BR112019020958B1

BR112019020958B1 - TUBE FOR THERMAL CRACKING OF HYDROCARBONS IN THE PRESENCE OF STEAM, APPLIANCE AND USE

Info

Publication number: BR112019020958B1
Application number: BR112019020958-1A
Authority: BR
Inventors: Dietlinde Jakobi; Steffen Alexander Heyland; Jorg Dietmar Weigandt
Original assignee: Schmidt + Clemens Gmbh + Co. Kg
Priority date: 2017-04-07
Filing date: 2018-04-04
Publication date: 2023-07-04

Abstract

A invenção se refere a um tubo para craqueamento térmico de hidrocarbonetos na presença de vapor, no qual a mistura de alimentação é guiada através de tubos externamente aquecidos, em que - o tubo se estende ao longo de um eixo longitudinal e um número NT de sulcos que foram introduzidos na superfície interna do tubo e se estendem em uma hélice ao redor do eixo longitudinal ao longo da superfície interna, - a superfície interna na qual os sulcos foram introduzidos, em uma seção transversal em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal, tem um diâmetro Di e um raio r1 = Di/2, - os sulcos na seção transversal em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal, na sua base de sulco, têm, cada, a forma de um arco circular e o arco circular tem um raio r2, e os sulcos têm, cada, uma profundidade de sulco TT que, na seção transversal em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal, corresponde em cada caso à menor distância entre o círculo tendo o diâmetro Di no qual a superfície interna se encontra e o centro da qual se encontra no eixo longitudinal, e o ponto removido mais afastado da base de sulco dos sulcos (...).The invention relates to a tube for the thermal cracking of hydrocarbons in the presence of steam, in which the feed mixture is guided through externally heated tubes, wherein - the tube extends along a longitudinal axis and a NT number of grooves which have been driven into the inner surface of the tube and extend in a helix around the longitudinal axis along the inner surface, - the inner surface into which the grooves have been driven, in a cross-section at right angles to the longitudinal axis, has a diameter Di and a radius r1 = Di/2, - the grooves in the cross-section at right angles to the longitudinal axis at their groove base are each in the shape of a circular arc and the circular arc has a radius r2, and the grooves each have a groove depth TT which, in cross-section at right angles to the longitudinal axis, corresponds in each case to the smallest distance between the circle having diameter Di on which the inner surface lies and the center of which lies on the longitudinal axis, and the point removed furthest from the groove base of the grooves (...).

Description

[001] A invenção se refere a um tubo para craqueamento térmico de hidrocarbonetos na presença de vapor, no qual a mistura de alimentação é guiada através de tubos externamente aquecidos. A invenção se refere adicionalmente a um aparelho para craqueamento térmico de hidrocarbonetos.[001] The invention relates to a tube for thermal cracking of hydrocarbons in the presence of steam, in which the feed mixture is guided through externally heated tubes. The invention further relates to an apparatus for thermally cracking hydrocarbons.

[002] Para a pirólise a alta temperatura de hidrocarbonetos (derivados de óleo mineral), constatou-se que as fornalhas de tubo são úteis, nas quais uma mistura de hidrocarboneto/vapor a temperaturas que excedem 750 °C é guiado através de fileiras de tubos individuais ou tubos em uma disposição em meandros (bobinas de tubo de craqueamento) feita de liga de níquel-cromo- ferro resistente ao calor com alta resistência à oxidação/resistência à incrustação e alta resistência à carburação. As bobinas de tubo consistem em seções de tubo reto que se estendem verticalmente ou horizontalmente e são unidas entre si através de curvas de tubo em formato de U ou são dispostos em paralelo entre si. Elas são aquecidas tipicamente com a ajuda de queimadores de parede lateral e/ou com a ajuda de queimadores de base e, portanto, têm um “lado claro” voltado para os queimadores e um “lado escuro” deslocado em 90°, isto é, que se estendem na direção das fileiras de tubos. As temperaturas de parede de tubo médias (TMT) aqui, em alguns casos, excedem 1000 °C.[002] For the high temperature pyrolysis of hydrocarbons (mineral oil derivatives), tube furnaces have been found to be useful, in which a hydrocarbon/steam mixture at temperatures exceeding 750 °C is guided through rows of individual tubes or tubes in a meander arrangement (cracking tube coils) made of heat-resistant nickel-chromium-iron alloy with high oxidation resistance/fouling resistance and high resistance to carburization. Tube coils consist of straight tube sections that extend vertically or horizontally and are joined together via U-shaped tube bends or are arranged parallel to each other. They are typically heated with the help of sidewall burners and/or with the help of base burners and therefore have a “light side” facing the burners and a “dark side” offset by 90°, i.e. that extend towards the rows of tubes. Average pipe wall temperatures (TMT) here, in some cases, exceed 1000 °C.

