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"Procédé et dispositif pour l'alimentation des tube* de fours tabulaires*.
L'invention est relative à un procédé pour 1 'alimenta- tion des tubes de fours tubulaires et à des dispositifs qui con- viennent pour la mise en oeuvre de ce procédé.
.cintre autres, pour des fours tubulaires dans les tubes desquels doivent se faire des réactions chimiques, par exemple la dissociation d'hydrocarbures, il est très important que tous
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les tubes de oe tour soient alimentés aussi uniformément que possible, indépendamment de la variât.! on de l'alimentation tota- le du four ou des variations de la résistance rencontrée dans le four même ou dans le système tubulaire subséquent. Ce ci est surtout important du fait que, par exemple par une alimentation trop faible d'une partie des tubes de réaction, la matière cons- tituant les parois de ces tubes ne peut plus être refroidie suf- fisamment, de sorte que ces parois risquent de s'échauffer d'une manière excessive, ce qui peut donner lieu à leur destruction.
Il existe également certaines réactions pour lesquelles un apport de chaleur trop intense dans certains tubes et trop faible dans d'autres tubes peut sonner lieu à la formation de suie, de Soue dron et d'autres substances analogues qui risquent de produire des obstructions dans les tubes remplis par exemple aved un catalyseurs Il en résulte des diminutions de la quantité de matières converties et des interruptions de proudin à cause des périodes de régénération qui deviennent de plus en plus né cessaires
En vue d'obtenir une régénération aussi uniforme que possible de tous les tubes d'un four tubulaire, on a déjà propo- sé par exemple pour le procédé de dissociation d'hydrocarbures en présence de vapeur d'eau et d'air, d'établir, cncentriquemetn à l'axe du four,
une canalisation de distribution à plusieurs branches directement au-dessus des divers tubes de réaction et de la voûte proprement dite du four, cette canalisation servant à la fois comme chambre de mélanbe et de répartition. Les diffé- rents fluides sont alors réglés individuellement en amont de la chambre de mélange, de manière telle qu'ils aient la même pres- sion, et sont seulement ensuite assemblés. Depuis la chambre de mélange partent, vers chaque tube de réaction, des tuyaux flexi- bles ayant la même longueur et la mêe section transversale pour obtenir ainsi les mêmes résistances a l'écoulement et, par consé-
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quant, une alimentation uniforme de tous les tube..
Mais comme,pour cette méthode connue, la différence de pression entre la chambre de mélange et l'intérieur des tubes est très faible, des particularités relativement petites des différents tubes, par exemple des tassements différente du cata- lyseur ou des dérivations à débita différents provoquent déjà souvent des alimentations irrégulières importantes des différente tubes et, par conséquent, les inconvénients indiquée plus haut*
Il est connu, en outre, de munir l'extrémité d'entrée des divers tubes de réaction de simples diaphragmes perforés pour pouvoir régler avec ceux-ci une alimentation uniforme de tous les tubes, ce qui évidemment est très difficile, car, sans l'inter- vention d'instruments de commande,
il n'est possible de détermi- ner le dosage très exact qu'en se basant sur los résultats de périodes de travail prolongées. De plus, la différence de prose sion relativement réduite entre le conduit distributeur et les extrémités d'entrée des différents tubes ne procure qu'une Sa=* de réglage par étranglement relativement étroite car le réglage préalable de la pression ainsi que le mélange des différents participants à la réaction, pour le procédé décrit en dernier lieu, se font comme auparavant en dehors du tour en amont du conduit distributeur* De plus, pour le procédé décrit en dernier lieu,
un nouveau réglage est chaque foie nécessaire quand l'alimentation totale du four est modifiée. tour éviter les inconvénients cités plus haut, on pro- e pose, conformément 4 l'invention, d'ammer Jusqu'à l'entrée de chaque tube la ou les fluides servant à l'alimentation de ces tubes, à une pression notablement supérieure à la pression de travail régnant dans ceux-ci et d'effectuer la détente des flui des, pour chaque tube, Jusqu'à la pression de travail régnant dans ce tuoe, séparément et directement à l'extrémité d'entrée de
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celui-ci* On a onstaté qu'il est avantageux de choisir la pres. sion d'amenée du ou des fluides à une valeur au moins 1,1 fois plus grande que la pression de travail régnant dans les tubes.
