Sistema de retirada de cabezales (10) de un tambor de coque que comprende:

un tambor de coque (18) que tiene un orificio (42) provisto de una brida; una válvula de retirada de cabezales (12) acoplada de forma separable a dicho orificio (42) provisto de brida de dicho tambor de coque (18), caracterizado porque comprende: un conjunto (132) de asiento de carga vivo, dinámico que tiene al menos un asiento de carga vivo, dinámico (34) y un mecanismo de ajuste (134) de asiento de carga vivo, dinámico correspondiente para controlar la fuerza que puede ejercer dicho asiento de carga vivo, dinámico (34); un asiento estático (38) alineado en oposición con dicho asiento de carga vivo, dinámico (34); y un obturador (106) accionado por un accionador (62), siendo dicho obturador (106) capaz de moverse de un modo bidireccional dentro de dicha válvula de retirada de cabezales (12) entre dicho asiento de carga vivo, dinámico (34) y dicho asiento estático (38) para controlar la apertura y cierre de dicha válvula de retirada de cabezales (12) y para cortar dicho coque de dicho obturador (106) cuando dicho obturador (106) está cubierto de coque, recibiendo dicho obturador (106) la fuerza ejercida por dicho asiento de carga vivo, dinámico (34)

Sistema mejorado para retirar los cabezales del fondo de un tambor de coque.

Antecedentes

La presente invención se refiere a un sistema la retirada de cabezales de una vasija que contiene un fluido, destilados, o un subproducto de desechos no consolidados, tal como los diversos tipos de coque. Específicamente, la presente invención se refiere a un sistema, concretamente una válvula de retirada de cabezales que está acoplada a un tambor de coque, en particular en los orificios superiores o inferiores y que sirve para retirar los cabezales del tambor de coque de forma segura y efectiva después de la fabricación del coque, u otros subproductos y para facilitar la retirada del coque durante el proceso de decoquificación.

Antecedentes

En la industria de procesamiento de hidrocarburos, muchas refinerías recuperan productos valiosos a partir del aceite residual pesado que queda después de que han sido completadas las operaciones de refinado. Este proceso de recuperación es conocido como coquificación retardada y produce destilados valiosos y coque en grandes vasijas o tambores de coque. Los tambores de coque están usualmente en operación a pares, de manera que cuando un tambor de coque está lleno con el subproducto o material residual, la alimentación puede ser dirigida a un tambor vacío, de manera que el tambor lleno pueda ser enfriado y el subproducto purgado del tambor de coque, un proceso conocido como decoquificación. Esto permite que el proceso de refinado opere de forma continua, sin interrupción injustificada.

Cuando un tambor de coque está lleno, debe ser purgado del subproducto con el que ha sido alimentado. El tambor es purgado de vapor y enfriado con agua de refrigeración. Después es drenada el agua del tambor y el tambor es ventilado a presión atmosférica, después de lo cual son retirados los cabezales superior e inferior (es decir el tambor de coque es destapado) para permitir que el coque sea cortado del tambor y caiga dentro de una vasija de recogida, típicamente una vagoneta. Este proceso de retirada de cabezales del tambor de coque puede ser extremadamente peligroso por diversas razones. Por mencionar sólo algunas, el agua de refrigeración introducida dentro de los tambores calientes antes de la retirada del cabezal inferior se calienta extremadamente y podría escaparse del cabezal suelto y escaldar a los operarios que están por el entorno, la carga de agua no drenada y el coque suelto dentro del tambor pueden exceder los límites del sistema de soporte y hacer que caiga equipo pesado, el posicionamiento del canal y la retirada necesaria de las bridas o cabezales se hace con operarios que están en la proximidad inmediata de los tambores, el coque que potencialmente caiga puede lesionar a los trabajadores cuando son retirados los cabezales y el personal operario puede verse expuesto a partículas de coque finamente divididas, vapor, agua caliente y gases nocivos cuando es abierto el tambor. En un hecho que cada año se producen varias fatalidades como resultado de este proceso de fabricación. Una vez que es retirado el coque, los cabezales son reemplazados y el tambor de coque es preparado para repetir el ciclo.

Los sistemas y métodos de la técnica anterior se han esforzado por destapar los tambores de coque de forma más eficiente y efectiva, así como en minimizar muchos de los peligros inherentes al proceso de retirada de cabezales. Uno de tales métodos implica la colocación de una vagoneta de retirada de cabezales por debajo del tambor, elevar un pistón de soporte de brida con tirantes instalados y soltar algunos (hasta la mitad) de los pernos de brida por operación manual con una llave de impacto. Después del enfriamiento con agua y drenaje, los pernos restantes son retirados manualmente, los tirantes son retirados del pistón, la brida de aproximadamente 4 toneladas es descendida, y la vagoneta con una brida descansando sobre ella es alejada. Esto es extremadamente peligroso debido a los requisitos de trabajo manual. Han sido descritos otros sistemas que de algún modo reducen la implicación humana o manual. Por ejemplo, las patentes norteamericanas n.º 4,726,109 de Malsbury et al. y n.º 4,960,358 de DiGiacomo et al. describen un dispositivo de retirada de cabezales remoto para tambores de coquificación. El dispositivo incluye una unidad de cabezal para su fijación a una brida inferior de un tambor de coquificación y una pluralidad de pernos de charnela que son desconectados por un equipo de distensión operado remotamente. Un dispositivo de plataforma desciende la unidad de cabezal, la mueve lateralmente a un lado y la inclina para limpieza. Una rampa fijada al marco puede ser elevada en aplicación con la brida inferior del tambor de coquificación para la retirada del coque del tambor.