[003] O tempo de vida dos tubos de craqueamento depende muito significativamente da resistência à fluência e da resistência à carburação na taxa de carbonização do material de tubo. Fatores cruciais para a taxa de carbonização, isto é, para o crescimento de uma camada de depósitos de carbono (coque de pirólise) na parede de tubo interno, não são apenas o tipo de hidrocarbonetos usados, mas também a temperatura de gás de craqueamento na região de parede interna e que é chamada de severidade de craqueamento, que compreende o efeito da pressão de sistema e o tempo de intervalo no sistema de tubo na produção de etileno. A severidade de craqueamento é ajustada com o uso da temperatura de saída média dos gases de craqueamento (por exemplo, 850 °C). Quanto mais alta a temperatura de gás na proximidade da parede de tubo interna estiver acima dessa temperatura, mais significativo será o crescimento da camada de coque de pirólise, cujo efeito de isolamento faz com que a temperatura de parede de tubo aumente adicionalmente. Embora a liga de níquel-cromo-ferro com 0,4% de carbono, mais de 25% de cromo e mais de 20% de níquel, por exemplo, 35% de cromo, 45% de níquel e, opcionalmente, 1% de nióbio que é usado como material de tubo tem alta resistência à carburação, o carbono com defeitos na camada de óxido se difunde na parede de tubo, em que o mesmo leva à carburação considerável que pode se estender até teores de carbono de 1% a 3% nas profundidades de parede de 0,5 mm a 3 mm. Isso é associado à fragilização considerável do material de tubo com o risco de craqueamento sob tensão de ciclo térmico, especialmente, na inicialização e desligamento da fornalha.[003] The lifetime of cracking tubes depends very significantly on creep resistance and carburization resistance on the carbonization rate of the tube material. Crucial factors for the carbonization rate, i.e. for the growth of a layer of carbon deposits (pyrolysis coke) on the inner tube wall, are not only the type of hydrocarbons used, but also the temperature of the cracking gas in the inner wall region and what is called the cracking severity, which comprises the effect of system pressure and time delay in the pipe system on ethylene production. Cracking severity is adjusted using the average outlet temperature of the cracking gases (eg 850 °C). The higher the gas temperature in the vicinity of the inner tube wall is above this temperature, the more significant will be the growth of the pyrolysis coke layer, whose insulating effect causes the tube wall temperature to rise further. Although the nickel-chromium-iron alloy with 0.4% carbon, more than 25% chromium and more than 20% nickel, for example, 35% chromium, 45% nickel and optionally 1% Niobium which is used as a tube material has high resistance to carburization, carbon with defects in the oxide layer diffuses into the tube wall, where it leads to considerable carburization which can extend to carbon contents from 1% to 3 % in wall depths from 0.5 mm to 3 mm. This is coupled with considerable embrittlement of the tube material with the risk of cracking under thermal cycle stress, especially during furnace startup and shutdown.

[004] A fim de deteriorar os depósitos de carbono (formação de coque) na parede de tubo interno, é necessário parar a operação de craqueamento de tempo em tempo e queima o coque de pirólise com a ajuda de uma mistura de vapor/ar. Isso implica em uma interrupção de operação por até 36 horas e, portanto, prejudica consideravelmente a viabilidade econômica do processo.[004] In order to deteriorate the carbon deposits (coke formation) on the inner tube wall, it is necessary to stop the cracking operation from time to time and burn the pyrolysis coke with the help of a steam/air mixture. This implies an interruption of operation for up to 36 hours and therefore considerably impairs the economic viability of the process.

