EP0159278B1 - Procédé de fluidification des boues qui se forment dans les bacs de stockage d'hydrocarbures et de leur revalorisation immediate chez l'utilisateur - Google Patents
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- EP0159278B1 EP0159278B1 EP85420054A EP85420054A EP0159278B1 EP 0159278 B1 EP0159278 B1 EP 0159278B1 EP 85420054 A EP85420054 A EP 85420054A EP 85420054 A EP85420054 A EP 85420054A EP 0159278 B1 EP0159278 B1 EP 0159278B1
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- sludge
- tank
- solvent
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto
- B08B9/08—Cleaning containers, e.g. tanks
- B08B9/093—Cleaning containers, e.g. tanks by the force of jets or sprays
- B08B9/0933—Removing sludge or the like from tank bottoms
Definitions
- the present invention relates to a process for fluidizing the sludge that forms in the tanks for storing, transferring or transporting hydrocarbons and for their immediate recovery at the user.
- the Butter Worth machine P43 which is mounted on the lateral manholes of the tanks. This machine propels a submerged jet of crude oil at high speed, which, by slow rotation, sweeps the bottom of the tank following a. programmed speed and resuspends sludge in crude oil. According to the manufacturer. this machine ensures rapid suspension which is limited to the range of the jet and allows significant savings in electrical energy compared to conventional mixers.
- Certain methods require the sludge to be brought to a temperature in the region of 60 ° C., which results in relatively large expenditure of heat energy.
- the product resulting from the fluidification treatment is not only free of water and additives, but also that it has a viscosity compatible with that of the products used in the refineries.
- the aim of the present invention is to propose a process with which, while eliminating the drawbacks resulting from the use of water, heat, additives, and thus bringing the benefit of a gain in time and heating and a reduction in the storage capacity necessary for the treatment, the enormous advantage is provided of providing a product of viscosity corresponding to the wishes of the refiner and which can therefore be recovered by direct introduction into normal refining installations.
- This process for fluidizing the sludge that forms in the hydrocarbon storage tanks and for their immediate recovery at the user consists, in known manner, of draining the residual liquid from the tank, of cold treatment of the sludges previously analyzed with an organic solvent of known composition, free of additives which are propelled in the form of jets inside the tank by means of orientable nozzles and to recover the liquid formed by the drainage openings of the tank.
- Such a method is known from document FR-A-2518694.
- the method according to the invention is characterized in that a survey of the sludge relief is first established, that the nozzles are directed towards the parts of the sludge projecting, that a volume of solvent is sent such that at least part of the surface of the sludge remains emerged, that the viscosity of the liquid formed is controlled.
- the invention therefore consists, first of all, in establishing a survey of the relief of the sludge contained in the tank.
- the Applicant has in fact noted during the examination of the tanks that the sludge is not deposited regularly by horizontal strata, but according to a profile formed by hollows and bumps and that it was necessary to take this into account to carry out the process fluidification and upgrading.
- To make this survey it uses an appropriate probe and reports the indications on a map so as to obtain a reproduction of the level lines of the sludge.
- This survey will be used, during the second phase of the process, to determine the manner in which the sludge will be attacked by means of the solvent jets and consequently to fix the position of the adjustable nozzles on the tank.
- the knowledge of the topography of the sludge will allow to place in a way judicious the nozzles on the openings of the tank and to direct their jet so that the solvent is propelled towards the parts of the sludge projecting.
- these parts are chosen from those which are located as close as possible to the emptying openings of the tank, in order to facilitate the evacuation of the liquid formed.
- the attack begins towards the projecting parts located in the middle of the tank.
- the attack of the nozzles begins towards the side walls of the container. The progression of the attack continues respectively in each of the cases, either towards the periphery, or towards the center of the tank.
- the solvent having dissolved a fraction of the sludge flows immediately and easily towards the bottom point or points of the tank without giving rise to the formation of pockets of liquid, which allows the jets not to encounter layers of liquid and '' exercise their kinetic energy exclusively for the solubilization of sludge.
- the method according to the invention having mainly as an aim to allow an immediate revalorization of the liquefied sludge, it is necessary, as we saw above, that the liquid formed in the tank has a suitable viscosity. This is why the latter is continuously monitored so as to follow the development thereof and to be able to decide whether the liquid can be directed to its end use or, on the contrary, whether it should be recycled to bring the value of this viscosity within a given range, so as to keep it within the limits of the locally admissible Pour Point.