La patente norteamericana n.º 5,098,524 de Antalfy et al. presentada el 10 de diciembre de 1990 describe un dispositivo de retirada de cabezales de tambor de coque que tiene un sistema de accionador pivotante operable desde una localización remota de una salida de tambor. El accionador está adaptado para mover un cabezal de tambor entre las posiciones cerrada y abierta y para retener el cabezal de tambor en una posición cerrada bajo carga.

La patente norteamericana n.º 5,500,094 de Fruchtbaum proporciona un dispositivo de retirada de cabezales de tambor de coque que se retrae e inclina el cabezal inferior de forma incremental, de manera que los desechos que caen, tales como perdigones de coque (shot) pueden ser captados por una rampa. A continuación de la eliminación de los desechos sueltos, el cabezal puede ser retirado de la zona del tambor para mantenimiento. Específicamente, la invención proporciona un dispositivo de retirada de cabezales para retirar un cabezal inferior de una brida sobre un extremo inferior de un tambor de coque. Una vagoneta de retirada de cabezales es movible horizontalmente en y desde una posición por debajo del cabezal inferior. Un miembro de soporte de cabezal inferior ajustable verticalmente está montado sobre la vagoneta. Una placa de cojinete está montada pivotante en un extremo superior del miembro de soporte para aplicarse a una superficie inferior del cabezal inferior. Un brazo retráctil tiene primeras y segundas secciones conectadas articuladamente en un extremo y que tienen extremos opuestos respectivos asegurados a la placa de soporte y al miembro de soporte para pivotar la placa de soporte y el cabezal inferior soportado sobre ella con respecto a la horizontal, preferiblemente para inclinar el cabezal hacia una rampa adyacente.

La patente norteamericana n.º 5,581,864 de Rabet describe un aparato y un método que permiten la retirada del cabezal de un tambor de coque que comprende un aparato que dispone remotamente una vagoneta debajo del cabezal del tambor y la vagoneta está adaptada para aplicarse remotamente al cabezal del tambor, soportar apretadamente el cabezal contra el tambor mientras que los trabajadores están en la zona y descender el cabezal y llevarlo lejos. Una característica de seguridad está también incluida y descrita, la vagoneta es soportada normalmente por resortes que en caso de cargas excesivas transfiere automáticamente la vagoneta de carga a un travesaño suspendido diseñado para llevar cualesquiera cargas excesivas.

Cada uno de estos dispositivos de la técnica anterior comparten deficiencias comunes, ya que son incapaces de proporcionar soluciones simples, efectivas, y seguras para la retirada de cabezales de un tambor coque. Específicamente, cada uno de los conjuntos o dispositivos requiere que la unidad de cabezal sea completamente retirada de la porción dotada de brida del tambor de coque después de cada ciclo de coquificación y antes del purgado del coque del tambor de coque. Esto genera una incertidumbre extrema a los trabajadores y proporciona un procedimiento ineficaz y que consume tiempo. La retirada de la unidad de cabezal incrementa la posibilidad de accidente, mientras que al mismo tiempo incrementa la participación humana ya que la unidad de cabezal debe ser colocada correctamente en el tambor de coque cada vez a pesar de la automatización implicada. Además, se requiere una gran cantidad de espacio de suelo para alojar aquellos conjuntos y dispositivos que automatizan la retirada y elevación de la unidad de cabezal del tambor de coque. Finalmente, tales dispositivos y sistemas pueden no ser operables en un entorno en el que el espacio para el cabezal inferior es menor que el diámetro del cabezal inferior.

La patente alemana n.º DE4446946 y la norteamericana n.º US5116022 describen conjuntos de válvula que pueden ser usados para...