[005] O relatório descritivo da patente britânica 969 796 e o relatório descritivo Europeu 1 136 541 A1 descrevem também o uso de tubos de craqueamento com aletas internas. Embora tais aletas internas resultem em uma área de superfície interna maior em muitos porcentos, por exemplo, 10% maior, e, consequentemente, melhor transferência de calor, a mesmas são associadas também à desvantagem de um aumento considerável na queda de pressão em comparação com um tubo liso devido ao atrito na área de superfície de tubo interno aumentada. A queda de pressão mais alta implica em uma pressão de sistema mais alta, e, por conseguinte, altera inevitavelmente o tempo de intervalo e piora a produção. Um fator adicional é que os materiais de tubo conhecidos que têm altos teores de carbono e cromo pode não ser perfilado por formação a frio, por exemplo, estiramento a frio. Os mesmos têm a desvantagem que sua formabilidade diminui significativamente com um aumento de resistência ao calor. O efeito disso foi que as altas temperaturas de parede de tubo de até 1050 °C, por exemplo, que são desejadas em relação à produção de etileno exige o uso de tubos centrifugamente fundidos. Entretanto, uma vez que tubos centrifugamente fundidos podem ser fabricados apenas com uma parede cilíndrica, métodos de conformação especiais são exigidos, por exemplo, uma operação de processamento de remoção de material eletrolítico ou um método de soldagem que transmite o formato, a fim de produzir tubos internos.[005] The British patent specification 969 796 and the European specification 1 136 541 A1 also describe the use of cracking tubes with internal fins. Although such internal fins result in many percent greater internal surface area, for example 10% greater, and consequently better heat transfer, they are also associated with the disadvantage of a considerable increase in pressure drop compared to a smooth tube due to friction on the increased inner tube surface area. Higher pressure drop implies higher system pressure, and therefore inevitably changes the gap time and worsens production. An additional factor is that known tube materials that have high carbon and chromium contents may not be profiled by cold forming, eg cold drawing. They have the disadvantage that their formability decreases significantly with an increase in heat resistance. The effect of this was that the high tube wall temperatures of up to 1050°C, for example, which are desired in connection with ethylene production require the use of centrifugally cast tubes. However, since centrifugally cast tubes can be manufactured with only a cylindrical wall, special forming methods are required, for example, an electrolytic material removal processing operation or a welding method that imparts the shape, in order to produce inner tubes.

[006] Finalmente, o relatório descritivo de patente US 5 950 718 descreve também um espectro inteiro de ângulos de inclinação e também distância entre as aletas internas, mas sem considerar as características das aletas.[006] Finally, the US patent specification 5 950 718 also describes an entire spectrum of inclination angles and also the distance between the internal fins, but without considering the characteristics of the fins.

[007] O documento EP 1 525 289 B9 descreve um tubo de aletado para craqueamento térmico de hidrocarbonetos que tem aletas internas helicoidais que são inclinadas em relação ao eixo de tubo.[007] EP 1 525 289 B9 describes a finned tube for thermal cracking of hydrocarbons that has internal helical fins that are inclined with respect to the tube axis.

[008] O documento WO 2010/043375 A1 descreve uma liga de níquel- cromo-ferro que tem uma alta resistência à oxidação e resistência à carburação, resistência de ruptura e resistência à fluência, composta de 0,4% a 0,6% de carbono, 28% a 33% de cromo, 15% a 25% de ferro, 2% a 6% de alumínio, até 2% de silício, até 2% de manganês, até 1,5% de nióbio, até 1.5% de tântalo, até 1,0% de tungstênio, até 1,0% de titânio, até 1,0% de zircônio, até 0,5% de ítrio, até 0,5% de cério, até 0,5% de molibdênio, até 0,1% de nitrogênio, saldo: níquel incluindo impurezas relacionadas à fusão.[008] WO 2010/043375 A1 describes a nickel-chromium-iron alloy that has high oxidation resistance and carburization resistance, breaking strength and creep strength, composed of 0.4% to 0.6% carbon, 28% to 33% chromium, 15% to 25% iron, 2% to 6% aluminum, up to 2% silicon, up to 2% manganese, up to 1.5% niobium, up to 1.5% of tantalum, up to 1.0% tungsten, up to 1.0% titanium, up to 1.0% zirconium, up to 0.5% yttrium, up to 0.5% cerium, up to 0.5% molybdenum , up to 0.1% nitrogen, balance: nickel including melt-related impurities.

[009] Contra toda essa técnica anterior, é um objetivo da invenção aprimorar a viabilidade econômica do craqueamento térmico de hidrocarbonetos em fornalhas de tubo com tubos externamente aquecidos.[009] Against all this prior art, it is an objective of the invention to improve the economic viability of thermal cracking of hydrocarbons in tube furnaces with externally heated tubes.

