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BRPI0711480A2 - process to simultaneously recover and crack / benefit oil from solids - Google Patents

process to simultaneously recover and crack / benefit oil from solids Download PDF

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Publication number
BRPI0711480A2
BRPI0711480A2 BRPI0711480-0A BRPI0711480A BRPI0711480A2 BR PI0711480 A2 BRPI0711480 A2 BR PI0711480A2 BR PI0711480 A BRPI0711480 A BR PI0711480A BR PI0711480 A2 BRPI0711480 A2 BR PI0711480A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
oil
sand
solids
cracking
tarred
Prior art date
Application number
BRPI0711480-0A
Other languages
Portuguese (pt)
Inventor
Olav Ellingsen
Bjarte Sorebo Ellingsen
Original Assignee
Tarblaster As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Tarblaster As filed Critical Tarblaster As
Publication of BRPI0711480A2 publication Critical patent/BRPI0711480A2/en

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/02Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by distillation

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

PROCESSO PARA SIMULTANEAMENTE RECUPERAR E CRAQUEAR/BENEFICIAR óLEO A PARTIR DE SóLIDOS. A presente invenção diz respeito a um processo para a recuperação e craqueamento/benefieiamento da qualidade simultânea de óleoa partir de sólidos tais como areia alcatroada e xisto oleaginoso. Com este processo, diversos dos obstáculos com a tecnologia existente são solucionados, e o processo melhora a qualidade do óleo para a de um produto mais leve do que na tecnologia existente, remove enxofre da ordem de 40 % e metais pesados da ordem de 90 %.PROCESS FOR SIMULTANEOUSLY RECOVERING AND DRILLING / BENEFITING OIL FROM SOLIDS. The present invention concerns a process for recovering and cracking / improving the simultaneous quality of oil from solids such as tar sand and oil shale. With this process, several of the obstacles with the existing technology are solved, and the process improves the quality of the oil to that of a lighter product than in the existing technology, removes sulfur of the order of 40% and heavy metals of the order of 90% .

Description

"PROCESSO PARA SIMULTANEAMENTE RECUPERAR E CRAQUE AR/BENEFICIAR ÓLEO A PARTIR DE SÓLIDOS""PROCESS TO SIMULARLY RECOVER AND CRACK AIR / BENEFIT OIL FROM SOLIDS"

A presente invenção diz respeito a um processo para recuperar óleo a partir de areia alcatroada (também denominada areia oleaginosa) e/ou xisto oleaginoso e beneficiar o óleo no mesmo processo.The present invention relates to a process for recovering oil from tarred sand (also called oilseed sand) and / or oil shale and benefiting the oil in the same process.

Areia alcatroada é encontrada em enormes quantidades em diversos países, os maiores recursos são encontrados no Canadá e consistem em óleo pesado e areia em recursos naturais em diferentes profundidades. Esses recursos foram o objeto de intensiva pesquisa em um esforço de desenvolver tecnologias para recuperação do óleo da areia. Assim, existem diversas diferentes tecnologias.Tar sand is found in huge quantities in many countries, the largest resources are found in Canada and consist of heavy oil and sand in natural resources at different depths. These resources have been the subject of intensive research in an effort to develop technologies for sand oil recovery. Thus, there are several different technologies.

Os recursos minerais mais importantes de Alberta são óleo e gás natural, e eles respondem por cerca de 90 porcento da renda de Alberta proveniente de mineração. Alberta produz aproximadamente dois terços do óleo do Canadá e mais de três quartos de seu gás natural. Aproximadamente a metade do óleo de Alberta é extraído de vastas areias betuminosas, que são depósitos de óleo bruto pesado denominado betume. As areias betuminosas de Alberta representam os maiores depósitos de betume conhecidos no mundo. As areias betuminosas ocorrem em três áreas principais da província: o Athabasca River Valley no nordeste, a área do Peace River no norte e a região do Cold Lake no leste central de Alberta. Betume é mais caro de se extraído que o óleo bruto convencional, que escoa naturalmente ou é bombeado do terreno. Isto se dá em virtude de o óleo preto espesso ter que ser separado da areia e água em volta para produzir um óleo bruto que pode ser posteriormente refinado.Alberta's most important mineral resources are oil and natural gas, and they account for about 90 percent of Alberta's mining income. Alberta produces approximately two-thirds of Canada's oil and more than three-quarters of its natural gas. About half of Alberta's oil is extracted from vast tar sands, which are deposits of heavy crude oil called bitumen. Alberta's tar sands represent the largest known bitumen deposits in the world. Bituminous sands occur in three major areas of the province: the Athabasca River Valley in the northeast, the Peace River area in the north and the Cold Lake region in central eastern Alberta. Bitumen is more expensive to extract than conventional crude oil, which drains naturally or is pumped from the ground. This is because the thick black oil has to be separated from the surrounding sand and water to produce a crude oil that can be further refined.