Comme, conformément à l'invention, la pression différentielle, entre l'intérieur des différents tubes de réaction et les con- duits d'amenée débouchant directement dans ceux-ci, est plusieurs fois plus grande que les pertes de pression dans les différents tubes de réaction, ces pertes résultant d'un remplissage diffé- rent ou d'une amenée ou évacuation différente, on obtient une alimentation beaucoup plus uniforme des divers tubes et cela indépendamment de l'alimentation totale momentanée du four tuub laire.
Un autre inconvénient important du mode d'alimentation, connu jusqu'ici, de fours tubulaires, dans lesquels plusieurs fluides sont amenés aux tubes de réaction, réside dans le fait que déjà au cours du mélange des fluides différents, qui se faisait jusqu'ici avant l'entrée dans les tubes de réaction, se produisent des réactions indésirables qui peuvent donner lieu, par exemple, à la formation de suie par laquelle la matière catalytique généralement présente peut être obstruée aux extré- mités d'entrée de ces tubes de sorte que ces couches de catalyseur sont éliminées de prime abord pour la réaction désirée.
Pour remédier à cet inconvénient, on est donc obligé de régénérer assez souvent le catalyseur remplissant les tubes, ce qui oblige d'interrompre autant de fois le travail. On peut évidemment éviter les réactions indésirables en préchauffant faiblement: les différents fluides de réaction, par exemple pour la dissociation d'hydrocarbures, et en ne réchauffant que rela- 'tivement peu la vapeur d'eau nécessaire à cet effet, mats dans ce cas le bilan thermique total d'un four tubulaire ainsi conduit devient très défavorable car les chaleurs perdues ainsi obtenues ne peuvent plus être exploitées en plein pour le préchauffage
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des fluides admis.
En utilisant et en développant les principes, qui @ sont à la base de l'invention, on peut également remédier à css inconvénients en dirigeant, lors de l'amenée de plusieurs flui- des, chaque fluide séparément vers chaque extrémité d'entrée d'un tube, de manière telle qu'à cette entrée se produise un mélange intensif des divers fluides avec détente simultanée jus- qu'à la pression de travail régnant à l'intérieur du tube.
Il devient ainsi possible, sans qu'on ait à craindre des effets secondaires nuisibles, par exemple pour la dissociation d'hydro- carbures, d'amener la vapeur d'eau, qui à cet effet est néces- saire, aux tubes de réaction après l'avoir préchauffée à une valeur relativement élevée, En plus de la bonne exploitation des chaleurs perdues qui en résulte pour les fours fonctionnant de cette manière, on obtient encore cet avantage fonctionnel qu'un réchauffage très rapide du mélange de réaction jusqu'à la tempé- rature de réaction maximum nécessaire a lieu, ce qui a une im portance capitale pour le processus normal de la réaction.
Par l'admission de vapeur d'eau réchauffée aussi fortement que possible et sèche, on obtient en outre que le mélange avec les hydrocarbures gazeux est fortement facilité et que, du fait de leur capacité thermique élevée, la possibilité de la séparation d'eau de condensation aussi nuisible pour le catalyseur que pour les parois des tubes et telle qu'elle peut se produire sans cela très facilement au cours de la mise en marche du four, est écar tée De plus, comme par le procédé faisant l'objet de l'invention une partie notablement plus grande de la chaleur de réaction nécessaire est amenée par les fluides de réaction eux-mêmes, l'étendue de la surface des tubes de réaction, nécessaire pour l'échanbe de la chaleur, peut être diminuée fortement et, par conséquent, le volume total au four.
Pour l'amenée de fluides liquides, qui sont à évaporer
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dans les tubes, il est avantageux de les conduire sous une pression tellement élevée aux endroits de détente des différente tubes qu'à la température,qui règne dans l'ambiance, il ne se produise par une évaporation des fluides en amont des endroits de détente.
De plus, il est très avantageux que, lors de l'admis* sio de plusieurs fluides, on constitue l'amenée de chaque fluide à chaque tube de manière telle qu'elle soit réglable, indépen- damment de l'amenée des autres fluides, le cas échéant automati- quement, selon un programme déterminé.