[010] Esse objetivo é alcançado pela matéria reivindicada das reivindicações 1, 2, 9 e 10. A modalidades vantajosas são determinadas nas reivindicações auxiliares e na descrição que segue doravante no presente documento.[010] This objective is achieved by the claimed subject matter of claims 1, 2, 9 and 10. The advantageous modalities are determined in the auxiliary claims and in the description that follows hereinafter in this document.

[011] Foi reconhecido que, em um tubo que tem os recursos do preâmbulo da reivindicação 1, há uma relação entre os recursos que caracterizam o tubo, a saber, - o número NT de sulcos que foi introduzido na superfície interna do tubo e se estende em uma hélice ao redor do eixo longitudinal ao longo da superfície interna, - o diâmetro da área de superfície interna na qual os sulcos foram introduzidos, em uma seção transversal em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal, - o raio r2 da base de sulco dos sulcos que cada um tem a forma de um arco circular na sua base de sulco e estão em ângulos retos na seção transversal em relação ao eixo longitudinal, e - a profundidade de sulco TT dos sulcos que, na seção transversal em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal, corresponde, em cada caso, à distância menor entre o círculo que tem o diâmetro Di no qual a superfície interna fica e cujo centro fica no eixo longitudinal, e o ponto removido mais afastado da base de sulco do sulco a partir do eixo longitudinal, que pode ser considerado para aprimorar a viabilidade econômica do craqueamento térmico de hidrocarbonetos em fornalhas de tubo com tubos externamente aquecidos.[011] It was recognized that, in a tube that has the features of the preamble of claim 1, there is a relationship between the features that characterize the tube, namely - the NT number of grooves that were introduced on the inner surface of the tube and whether extends in a helix around the longitudinal axis along the inner surface, - the diameter of the inner surface area into which the grooves were introduced, in a cross-section at right angles to the longitudinal axis, - the radius r2 of the base of groove of grooves which each have the shape of a circular arc at their groove base and are at right angles in cross section to the longitudinal axis, and - the groove depth TT of grooves which, in cross section at right angles to with respect to the longitudinal axis, corresponds, in each case, to the smallest distance between the circle having the diameter Di on which the inner surface lies and whose center lies on the longitudinal axis, and the point removed farthest from the groove base of the groove from of the longitudinal axis, which can be considered to improve the economic viability of thermal cracking of hydrocarbons in tube furnaces with externally heated tubes.

[012] Ou seja, foi reconhecido que é possível estabelecer um valor característico com base em considerações de transferência de calor que podem ser calculados de duas formas diferentes, cada uma das quais, entretanto, depende apenas dos recursos descritos acima que caracterizam o tubo.[012] That is, it was recognized that it is possible to establish a characteristic value based on heat transfer considerations that can be calculated in two different ways, each of which, however, depends only on the features described above that characterize the tube.

[013] De acordo com uma primeira consideração de transferência de calor, esse valor característico pode ser expressado como P1 * |Deqv|2 + P2 * |Deqv| + P3 com as constantes P1, P2 e P3 e o valor numérico |Deqv| do diâmetro equivalente Deqv que é dependente do diâmetro interno Di medido em mm.[013] According to a first consideration of heat transfer, this characteristic value can be expressed as P1 * |Deqv|2 + P2 * |Deqv| + P3 with the constants P1, P2 and P3 and the numerical value |Deqv| of the equivalent diameter Deqv which is dependent on the internal diameter Di measured in mm.

[014] Bons resultados são alcançados quando a constante P1 escolhida é um número da faixa reivindicada de -0,2 a -0,3. Em uma modalidade preferencial, a constante P1 é selecionada a partir de uma faixa d -0,25 a -0,295, especialmente preferencialmente, a partir de uma faixa de -0,287 a -0,2655. Especialmente preferencialmente, a constante P1 é igual a -0,287 ou -0,2655.[014] Good results are achieved when the constant P1 chosen is a number in the claimed range from -0.2 to -0.3. In a preferred embodiment, the P1 constant is selected from a range d -0.25 to -0.295, especially preferably from a range of -0.287 to -0.2655. Especially preferably, the constant P1 is equal to -0.287 or -0.2655.

[015] Bons resultados são alcançados quando a constante P2 escolhida é um número da faixa reivindicada de 310 a 315. Em uma modalidade preferencial, a constante P2 é selecionada a partir de uma faixa de 310 a 312, especialmente preferencialmente, a partir de uma faixa de 310,42 a 311,31. Especialmente preferencialmente, a constante P2 é igual a 310,42 ou 311,31.[015] Good results are achieved when the P2 constant chosen is a number from the claimed range of 310 to 315. In a preferred embodiment, the P2 constant is selected from a range of 310 to 312, especially preferably from a range from 310.42 to 311.31. Especially preferably, the constant P2 is equal to 310.42 or 311.31.

