Procedimiento de extracción selectiva de hidrocarburos viscosos remanentes en tanques de almacenamiento.

Procedimiento de extracción selectiva de hidrocarburos viscosos remanentes en tanques de almacenamiento.

El procedimiento se caracteriza por sus operaciones de calentamiento, que posibilitan extraer los hidrocarburos libres de contaminantes y no generar los riesgos de fugas incontrolables por fondos no estancos asociados a otros procedimientos.

Los calentamientos se realizan del modo siguiente:

- Mediante dispositivos inmersos en los hidrocarburos y separados del fondo del tanque, o mediante dispositivos situados fuera del tanque sobre las líneas de succión y zonas contiguas de la envolvente del tanque.

- Mediante la inyección de aire caliente al tanque, para fluidificar la capa superficial de hidrocarburos y para ventilar el tanque e impedir la generación de atmósferas explosivas.

- Mediante intercambiadores de calor externos, que facilitan el filtrado, decantación o posteriores trasvases de los hidrocarburos.

El procedimiento es aplicable a tanques de petróleo, fueloil y otros productos petrolíferos viscosos, incluyendo tanques contaminados accidentalmente con agua.

PROCEDIMIENTO DE EXTRACCIÓN SELECTIVA DE HIDROCARBUROS

VISCOSOS REMANENTES EN TANQUES DE ALMACENAMIENTO

OBJETO DE LA INVENCIÓN

Los tanques de almacenamiento de hidrocarburos deben vaciarse regularmente para proceder a su inspección, mantenimiento, cambio de carga o demolición. Cuando se trata de hidrocarburos viscosos, el vaciado de los tanques presenta grandes dificultades y suelen quedar sin extraer cantidades importantes de hidrocarburos junto con los contaminantes acumulados en el fondo del tanque, principalmente agua con sales metálicas disueltas y sedimentos.

El objeto de la presente invención es extraer los hidrocarburos viscosos remanentes en los tanques y dejar segregados en sus fondos la mayor parte de los contaminantes, lo que incrementa considerablemente el valor de los hidrocarburos al posibilitar su consumo en la propia instalación o su venta con cumplimiento de especificaciones legales.

Los tanques de almacenamiento de hidrocarburos viscosos se encuentran ampliamente extendidos en refinerías de petróleo, plantas petroquímicas, centrales térmicas, fábricas cementeras, plantas metalúrgicas, buques petroleros o terminales portuarias. El procedimiento de extracción selectiva es aplicable a tanques de petróleo, fueloil y otros productos petrolíferos viscosos, incluyendo los tanques contaminados accidentalmente con agua por filtraciones de lluvia, fugas en circuitos contraincendios, cargas contaminadas, etc.

Además de las ventajas económicas que conlleva la extracción de los hidrocarburos libres de contaminantes, con la práctica de la invención se consiguen notables mejoras en materia de prevención de riesgos laborales y medioambientales: el tiempo de estancia de los operarios en el interior de los tanques se reduce drásticamente, no se generan riesgos de fugas de hidrocarburos a través de fondos de tanques no estancos y el aprovechamiento de los hidrocarburos implica una importante reducción de residuos.

ESTADO DE LA TÉCNICA

La presente invención es el resultado de las mejoras introducidas en un procedimiento análogo cuya solicitud de patente fue presentada el 28.04.2011, "Procedimiento para la extracción selectiva de hidrocarburos de alta viscosidad remanentes en fondos de tanques de almacenamiento". La solicitud fue concedida con fecha 22.07.2013 y número ES 2391183 B1. El informe de búsqueda internacional de la citada patente señalaba como antecedentes tres documentos que no representaron ningún impedimento para su concesión (US 5085242 A Great Eastern Bermuda LTD, GB 2101475 A British Petroleum CO PLC y US 3874399 A Fuji Oil CO LTD).