Durante os anos cinqüenta e sessenta, depósitos de óleo foram descobertos em outras regiões, tais como a área do Peace River e Swan Hills, sul do Lesser Slave Lake. No final dos anos sessenta, foram encontrados os últimos depósitos principais de óleo. O betume, que, ao contrário do petróleo bruto normal, encontrado em reservatórios profundos, não tem as mesmas frações de leves desses, foi evaporado durante milhares de anos. O betume assim consiste em moléculas pesadas com uma densidade superior a 1.000 kg/dm3 (menos que 10 da API) e uma viscosidade 1.000 vezes maior que o óleo leve. Além do mais, a areia alcatroada contém enxofre acima de 4 % em peso e centenas de ppm com metais pesados. O teor de matéria orgânica em areia alcatroada pode variar de 5 % em peso até 20 % em peso, e assim a extração de óleo de areia alcatroada envolve enorme transporte de massa.During the 1950s and 1960s, oil deposits were discovered in other regions, such as the Peace River area and Swan Hills, south of Lesser Slave Lake. In the late sixties, the last major oil deposits were found. Bitumen, which, unlike normal crude oil found in deep reservoirs, does not have the same light fractions as these, has been evaporated for thousands of years. Bitumen thus consists of heavy molecules with a density greater than 1,000 kg / dm3 (less than 10 from API) and a viscosity 1,000 times greater than light oil. In addition, tarred sand contains sulfur above 4% by weight and hundreds of ppm with heavy metals. The content of organic matter in tarred sand can range from 5 wt.% To 20 wt.%, So extraction of tarred oil involves enormous mass transport.

Em virtude da composição do betume, ele tem que ter a qualidade melhorada antes que ele possa ser refinado em uma refinaria como bruto leve.Due to the bitumen composition, it has to have improved quality before it can be refined in a refinery as light crude.

Por causa do potencial econômico desses imensos recursos, existem diversos diferentes processos para a recuperação de óleo de areia alcatroada. Tais tecnologias envolvem processos biológicos, com solvente e térmico, e processos onde o óleo é lavado da areia por água superaquecida.Because of the economic potential of these immense resources, there are several different processes for the recovery of tar sand oil. Such technologies involve biological, solvent and thermal processes, and processes where oil is washed from the sand by overheated water.

Por causa das enormes quantidades de areia (rejeitos) associadas com a extração de areia alcatroada, os diferentes processos deparam com inúmeras restrições ambientais.Because of the huge amounts of sand (tailings) associated with tar sand extraction, the different processes face numerous environmental constraints.

Ao contrário da areia alcatroada, o xisto oleaginoso é xisto contendo matéria orgânica conhecida como querogênio que não pode ser lavada ou dissolvida como o betume na areia alcatroada. Para recuperar óleo de xisto oleaginoso, ele tem que ser aquecido a uma temperatura de 500 - 600 °C, por meio do que a matéria orgânica é craqueada em produtos líquidos.Unlike tar sand, oil shale is shale containing organic matter known as kerogen that cannot be washed or dissolved like bitumen in tar sand. To recover oil shale oil, it has to be heated to a temperature of 500 - 600 ° C, whereby organic matter is cracked into liquid products.

Para areia alcatroada, xisto oleaginoso contém diversos constituintes indesejados, que causam restrições ambientais. E, para tecnologias para recuperar óleo de areia alcatroada, existem diversas diferentes tecnologias para recuperar óleo de xisto oleaginoso.For tarred sand, oil shale contains several unwanted constituents, which cause environmental restrictions. And, for technologies for recovering tar sand oil, there are several different technologies for recovering oil from shale oil.

