Brevet FR2850100A1 — publié le 20040723

Installation transportable de retraitement de résidus 15 hydrocarbures La présente invention concerne une installation transportable de retraitement de résidus hydrocarbures, en particulier de mélanges eau/hydrocarbures, issus notamment 20 de l'exploitation des navires en vue de la récupération de produits valorisables, tels que du fuel N02 à basse viscosité et du naphta. Les navires produisent quotidiennement des déchets liquides 25 encore appelés eaux mazouteuses. Une nouvelle réglementation a imposé une traçabilité de ces déchets. De ce fait, aujourd'hui, les eaux mazouteuses sont collectées pour être retraitées. Ce retraitement consiste à séparer l'eau des hydrocarbures généralement par décantation puis à 30 soumettre le résultat de la décantation à une centrifugation ou à une évaporation. Les hydrocarbures récupérés, mélange de fuel, d'huile et d'essence de provenance variée sont alors soit détruits par incinération lorsqu'ils présentent des spécificités dangereuses, soit 35 revendus à très bas prix lorsque le lot est relativement homogène en tant que combustible bas de gamme dans certaines industries présentant des besoins calorifiques élevés tels que les cimenteries. On est donc aujourd'hui à la recherche d'unité d'installation de retraitement dont 5 les conceptions permettent l'obtention de produits valorisables quelles que soient les provenances et les spécifications des résidus hydrocarbures retraités. Un but de la présente invention est donc de proposer une 10 installation de retraitement de résidus dont la conception permet de retraiter tout type de résidus hydrocarbures en vue de l'obtention de produits valorisables quels que soient la provenance et les spécifications des résidus hydrocarbures d'origine à retraiter. 15 Un autre but de la présente invention est de proposer une installation de retraitement de résidus aisément transportable, opérationnelle en quelques jours et dont la conception limite les risques d'accident et de pollution. 20 Un autre but de la présente invention est de proposer une installation de retraitement de résidus hydrocarbures dont la conception autorise une mise en fonctionnement rapide, à savoir en moins d'une heure, de manière à offrir une grande 25 souplesse de production suivant l'approvisionnement en résidus hydrocarbures, cette installation étant apte à être rendue opérationnelle sur un site en quelques jours. A cet effet, l'invention a pour objet une installation 30 transportable de retraitement de résidus hydrocarbures, en particulier de mélange eau/hydrocarbures, issus notamment de l'exploitation des navires et préalablement soumis à une décantation, en vue de la récupération de produits valorisables, tels que du fuel N02 à basse viscosité et du 35 naphta, caractérisée en ce que l'installation comporte au moins une colonne de distillation du mélange dont le ft est articulé à la base de la colonne pour passer d'une position couchée de transport de la colonne à une position dressée de travail dans laquelle le ft repose sur sa base. Grâce au choix du mode de retraitement de résidus hydrocarbures, à savoir au moyen d'un processus de distillation effectué à basse température d'environ 1400C et à pression atmosphérique et à la conception de ladite 10 colonne de distillation se présentant sous forme d'un ensemble containérisable, il devient aisé de transporter une telle installation tout en facilitant sa mise en place sur site. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente une vue schématique de dessus 20 d'une installation conforme à l'invention; la figure 2 représente une vue de face d'une colonne de distillation lors de son passage d'une position couchée à une position dressée ou inversement; 25 la figure 3 représente une vue schématique de côté de l'installation représentée à la figure 1 et la figure 4 représente une vue schématique du détail 30 des cannes d'injection des résidus hydrocarbures dans la colonne de distillation. Comme mentionné ci-dessus, l'installation, objet de l'invention, a pour fonction de permettre le retraitement 35 de résidus hydrocarbures, en particulier de mélange eau/hydrocarbures, issus notamment de l'exploitation des navires. Cette installation est également utilisable pour traiter du pétrole brut, pour augmenter son point éclair et le rendre utilisable pour des machines thermiques. 