Il est ainsi possible, par exemple pour un procédé pour la dissociation d'hydrocarbures pour lequel on fournit sé- parément, à chacun des tubes remplis avec un catalyseur, de la d'interrompre alternativement l'admission d'hydrocarbures vapeur d'eau et des hydrocarbures/dans certains tubes, pendant que les autres tubes continuent à fonctionner normalement, jusqu'à ce que le carbone, qui s'est déposé sur le catalyseur de remplis- .age, se soit gazéifié à nouveau par l'effet de l'admission non interrompue de vapeur d'eau.
De cette manière, on obtient non seulement qu'une interruption du travail pour la régénération nécessaire du cata- lyseur devient superflue mais que le carbone déposé sur le cata- lyseur peut, par regazéification par la vapeur d'eau fortement chauffée, être rendu ré-utilisable pour améliorer le rendement du traitement.
11/peut également être avantageux de fournir certains fluides uniformément à tous les tubes à des intervalles détermi- nés.
Le fait que le processus de détente a lieu, conformé- ment à l'invention, directement à proximité des extrémités d'en- trée des différents tubes de réaction permet en outre, à l'aide de moyens très simples, d'obtenir un recyclage, avantageux pour certaines réactions, d'un courant partiel du produit final débité
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par les tubes, exclusivement par l'effet d'aspiratio qui se produit du fait de la détente sépare à l'extrémité d'entre de chaque tube du ou des fluides.
Un dispositif, qui convient pour la mine en oeuvre du procédé selon l'invention, est caractérisé par un détendeur établi à l'extrémité d'entrée de Chaque tube pour la ou les admissions des fluides dans le four tubulaire considéré, le dé tendeur formant simultanément un mélange dans le cas où plu- sieurs fluides sont admis.
Dans ce cas, on peut, par exemple pour la détente et le mélange d'un fluide liquide et d'un fluide admis à l'état gazeux, faire déboucher dans le conduit d'amenée du fluide liqui- de une tuyère coaxiale qui va en s'évasant ooniquement et dont la paroi est percée d'une pluralité de trous, cette tuyère étant entourée d'une chambre annulaire dans laquelle débouche le con- duit d'amenée du fluide gazeux* On a constaté que, lorsqu'on a recours à une telle disposition, on obtient simultanément avec la détente des deux fluides admis séparément un mélange excellent de ces fluides directement à l'endroit où ils se rencontrent, c'est-à-dire à l'intérieur de la tuyère qui va ooniquement en s'évasant$ .pour obtenir le recyclage d'un gourant partiel du produit final des différents tubes de réaction,
une disposition très simple et avantageuse consiste à adjoindre au dispositif de détente et de mélange de chaque tube, à l'extrémité d'entrée d'un tube intérieur, un tube à contre -courant connu en sot et à ménager dans l'extrémité d'entrée ou de sortie de ce tube des troua dans le tube intérieur, auxquels on donne des emplacements tels par rapport à un aspirateur à jet combiné avec le mélangeur- détendeur que le courant partiel désiré du produit final soit aspiré en retour depuis l'espace annulaire formé entre le tube extérieur et le tube intérieur vers l'extrémité d'entrée du tube
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intérieur.
Dans certaine cas il peut être avantageuse rendre réglable le recyclage du courant partiel pour l'adapte, . des conditions variables. Ceci peut se faire d'une manière très simple en constituant les troue pour le recyclage de ce Gourant partiel de manière telle qu'ils soient réglables
Les dessins ci-annexés montrent, à titre d'exemples, quelques modes de réalisation de l'invention*
La figure 1 montre, schématiquement, l'amenée séparée de deux fluides à chaque extrémité d'entrée d'une rangée de tubes de réaction.
La figure 2 montre, à plus grande échelle et en coupe axiale, l'extrémité d'entrée d'un tube de réaction de la figure 1.
La figure 3, montre, en coupe axiale, un tube à réac- tion formant un tube à contre-courant avec un aspirateur à jet pour le recyclage d'un courant partiel, réglai à volonté, du produit du tube considéré.
La figure 4 montre, semblablement, un autre mode de réalisation d'un tube de réaction constitué Bout forme d'un tube à contre-courant pour le recyclage d'un courant partiel réglable à volonté.