La invención corrige dos importantes deficiencias del procedimiento de extracción selectiva anteriormente patentado (ES 2391183 B1), que fueron detectadas en la aplicación del procedimiento a tanques de fueloil. Esas dos deficiencias y sus correspondientes correcciones son las siguientes:

1.- El calentamiento de los hidrocarburos mediante dispositivos situados en contacto con el fondo del tanque propiciaba la transferencia de calor por conducción desde los dispositivos de calentamiento a amplias zonas del fondo del tanque, lo que causaba el calentamiento y el flujo hacia las lineas de succión de contaminantes acumulados en dichas zonas. De hecho, las muestras de fueloil extraído tenían un contenido en contaminantes mayor que las muestras tomadas del fueloil situado en zonas próximas a la superficie del tanque. El presente procedimiento corrige esa deficiencia estableciendo que los dispositivos de calentamiento se mantengan separados del fondo del tanque; la separación se puede llevar a cabo situando los dispositivos de calentamiento suspendidos o sobre apoyos, o bien colocando un aislante térmico entre los dispositivos y el fondo del tanque. De este modo, se mejora el procedimiento anterior en los aspectos siguientes:

a) Se consigue extraer los hidrocarburos con un contenido en contaminantes ostensiblemente menor, porque se impide la transferencia de calor a amplias zonas del fondo del tanque a través del acero y el consiguiente flujo de hidrocarburos contaminados hacia las lineas de succión.

b) Se mantienen viscosos y estáticos los hidrocarburos más próximos al fondo del tanque, lo que evita generar riesgos de fugas incontrolables en tanques con fondos en avanzado estado de corrosión o con grietas en las soldaduras. Estas fugas incontrolables y las consiguientes contaminaciones de suelos sí se producirían en tanques no estancos si se aplicasen procedimientos basados en la inyección de hidrocarburos no viscosos y calientes.

2.- El calentamiento y la recirculación del aire caliente ocasionaba la acumulación de gases inflamables en el interior del tanque, con el consiguiente riesgo de generación de atmósferas explosivas. El presente procedimiento establece la inyección continua de aire caliente al tanque, lo que renueva su atmósfera e impide la generación de atmósferas explosivas.

Además, la presente invención incluye un calentamiento adicional con intercambiadores de calor externos, que reduce la viscosidad de los hidrocarburos y facilita su filtrado, decantación o posteriores trasvases.

A la fecha de presentación de la presente invención, los procedimientos más utilizados para extraer hidrocarburos viscosos remanentes en tanques de almacenamiento son los siguientes:

- En los tanques de petróleo, se aplican procedimientos basados en la fluidificación de los hidrocarburos viscosos remanentes en sus fondos mediante la inyección de hidrocarburos no viscosos, generalmente petróleo caliente. Estos procedimientos presentan inconvenientes, como su dependencia de una fuente de suministro de petróleo u otros hidrocarburos no viscosos para la inyección, los riesgos de fugas incontrolables que generan, la mezcla de los hidrocarburos con los contaminantes y la necesidad de mantener inertizado el tanque con nitrógeno en prevención de riesgos de incendio y explosión.

- En otros tanques de hidrocarburos viscosos, como los de fueloil, se emplean procedimientos convencionales de extracción con equipos hidrodinámicos de aspiración-impulsión, que obligan a ulteriores operaciones de tratamiento por provocar la mezcla de los hidrocarburos con los contaminantes e incrementan en gran medida la intervención de operarios en el interior del tanque.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Se describe a continuación un procedimiento de extracción selectiva de hidrocarburos viscosos remanentes en tanques de almacenamiento caracterizado por sus operaciones de calentamiento, que posibilitan extraer los hidrocarburos y dejar segregados en el fondo del tanque la mayor parte de los contaminantes. La segregación se consigue mediante la fluidificación y el flujo hacia las líneas de succión de las capas superficiales de hidrocarburos, mientras se mantienen viscosos y estáticos los hidrocarburos más afectados por los contaminantes del fondo del tanque.

La temperatura a la que se han de someter los hidrocarburos viene determinada principalmente por la reducción de viscosidad que experimentan con los calentamientos, encontrándose generalmente entre los 40 °C y los 70 °C. En cualquier caso, los hidrocarburos se deben mantener en todo momento dentro del rango de temperaturas admisibles de almacenamiento.

El procedimiento consta de las operaciones siguientes:

- Medidas preventivas de riesgos de incendio y explosión, que consisten en mediciones de explosividad en el interior del tanque para constatar la inexistencia de atmósferas explosivas, controles de la temperatura de los hidrocarburos para evitar sobrecalentamientos y conexión a tierra de los equipos para disipar las cargas electrostáticas.