A presente invenção diz respeito a um processo auto- sustentado com relação a energia onde diversos dos obstáculos com as tecnologias existentes são solucionados, e que, além da recuperação de óleo, melhora a qualidade do óleo em um produto mais leve do que qualquer outra tecnologia existente, remove enxofre da ordem de 40 % e metais pesados da ordem de 90 %. Além do mais, o processo dispõe de rejeitos com restrições ambientais limitadas, tal como matéria inorgânica (areia) em condição seca.The present invention relates to a self-sustaining energy process where several of the obstacles with existing technologies are addressed, and which, in addition to oil recovery, improves oil quality in a lighter product than any other technology. removes 40% sulfur and 90% heavy metals. In addition, the process has tailings with limited environmental restrictions, such as dry inorganic matter (sand).

O processo é um processo fluidizado "seco-úmido" rápido onde a areia é misturada em um reator fluidizado ativado com parte dos componentes orgânicos na areia alcatroada. Os gases de combustão removem óleo da areia, juntos eles agem como um carreador pneumático transportando areia e seus gases associados para um reator tipo ciclone, onde a areia é separada da corrente de gás, que então é roteado para um sistema de condensação. Uma porção' do óleo condensado pode ser roteada de volta para a corrente por meio de um bocal de atomização para um segundo craqueamento, por meio do que o processo recupera e melhora a qualidade do óleo em uma operação, sem a necessidade de unidades de beneficiamento.The process is a fast "wet-dry" fluidized process where sand is mixed into an activated fluidized reactor with some of the organic components in the tarred sand. Flue gases remove oil from the sand, together they act as a pneumatic carrier transporting sand and its associated gases to a cyclone reactor, where the sand is separated from the gas stream, which is then routed to a condensation system. A portion of the condensed oil can be routed back into the stream through an atomizing nozzle for a second crack, whereby the process recovers and improves oil quality in one operation without the need for beneficiation units. .

Para otimizar colisões entre as partículas a fim de obter máximas forças de cisalhamento entre os sólidos, a corrente de areia, gases de combustão e gases de hidrocarbonetos é acelerada e retardada em um tubo ascendente de diâmetro variado.To optimize collisions between particles to obtain maximum shear forces between solids, the sand stream, flue gases and hydrocarbon gases are accelerated and retarded in a rising pipe of varying diameter.

As colisões entre as partículas dão origem a uma hidrogenação branda do óleo pela sonoluminescência de bolhas de vapor microscópicas aprisionadas entre as partículas sólidas em colisão. Quando bolhas de vapor são aprisionadas entre irregularidades nas partículas em colisão, o vapor é submetido a uma compressão adiabática, por meio do que a temperatura e pressão nas bolhas são aumentadas milhares de vezes acima da temperatura e pressão gerais no processo. Isto faz com que água entre em um estado supercrítico onde água é craqueada em hidrogênio e radicais hidroxila. hidrogênio, que é absorvido pelas cadeias de óleo pesado, reduz sua ligação, por meio do que as forças de impacto dos grãos em colisão podem craquear as moléculas e ocorre "explosão" das bolhas de vapor microscópicas. A maior parte do hidrogênio é então liberada e reage de volta com os radicais hidroxila em água, mas uma parte do hidrogênio causa uma hidrogenação branda do produto.Collisions between particles give rise to mild oil hydrogenation by the sonoluminescence of microscopic vapor bubbles trapped between the colliding solid particles. When vapor bubbles are trapped between irregularities in the colliding particles, the vapor is subjected to adiabatic compression whereby the temperature and pressure in the bubbles are increased thousands of times above the overall process temperature and pressure. This causes water to enter a supercritical state where water is cracked with hydrogen and hydroxyl radicals. Hydrogen, which is absorbed by the heavy oil chains, reduces their bond, whereby the impact forces of the colliding grains can crack the molecules and the microscopic vapor bubbles "burst". Most of the hydrogen is then released and reacts back with the hydroxyl radicals in water, but some of the hydrogen causes mild hydrogenation of the product.

E altamente desejável atingir boa mistura areia/óleo o mais cedo e mais rápido possível. O método descrito para chegar a isto exige a aceleração e desaceleração supramencionadas da corrente. Tradicionalmente, vapor é o meio usado para manter a fluidez do leito sólido e o movimento no tubo ascendente. Vapor, entretanto, tem um efeito deletério em sólidos muito quentes que são encontrados em processos de craqueamento de resíduos. Nessas condições, vapor causa desativação hidrotérmica do catalisador, por exemplo, em craqueadores FCC.It is highly desirable to achieve good sand / oil mixture as soon as possible. The method described to achieve this requires the aforementioned acceleration and deceleration of the current. Traditionally, steam is the medium used to maintain solid bed fluidity and upward pipe movement. Steam, however, has a deleterious effect on very hot solids that are found in waste cracking processes. Under these conditions, vapor causes hydrothermal deactivation of the catalyst, for example in FCC crackers.