[016] Bons resultados são alcançados quando a constante P3 escolhida é um número da faixa reivindicada de 200 a 1500. Em uma modalidade preferencial, a constante P3 é selecionada a partir de uma faixa de 230 a 1400, especialmente preferencialmente, a partir de uma faixa de 261,21 a 1076. Especialmente preferencialmente, a constante P3 é igual a 261,21 ou 1076.[016] Good results are achieved when the P3 constant chosen is a number from the claimed range of 200 to 1500. In a preferred embodiment, the P3 constant is selected from a range of 230 to 1400, especially preferably from a range from 261.21 to 1076. Especially preferably, the constant P3 is equal to 261.21 or 1076.

[017] O valor característico usado de acordo com a invenção para a configuração do tubo é expressado na relação supracitada como uma função do valor numérico |Deqv| do diâmetro equivalente Deqv que é dependente do diâmetro interno Di medido em mm. O termo “valor numérico” nesse contexto e no restante dos documentos é entendido para sigmificar o número adimensional de um valor de um parâmetro físico que é composto do valor numérico e da unidade de medição. Um parâmetro físico é uma propriedade determinável quantitativa de um objeto, processo ou estado físico. Seu valor (tamanho) é relatado como o produto de um valor numérico (o valor medido) e uma unidade de medição. Uma vez que as relações usadas de acordo com a invenção para a configuração do tubo são adimensionais, o valor numérico dos parâmetros físicos é empregado. A fim de esclarecer isso, o valor numérico de um parâmetro é representado na descrição e nas reivindicações pela nomenclatura usada frequentemente de outro modo para a representação de uma quantidade, por exemplo, como |Deqv|. Entende-se que a representação de uma variável entre duas linhas horizontais, por exemplo |Deqv|, é entendido nesse contexto dessa descrição e das reivindicações seja uma representação do valor numérico do valor (tamanho) de um parâmetro físico expressado pela variável. O valor numérico |Di| de um diâmetro Di expressado em mm de 70 mm é, por exemplo, o número 70.[017] The characteristic value used according to the invention for the tube configuration is expressed in the aforementioned relationship as a function of the numerical value |Deqv| of the equivalent diameter Deqv which is dependent on the internal diameter Di measured in mm. The term “numerical value” in this context and in the rest of the documents is understood to mean the dimensionless number of a value of a physical parameter that is composed of the numerical value and the unit of measurement. A physical parameter is a quantitatively determinable property of an object, process or physical state. Its value (size) is reported as the product of a numerical value (the measured value) and a unit of measurement. Since the relations used according to the invention for tube configuration are dimensionless, the numerical value of the physical parameters is employed. In order to clarify this, the numerical value of a parameter is represented in the description and claims by the nomenclature often used otherwise to represent a quantity, for example as |Deqv|. It is understood that the representation of a variable between two horizontal lines, for example |Deqv|, is understood in this context of this description and the claims to be a representation of the numerical value of the value (size) of a physical parameter expressed by the variable. The numerical value |Di| of a diameter Di expressed in mm of 70 mm is, for example, the number 70.

[018] O valor característico usado para a configuração do tubo de acordo com a invenção é expressado na relação acima como uma função do valor numérico |Deqv| do diâmetro equivalente Deqv que é dependente do diâmetro interno Di medido em mm. O diâmetro equivalente é o diâmetro da área de superfície interna que seria possuído por um tubo liso, sem sulco de uma área de passagem correspondente à área de passagem do tubo da invenção. Entende- se que a área de passagem signifique a área livre dentro do tubo em uma seção transversal em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal. Constatou-se que as considerações com base na transferência de calor podem ser feitas frequentemente mais facilmente em um tubo liso. Constatou-se também que os usuários do tubo da invenção, nos seus aparelhos para craqueamento térmico de hidrocarbonetos na presença de vapor, na qual a mistura de alimentação é guiada através de tubos externamente aquecidos, trabalharam no passado com tubos lisos. Para a transição para os tubos da invenção, é, portanto, mais fácil se uma comparação com o tubo liso correspondente à área de passagem puder ser feita.[018] The characteristic value used for the tube configuration according to the invention is expressed in the above relationship as a function of the numerical value |Deqv| of the equivalent diameter Deqv which is dependent on the internal diameter Di measured in mm. The equivalent diameter is the diameter of the internal surface area that would be possessed by a smooth, grooveless tube of a passage area corresponding to the passage area of the tube of the invention. Passage area is understood to mean the free area inside the pipe in a cross section at right angles to the longitudinal axis. It has been found that considerations based on heat transfer can often be made more easily in a smooth tube. It has also been found that users of the tube of the invention, in their apparatus for thermal cracking of hydrocarbons in the presence of steam, in which the feed mixture is guided through externally heated tubes, have worked in the past with smooth tubes. For the transition to the tubes of the invention, it is therefore easier if a comparison with the smooth tube corresponding to the passage area can be made.