- Calentamiento mediante dispositivos situados dentro del tanque, muy próximos o integrados en las líneas de succión y separados del fondo del tanque, o si existen impedimentos para situar los dispositivos de calentamiento en el interior del tanque, calentamiento mediante dispositivos situados fuera del tanque sobre el exterior de las líneas de succión y sobre zonas contiguas a ellas de la envolvente del tanque, hasta que descienda el nivel del tanque por debajo de sus bocas de inspección y se pueda iniciar el calentamiento con los dispositivos de calentamiento situados dentro del tanque. Los dispositivos de calentamiento interiores se han de situar muy próximos a las líneas de succión, o integrados en ellas, para que la extracción de los hidrocarburos se produzca al mismo tiempo que el calentamiento y se eviten así sobrecalentamientos en el

interior del tanque. Ejemplos de dispositivos que se sitúan muy próximos a las líneas de succión son los serpentines de vapor y las resistencias eléctricas ATEX, y ejemplo de dispositivos integrados en las...

1.- Procedimiento de extracción selectiva de hidrocarburos viscosos remanentes en tanques de almacenamiento, caracterizado por incluir operaciones de calentamiento que posibilitan extraer los hidrocarburos y dejar segregados en el fondo del tanque la mayor parte de los contaminantes. El procedimiento consta de las operaciones siguientes:

- Medidas preventivas de riesgos de incendio y explosión, que consisten en mediciones de explosividad en el interior del tanque, controles de la temperatura de los hidrocarburos y conexión a tierra de los equipos.

- Calentamiento mediante dispositivos situados dentro del tanque, muy próximos o integrados en las líneas de succión y separados del fondo del tanque, o mediante dispositivos situados fuera del tanque sobre el exterior de las líneas de succión y sobre zonas contiguas a ellas de la envolvente del tanque.

- Calentamiento de la capa superficial de hidrocarburos mediante la inyección de aire caliente al tanque, con el efecto añadido de ventilar el tanque e impedir así la generación de atmósferas explosivas.

- Extracción, calentamiento adicional con intercambiadores de calor externos, filtrado y bombeo de los hidrocarburos al punto que se haya determinado para tal efecto, hasta que el ritmo de extracción de los hidrocarburos se ralentice y deje de ser ventajoso continuar la extracción selectiva.

- Extracción de los hidrocarburos remanentes y de los contaminantes segregados en el fondo del tanque mediante procedimientos convencionales.

2.- Procedimiento de extracción selectiva de hidrocarburos viscosos remanentes en tanques de almacenamiento caracterizado por añadir, a las operaciones del procedimiento de extracción selectiva de la reivindicación 1, otras operaciones que completan la extracción de los hidrocarburos y dejan segregados en el tanque la mayor parte de los contaminantes. El procedimiento consta de las operaciones siguientes:

- Medidas preventivas de riesgos de incendio y explosión, que consisten en mediciones de explosividad en el interior del tanque, controles de la temperatura de los hidrocarburos y conexión a tierra de los equipos.

- Calentamiento mediante dispositivos situados dentro del tanque, muy 5 próximos o integrados en las líneas de succión y separados del fondo del tanque, o mediante dispositivos situados fuera del tanque sobre el exterior de las líneas de succión y sobre zonas contiguas a ellas de la envolvente del tanque.

- Calentamiento de la capa superficial de hidrocarburos mediante la inyección de aire caliente al tanque, con el efecto añadido de ventilar el tanque e

impedir así la generación de atmósferas explosivas.

- Extracción, calentamiento adicional con intercambiadores de calor externos, filtrado y bombeo de los hidrocarburos al punto que se haya determinado para tal efecto. Cuando el ritmo de extracción de los hidrocarburos se ralentice y deje de ser ventajoso continuar, se interrumpe la extracción, pero se

mantiene la inyección de aire caliente.

- Inyección de agua caliente sobre los hidrocarburos calientes remanentes en el tanque. La inyección se interrumpe cuando el agua alcance un nivel en el tanque que permita iniciar su recirculación.

- Recirculación y calentamiento del agua caliente inyectada al tanque.

Las dos corrientes establecidas en el tanque, una de aire caliente por encima

de los hidrocarburos sobrenadantes y otra de agua caliente por debajo, deben tener sentidos que favorezcan el desplazamiento de los hidrocarburos sobrenadantes hacia las líneas de succión.

- Extracción de los hidrocarburos sobrenadantes mediante aspiradores

superficiales ("skimmers"), filtrado, decantación y bombeo al punto que se haya

determinado para tal efecto.

- Extracción del agua y de los contaminantes segregados en el fondo del tanque mediante procedimientos convencionales.