5 Généralement, les mélanges d'eau/hydrocarbures, encore appelés eaux mazouteuses ou "slops", sont, au moment de leur collecte, stockés dans des bacs de stockage o ils subissent une décantation naturelle. L'installation, objet de l'invention, est donc destinée à être positionnée au 10 voisinage de ces bacs de stockage. Cette installation a pour objet d'assurer un retraitement des résidus par distillation dite atmosphérique. La distillation est opérée à basse température environ 1400C et pression atmosphérique afin de minimiser les risques d'accident et de pollution. 15 Le principe de distillation utilisé est un principe connu, la distillation étant une distillation s'opérant au moyen de plateaux. Afin d'obtenir une installation aisément transportable et 20 apte à être rendue opérationnelle en un temps très court au moyen d'un seul engin de levage tel qu'une grue, la colonne 1 de distillation de l'installation comporte un fut lA articulé à la base 1B de la colonne 1 pour passer d'une position couchée de transport de la colonne 1 à une 25 position dressée de travail dans laquelle le ft lA repose sur sa base 1B. Ce déplacement du ft lA est plus particulièrement représenté à la figure 2. Ce déplacement peut être opéré au moyen d'une seule grue alors que deux grues seraient nécessaires dans le cas d'une colonne non 30 articulée. Le ft lA de la colonne est donc articulé de manière permanente à la base 1B de la colonne. L'articulation est constituée ici d'une articulation de type charnière représentée en 18 à la figure 2. Une fois le ft lA de la colonne en position dressée, le ft est 35 maintenu assemblé à la base 1B de la colonne généralement par boulonnage entre elles de deux collerettes équipant respectivement le ft lA et la base 1B. L'ensemble peut ainsi résister à des conditions atmosphériques défavorables. La longueur du ft lA est choisie de manière 5 à permettre une containérisation de la colonne 1 de distillation. Ainsi, la base 1B de la colonne 1 est solidarisée à une plate-forme 2A servant de surface de réception du ft lA de la colonne 1 en position couchée de cette dernière de manière à former un module 2, dit de 10 retraitement du mélange, containérisable. Le conteneur présente généralement une longueur de l'ordre de 11,90 mètres tandis que la hauteur du conteneur est de l'ordre de 2,30 mètres. La colonne 1 est équipée, le long de l'une de ses génératrices, d'un condenseur 6 solidaire en 15 déplacement du ft lA de la colonne 1. De même, cette colonne 1 est équipée, le long de l'une de ses génératrices, de moyens 7 d'accès au sommet de la colonne, ces moyens d'accès étant solidaires en déplacement du ft lA de la colonne 1. Dans l'exemple représenté, ces moyens 20 d'accès sont constitués par une cage incorporant une échelle à crinoline. Ainsi, le ft lA de la colonne, le condenseur 6 ainsi que les moyens 7 d'accès sont, lors du passage du ft lA d'une position dressée à une position couchée, déplacés simultanément pour venir se positionner 25 en appui sur la plate-forme 2A supportant ladite colonne. L'ensemble est alors prêt à être introduit dans un conteneur. A l'inverse, après sortie d'un conteneur, il suffit, au moyen d'une grue d'amener le ft lA de la colonne de la position couchée à la position dressée pour 30 rendre opérationnelle la colonne 1 de distillation. Pour faciliter la mise en place d'une telle installation, cette installation se présente sous forme d'un ensemble de modules 2, 3, 4, 5 containérisables, en particulier en 35 conteneurs de dimension standard, chaque module étant constitué d'une plate-forme 2A, 3A, 4A, 5A apte à supporter les éléments de fonction dudit module 2, 3, 4, 5. Ainsi, outre le module 2 de distillation ou de retraitement décrit ci-dessus, l'installation peut comporter encore un module 3 5 dit de préparation du mélange, un module 5 dit d'utilités et un module 4 dit de traitement du distillat qui seront décrits plus en détail ci-après. Pour permettre le traitement de tels résidus hydrocarbures; 10 en particulier par distillation, il est nécessaire d'alimenter en