- This viscosity is generally determined by means of the Ford cup and is measured on the liquid leaving the tank.
- This continuous viscosity measurement can also be used to facilitate the revalorization process by acting on the solvent supply flow rates of the jets and on the flow rates for withdrawing the liquid formed, by means of adjustable valves. These flows are controlled using volumeters placed on the various fluid circulation pipes. From the measurement of these flow rates over time, it is also possible at any time and a fortiori during a complete emptying of the liquid from the tank, to know by difference between the quantity of solvent entered and the quantity of product released, that it is the mass of sludge that has been fluidized.
- solvent used in the present process is generally crude oil from available storage.
- this process finds a particularly interesting application in the continuous fluidization of sludge. It is indeed possible to feed the nozzle circuit through the existing transfer network, to carry out fluidization, which is all the easier as the solvent used has a minimum viscosity and therefore has a maximum dissolving power. , then return the liquid formed directly to the place of use, since it has a regular and controlled viscosity.
- the method according to the invention also has particular characteristics as regards safety against the risks of explosion or fire. Indeed, due to the phenomena of static electricity consecutive to the use of jets of liquid at high speed, one can fear the formation of sparks inside the tanks and the ignition of the explosive mixtures which they generally contain . This is why an inert gas is applied to the volume of the tank before any intervention. This can be achieved by means of nitrogen or any other gas which is injected after having sealed all the openings of the tank by means of inflatable bladders or plastic pockets - or polyane films held by magnetic strips on the dress and the roof of the tank.
- This inert gas is carried out under conditions which depend on the type of tank to be cleaned.
- the tank is first emptied until the roof is placed on its crutches at the flotation limit before introducing the gas.
- an inert gas is injected simultaneously with the draining of the residual liquid and at the same rate.
- This atmosphere is constantly monitored by means of several sampling lines arranged judiciously and connected to an analyzer via a distributor, so as to be able to intervene in the event that the oxygen content comes to exceed a rate of 5% in volume.
- the solvent is sprayed onto the sludge by a system of multidirectional nozzles which concentrate maximum energy at the point of impact of the jet on the sludge.
- This system called a barrel generally comprises nozzles' of variable diameter to allow a unit flow of 100 to 200 m 3 / h of solvent to be ensured under a pressure of at least 12 bar on an impact surface, the projection of which on a plane perpendicular to the direction of the jet is a maximum of 4 dm 2 and for a nozzle speed of the order of 28 to 60 m / sec. All of these parameters can be adapted as a function of the dimensions, capacity, nature and quantity of sludge to be upgraded.
- the mounting of these guns is preferably done on the roof of the tank, and failing that on the coat, taking into account the relief of the sludge.
- the barrels are generally fed simultaneously by 2, by a thermal engine driving two pumps in series, capable for example of a flow of 280 m 3 / h under 15 bar.
- the liquid resulting from the fluidization of the sludge is generally withdrawn at the bottom of the tank by means of a pumping group comprising a vacuum pump which ensures flow rates compatible with those of the supply of the nozzles.
- the barrel is driven by an auxiliary motor independent of the circulating liquid. This principle avoids pressure losses following the drive by turbine and gear train.
- the installation is completed by a battery of interchangeable basket filters, placed at the suction of the liquid formed and which traps insoluble particles in order to avoid any deterioration of the equipment and to provide the user with a liquid conforming to its specifications.
- the present invention can be illustrated by means of the attached figure which represents a container (1) with floating roof (2) with convex bottom (3) laterally equipped with drain valves (4) and (5) connected by the pipes (6 ) and (7) to a line (8) on which is placed after the permutable filters (9) a suction pump (10) which delivers the liquid having fluidized the sludge to use, by means of a viscometer (11) and a volumeter (12).
- This tank was fitted with seals (13) in order to be able to maintain the volume (14) away from the oxygen of the air.
- two cannons (15) were placed, the nozzles (16) of which were oriented towards the projecting parts (17) and (18) of the sludge.
- These guns are supplied with solvent through the line (19) via the pump (20), the volumeter (21) and the inlet valves (26), (22) and (23), the valve (25 ) being closed.
- the sludge can be treated with a solvent coming from the storage of the next user (19) and return the liquid resulting from the fluidization directly to the user via the valve (24) by means of the pump (10) while controlling its viscosity in (11).
- the valve (25) is closed and the valve (24) is opened so as to discharge the liquid towards the user's installations.