[019] O diâmetro equivalente Deqv é encontrado através da relação Deqv = 2 reqv do raio da área de superfície interna que seria possuído por um tubo sem sulco e liso que tem área de passagem correspondente à área de passagem do tubo da invenção. Se a área de passagem Aeqv do tubo liso (Aeqv = π (reqv) ) é equacionada para a área de passagem do tubo da invenção, é possível expressar a área de passagem Aeqv do tubo liso conforme a seguir nos recursos que caracterizam o tubo (os símbolos usados em relação a uma nomenclatura conforme elucidada também a título de exemplo na figura 5): [019] The equivalent diameter Deqv is found through the ratio Deqv = 2 reqv of the radius of the internal surface area that would be possessed by a grooveless and smooth tube that has a passage area corresponding to the passage area of the tube of the invention. If the passage area Aeqv of the smooth tube (Aeqv = π (reqv) ) is equated to the passage area of the tube of the invention, it is possible to express the passage area Aeqv of the smooth tube as follows in the features that characterize the tube ( the symbols used in relation to a nomenclature as also elucidated by way of example in figure 5):

[020] A área de passagem do tubo da invenção que foi equacionada para a área de passagem Aeqv do tubo liso é composta da área de passagem AI delimitada pela área de superfície interna na qual os sulcos foram introduzidos, o que pode ser determinado facilmente a partir do raio da superfície interna por AI = π r12, e as áreas adicionais que são fornecidas pelo número de NT de sulcos com suas respectivas áreas de passagem AT.[020] The passage area of the tube of the invention that was equated to the passage area Aeqv of the smooth tube is composed of the passage area AI delimited by the internal surface area in which the grooves were introduced, which can be easily determined from from the inner surface radius by AI = π r12, and the additional areas that are provided by the NT number of grooves with their respective AT passage areas.

[021] Após resolver a relação acima, a área de passagem do tubo da invenção que foi equacionada para a área de passagem Aeqv do tubo liso pode, assim, se expressada conforme a seguir exclusivamente com os recursos que caracterizam o tubo (chamada também de fórmula (1) doravante no presente documento): [021] After resolving the above relationship, the passage area of the tube of the invention that was equated to the Aeqv passage area of the smooth tube can thus be expressed as follows exclusively with the features that characterize the tube (also called formula (1) hereinafter in this document):

[022] De acordo com uma segunda consideração de transferência de calor, esse valor característico pode ser descrito como ou considera-se adicionalmente as ligações cruzadas como como uma função do valor numérico |Deqv| do diâmetro equivalente Deqv dependente do diâmetro interno Di medido em mm, o número NT de sulcos e o valor numérico |TT| da profundidade de sulco TT medido em mm e a densidade de sulco VD que descreve a razão dos sulcos NT no tubo em relação ao número de referência Nref do número máximo de sulcos que tem uma profundidade de sulco TT = 1,3 mm que são introduzíveis na área de superfície interna de um tubo que tem o mesmo diâmetro equivalente Deqv. As constantes no documento são fixas como a seguir: C1 = 1946,066 C2 = 302,378 C3 = -2,178 C4 = 266,002 C5 = 1,954 C6 = 50,495 C7 = -2,004 C8 = 79,732 C9 = -1,041 C10 = 0,04631 C11 = -0,26550[022] According to a second consideration of heat transfer, this characteristic value can be described as or additionally consider the crosslinks as as a function of the numerical value |Deqv| of the equivalent diameter Deqv dependent on the internal diameter Di measured in mm, the NT number of grooves and the numerical value |TT| of the groove depth TT measured in mm and the groove density VD which describes the ratio of the grooves NT in the pipe in relation to the reference number Nref of the maximum number of grooves that have a groove depth TT = 1.3 mm that are insertable on the inner surface area of a tube having the same equivalent diameter Deqv. The constants in the document are fixed as follows: C1 = 1946.066 C2 = 302.378 C3 = -2.178 C4 = 266.002 C5 = 1.954 C6 = 50.495 C7 = -2.004 C8 = 79.732 C9 = -1.041 C10 = 0.04631 C11 = - 0.26550