Isto é superado pela presente invenção, usando os gases de saídas do regenerador do reator de leito fluidizado (gases C0/C02 e hidrocarbonetos) como o carreador dos sólidos, que agirá como um catalisador no craqueamento do óleo.This is overcome by the present invention using the fluidized bed reactor regenerator outlet gases (CO / CO2 gases and hydrocarbons) as the solids carrier which will act as a catalyst in the oil cracking.

Para ter o processo verificado, um equipamento de teste de 2,5 χ 2,5 χ 3 m foi construída e localizada no Sintef Energy Research AS em Trondheim, Noruega, com uma potência máxima de 125 kW.To have the process verified, a 2.5 χ 2.5 χ 3 m test equipment was built and located at Sintef Energy Research AS in Trondheim, Norway, with a maximum power of 125 kW.

O esquema do equipamento está mostrado na figura 3.The equipment layout is shown in figure 3.

A figura 4 mostra o equipamento durante o teste.Figure 4 shows the equipment during the test.

A exigência de energia para processar um quilo de areia oleaginosa é dada por:The energy requirement to process one kilogram of oil sand is given by:

<formula>formula see original document page 5</formula><formula> formula see original document page 5 </formula>

onde:Where:

xs = parte em peso de areia (incluindo metais e enxofre), por exemplo 80%.xs = part by weight of sand (including metals and sulfur), eg 80%.

X0 = parte e peso de óleo, por exemplo, 15 %. xw = parte em peso de água, por exemplo, 5 %. cs = calor específico da areia kJ/kgK = 1 kJ/kgK. C0 = calor específico do óleo na temperatura operacional kJ/kgK = aproximadamente 2,25 kJ/kgK. r0 = calor de evaporação kJ/kg = aproximadamente 225 kJ/kg.X0 = part and weight of oil, for example 15%. xw = part by weight of water, for example 5%. cs = sand specific heat kJ / kgK = 1 kJ / kgK. C0 = specific oil heat at operating temperature kJ / kgK = approximately 2.25 kJ / kgK. r0 = evaporative heat kJ / kg = approximately 225 kJ / kg.

dt = diferença de temperatura entre a temperatura operacional e a temperatura de alimentação de areia Kdt = temperature difference between operating temperature and sand feed temperature K

H = entalpia da água na temperatura operacional kJ/h = 3.500 kJ.H = enthalpy of water at operating temperature kJ / h = 3,500 kJ.

Temperatura operacional 360 0C = 633 K.Operating temperature 360 0C = 633 K.

Temperatura de alimentação 90 0C = 363 K. dt = 270 K.Feeding temperature 90 0C = 363 K. dt = 270 K.

Q = 516 kJ/kg e que dá uma capacidade do equipamento de teste de 872 kg/h de areia contendo 130 kg de óleo que dá uma capacidade de aproximadamente 20 bbl/dia.Q = 516 kJ / kg and giving a test equipment capacity of 872 kg / h of sand containing 130 kg of oil giving a capacity of approximately 20 bbl / day.

Os testes foram realizados com areia alcatroada de depósitos da Athabasca River Valley com as propriedades listadas anteriormente, onde os seguintes resultados foram obtidos:The tests were performed with Athabasca River Valley deposited tar sand with the properties listed above, where the following results were obtained:

Densidade do óleo recuperado do fluidizador: 21 APIRecovered Fluidizer Oil Density: 21 API

Densidade do óleo recuperado do tubo ascendente: 29,3 API.Density of oil recovered from riser: 29.3 API.

Densidade do óleo drenado do condensador de óleo: 25,15 API. Coque remanescente na areia usada: 1,25 W%. Redução de enxofre no óleo: 45 %. Redução de metais pesados: 87 %. Consumo de energia em % do óleo recuperado: 9,3 = aproximadamente 12,5 kg/ óleo/h = aproximadamente USD 3,93 por bbl (preço do óleo USD 50 por bbl).Density of drained oil from oil condenser: 25.15 API. Coke remaining in used sand: 1.25 W%. Sulfur reduction in oil: 45%. Heavy metals reduction: 87%. Energy consumption as% of recovered oil: 9.3 = approximately 12.5 kg / oil / h = approximately USD 3.93 per bbl (oil price USD 50 per bbl).