- This treatment was carried out under outside temperature conditions varying between -15 ° C at night and +8 ° C, without adding calories and without altering the returned product.
- the second example concerns continuous treatment on a tank containing 3,500 m 3 of sludge.
- the same nozzles were supplied as in Example 1, under the same flow and pressure conditions with Arabian Light crude oil, coming from the user's storage, at a flow rate of 260 m 3 / h.
- the first fractions of liquid from the fluidization had a viscosity of 12 seconds. Then this viscosity varied during the 240 hours that the operation lasted between 9 and 14 seconds. This liquid was sent continuously to its user. The tank was freed of its sludge after passing 9,600 m 3 of solvent without the viscosity ever exceeding 14 seconds and without any disturbance being observed. in the operation of the installations.
- the present invention finds its application in all petroleum storage: extraction fields, port terminals, tankers, deposits and refineries, where it is sought to immediately and directly recover the sludge contained in these capacities.
Landscapes
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Description
- La présente invention concerne un procédé de fluidification des boues qui se forment dans les bacs de stockage, de transfert ou de transport d'hydrocarbures et de leur revalorisation immédiate chez l'utilisateur.
- L'homme de l'art sait que dans les bacs de stockage et de transport d'hydrocarbures, tels que les pétroles bruts, les fuels lourds ou légers, les slops, etc..., se forment au cours du temps des boues constituées par des dérivés lourds de ces hydrocarbures ou par leurs émulsions avec de l'eau. Ces boues ayant une viscosité relativement élevée ne sont pas évacuées lors de la vidange normale des bacs et s'y accumulent donc pour occuper, après un certain nombre de mouvements du bac, une partie importante de leur volume.
- Il en résulte une immobilisation inutile et coûteuse de matière première exploitable et une réduction progressive des capacités de stockage, entraînant de ce fait une augmentation des frais à engager pour leur exploitation et en tout cas l'obligation de procéder finalement à un traitement particulier de ces boues si on ne veut pas condamner l'utilisation des bacs.
- On connaît plusieurs manières d'effectuer ces traitements. En dehors des procédés manuels qui sont à proscrire en raison de leur insalubrité, la plupart d'entre eux recourt généralement à une fluidification totale de la masse de boues afin de la rendre suffisamment liquide pour être évacuée.
- Ces procédés mettent en oeuvre des moyens de fluidification différents, tels que des solvants organiques généralement chauds, de l'eau, utilisés seuls ou en combinaison et additionnés éventuellement de certains produits destinés à « casser » les émulsions ou à améliorer la fluidité. L'efficacité de ces traitements est parfois accrue par l'emploi de dispositifs mécaniques particuliers permettant de brasser les boues avec le produit fluidifiant et d'améliorer ainsi son pouvoir de dissolution.
- Parmi ces procédés, on peut citer notamment ceux qui ont été décrits dans la revue « Hydrocarbon Processing de janvier 1980, p. 82 à 86, et qui concernent un traitement à chaud (40 à 65 °C) en présence d'un additif soit avec de l'eau, soit avec un solvant organique.
- Dans le cas du procédé avec un solvant organique, après avoir déterminé la composition des boues et leur quantité, on évacue d'abord du bac tout ce qui est liquide. Puis, on arrose ou pulvérise à la surface des boues un solvant organique de manière à les rendre plus fluides et on chauffe le mélange pendant environ 24 heures en essayant de pomper et de recycler le solvant sur les boues le plus rapidement possible. Après arrêt du recyclage, on injecte au sommet du bac un agent tensioactif dispersant, puis on reprend le recyclage du mélange en assurant un chauffage vers 65 °C. On recouvre alors complètement les boues avec une quantité de solvant « porteur égaie à quatre fois leur volume et poursuit les opérations de recyclage, de chauffage et de mélange. Quand le contenu du bac est devenu homogène, on l'envoie vers une installation de traitement des slops pour obtenir des produits dont une partie pourra être éventuellement traitée en raffinerie.
- Dans le cas du procédé avec de l'eau, il ne s'agit pas d'eau pure car initialement on a laissé dans le bac du pétrole en quantité correspondant à environ trois fois le volume de boues. Ce pétrole va recouvrir complètement les boues et servir d'agent porteur. Par ailleurs, les conditions de chauffage, de mélange, de recyclage sont les mêmes que dans l'autre procédé. Toutefois, quand le contenu du bac semble homogène, on procède à une décantation pendant six jours, puis transfère la couche supérieure vers un autre bac, tandis que la couche inférieure est soumise à une nouvelle décantation ; on transfère à nouveau la couche supérieure vers un séparateur, tandis que l'émulsion restante est cassée par une troisième décantation avec éventuellement ajout d'un additif pour accélérer le phénomène. L'eau est ensuite séparée par écoulement à la base du bac.
