cuidadosamente seleccionada y de tamaño de malla de filtro, como enseña el documento WO 00/45948. Sin embargo, en un reactor de columna de burbujeo de lechada se produce la abrasión del catalizador, y con el tiempo, se forman partículas disgregadas de catalizador fuera de la gama seleccionada en el interior de la columna. Como resultado, gran parte de la investigación ha sido enfocada a catalizadores de LTFT resistentes a la abrasión, sin mucho éxito debido a las altas velocidades de flujo en el interior de un reactor de columna de burbujeo de lechada. Otra solución, enseñada por el documento EP 609 079, consiste en someter a retroflujo el filtro, seguido de un período de espera antes de reanudar el filtrado, para permitir que la turbulencia en el interior de la columna rompa la torta de filtro, y retire la torta de filtro desde el filtro. Sin embargo, las partículas disgregadas de catalizador del interior de los poros de filtro y del lado de filtrado del filtro, permanecen atrapadas.
El documento US 2002/0128330 Al describe una separación de productos hidrocarburos sintéticos líquidos a partir de partículas de catalizador, haciendo pasar los productos hidrocarburos sintéticos líquidos a través de una pluralidad de filtros cilíndricos y cerrados, de tal modo que el líquido pasa a través de los filtros y el conglomerado de partículas de catalizador por fuera de los filtros. El filtro puede ser despojado del catalizador conglomerado mediante el envío de producto hidrocarburo líquido sintético a alta presión hasta una entrada de líquido de retroflujo del filtro, de tal modo que el producto hidrocarburo líquido sintético fluye por el filtro y a continuación sale del filtro de modo que desaloja las partículas de catalizador conglomeradas del exterior de los filtros.
Se prevé que la invención pueda ser aplicada en cualquier procedimiento y aparato para la separación de líquidos a partir de una mezcla de tres fases.
Descripción general de la invención
La invención resuelve este problema mediante un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes se refieren a realizaciones preferidas de la invención.
De acuerdo con la invención, se proporciona un procedimiento para la separación de líquido a partir de una columna de burbujeo de lechada de tres fases, cuyo procedimiento incluye las etapas de:
- a) aplicar un diferencial de presión de filtrado a través de los medios de filtrado de un elemento de filtro hueco, y de una torta de filtro cualquiera formada en el exterior de dicho elemento de filtro, para obtener y retirar un filtrado desde el interior del elemento de filtro;
- b) en paralelo o a continuación: cargar el interior del elemento de filtro con un fluido de enjuagado para limpiar el interior del filtro respecto a partículas disgregadas de catalizador;
- c) aplicar un diferencial de presión de retrolavado opuesto al diferencial de presión de filtrado, para forzar un fluido de retroflujo en dirección opuesta a través de los medios de filtro para desalojar la acumulación de torta de filtro.
Las etapas pueden ser etapas repetitivas.
La etapa (b) será mencionada como etapa de enjuagado, y la etapa (c) como etapa de retroflujo.
El procedimiento incluye extraer el fluido de enjuagado junto con cualesquiera partículas disgregadas suspendidas desde el interior del filtro.
El interior del filtro debe ser cargado con fluido de enjuagado cuando la velocidad de filtrado haya alcanzado un nivel bajo predeterminado, o después de un tiempo predeterminado.
La etapa de aplicar presión de retroflujo debe seguir, después de un tiempo predeterminado, a la etapa de cargar el interior del filtro con fluido de enjuagado.
El elemento de filtro puede ser un filtro de superficie (denominados también filtros de dos dimensiones), con preferencia un filtro de alambre trenzado o filtro de ranura, cerrado por ambos extremos.
En oposición a lo que enseña el documento WO 00/45948, no se necesita ninguna selección cuidosa de ninguna combinación de distribución del tamaño de partícula del catalizador y de tamaño de malla del filtro. El tamaño de malla de filtro puede ser más pequeño, más grande o similar al tamaño medio de partícula de las partículas de catalizador de la lechada. Con preferencia, el tamaño de malla de filtro puede ser del mismo orden que el tamaño medio de partícula de las partículas de catalizador de la lechada.