L'installation, montrée sur les dessins, sert par exem ple à la dissociation d'hydrocarbures, les différents tubes de réaction 1 étant alimentés avec des hydrocarbures à ltat liquide par le conduit distributeur 3 et les différentes dérivations 5 et avec de la vapeur d'eau, nécessaire pour la dissociation par le conduit distributeur 2 et les différentes dérivations 4..
Conformément à l'invention, on amène ces fluides diffé. rents directement jusqu'à l'extrémité d'entrée de chaque tube 6. une pression notablement supérieure à celle régnant dans les tubes et on les détend séparément dans l'extrémité d'entrée de chaque
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tube en même temps qu'on les mélange intensivement entre eux.
A cet effet et comme montré sur la fièvre 2, on fait déboucher le oonduit d'amenée 5 muni avantageusement d'une supape de retenue, des hydrocarbures liquides cosxialement dans une tuyère 6 évasée coniquement dont la paroi comporte une pluralité de troue 7, cette tuyère étant entourée d'une chambre annulaire 3 délimitée par une plaque obturatrice 10 et une plaque annulaire 11 inter- calée entre la pièce annulaire 9 et le tube de réaction 1 et reliée à l'extrémité de la tuyère 6 qui est engagée dans le tube 1. Dans la chamure annulaire 0 débouche le conduit d'amenée 4, qui traverse la plaque obturatrice 10, de la vapeur d'eau néoea- saire pour la dissociation des hydrocarbures.
On a constaté qu'avec une telle disposition on obtient simultanément avec la détente des fluides différents jusqu'à la pression de travail désirée, un mélange particulièrement intense de ces fluides entre-eux, directement à l'endroit où il* se rencontrent à l'intérieur de la tuyère 6 de sorte que les fluides, intimement mélangés, pénètrent comme indiqué en 12 sous la forme d'un jet à l'intérieur du tube 1.
Comme expliqué en détail plus haut, cette disposition permet en outre de chauffer très fortement la vapeur d'eau dé- bitée par le conduit 4, sans qu'on ait à craindre ainsi des réac- tions trop prématurées et indésirables, d tort@ qu'il suffît de fournir aux fluides de réactions après leur entrée dans le tu De une quantité de chaleur notablement moindre a travers la pa- roi des tubes de réaction 1 et que le nombre ou la surface de ceux-ci peut être considérablement réduit.
De plus, les chaleur* perdues du four peuvent être exploitées dans des conditions bien meilleures pour le réchauffage accru en conséquence de la vapeur d'eau nécessaire.
Pour le dispositif avec tube à contre-courant, montré sur la figur 3 et dont l'ensemble est également désigné par 1,
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le dispositif détendeur-mélangeur est constitué en substance comme celui de la figure 2. On a prévu, en supplément, des moyen* pour ramener un courant partiel réglable du produit final formé dans le tube de réaction à.l'entrée de ce tube,
Le tube intérieur 1$, du dispositif avec tube' contre- courant, comporte des trous 13 à sa partie inférieure et la tu- yère 6 est prolongée Jusqu'au-delà de Il plaque annulaire 11, de sorte qu'on obtient, de pair avec un organe d'étranglement 16 prévu sur la face interne du tube intérieur 13, par la détente des fluides,
débités respectivement par les conduits 4 et 5 dans l'intervalle annulaire existant entre l'extrémité dépassante de la tuyère l'organe 16, un effet d'injecteur par lequel un courant partiel du produit final est recyclé par aspiration, par l'intervalle annulaire existant entre le tube intérieur 13 et le tube extérieur 14 du dispositif à contra-courant vers l'extrémité d'entrée du tube intérieur 13, alors que la partie restante du produit final s'échappe hors du dispositif à contre-courant par le raccord de sortie 17' De cette manière, le courant partiel ramené ne perd pratiquement pas de chaleur pendant le recyclage et il s'y ajoute que l'appareillage additionnel, nécessaire pour le recyclage,est réduit eu minimum.
Pour régler le débit du courant partiel de recyclage, la plaque annulaire 11 est reliée rigidemnt à un anneau 18 qui est en contact avec la face interne du tube intérieur à l'en* droit où se trouvent les trous 15 cet anneau étant percé de trous correspondant aux trous 15 en faisant tourner l'anneau 18 à l'aide de poignées 19 montées sur la plaque 11, on peut faire varier la section de passage des troue 15 et, par conséquent, le débit du courant partiel de recyclage.