- Dans le procédé Rush, des lances à injection de liquide sont placées sur les trous d'hommes du bac et des volumes prédéterminés d'additifs chimiques, d'eau et de solvants, sont mélangés et envoyés au moyen de lances sur les boues et renvoyés vers un bac de mélange. Une circulation en continu est maintenue jusqu'à ce que les boues soient complètement émulsifiées. Puis on laisse décanter pour que les phases organique et aqueuse se séparent, séparation favorisée par des agents chimiques. 10 % environ de la masse initiale des boues restent au fond du bac comme résidu semi-solide.
- Dans le procédé Boyclean, on utilise des lances tenues manuellement à l'intérieur du bac et qui projettent du fuel sur les boues. Simultanément, une pompe extérieure au bac aspire le liquide pour le refouler vers un autre bac.
- Suivant le procédé Paktank, on introduit par le toit du bac de l'eau et du brut léger jusqu'à mise en flottaison du toit. De l'eau est introduite à l'emplacement des béquilles au moyen de cannes et a pour effet de faire flotter les sédiments. Puis, on brasse avec des agitateurs durant un temps qui peut aller jusqu'à une semaine. Après arrêt du brassage, on laisse décanter pendant plusieurs jours et pompe le produit fluidifié par le toit et extrait l'eau à la partie basse par les purges placées sur la robe.
- En ce qui concerne les dispositifs particuliers mis en oeuvre pour nettoyer les bacs, on peut citer la machine P43 de Butter Worth qui est montée sur les trous d'homme latéraux des bacs. Cette machine propulse sur les boues un jet immergé de pétrole brut à grande vitesse qui, par rotation lente, balaye le fond du bac suivant une. vitesse programmée et remet les boues en suspension dans le pétrole brut. D'après le constructeur. cette machine assure une mise en suspension rapide qui se limite à la portée du jet et permet des économies importantes d'énergie électrique par rapport aux mélangeurs classiques.
- Cet examen des techniques de l'art antérieur montre les faits suivants :
- la plupart des procédés mettent en oeuvre de l'eau qui contribue à la formation d'émulsions inutilisables en l'état dans une raffinerie. C'est pourquoi, on casse ces émulsions au moyen d'additifs ; mais cela nécessite des durées de brassage, puis de décantation très longues et des capacités de stockage complémentaires pour effectuer ces opérations. En dépit de ces traitements. le produit pétrolier contient encore de l'eau et il ne peut emprunter les circuits normaux de raffinage du brut qu'après avoir subi une opération spéciale pour l'en débarrasser.
- Beaucoup de ces procédés qui utilisent de l'eau et un solvant organique ont recours à des additifs chimiques ayant pour effet soit de casser les émulsions, soit de jouer un rôle de dispersion pour mieux fluidifier les boues. Mais ces additifs peuvent avoir certaines actions catalytiques indésirables au cours du raffinage. C'est pourquoi le raffineur par souci de sécurité de marche de ses installations et de bonne qualité des produits fabriqués aura tendance à diluer au maximum les produits de récupération dopés, c'est-à-dire de les utiliser au « compte gouttes •, entraînant de ce fait une immobilisation très longue des bacs dans lesquels ils sont stockés et le risque d'une nouvelle formation de boues.
- Certains procédés nécessitent de porter les boues à une température voisine de 60 °C, ce qui entraîne des dépenses d'énergie calorifique relativement importantes.
- L'utilisation de dispositifs sophistiqués, en dehors de leur prix et de certaines difficultés d'adaptation sur les bacs pour éviter les « zones d'ombre dans l'attaque des boues ne sont pas à l'abri des problèmes posés par la présence d'eau ou d'additifs.
- Tous ces procédés présentent un moyen commun qui consiste à recouvrir complètement la masse de boues par le solvant. Cette immersion totale des boues a pour inconvénient, même en employant parfois certains dispositifs de brassage, de former à la surface des boues des couches de solvants saturées en boues et dont la viscosité élevée freine les échanges entre le solvant pur et les boues sous-jacentes. Ceci entraîne à la fois une diminution du pouvoir de dissolution du solvant et une hétérogénéité de composition et par suite de viscosité du liquide formé.