A figura 5 mostra areia oleaginosa, óleo recuperado e areia do teste. O processo é descrito com detalhes no fluxograma simplificado na figura 1.Figure 5 shows oil sand, reclaimed oil and test sand. The process is described in detail in the simplified flow chart in figure 1.

A) mostra o reator fluidizado vertical que tem uma malha fluidizante B posicionada a uma distância da base do vaso. O espaço entre a base e a malha fluidizada B é uma câmara de pressão C) que recebe os gases de combustão de um combustor D) que pode ser ativado tanto por gás e/ou óleo recuperado. Os gases de combustão aquecerão e fluidizarão os sólidos (areia) e) aprisionados no reator A. A pressão dos gases de combustão acumulada no reator fará com que os sólidos e os gases aprisionados que consistem nos gases de combustão, vapor e gases de hidrocarbonetos, seja transportados permanentemente através de um tubo ascendente JJ para um ciclone do reator G) que é projetado de forma tal que, ao contrário dos ciclones ordinários, os sólidos ficam girando centenas de vezes em uma parte cilíndrica do ciclone antes de cair na parte cônica H) e de volta no fluidizador.A) shows the vertical fluidized reactor having a fluidizing mesh B positioned at a distance from the base of the vessel. The space between the base and the fluidized mesh B is a pressure chamber C) which receives the combustion gases from a combustor D) which can be activated by both recovered gas and / or oil. The flue gases will heat and fluidize the solids (sand) e) trapped in the reactor A. The accumulated flue gas pressure in the reactor will cause the trapped solids and gases consisting of the flue gases, steam and hydrocarbon gases, be transported permanently through a riser JJ into a reactor cyclone G) which is designed such that unlike ordinary cyclones, solids spin hundreds of times in a cylindrical part of the cyclone before falling into conical part H ) and back in the fluidizer.

Na base da parte cônica do ciclone, vapor superaquecido é injetado no ciclone pelo tubo I) para remover hidrocarbonetos entre os sólidos que caem no ciclone que caem no reator A) por meio de uma perna de imersão.At the base of the conical part of the cyclone, overheated vapor is injected into the cyclone by tube I) to remove hydrocarbons between the cyclone solids falling into reactor A) by means of an immersion leg.

Areia oleaginosa é injetada no reator A) por um sistema de alimentação Ce) e Dd). A mesma quantidade de areia injetada no reator A tem que ser drenada do reator. Isto é feito pelo arranjo de tubos K) onde a areia é transportada para um combustor de fluidização L onde o coque remanescente é queimado pela injeção de ar através de M). Os gases exaustos L) passam através de um sistema de limpeza de gás e recuperação de calor N) antes de ser liberados na atmosfera.Oil sand is injected into reactor A) by a feed system Ce) and Dd). The same amount of sand injected into reactor A must be drained from the reactor. This is done by the pipe arrangement K) where the sand is transported to a fluidizing combustor L where the remaining coke is burned by the air injection through M). Exhausted gases L) pass through a gas cleaning and heat recovery system N) before being released into the atmosphere.

Os sólidos "limpos" de L) são roteados para um trocador de calor sólido/líquido Z) distribuído da bomba de suprimento de água Ρ). A água quente é adicionalmente transportada para uma caldeira Q) localizada no combustor L). A caldeira está produzindo vapor onde uma parte deste é roteada para um superaquecedor R) localizado na câmara de pressão C) do reator A). O vapor superaquecido é roteado para o bocal de injeção S) para atomização de vapor de óleo, a perna de imersão J) no ciclone do reator H) e a perna de imersão T) no ciclone de separação U). A areia "limpa" resinada pode ser disposta do trocador de calor O) em um aterro sanitário, já que a areia estará seca e isenta de qualquer hidrocarboneto volátil.The "clean" solids from L) are routed to a solid / liquid heat exchanger Z) distributed from the water supply pump Ρ). The hot water is further conveyed to a boiler Q) located on the combustor L). The boiler is producing steam where part of it is routed to a superheater R) located in the pressure chamber C) of reactor A). The overheated steam is routed to the oil vapor atomization nozzle S), the dip leg J) in the reactor cyclone H) and the dip leg T) in the separation cyclone U). Resin "clean" sand can be disposed of heat exchanger O) in a landfill as the sand will be dry and free of any volatile hydrocarbons.