La presión de carga del fluido de enjuagado, cuando se carga en el interior del elemento de filtro, deberá ser más baja que, o similar a, la presión del exterior del elemento de filtro, en la fase de lechada, para minimizar el transporte de dicho fluido de enjuagado a través del elemento de filtro hacia la fase de lechada.
El fluido de enjuagado puede consistir en cualquier líquido hidrocarburo esencialmente libre de partículas disgregadas. El fluido de enjuagado puede consistir, preferentemente, en productos líquidos procedentes de la reacción de Fischer-Tropsch; cera líquida filtrada, o productos gaseosos condensados.
El volumen del líquido de enjuagado debe ser elegido de modo que sea similar o mayor que el volumen interior del elemento de filtro.
Cuando se carga el fluido de enjuagado, el filtrado puede fluir aún a través del elemento de filtro desde la fase de lechada.
El filtro puede ser cargado desde la parte superior o desde la parte inferior del filtro. El filtro puede ser cargado, con preferencia, de una manera turbulenta para incrementar la suspensión de las partículas disgregadas en el fluido de enjuagado.
El líquido de enjuagado extraído junto con cualesquiera partículas disgregadas suspendidas en el mismo, puede ser dirigido a un recipiente de líquido de enjuagado para su procesamiento adicional.
La carga del interior del elemento de filtro con el citado fluido...
Reivindicaciones:
1. Un procedimiento de separación de líquido desde una columna (1) de burbujeo de lechada de tres fases, cuyo procedimiento incluye las etapas de:
- a) aplicar un diferencial de presión de filtrado a través de medios de filtrado de un elemento (11) de filtro hueco y de cualquier torta de filtro acumulada por el exterior de dicho elemento (11) de filtro, para obtener y extraer un filtrado desde el interior del elemento (11) de filtro,
- b) en paralelo o a continuación: cargar el interior del elemento (11) de filtro con un fluido de enjuagado, para limpiar el interior del filtro (11) en cuanto a partículas disgregadas de catalizador;
- c) aplicar un diferencial de presión de retrolavado opuesto al diferencial de presión de filtrado, para forzar un fluido de retroflujo en dirección opuesta a través de los medios de filtro, para desalojar la torta de filtro acumulada.
2. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 1, en el que una o más de las etapas son etapas repetitivas.
3. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 1 o en la reivindicación 2, en el que el interior del filtro (11) se carga con fluido de enjuagado cuando la velocidad de enjuagado ha alcanzado un nivel bajo predeterminado, o después de un tiempo predeterminado.
4. Un procedimiento según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de aplicar presión de retroflujo sigue, después de un tiempo predeterminado, a la etapa de cargar el interior del filtro (11) con fluido de enjuagado.
5. Un procedimiento según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la presión de carga del fluido de enjuagado cuando se carga el interior del elemento (11) de filtro, es inferior o similar a la presión en el exterior del elemento (11) de filtro, en la fase de lechada.
6. Un procedimiento según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el fluido de enjuagado consiste en cualquier líquido hidrocarburo esencialmente libre de partículas disgregadas.
7. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 6, en el que el fluido de enjuagado se elige a partir de productos líquidos procedentes de una reacción de Fischer-Tropsch.
8. Un procedimiento según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el volumen del líquido de enjuagado se selecciona de modo que sea similar o mayor que el volumen interno del elemento (11) de filtro.
9. Un procedimiento según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el filtro (11) se carga de una manera turbulenta para incrementar la suspensión de las partículas disgregadas en el fluido de enjuagado.
10. Un procedimiento según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye la etapa de extraer y dirigir líquido de enjuagado junto con cualesquiera partículas disgregadas suspendidas en el mismo, hasta un recipiente (24) de líquido de enjuagado para su procesamiento adicional.
11. Un procedimiento según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de cargar el interior del elemento (11) de filtro con fluido de enjuagado se repite una o más veces con anterioridad a la etapa de retroflujo.
12. Un procedimiento según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la temperatura del fluido de enjuagado y del fluido de retroflujo se selecciona de modo que sea suficientemente alta como para evitar la condensación de agua en la fase de lechada, en las proximidades del elemento (11) de filtro.
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