- En fait, le but de tous ces procédés est de fluidifier pour nettoyer, mais aucun ne s'attache vraiment à la possibilité d'une revalorisation immédiate du produit extrait. On en a pour preuve l'utilisation fréquente de l'eau ou d'additifs chimiques. Or. le souci du raffineur est d'éviter que les opérations de nettoyage ne consistent qu'à former d'autres produits qui vont encombrer de nouveaux stockages en attente de traitement ou qui ne pourront être utilisés qu'après dilution.
- Si on veut parer à ces difficultés, il est indispensable que le produit issu du traitement de fluidification soit, non seulement exempt d'eau et d'additifs, mais aussi qu'il possède une viscosité compatible avec celle des produits mis en oeuvre dans les raffineries.
- C'est pourquoi le but de la présente invention est de proposer un procédé avec lequel, tout en supprimant les inconvénients consécutifs à l'utilisation d'eau, de chaleur, d'additifs, et en apportant ainsi le bénéfice d'un gain de temps et de chauffage et d'une réduction des capacités de stockage nécessaires au traitement, on apporte l'énorme avantage de fournir un produit de viscosité correspondant aux souhaits du raffineur et qui peut donc être valorisé par introduction directe dans les installations normales de raffinage.
- Ce procédé de fluidification des boues qui se forment dans les bacs de stockage d'hydrocarbures et de leur revalorisation immédiate chez l'utilisateur, consiste, de manière connue, à vidanger le liquide résiduel du bac, à traiter à froid les boues préalablement analysées avec un solvant organique de composition connue, dépourvu d'additifs que l'on propulse sous forme de jets à l'intérieur du bac au moyen de buses orientables et à récupérer le liquide formé par les orifices de vidange du bac. Un tel procédé est connu du document FR-A-2518694. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on établit d'abord un relevé du relief des boues, que l'on dirige les buses vers les parties des boues formant saillie, que l'on envoie un volume de solvant tel qu'au moins une partie de la surface des boues reste émergée, que l'on contrôle la viscosité du liquide formé.
- L'invention consiste donc, d'abord, à établir un relevé du relief des boues contenues dans le bac. La demanderesse a en effet constaté au cours de l'examen des bacs que les boues ne se déposaient pas régulièrement par strates horizontales, mais suivant un profil formé de creux et de bosses et qu'il fallait en tenir compte pour mener à bien le processus de fluidification et de revalorisation. Pour faire ce relevé, elle utilise une sonde appropriée et en rapporte les indications sur une carte de manière à obtenir une reproduction des lignes de niveau des boues.
- Ce relevé va servir, au cours de la deuxième phase du procédé, à déterminer la manière suivant laquelle on va attaquer les boues au moyen des jets de solvant et par suite à fixer la position des buses orientables sur le bac.
- Il a en effet été montré au cours des essais que l'efficacité des jets en matière de fluidification était plus grande lorsque ceux-ci étaient dirigés directement vers les parties des boues qui étaient à nu que lorsqu'ils avaient à traverser une couche de liquide surnageant comme cela se fait dans tous les procédés de l'art antérieur.
- C'est pourquoi la connaissance de la topographie des boues va permettre de placer de façon judicieuse les buses sur les ouvertures du bac et d'orienter leur jet de manière telle que le solvant soit propulsé vers les parties des boues formant saillie. De préférence, au début du traitement, ces parties sont choisies parmi celles qui sont situées le plus près possible des ouvertures de vidange du bac, afin de faciliter l'évacuation du liquide formé. C'est ainsi que dans les bacs à fond concave, et donc avec vidange centrale, l'attaque débute vers les parties en saillie situées au milieu du bac. Par contre, s'il s'agit d'un bac à fond convexe, et donc à vidange périphérique, l'attaque des buses débute vers les parois latérales du bac. La progression de l'attaque se poursuit respectivement dans chacun des cas, soit vers la périphérie, soit vers le centre du bac.
- Ainsi, le solvant ayant dissous une fraction des boues s'écoule immédiatement et facilement vers le ou les points bas du bac sans donner lieu à la formation de poches de liquide, ce qui permet aux jets de ne pas rencontrer de couches de liquide et d'exercer leur énergie cinétique exclusivement à la solubilisation des boues.