[023] Foi reconhecido que, se esses dois métodos de cálculo para o valor característico forem equacionados, a relação ou considera-se adicionalmente as ligações cruzadas, a relação é obtida como uma descrição da relação dos recursos que caracterizam o tubo um com o outro, que caracteriza um tubo que aprimora a viabilidade econômica do craqueamento térmico de hidrocarbonetos em fornalhas de tubo com tubos externamente aquecidos. Os recursos que caracterizam o tubo a serem usados especificamente para o tubo, a saber - o número NT de sulcos que foi introduzido na superfície interna do tubo e se estende em uma hélice ao redor do eixo longitudinal ao longo da superfície interna, - o diâmetro da área de superfície interna na qual os sulcos foram introduzidos, em uma seção transversal em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal, - o raio r2 da base de sulco dos sulcos que cada um tem a forma de um arco circular na sua base de sulco e estão em ângulos retos na seção transversal em relação ao eixo longitudinal, e - a profundidade de sulco TT dos sulcos que, na seção transversal em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal, corresponde, em cada caso, à distância menor entre o círculo que tem o diâmetro Di no qual a superfície interna fica e cujo centro fica no eixo longitudinal, e o ponto removido mais afastado da base de sulco do sulco a partir do eixo longitudinal, pode ser determinado por simples iterações na base dessa relação. Cada par desses quatro recursos de caracterização de tubo que satisfaça essa relação constitui um tubo que aprimora a viabilidade econômica do craqueamento térmico de hidrocarbonetos em fornalhas de tubo com tubos externamente aquecidos.[023] It was recognized that if these two calculation methods for the characteristic value are equated, the relationship or additionally consider the cross-links, the relationship is achieved as a description of the relationship of the features that characterize the tube to each other, which characterizes a tube that improves the economic viability of thermal cracking of hydrocarbons in tube furnaces with externally heated tubes. The features characterizing the tube to be used specifically for the tube, namely - the NT number of grooves that have been introduced into the inner surface of the tube and extend in a helix around the longitudinal axis along the inner surface, - the diameter of the internal surface area into which the grooves were introduced, in a cross-section at right angles to the longitudinal axis, - the radius r2 of the groove base of the grooves which each have the shape of a circular arc at their groove base and are at right angles in cross-section to the longitudinal axis, and - the groove depth TT of the grooves which, in cross-section at right angles to the longitudinal axis, corresponds in each case to the smallest distance between the circle that has the diameter Di at which the inner surface lies and whose center lies on the longitudinal axis, and the farthest point removed from the groove base of the groove from the longitudinal axis, can be determined by simple iterations on the basis of this relationship. Each pair of these four tube characterization features that satisfy this relationship constitutes a tube that improves the economic feasibility of thermally cracking hydrocarbons in tube furnaces with externally heated tubes.

[024] Na prática, constatou-se que o trabalho associado à iteração pode ser reduzido até mesmo posteriormente. Por exemplo, as constatações para recursos individuais dentre os quatro recursos que caracterizam o tubo surgem da rigidez ou fabricação de restrições ou a partir da necessidade de fabricar o tubo com uma área de passagem particular.[024] In practice, it has been found that the work associated with iteration can be reduced even later. For example, the findings for individual features within the four features that characterize the tube arise from rigidity or manufacturing constraints or from the need to manufacture the tube with a particular pass area.

[025] Um peso máximo possível do tubo individual que resulta da instalação na qual o tubo deve ser usado pode resultar em uma restrição em relação à espessura de parede máxima do tubo, que, por sua vez, resulta em uma restrição em relação à profundidade de sulco TT máxima produzível a partir de aspectos de rigidez. As restrições em relação à espessura de parede (e, por conseguinte, em relação à profundidade de sulco máxima produzível) podem surgir também de outros aspectos, por exemplo, a partir da transferência de calor a ser alcançada.[025] A maximum possible weight of the individual tube that results from the installation in which the tube is to be used may result in a restriction regarding the maximum wall thickness of the tube, which, in turn, results in a restriction regarding the depth Maximum TT groove length producible from stiffness aspects. Restrictions regarding the wall thickness (and therefore regarding the maximum producible groove depth) can also arise from other aspects, for example from the heat transfer to be achieved.