résidus la colonne 1 de distillation. Toutefois, pour faciliter cette distillation, ces résidus doivent être préparés, en particulier chauffés. A cet effet, l'entrée de la colonne 1 de distillation est 15 raccordable d'une part à un échangeur 10 de chaleur apte à réchauffer les résidus destinés à alimenter la colonne 1, d'autre part à un appareil 11 de production de vapeur d'eau apte à faciliter la distillation. En effet, la vapeur d'eau produite tend à entraîner la vapeur issue de la 20 distillation des résidus vers le haut de la colonne de distillation. Par ailleurs, cet appareil 11 de production de vapeur peut être utilisé pour le dégazage de la colonne. Le réchauffage des résidus au moyen d'un tel échangeur 10 de chaleur est obtenu notamment à partir de la circulation 25 d'un fluide thermique, tel que de l'huile, au voisinage de l'échangeur 10 de chaleur. A cet effet, l'installation comporte, disposés sur un autre module 5, des moyens 16 de chauffage d'un fluide, en particulier de l'huile. Ces moyens de chauffage 16 peuvent être constitués par une 30 chaudière équipée d'un brleur alimenté en fuel, le fuel pouvant être issu des produits valorisables obtenus après distillation. Le fluide chauffé circule depuis son lieu de chauffage vers l'échangeur 10 de chaleur par l'intermédiaire de canalisations s'étendant entre lesdits 35 modules. Ainsi, la conduite 19A représente la conduite aller du fluide chauffé tandis que la conduite 19B représente la conduite retour du fluide chauffé vers ses moyens 16 de chauffage. Les résidus, une fois réchauffés et portés à une température voisine de 1400C sont envoyés sous 5 pression à l'intérieur de la colonne 1 de distillation. A cet effet, la colonne 1 est alimentable en résidus par l'intermédiaire d'une canne 8 ou de plusieurs cannes 8 d'injection fonctionnant en synchronisme ou de manière alternative. Ces cannes 8 sont positionnées en entrée de 10 colonne 1. Chaque canne 8 est pourvue d'orifices 9 d'injection radiaux de dimension différente d'une canne à une autre. Il est ainsi possible, en fonction des caractéristiques des résidus, de faire fonctionner alternativement ou en synchronisme lesdites cannes. Il est 15 également possible d'obturer tout ou partie des orifices de l'une'quelconque des cannes. Dans les exemples représentés, l'échangeur de chaleur 10 et l'appareil il de production de vapeur d'eau sont portés par 20 une plate-forme 3A indépendante de la plate-forme 2A support de la colonne 1 de distillation de manière à former un module 3 containérisable, dit de préparation du mélange. L'échangeur de chaleur 10 de ce module est alimenté en résidus par l'intermédiaire d'une canalisation dont une 25 extrémité, représentée en 20 à la figure 1, est raccordable au bac de stockage des résidus à l'intérieur duquel s'opère une décantation naturelle desdits résidus. La colonne 1 de distillation comporte, outre une entrée équipée de cannes 8 d'injection, deux sorties, l'une dite inférieure destinée à 30 récupérer la fraction lourde de la distillation, l'autre dite supérieure destinée à récupérer la fraction légère de la distillation. Ainsi, la sortie inférieure de la colonne 1 de distillation est raccordée à une cuve 12 de récupération de la fraction lourde de la distillation. 35 Cette cuve 12 est portée par la même plate-forme 3A que celle portant l'échangeur 10 de chaleur et l'appareil 11 de production de vapeur. Cette fraction lourde de la distillation est constituée d'un fuel dit fuel numéro 2 à basse viscosité dont les caractéristiques sont sensiblement 5 identiques quelle que soit la nature des eaux mazouteuses à retraiter. Un tel produit pourra ensuite être utilisé pour des cimenteries, des centrales électriques, des chaufferies industrielles ou autres. La colonne 1 est, comme mentionné ci-dessus, pourvue d'une sortie supérieure reliée à un condenseur 6 lui-même reliable en sortie à une cuve 13 de séparation de l'eau du distillat, cette cuve 13 étant disposée en série avec une cuve 14 de récupération du distillat. En effet, les 15 condensats, en sortie de condenseur, sont amenés au moyen d'une canalisation 17 dans une cuve 13 qui récupère les condensats et sépare l'eau du distillat. Le distillat est ensuite