- En raison de son efficacité, cette manière de procéder évite tout recours à des adjuvants de fluidification, à des apports de calories quelle que soit la température extérieure ou à des dispositifs surdimensionnés travaillant sous pression qu'il est nécessaire d'employer pour brasser des masses importantes de boues et de liquide. C'est pourquoi on utilise des canons pour mettre en oeuvre l'invention. Les boues ainsi soumises à l'action directe des jets de solvants vont se dissoudre de façon progressive et continue et conduire à l'obtention d'un liquide dont la viscosité va varier de façon régulière, et sans-à-coups, jusqu'à atteindre progressivement la limite supérieure de viscosité prédéterminée.
- Cependant, au cours du temps, la quantité de liquide présente dans le bac par rapport à la quantité de boues va croissant et si l'on veut continuer à bénéficier des effets de l'attaque directe de ces dernières par le solvant, il faut éviter leur submersion. C'est pourquoi le volume de solvant envoyé dans le bac doit être tel qu'à tout moment au moins une partie des boues reste émergée. Cette condition est facilement réalisée grâce à la connaissance du relief qui permet de calculer les volumes relatifs de solide et de liquide et de déterminer les apports convenables à son maintien.
- Il est évident que le relief va aussi évoluer dans le temps en fonction de l'avancement de la fluidification. Il est donc nécessaire de procéder à de nouveaux relevés à des intervalles de temps plus ou moins rapprochés suivant les quantités de solvant mises en oeuvre et leur pouvoir de fluidification, afin de pouvoir continuer à orienter convenablement les buses vers les nouvelles parties en saillie qui se sont formées.
- Le procédé selon l'invention ayant principalement pour but de permettre une revalorisation immédiate des boues liquéfiées, il est nécessaire, comme on l'a vu plus haut, que le liquide formé dans le bac ait une viscosité convenable. C'est pourquoi on contrôle cette dernière en continu de manière à en suivre l'évolution et à pouvoir décider si le liquide peut être dirigé vers son utilisation finale ou au contraire s'il y a lieu de le recycler pour ramener la valeur de cette viscosité à l'intérieur d'une fourchette donnée, de manière à la maintenir dans les limites du Pour Point localement admissible.
- Les valeurs retenues pour la fourchette dépendent à la fois du solvant utilisé, de la nature des boues, de la température à laquelle s'effectue le traitement et des impératifs de l'utilisateur.
- Cette viscosité est déterminée généralement au moyen de la coupe de Ford et elle est mesurée sur le liquide sortant du bac.
- Cette mesure de viscosité en continu peut également servir à faciliter le processus de revalorisation en agissant sur les débits d'alimentation en solvant des jets et sur les débits de prélèvement du liquide formé, au moyen de vannes réglables. Ces débits sont contrôlés à l'aide de volumètres placés sur les différentes tuyauteries de circulation des fluides. A partir de la mesure de ces débits dans le temps, on peut également à tout moment et a fortiori lors d'une vidange complète du liquide du bac, connaître par différence entre la quantité de solvant entrée et la quantité de produit sorti, qu'elle est la masse de boues qui a été fluidifiée.
- Il est à noter que le solvant utilisé dans le présent procédé est généralement du pétrole brut provenant d'un stockage disponible.
- De ce fait, ce procédé trouve une application particulièrement intéressante dans la fluidification en continu des boues. Il est en effet possible d'alimenter le circuit des buses par le réseau de transfert existant, de procéder à la fluidification, qui est d'autant plus aisée que le solvant mis en oeuvre a une viscosité minimum et a donc un pouvoir de dissolution maximum, puis de renvoyer le liquide formé directement vers le lieu d'utilisation, puisque celui-ci a une viscosité régulière et contrôlée.
- On dispose ainsi d'un moyen particulièrement efficace de fluidification et de revalorisation car il contribue à libérer rapidement des stockages encombrés, à valoriser immédiatement leur contenu sans nécessiter de transfert vers des stockages intermédiaires, source de pollution, ni causer de perturbation sur les fonctionnements des installations.