Vapor em excesso que não está superaquecido é roteado através do tubo V) com propósitos de pré-aquecimento da alimentação ou para gerar eletricidade por meio de um sistema de turbina a vapor.Excess steam that is not overheated is routed through tube V) for the purpose of preheating the feed or to generate electricity through a steam turbine system.

Do ciclone do reator G) e do ciclone de separação U), a corrente gasosa é roteada para um condensador W) ajustado a 95 °C, por meio do que a parte principal do gás de óleo é condensada em óleo líquido. O gás é condensado por meio do óleo recuperado à medida que o óleo coletado na base do condensador é bombeado pela bomba X) através de um trocador de calor Z) e resinado por água distribuída pela bomba P). Do trocador de calor Ζ), o óleo resinado é roteado para o topo do condensador e condensa os gases de óleo que chegam. À medida que o nível do óleo aumenta no condensador, o produto é drenado pelo tubo BB). Os gases não condensáveis e vapor são roteados para um segundo condensador CC) que é resinado por água injetada pela bomba P). Agua condensada é drenada do condensador através do tubo DD) e é coletada em um tanque de decantação EE). No tanque de decantação EE), óleo leve convertido proveniente do condensador de óleo CC) será decantado através do tubo FF) para a linha de produto proveniente do condensador de óleo W e roteado para um receptor através do tubo AA).From reactor cyclone G) and separation cyclone U), the gas stream is routed to a condenser W) set at 95 ° C whereby the main part of the oil gas is condensed into liquid oil. Gas is condensed through recovered oil as oil collected at the base of the condenser is pumped by pump X) through a heat exchanger Z) and resins by water distributed by pump P). From the heat exchanger Ζ), the resin oil is routed to the top of the condenser and condenses the incoming oil gases. As the oil level rises in the condenser, the product drains out of the tube (BB). Non-condensable gases and steam are routed to a second condenser (CC) which is resinated by water injected by pump P). Condensed water is drained from the condenser through the pipe DD) and is collected in a settling tank EE). In the settling tank EE), light oil converted from oil condenser CC) will be decanted through tube FF) into the product line from oil condenser W and routed to a receiver through tube AA).

Agua é drenada através do tubo GG) para drenagem.Water is drained through the pipe GG) for drainage.

Não condensável no condensador CC) é exausto através do tubo HH) tanto para a atmosfera quanto para um sistema de limpeza de gás, dependendo das exigências de emissões locais.Non-condensable in the DC condenser) is exhausted through the HH) pipe to both the atmosphere and a gas cleaning system depending on local emission requirements.

Uma porção do produto é retornada para o tubo ascendente JJ) através do tubo NN) por uma bomba de alta pressão LL) para o bocal de atomização S) anexado no tubo ascendente JJ).A portion of the product is returned to riser JJ) through pipe NN) by a high pressure pump LL) to atomization nozzle S) attached to riser JJ).

O bocal de atomização S) recebe o vapor para a atomização do óleo do superaquecedor R).Atomizing nozzle S) receives steam for atomization of superheater oil R).

Gases de combustão formados em excesso no reator que não são necessários para o transporte da areia no tubo ascendente JJ), podem ser liberados na atmosfera pelo reator através do tubo OO) em um sistema de limpeza de gás e recuperação de calor não mostrado.Excessive combustion gases formed in the reactor that are not required to transport sand in the riser pipe JJ) can be released into the atmosphere by the reactor through the OO pipe in a gas cleaning and heat recovery system not shown.

Quando o reator é aquecido até a temperatura operacional pelo combustor D), o suprimento de gás ou óleo para a combustão pode gradualmente ser desativado, por meio do que o ar injetado causará combustão interna dos gases de hidrocarbonetos formados no reator A), por meio do que o processo será auto-sustentado pela energia extraída da própria areia alcatroada. Alternativamente, o combustor pode ser ativado com uma parte do óleo recuperado distribuído pela bomba LL).When the reactor is heated to operating temperature by combustion D), the gas or oil supply for combustion may gradually be shut down, whereby the injected air will cause internal combustion of the hydrocarbon gases formed in reactor A) by combustion. than the process will be self-sustained by the energy extracted from the tarred sand itself. Alternatively, the combustor may be activated with a part of the recovered oil distributed by the pump LL).