Le mode de réalisation montré sur la figure 4 corres- pond, en substance, à celui de la figure 3, excepté que l'aspi- rateur à jet est constitué d'une manière légèrement différente
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et est combiné avec le dispositif qui sert au réglage du courant partiel de recyclage. De plue, cette disposition est agencée de manière telle que tout le tube intérieur puisse être assemblé et démonté fana destruction de matière telle qu'un sectionnemetn par meulge, à la taie, etc...
A cet effet, le tube intérieur !3 est fixé sur une bride inférieure détachable 23 et la partie inférieure du tube extérieur 14 forme un coude de sortie 17 alors que la partie 20 du tube extérieur 14, qui entoure le tube intérieur 13 est munie d'une fente séparatrice 25 L'espace libre 22, qui entoure de tous cotés la fente 22, est fermé d'une manière étanche aux gaz, de sorte qu'un échappement ultérieur des gaz qui sortent du tube extérieur 14 par la tente séparatrice n'est pas possible.
L'organe d'étranglement 16 de l'aspirateur par jet (effet in- jecteur) est combiné avec le dispositif qui sert à régler les trous de recyclage 15 sous la forme d'une pièce 24 ayant, en substance, la forme d'un manchon, cette pièce comportant des trous correspondant aux trous 15 et étant fixée, par son extré- mité inférieure, à la plaque obturatrice 10. L'extrémité infé rieure de la tuyère 6 est également fixée sur la plaque 10 et sa partie supérieure rendue solidaire, à l'aide d'un anneau 21, de la pièce 24 en forme de manchon.
En faisant tourner la plaque obturatrice 10 par rapport à l'anneau intérieur 13 on peut, par le recouvrement variable des trous 15 qui en résulte,à l'aidée de la pièce 24 en forme de macho régler le débit du courant partiel de recyclage*
Un autre avantage, obtenu avec le procédé faisant l'objet de l'invention, réside dans le fait que, par l'amende des fluides de réaction Jusqu'à proximité immédiate des tubes de réaction, à une pression plus élevée que jusqu'ici, on peut réduire considérablement la section des conduits, de sorte que la perte de chaleur de ceux-ci est diminuée en conséquence.
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Il est évident que la détente des fluides fournie aux tubes de réaction peut aussi se faire dans les branchements raccordés aux différents tubes quand on agence le dispositif de manière telle qu'un reflux et, par conséquent une infuence sur les conditions de pression dans les tubes visons soient évités. Quand plusieurs fluides sont amenés, la détente se fait toutefois en même temps que le mêlant* des différents fluides directement dans les extrémités d'entrée des tubes.
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"Method and device for feeding the tubes * of tabular furnaces *.
The invention relates to a process for supplying the tubes of tube furnaces and to devices which are suitable for carrying out this process.
. other hanger, for tube furnaces in the tubes of which chemical reactions, for example the dissociation of hydrocarbons, it is very important that all
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the tower tubes are fed as evenly as possible, regardless of the variation.! one of the total furnace power or variations in resistance encountered in the furnace itself or in the subsequent tubular system. This is especially important because, for example by too little supply of part of the reaction tubes, the material constituting the walls of these tubes can no longer be cooled sufficiently, so that these walls risk heat up excessively, which can lead to their destruction.
There are also certain reactions in which too much heat input in some tubes and too low in other tubes can lead to the formation of soot, Soue dron and other similar substances which may cause obstructions in the tubes. tubes filled, for example with catalysts This results in reductions in the amount of material converted and in interruption of the proudin due to regeneration periods which are becoming more and more necessary
In order to obtain a regeneration as uniform as possible of all the tubes of a tube furnace, it has already been proposed, for example, for the process of dissociation of hydrocarbons in the presence of water vapor and air, d 'establish, centrically to the axis of the furnace,
a distribution pipe with several branches directly above the various reaction tubes and the actual vault of the furnace, this pipe serving both as a melanbe and distribution chamber. The different fluids are then individually regulated upstream of the mixing chamber, so that they have the same pressure, and are only then assembled. From the mixing chamber, flexible pipes of the same length and the same cross-section lead to each reaction tube, thereby obtaining the same flow resistances and, consequently, the same flow resistance.
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as for a uniform supply of all tubes.