- Par ailleurs, le procédé selon l'invention présente également des caractéristiques particulières quant à la sécurité contre les risques d'explosion ou d'incendie. En effet, en raison des phénomènes d'électricité statique consécutifs à l'utilisation de jets de liquide à grande vitesse, on peut craindre la formation d'étincelles à l'intérieur des bacs et l'inflammation des mélanges détonnants qu'ils contiennent généralement. C'est pourquoi, on pratique une mise sous gaz inerte du volume du bac avant toute intervention. Ceci peut être réalisé au moyen d'azote ou de tout autre gaz que l'on injecte après avoir étanché toutes les ouvertures du bac au moyen de vessies gonflables ou de poches en plastique -ou encore de films en polyane maintenus par bandes magnétiques sur la robe et le toit du bac.
- Cette mise sous gaz inerte est réalisée dans des conditions qui dépendent du type de bac à nettoyer. Ainsi, dans le cas d'un bac à toit flottant, qui est le plus fréquent, on vidange d'abord le bac jusqu'à la pose du toit sur ses béquilles à la limite de flottaison avant d'introduire le gaz.
- Dans le cas d'un bac à toit fixe, on procède à l'injection de gaz inerte simultanément à la vidange du liquide résiduel et suivant le même débit.
- Dans les deux cas, on évite le balayage du volume du bac et réduit considérablement la consommation de gaz.
- Cette atmosphère est contrôlée en permanence au moyen de plusieurs lignes de prélèvement disposées judicieusement et reliées à un analyseur par l'intermédiaire d'un distributeur, de manière à pouvoir intervenir au cas où la teneur en oxygène venait à dépasser un taux de 5 % en volume.
- Egalement par mesure de sécurité, toutes les précautions sont prises pour assurer par shunts une parfaite conductibilité électrique de toutes les installations utilisées pour la mise en oeuvre du procédé de manière à assurer une mise à la terre convenable.
- La projection du solvant sur les boues est assurée par un système de buses multidirection- nelles qui concentrent une énergie maximum au point d'impact du jet sur les boues. Ce système appelé canon comporte généralement des buses' à diamètre variable pour permettre d'assurer un débit unitaire de 100 à 200 m3/h de solvant sous une pression d'au moins 12 bar sur une surface d'impact dont la projection sur un plan perpendiculaire à la direction du jet est au maximum de 4 dm2 et pour une vitesse à la buse de l'ordre de 28 à 60 m/sec. L'ensemble de ces paramètres sont susceptibles d'être adaptés en fonction des dimensions, de la capacité, de la nature et de la quantité de boues à revaloriser.
- Le montage de ces canons se fait de préférence sur le toit du bac, et à défaut sur la robe en tenant compte du relief des boues. Les canons sont généralement alimentés simultanément par 2, par un moteur thermique entraînant deux pompes en série, capables par exemple d'un débit de 280 m3/ h sous 15 bar.
- Le liquide résultant de la fluidification des boues est généralement prélevé en bas du bac au moyen d'un groupe de pompage comportant une pompe à vide qui assure des débits compatibles avec ceux de l'alimentation des buses.
- Toutes les tuyauteries d'aspiration et de refoulement des produits sont très largement dimensionnées pour éviter les pertes de charge préjudiciables à une bonne mise en oeuvre du procédé.
- De même, pour conserver dans son intégralité la puissance disponible au niveau de la buse, l'entraînement du canon est effectué par un moteur auxiliaire indépendant du liquide en circulation. Ce principe évite les pertes de charge consécutives à l'entraînement par turbine et train d'engrenages.
- L'installation est complétée par une batterie de filtres panier permutables, placée à l'aspiration du liquide formé et qui piège les particules insolubles afin d'éviter toute détérioration du matériel et de fournir à l'utilisateur un liquide conforme à ses spécifications.
- La présente invention peut être illustrée au moyen de la figure jointe qui représente un bac (1) à toit flottant (2) à fond convexe (3) équipé latéralement des vannes de vidange (4) et (5) reliées par les tuyauteries (6) et (7) à une conduite (8) sur laquelle est placée à la suite des filtres permutables (9) une pompe aspirante (10) qui refoule le liquide ayant fluidifié les boues vers l'utilisation, par l'intermédiaire d'un viscosimètre (11) et d'un volumètre (12). Ce bac a été équipé de joints d'étanchéité (13) afin de pouvoir maintenir le volume (14) à l'abri de l'oxygène de l'air. Sur le toit on a placé deux canons (15) dont les buses (16) ont été orientées vers les parties en saillie (17) et (18) des boues. Ces canons sont alimentés en solvant par la canalisation (19) par l'intermédiaire de la pompe (20), du volumètre (21) et des vannes d'admission (26), (22) et (23), la vanne (25) étant fermée.