amené dans une cuve 14 de récupération du distillat. La séparation effectuée dans la cuve 13 20 s'effectue généralement par gravité. On note que les cuves 13 et 14 de séparation et de récupération du distillat sont portées par une même plate-forme 4A indépendante de la plate-forme 2A portant la colonne 1 de distillation de manière à former un module 4 containérisable dit module de 25 traitement du distillat. La cuve 13 de séparation de l'eau du distillat comporte en outre des moyens d'amenée de l'eau séparée du distillat vers une réserve dite réserve à incendie non représentée. L'eau de cette réserve sert au refroidissement du condenseur 6. Dans l'exemple représenté 30 à la figure 1, seul le départ de la conduite vers la réserve d'incendie et l'arrivée de la conduite issue de la réserve d'incendie sont représentés respectivement en 20A et 20B. Cette eau issue de la réserve à incendie peut être refroidie au contact d'un fluide réfrigéré produit à partir 35 de moyens 15 de réfrigération portés par une plate-forme 5A, cette plate-forme comportant en outre les moyens 16 de chauffage du fluide servant au chauffage des résidus hydrocarbures. A cet effet, un certain nombre d'échangeurs de chaleur sont prévus au voisinage du condenseur 6 et des cuves 13, 14. Pour permettre la production de ce fluide réfrigéré et de ce fluide chauffé, l'installation comporte, portés par une même plate-forme 5A indépendante de la plate-forme 2A 10 portant la colonne 1 de distillation, des moyens 15 de réfrigération d'un fluide et des moyens 16 de chauffage d'un fluide. Le fluide réfrigéré ou le fluide chauffé sont aptes à circuler au voisinage d'éléments de fonction du reste de l'installation par l'intermédiaire de 15 canalisations 19A, 19B pour le fluide thermique, et 21A, 21B pour le fluide réfrigérant, ces canalisations s'étendant entre le module 5 containérisable, dit module d'utilités et les autres modules 2, 3, 4 de l'installation. Cet ensemble de canalisations 19A, 19B, 21A, 21B peut 20 également être équipé de passerelles pour faciliter la surveillance desdites canalisations. Ces canalisations peuvent constituer un groupe de canalisations pré-reliées les unes aux autres de manière à être simplement insérées entre le module 5 et les autres modules. Comme l'illustrent les figures, généralement, le module de distillation 2 est disposé entre le module 3 de préparation des résidus et le module 4 de traitement du distillat. Le module 5, éloigné des autres modules, est quant à lui relié 30 par l'ensemble des canalisations précitées plus particulièrement aux modules 2 et 3. Il peut encore être prévu une armoire électrique (non représentée) positionnée en dehors d'un périmètre 35 prédéterminé autour des modules 2, 3, 4 et 5, cette armoire électrique étant placée à l'intérieur d'un local technique et étant couplée à une unité de commande et de contrôle de type ordinateur pour permettre un pilotage de l'ensemble de l'installation à distance. Une telle installation permet de 5 traiter annuellement de 8000 tonnes à plus de 20000 tonnes de résidus. Une telle installation, opérationnelle en quelques jours, occupe généralement une surface au sol de l'ordre de 100 m2 et présente une faible consommation énergétique de l'ordre de 70 KVA. La mise en fonctionnement 10 d'une telle installation peut s'effectuer en une heure de manière à permettre de gérer au mieux les variations d'approvisionnement en résidus hydrocarbures. il REVENDICATIONS 1. Installation transportable de retraitement de résidus hydrocarbures, en particulier de mélange eau/hydrocarbures, 5 issus notamment de l'exploitation des navires et préalablement soumis à une décantation, en vue de la récupération de produits valorisables, tels que du fuel N 2 à basse viscosité et du naphta, caractérisée en ce que l'installation comporte au moins une 10 colonne (1) de distillation du mélange dont le ft (1A) est articulé à la base (lB) de la colonne (1) pour passer d'une position couchée de transport de la colonne (1) à une position dressée de travail dans laquelle le ft (1A) repose sur sa base (lB) 2. Installation de retraitement selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle se présente sous forme d'un ensemble de modules (2, 3, 4, 5) containérisables, chaque module étant constitué d'une plate-forme (2A, 3A, 4A, 5A) 20 apte à supporter les éléments de fonction dudit module (2, 3, 4, 5). 