1. Sistema de retirada de cabezales (10) de un tambor de coque que comprende: un tambor de coque (18) que tiene un orificio (42) provisto de una brida; una válvula de retirada de cabezales (12) acoplada de forma separable a dicho orificio (42) provisto de brida de dicho tambor de coque (18), caracterizado porque comprende: un conjunto (132) de asiento de carga vivo, dinámico que tiene al menos un asiento de carga vivo, dinámico (34) y un mecanismo de ajuste (134) de asiento de carga vivo, dinámico correspondiente para controlar la fuerza que puede ejercer dicho asiento de carga vivo, dinámico (34); un asiento estático (38) alineado en oposición con dicho asiento de carga vivo, dinámico (34); y un obturador (106) accionado por un accionador (62), siendo dicho obturador (106) capaz de moverse de un modo bidireccional dentro de dicha válvula de retirada de cabezales (12) entre dicho asiento de carga vivo, dinámico (34) y dicho asiento estático (38) para controlar la apertura y cierre de dicha válvula de retirada de cabezales (12) y para cortar dicho coque de dicho obturador (106) cuando dicho obturador (106) está cubierto de coque, recibiendo dicho obturador (106) la fuerza ejercida por dicho asiento de carga vivo, dinámico (34).

2. Sistema de retirada de cabezales (10) de tambor de coque según la reivindicación 1, que comprende además medios para monitorizar y controlar la presión existente dentro de dicho sistema de retirada de cabezales (10).

3. Sistema de retirada de cabezales (10) de tambor de coque según la reivindicación 1, que comprende además un asentamiento metal con metal, de manera que hay un sello de contacto metal a metal entre dicho asiento de carga vivo dinámico (34), dicho asiento (38) estático y dicho obturador (106).

4. Sistema de retirada de cabezales (10) de tambor de coque según la reivindicación 1, en el que dicho obturador (106) es un obturador de doble asiento precargado.

5. Sistema de retirada de cabezales (10) de tambor de coque según la reivindicación 1, en el que dicho sistema es un sistema de retirada de cabezales inferiores.

6. Sistema de retirada de cabezales (10) de tambor de coque según la reivindicación 1, en el que dicho sistema es un sistema de retirada de cabezales superiores.

7. Sistema de retirada de cabezales (10) de tambor de coque según la reivindicación 1, en el que dicha válvula de retirada de cabezales (12) comprende además un cuerpo principal (46) que tiene un orificio (98) dimensionado para alinearse en una relación concéntrica con un orificio en dicho tambor de coque (18).

8. Sistema de retirada de cabezales (10) de tambor de coque según la reivindicación 1, que comprende además una tapa superior y una tapa inferior (54, 58) acopladas a extremos opuestos de dicha válvula de retirada de cabezales (12).

9. Sistema de retirada de cabezales (10) de tambor de coque según la reivindicación 1, en el que dicho conjunto (132) de asiento de carga vivo, dinámico comprende además un módulo de transferencia de fuerza (162) yuxtapuesto a dicho asiento de carga vivo, dinámico (34) para transferir una fuerza desde dicho mecanismo de ajuste (134) de asiento de carga vivo, dinámico a dicho asiento de carga vivo, dinámico (34).

10. Sistema de retirada de cabezales (10) de tambor de coque según la reivindicación 9, en el que dicho mecanismo de ajuste (134) de asiento de carga vivo, dinámico está formado por: un aplicador de fuerza (142) que tiene una porción del mismo fuera de dicha válvula de retirada de cabezales (12), de manera que un individuo puede ajustar la fuerza ejercida sobre dicho obturador (106) por dicho asiento de carga vivo, dinámico (34); un pistón (146) precargado acoplado a dicho aplicador de fuerza (142) y que aplica una fuerza desde dicho aplicador de fuerza (142) a dicho módulo de transferencia de fuerza (162); y un conjunto cargado por resorte acoplado a dicho aplicador de presión (142) y que carga previamente dicho pistón precargado (148); y una pluralidad de miembros de sellado (158) contenidos dentro de dicho mecanismo de ajuste (134) de asiento de carga vivo, dinámico, en el que dicho aplicador de fuerza (142) aplica una fuerza a dicho módulo de transferencia de fuerza (162) vía dicho pistón (146), que fuerza posteriormente dicho asiento de carga vivo, dinámico (34) contra dicho obturador (106), creando así un sello entre dicho obturador (106) y dichos asientos (34, 38).

11. Sistema de retirada de cabezales (10) de tambor de coque según la reivindicación 1, en el que dicho accionador (62) de dicho obturador (106) es controlado desde una localización remota para incrementar la seguridad.

12. Sistema de retirada de cabezales (10) de tambor de coque según la reivindicación 1, en el que dicho accionador (62) de dicho obturador (106) es controlado hidráulicamente.

13. Sistema de retirada de cabezales (10) de tambor de coque según la reivindicación 1, en el que dicho conjunto (132) de asientos de carga vivos, dinámicos comprende una pluralidad de asientos de carga vivos, dinámicos (34) con mecanismos de ajuste (134) de asiento de carga vivo, dinámico correspondientes y asientos estáticos (38) opuestos, de manera que se consigue la posibilidad de ajuste punto a punto y el ajuste fino de dicho conjunto (132) de asientos de carga vivos, dinámicos, actuando sobre dicho obturador (106).