- Suivant cette disposition, on peut traiter les boues avec un solvant en provenance du stockage de l'utilisateur suivant (19) et renvoyer le liquide résultant de la fluidification directement vers l'utilisateur par l'intermédiaire de la vanne (24) au moyen de la pompe (10) tout en contrôlant sa viscosité en (11). Mais on peut aussi, par ouverture de la vanne (25) et fermeture des vannes (24) et (26) recycler ce liquide plusieurs fois à travers le bac, contrôler au moyen du volumètre (12) les volumes de produits véhiculés et l'évolution de la viscosité au moyen du viscosimètre (11). Lorsque la valeur de cette viscosité est convenable, on ferme la vanne (25) et ouvre la vanne (24) de manière à refouler le liquide vers les installations de l'utilisateur.
- l'invention sera mieux comprise à l'aide des 2 exemples d'application suivants :
- Le premier exemple concerne un traitement avec recyclage : un bac à toit flottant et fond convexe contenant 4000 m3 de boues a été sondé, après l'avoir rendu étanche, rempli de gaz inerte et pris toutes les précautions de sécurité nécessaires, et les données obtenues ont été rapportées sur une carte. Cette carte a permis de déterminer qu'il fallait disposer les canons en des points du toit éloignés du centre du toit de 26 m et situés sur des diamètres formant entre eux des angles de 60°. Cette carte a également fourni des indications sur l'orientation des buses à savoir, entre 30 degrés et 60 degrés par rapport à la verticale et dans des plans diamétraux formant respectivement entre eux des secteurs de 60 degrés.
- Après analyse des boues, on a envoyé sur celles-ci et en faisant un contrôle au moyen du volumètre, environ 200 m3 de pétrole brut du type Mer du Nord à raison de 280 m3/h sous une pression de 14 bar au moyen de deux canons équipés de buses de diamètre 35 mm.
- Un nouveau sondage a montré que les boues n'étaient pas complètement submergées. Après réorientation des buses à partir des données du nouveau sondage, on a procédé à un recyclage du liquide contenu dans le bac en contrôlant la viscosité en continu. Après recyclage pendant 3 heures, au cours desquelles la viscosité a évolué de 7 à 30 secondes, un nouveau relevé a été fait qui a entraîné une réorientation des canons.
- On a renouvelé ces opérations au cours de 33 recyclages successifs à la fin desquels le liquide avait une viscosité de 90 secondes. Le liquide après chaque recyclage a alors été envoyé vers l'utilisateur pour revalorisation. Après evacuation de 320 m3 environ de liquide, la viscosité a atteint 90 secondes et on a alors stoppé l'envoi du liquide et renvoyé dans le bac 300 m3 de solvant pur que l'on a recyclé de la même manière que précédemment pendant 6 heures. Au bout de 33 ajouts de solvant pur représentant au total environ 12 600 m3, on a constaté que la viscosité demeurait constante et que les quantités extraites étaient identiques aux quantités introduites, ce qui marquait que la fluidification des boues était complète.
- Ce traitement s'est effectué dans des conditions de température extérieure variant entre -15 °C la nuit et +8 °C, sans apport de calories et sans altération du produit restitué.
- Le deuxième exemple concerne un traitement en continu sur un bac contenant 3 500 m3 de boues. Après avoir procédé aux mêmes opérations que dans l'exemple 1 au sujet de l'étanchéité, de l'inertage et du relevé du relief et de la mise en place des canons, on a alimenté les mêmes buses que dans l'exemple 1, dans les mêmes conditions de débit et de pression avec du pétrole brut Arabian Light, provenant du stockage de l'utilisateur, suivant un débit de 260 m3/h.
- Les premières fractions de liquide issu de la fluidification avaient une viscosité de 12 secondes. Puis cette viscosité a varié au cours des 240 heures qu'a durée l'opération entre 9 et 14 secondes. Ce liquide a été envoyé en continu vers son utilisateur. Le bac a été débarrassé de ses boues après passage de 9 600 m3 de solvant sans que jamais la valeur de la viscosité ne dépasse 14 secondes et sans qu'on constate une perturbation . dans le fonctionnement des installations.
- La présente invention trouve son application dans tous les stockages pétroliers : champs d'extraction, terminaux portuaires, tankers, dépôts et raffineries, où on cherche à valoriser immédiatement et directement au niveau de l'utilisation les boues contenues dans ces capacités.
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