3. Installation de retraitement selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la base (lB) de la colonne (1) est solidarisée à une plate-forme (2A) servant de surface de réception du ft (1A) de la colonne (1) en position couchée de cette dernière de manière à former un module (2), dit de retraitement du mélange, containérisable. 30 4. Installation de retraitement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la colonne (1) est équipée, le long de l'une de ses génératrices, d'un condenseur (6) solidaire 35 en déplacement du ft (1A) de la colonne (1). 5. Installation de retraitement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la colonne (1) est équipée, le long 5 de l'une de ses génératrices, de moyens (7) d'accès au sommet de la colonne, les dits moyens d'accès étant solidaires en déplacement du ft (lA) de la colonne (1). 6. Installation de retraitement selon l'une des 10 revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la colonne (1) est alimentable en résidus par l'intermédiaire d'au moins deux cannes (8) d'injection fonctionnant en synchronisme ou de manière alternative, chaque canne (8) étant pourvue d'orifices (9) 15 d'injection radiaux de dimension différente d'une canne à une autre. 7. Installation de retraitement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'entrée de la colonne (1) de distillation est raccordable d'une part à un échangeur (10) de chaleur apte à réchauffer les résidus destinés à alimenter ladite colonne (1), d'autre part à un appareil (11) de production de vapeur d'eau apte à faciliter la 25 distillation. 8. Installation de retraitement selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'échangeur (10) de chaleur et l'appareil (11) de production de vapeur d'eau sont portés 30 par une plate-forme (3A) indépendante d'une plate-forme (2A) support de la colonne (1) de distillation de manière à former un module (3) containérisable, dit de préparation du mélange. 9. Installation de retraitement selon la revendication 8, caractérisée en ce que la sortie inférieure de la colonne (1) de distillation est raccordée à une cuve (12) de récupération de la fraction lourde de la distillation, cette cuve (12) étant portée par la même plate-forme (3A) 5 que celle portant l'échangeur (10) de chaleur et l'appareil (11) de production de vapeur. 10. Installation de retraitement selon l'une des revendications l-à 9, caractérisée en ce que la colonne (1) est pourvue d'une sortie supérieure reliée à un condenseur (6) lui-même reliable en sortie à une cuve (13) de séparation de l'eau du distillat, cette cuve (13) étant disposée en série avec une cuve (14) de récupération du distillat. 11. Installation de retraitement selon la revendication 10, caractérisée en ce que les cuves (13, 14) de séparation et de récupération du distillat sont portées par une même plate-forme (4A) indépendante d'une plate-forme (2A) 20 portant la colonne (1) de distillation de manière à former un module (4) containérisable dit module de traitement du distillat. 12. Installation de retraitement selon l'une des 25 revendications 10 et 11, caractérisée en ce que la cuve (13) de séparation de l'eau du distillat comporte des moyens d'amenée de l'eau séparée du distillat vers une réserve dite réserve à incendie, l'eau de cette réserve servant au refroidissement du 30 condenseur (6). 13. Installation de retraitement selon l'une des revendications 2 à 12, caractérisée en ce que l'installation comporte, portés par 35 une même plate-forme (5A) indépendante d'une plate-forme (2A) portant la colonne (1) de distillation, des moyens (15) de réfrigération d'un fluide et des moyens (16) de chauffage d'un fluide, le fluide réfrigéré ou chauffé étant apte à circuler au voisinage d'éléments de fonction du 5 reste de l'installation par l'intermédiaire de canalisations (19A, 19B, 21A, 21B) s'étendant entre le module (5) containérisable, dit module d'utilités constitués des moyens de chauffage (16) et de réfrigération (15), et au moins une partie des autres modules (2, 3, 4) 10 de l'installation.