But as, for this known method, the pressure difference between the mixing chamber and the inside of the tubes is very small, relatively small features of the different tubes, for example different settlements of the catalyst or branches with different flow. already often cause significant irregular supplies of the different tubes and, consequently, the disadvantages indicated above *
It is also known to provide the inlet end of the various reaction tubes with simple perforated diaphragms in order to be able to regulate with them a uniform supply of all the tubes, which obviously is very difficult, because, without the 'intervention of control instruments,
the very exact dosage can only be determined on the basis of the results of extended periods of work. In addition, the relatively small difference in prose sion between the distributor duct and the inlet ends of the various tubes only provides a relatively narrow throttling adjustment Sa = * because the prior pressure adjustment as well as the mixing of the different participants in the reaction, for the process described last, take place as before outside the turn upstream of the distributor pipe * In addition, for the process described last,
a new setting is each liver needed when the total furnace feed is changed. In order to avoid the drawbacks mentioned above, it is proposed, in accordance with the invention, to ammer up to the inlet of each tube the fluid or fluids used to feed these tubes, at a notably higher pressure. to the working pressure prevailing in these and to effect the relaxation of the fluids, for each tube, until the working pressure prevailing in this tube, separately and directly at the inlet end of
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this * We have observed that it is advantageous to choose the pres. Sion for supplying the fluid or fluids to a value at least 1.1 times greater than the working pressure prevailing in the tubes.
Since, in accordance with the invention, the differential pressure between the interior of the various reaction tubes and the supply ducts opening directly into them is several times greater than the pressure losses in the various tubes reaction, these losses resulting from a different filling or from a different supply or discharge, a much more uniform supply of the various tubes is obtained, independently of the momentary total supply of the tubular furnace.
Another important drawback of the feeding method, known hitherto, of tube furnaces, in which several fluids are supplied to the reaction tubes, lies in the fact that already during the mixing of different fluids, which hitherto took place before entry to the reaction tubes, undesirable reactions occur which may give rise, for example, to the formation of soot whereby the catalytic material generally present may be clogged at the inlet ends of these tubes so that these catalyst layers are first removed for the desired reaction.
To remedy this drawback, it is therefore necessary to regenerate the catalyst filling the tubes quite often, which makes it necessary to interrupt the work as many times. One can obviously avoid the undesirable reactions by preheating weakly: the various fluids of reaction, for example for the dissociation of hydrocarbons, and by heating only relatively little the water vapor necessary for this purpose, mats in this case the total heat balance of a tube furnace thus conducted becomes very unfavorable because the lost heat thus obtained can no longer be fully exploited for preheating
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of the fluids admitted.
By using and developing the principles which are the basis of the invention, it is also possible to overcome these drawbacks by directing, during the supply of several fluids, each fluid separately towards each inlet end of the invention. a tube, so that at this inlet an intensive mixing of the various fluids occurs with simultaneous expansion up to the working pressure prevailing inside the tube.
It thus becomes possible, without having to fear harmful side effects, for example in the dissociation of hydrocarbons, to bring the water vapor, which is necessary for this purpose, to the reaction tubes. after having preheated it to a relatively high value, In addition to the good exploitation of the lost heat which results from it for the furnaces operating in this way, one still obtains this functional advantage that a very rapid reheating of the reaction mixture to the maximum necessary reaction temperature takes place, which is of prime importance for the normal reaction process.
By the admission of water vapor heated as strongly as possible and dry, it is furthermore obtained that the mixing with the gaseous hydrocarbons is greatly facilitated and that, due to their high heat capacity, the possibility of water separation condensation which is as harmful for the catalyst as for the walls of the tubes and such that it can occur without it very easily during the start-up of the furnace, is also avoided, as by the process which is the subject of the invention a significantly greater part of the heat of reaction required is supplied by the reaction fluids themselves, the area of the area of the reaction tubes, necessary for the heat transfer, can be greatly reduced and , therefore, the total volume in the oven.
For the supply of liquid fluids, which are to be evaporated
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in the tubes, it is advantageous to conduct them under such a high pressure at the relaxation points of the different tubes that at the temperature prevailing in the environment, there is no evaporation of the fluids upstream of the pressure reduction points .
In addition, it is very advantageous that, when admitting several fluids, the supply of each fluid to each tube is constituted in such a way that it is adjustable, independently of the supply of the other fluids. , if necessary automatically, according to a determined program.