Para obter a aceleração e desaceleração supramencionada da corrente no tubo ascendente, isto pode obtido atribuindo à tubo ascendente variados diâmetros. Uma modalidade preferida é formar uma parte das colunas de ascensão como um bocal Lavai, onde o(s) bocal(s) de atomização S) fica(m) localizado(s) tanto na parte mais estreita do ejetor quanto onde o ejetor começa expandir.To obtain the above mentioned acceleration and deceleration of the rising pipe current, this can be achieved by assigning the rising pipe various diameters. A preferred embodiment is to form a part of the risers as a Lavai nozzle, where the atomizing nozzle (s) are located at both the narrowest part of the ejector and where the ejector begins to expand. .

Todo o processo é um processo de alto consumo térmico com uma alta densidade de energia, em virtude da velocidade do gás e da corrente de areia. Por causa das velocidades no processo, a grande troca de calor entre a areia e o óleo e a baixa pressão parcial dos gases de hidrocarbonetos causadas pelos gases de combustão e vapor, o processo pode operar a uma temperatura na faixa de 300 - 500°C. Fora da baixa tensão térmica e consumo de energia, esta baixa temperatura reduz a polimerização do produto craqueado.The whole process is a high thermal consumption process with a high energy density due to the velocity of the gas and the sand stream. Because of the process speeds, the large heat exchange between sand and oil and the low partial pressure of hydrocarbon gases caused by the combustion and steam gases, the process can operate at a temperature in the range of 300 - 500 ° C. . Out of the low thermal voltage and power consumption, this low temperature reduces the polymerization of cracked product.

A figura 2 mostra uma ilustração de uma usina de 10.000 bbl/dia.Figure 2 shows an illustration of a 10,000 bbl / day plant.

Claims (9)