It is thus possible, for example for a process for the dissociation of hydrocarbons for which each of the tubes filled with a catalyst is supplied separately, to the alternately interrupting the admission of hydrocarbons vapor of water and hydrocarbons / in some tubes, while the other tubes continue to operate normally, until the carbon, which has deposited on the filler catalyst, has gasified again by the effect of l uninterrupted admission of water vapor.
In this way it is not only obtained that an interruption of the work for the necessary regeneration of the catalyst becomes superfluous but that the carbon deposited on the catalyst can, by regasification with strongly heated steam, be made re -usable to improve treatment efficiency.
It may also be advantageous to deliver certain fluids uniformly to all tubes at specified intervals.
The fact that the expansion process takes place, in accordance with the invention, directly near the inlet ends of the various reaction tubes, furthermore makes it possible, using very simple means, to obtain a recycling, advantageous for certain reactions, of a partial stream of the final output product
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by the tubes, exclusively by the suction effect which occurs due to the relaxation separating at the end of each tube from the fluid (s).
A device, which is suitable for the mine carrying out the method according to the invention, is characterized by a regulator established at the inlet end of each tube for the admissions of fluids in the tube furnace in question, the tensioner forming simultaneously a mixture in the case where several fluids are admitted.
In this case, it is possible, for example for the expansion and mixing of a liquid fluid and a fluid admitted in the gaseous state, to cause a coaxial nozzle to open into the supply duct for the liquid fluid. by flaring oonically and the wall of which is pierced with a plurality of holes, this nozzle being surrounded by an annular chamber into which opens the duct for conveying the gaseous fluid * It has been observed that, when one has recourse to such an arrangement, one obtains simultaneously with the expansion of the two fluids admitted separately an excellent mixture of these fluids directly at the place where they meet, that is to say inside the nozzle which goes oonically. by flaring $. to obtain the recycling of a partial gourant of the final product of the various reaction tubes,
a very simple and advantageous arrangement consists in adding to the expansion and mixing device of each tube, at the inlet end of an inner tube, a countercurrent tube known as a fool and to spare in the end of the inlet or outlet of this tube holes in the inner tube, which are given such locations with respect to a jet aspirator combined with the mixer-regulator that the desired partial stream of the final product is sucked back from space annular formed between the outer tube and the inner tube towards the inlet end of the tube
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interior.
In certain cases it may be advantageous to make the recycling of the partial current adjustable to adapt it. varying conditions. This can be done in a very simple way by constituting the holes for the recycling of this partial Gourant in such a way that they are adjustable.
The accompanying drawings show, by way of examples, some embodiments of the invention *
Figure 1 shows, schematically, the separate supply of two fluids to each inlet end of a row of reaction tubes.
Figure 2 shows, on a larger scale and in axial section, the inlet end of a reaction tube of Figure 1.
FIG. 3 shows, in axial section, a reaction tube forming a countercurrent tube with a jet aspirator for the recycling of a partial current, adjustable at will, of the product of the tube considered.
Figure 4 shows, similarly, another embodiment of a reaction tube formed end in the form of a counter-current tube for the recycling of a partial current adjustable at will.
The installation, shown in the drawings, is used, for example, for the dissociation of hydrocarbons, the various reaction tubes 1 being supplied with hydrocarbons in the liquid state via the distributor pipe 3 and the various branches 5 and with steam from 'water, necessary for the dissociation through the distributor pipe 2 and the various branches 4 ..
In accordance with the invention, these different fluids are brought in. rents directly to the inlet end of each tube 6.a significantly higher pressure than that prevailing in the tubes and they are released separately in the inlet end of each
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tube at the same time that they are intensively mixed together.
For this purpose and as shown on fever 2, the supply pipe 5, advantageously provided with a retaining supape, is made to open up liquid hydrocarbons cosxially in a conically flared nozzle 6, the wall of which comprises a plurality of holes 7, this nozzle being surrounded by an annular chamber 3 delimited by a closure plate 10 and an annular plate 11 interposed between the annular part 9 and the reaction tube 1 and connected to the end of the nozzle 6 which is engaged in the tube 1. In the annular chamure 0 opens the supply duct 4, which passes through the shut-off plate 10, of the water vapor necessary for the dissociation of the hydrocarbons.