1. Processo para simultaneamente recuperar e craquear/beneficiar óleo a partir de sólidos, tais como areia alcatroada e xisto oleaginoso, caracterizado pelo fato de que os sólidos contendo óleo são injetados em um reator de leito fluidizado, onde os hidrocarbonetos são evaporados e onde o calor para a evaporação é distribuído pela combustão interna de uma parte dos hidrocarbonetos nos sólidos, ou por um combustor externo, e que os gases de combustão juntamente com os hidrocarbonetos evaporados agem como um carreador pneumático dos sólidos e reduzem a pressão parcial dos gases de hidrocarbonetos, e onde a corrente é roteada para um reator de ciclone e adicionalmente para um separador de remoção de sólidos, e adicionalmente para um sistema de condensação para os gases condensáveis.Process for simultaneously recovering and cracking / benefiting oil from solids, such as tarred sand and oil shale, characterized in that the oil containing solids are injected into a fluidized bed reactor, where hydrocarbons are evaporated and where the Heat for evaporation is distributed by the internal combustion of a part of the hydrocarbons in the solids, or by an external combustion, and that the combustion gases together with the evaporated hydrocarbons act as a pneumatic solids carrier and reduce the partial pressure of the hydrocarbon gases. and where the current is routed to a cyclone reactor and additionally to a solids removal separator and additionally to a condensing gas condensing system. 2. Processo para simultaneamente recuperar e craquear/beneficiar óleo a partir de sólidos, tais como areia alcatroada e xisto oleaginoso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma porção do produto proveniente do sistema de condensação é roteado de volta para a corrente em um tubo ascendente através de um bocal de atomização, por meio do que a corrente de sólidos age como um meio de craqueamento pelas forças de cisalhamento, troca de calor e sono- luminescência.Process for simultaneously recovering and cracking / benefiting oil from solids such as tarred sand and oil shale according to claim 1, characterized in that a portion of the product from the condensation system is routed back to the current in a rising pipe through an atomizing nozzle, whereby the solids stream acts as a cracking means by shear, heat exchange and sleep-luminescence forces. 3. Processo para simultaneamente recuperar e craquear/beneficiar óleo a partir de sólidos, tais como areia alcatroada e xisto oleaginoso de acordo com a reivindicação 1 e 2, caracterizado pelo fato de que o tubo ascendente tem diferentes diâmetros, de forma a obter aceleração, desaceleração e colisões otimizadas entre as partículas sólidas na corrente.Process for simultaneously recovering and cracking / benefiting oil from solids such as tarred sand and oil shale according to claims 1 and 2, characterized in that the riser has different diameters in order to obtain acceleration, deceleration and optimized collisions between solid particles in the stream. 4. Processo para simultaneamente recuperar e craquear/beneficiar óleo a partir de sólidos, tais como areia alcatroada e xisto oleaginoso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a temperatura no regenerador é controlada pela areia oleaginosa úmida injetada no regenerador.Process for simultaneously recovering and cracking / benefiting oil from solids such as tarred sand and oil shale according to claim 1, characterized in that the temperature in the regenerator is controlled by the wet oil sand injected into the regenerator. 5. Processo para simultaneamente recuperar e craquear/beneficiar óleo a partir de sólidos, tais como areia alcatroada e xisto oleaginoso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a areia removida de óleo é roteada para um combustor fluidizado onde o coque remanescente na areia é queimado pela injeção de ar no combustor e onde o calor liberado é usado para a produção de vapor, e onde o gás exausto do combustor é alternativamente roteado para a câmara de pressão do reator de remoção para participar com o calor e gás de fluidização para remoção do óleo aprisionado na areia.Process for simultaneously recovering and cracking / benefiting oil from solids, such as tarred sand and oil shale according to claim 1, characterized in that the removed oil sand is routed to a fluidized combustor where the remaining coke Sand is burned by the injection of air into the combustor and where the heat released is used for steam production, and where the exhaust gas from the combustor is alternately routed to the removal reactor pressure chamber to participate with the heat and exhaust gas. fluidization for removal of oil trapped in the sand. 6. Processo para simultaneamente recuperar e craquear/beneficiar óleo a partir de sólidos, tais como areia alcatroada e xisto oleaginoso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma porção da areia removida é misturada com uma areia oleaginosa para recuperação de calor e homogeneização da areia, melhorando a alimentação no reator.Process for simultaneously recovering and cracking / benefiting oil from solids such as tarred sand and oil shale according to claim 1, characterized in that a portion of the removed sand is mixed with a heat recovery oil sand and sand homogenization, improving the feed in the reactor. 7. Processo para simultaneamente recuperar e craquear/beneficiar óleo a partir de sólidos, tais como areia alcatroada e xisto oleaginoso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o reator de leito fluidizado tem dois diâmetros, onde a parte inferior do regenerador tem um menor diâmetro do que a parte superior a fim de reduzir as velocidades de gases na parte superior do regenerador.Process for simultaneously recovering and cracking / benefiting oil from solids such as tarred sand and oil shale according to claim 1, characterized in that the fluidized bed reactor has two diameters, where the bottom of the regenerator It has a smaller diameter than the top to reduce gas velocities at the top of the regenerator. 8. Processo para simultaneamente recuperar e craquear/beneficiar óleo a partir de sólidos, tais como areia alcatroada e xisto oleaginoso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a areia removida no regenerador é descarregada continuamente do regenerador através de um tubo que fora do regenerador tem um captador de "água" que pode ser na forma de U e onde vapor ou gás é injetado no tubo oposto ao "captador de água" para transporte pneumático da areia que cai no captador.Process for simultaneously recovering and cracking / benefiting oil from solids, such as tarred sand and oil shale according to claim 1, characterized in that the sand removed in the regenerator is continuously discharged from the regenerator through a tube which Outside the regenerator is a U-shaped "water" pickup where steam or gas is injected into the tube opposite the "water pickup" for pneumatic transport of sand falling into the pickup. 9. Processo para simultaneamente recuperar e craquear/beneficiar óleo a partir de sólidos, tais como areia alcatroada e xisto oleaginoso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma bateria de regeneradores é arranjada em torno de um sistema de carregamento combinado e um coletor de recebimento de areia combinado e fluidizador de recuperação de calor (L) e onde os gases de saída do regenerador compartilham um sistema de separação de areia combinado e uma configuração de condensador combinado, e onde o óleo condensado frio age como um meio de condensação no condensador de óleo pelo contato direto entre os gases de óleo quente e o óleo condensado resfriado.Process for simultaneously recovering and cracking / benefiting oil from solids such as tarred sand and oil shale according to claim 1, characterized in that a regenerator battery is arranged around a combined charging system and a combined sand receiving manifold and heat recovery fluidizer (L) and where the regenerator outlet gases share a combined sand separation system and a combined condenser configuration, and where cold condensed oil acts as a means of condensation in the oil condenser by direct contact between the hot oil gases and the cooled condensate oil.
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