It has been found that with such an arrangement one obtains simultaneously with the expansion of different fluids up to the desired working pressure, a particularly intense mixture of these fluids between them, directly at the place where they * meet at the 'inside the nozzle 6 so that the fluids, intimately mixed, penetrate as indicated at 12 in the form of a jet inside the tube 1.
As explained in detail above, this arrangement also enables the water vapor discharged through line 4 to be heated very strongly, without thus having to fear excessively premature and undesirable reactions, wrongly @ qu It is sufficient to provide the reaction fluids after entering the chamber with a significantly less amount of heat through the wall of the reaction tubes 1 and that the number or area thereof can be considerably reduced.
In addition, the waste heat * from the furnace can be exploited under much better conditions for increased reheating as a result of the required water vapor.
For the device with counter-current tube, shown in figure 3 and the assembly of which is also designated by 1,
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the expansion valve-mixer device is made in substance like that of FIG. 2. In addition, means * are provided for returning an adjustable partial current of the final product formed in the reaction tube to the inlet of this tube,
The inner tube 1 $, of the device with the countercurrent tube, has holes 13 in its lower part and the tube 6 is extended to beyond the annular plate 11, so that, of together with a throttling member 16 provided on the internal face of the inner tube 13, by the expansion of the fluids,
delivered respectively by conduits 4 and 5 in the annular gap existing between the projecting end of the nozzle member 16, an injector effect by which a partial stream of the final product is recycled by suction, through the annular gap existing between the inner tube 13 and the outer tube 14 of the countercurrent device towards the inlet end of the inner tube 13, while the remaining part of the final product escapes out of the device against the current through the fitting outlet 17 'In this way the returned partial stream loses practically no heat during the recycling and there is added that the additional equipment, necessary for the recycling, is reduced to a minimum.
To adjust the flow rate of the partial recycling stream, the annular plate 11 is rigidly connected to a ring 18 which is in contact with the internal face of the inner tube at the location where the holes 15 are located, this ring being pierced with holes. corresponding to the holes 15 by rotating the ring 18 with the aid of handles 19 mounted on the plate 11, it is possible to vary the passage section of the holes 15 and, consequently, the flow rate of the partial recycling stream.
The embodiment shown in Fig. 4 corresponds in substance to that of Fig. 3, except that the jet vacuum cleaner is constructed in a slightly different manner.
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and is combined with the device which serves to adjust the partial recycling current. Furthermore, this arrangement is arranged in such a way that the entire inner tube can be assembled and disassembled fana destruction of material such as a sectionnemetn by grinding, by the pillowcase, etc ...
For this purpose, the inner tube! 3 is fixed on a detachable lower flange 23 and the lower part of the outer tube 14 forms an outlet elbow 17 while the part 20 of the outer tube 14, which surrounds the inner tube 13 is provided with 'a separator slit 25 The free space 22, which surrounds the slit 22 on all sides, is closed in a gas-tight manner, so that a subsequent escape of the gases which leave the outer tube 14 through the separator tent n is not possible.
The throttle member 16 of the jet vacuum cleaner (injection effect) is combined with the device which serves to adjust the recirculation holes 15 in the form of a part 24 having, in substance, the form of a sleeve, this part comprising holes corresponding to the holes 15 and being fixed, by its lower end, to the obturator plate 10. The lower end of the nozzle 6 is also fixed to the plate 10 and its upper part made secured, by means of a ring 21, to the part 24 in the form of a sleeve.
By rotating the shutter plate 10 with respect to the inner ring 13 it is possible, by means of the variable overlap of the holes 15 which results from it, with the aid of the macho-shaped part 24, to adjust the flow rate of the partial recycling stream *
Another advantage, obtained with the process which is the subject of the invention, lies in the fact that, by the fine reaction fluids up to the immediate vicinity of the reaction tubes, at a higher pressure than heretofore , the section of the ducts can be considerably reduced, so that the heat loss thereof is reduced accordingly.
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It is obvious that the expansion of the fluids supplied to the reaction tubes can also take place in the connections connected to the different tubes when the device is arranged in such a way as a reflux and, consequently an influence on the pressure conditions in the tubes. minks are avoided. When several fluids are supplied, however, the expansion takes place at the same time as the mixing * of the different fluids directly in the inlet ends of the tubes.