[026] As considerações de rigidez podem resultar também em um limite superior em relação ao número NT de sulcos que foi introduzido na superfície interna do tubo e se estende em uma hélice ao redor do eixo longitudinal ao longo da superfície interna em combinação com a profundidade de sulco TT. Se um número excessivo de sulcos excessivamente profundos for introduzido, a rigidez do tubo pode ser excessivamente enfraquecida.[026] Rigidity considerations may also result in an upper limit on the NT number of grooves that have been introduced into the inner surface of the pipe and extend in a helix around the longitudinal axis along the inner surface in combination with the depth TT sulcus. If an excessive number of excessively deep grooves are introduced, the rigidity of the pipe can be excessively weakened.

[027] É possível também que os limites em relação ao raio r2 do arco circular da base de sulco em combinação com a profundidade de sulco TT resultará da tendência do tubo para formar coque no craqueamento térmico de hidrocarbonetos na presença de vapor, no qual a mistura de alimentação é guiada através dos tubos externamente aquecidos.[027] It is also possible that the limits in relation to the radius r2 of the circular arc of the groove base in combination with the groove depth TT will result from the tendency of the pipe to form coke in the thermal cracking of hydrocarbons in the presence of steam, in which the Feed mixture is guided through externally heated tubes.

[028] Além disso, as restrições surgem dos aspectos de fabricação, por exemplo, em relação ao raio r2 do arco circular da base de sulco em combinação com a profundidade de sulco TT. Os sulcos podem ser produzidos, por exemplo, por um método de perfuração de orifício profundo, por exemplo, da maneira descrita no pedido de patente alemã com o pedido número 10 2016 012 907.7, que foi depositado pelo requerente, mas ainda deve ser publicado. Isso é feito com o uso de pastilhas intercambiáveis para produção dos sulcos. Essas pastilhas intercambiáveis estão disponíveis em tamanhos fixos. Se, conforme recomendado para razões de viabilidade econômica, as pastilhas intercambiáveis já disponíveis forem empregadas, dispensando a opção de modo similar disponível de fabricar especificamente pastilhas intercambiáveis para a produção do tubo específico, isso resulta também em definições do raio r2 do arco circular da base de sulco em combinação com a profundidade de sulco TT. Pode ser constatado que seja o caso em que um tubo que tem um primeiro número de sulcos pode ser fabricado mais rapidamente e com um custo muito menor que um tubo que tem um segundo número maior de sulcos em comparação com o primeiro número, e, assim, isso pode resultar também em uma restrição em relação ao número de sulcos a ser introduzido.[028] In addition, restrictions arise from manufacturing aspects, for example, regarding the radius r2 of the circular arc of the groove base in combination with the groove depth TT. The grooves can be produced, for example, by a deep hole drilling method, for example in the manner described in the German patent application with application number 10 2016 012 907.7, which has been filed by the applicant but is yet to be published. This is done using interchangeable inserts to produce grooves. These indexable inserts are available in fixed sizes. If, as recommended for reasons of economic viability, indexable inserts already available are employed, dispensing with the similarly available option of specifically manufacturing indexable inserts for the production of the specific pipe, this also results in definitions of the radius r2 of the circular arc of the base of furrow in combination with the TT furrow depth. It can be seen that it is the case that a tube having a first number of grooves can be manufactured more quickly and at a much lower cost than a tube having a second number of grooves greater than the first number, and thus , this can also result in a restriction regarding the number of grooves to be introduced.

[029] As restrições podem surgir do fato de que um certo rendimento de mistura de alimentação é exigido para o tubo e, portanto, uma área de passagem mínima do tubo.[029] Restrictions may arise from the fact that a certain throughput of feed mixture is required for the tube and, therefore, a minimum passage area of the tube.

[030] O resultado é que, antes do desempenho da iteração, já existem faixas dentro das quais recursos individuais dentre os quatro recursos que caracterizam o tubo não podem estar e, por conseguinte, essas podem ser descartadas na iteração.[030] The result is that, before the performance of the iteration, there are already ranges within which individual features among the four features that characterize the tube cannot be and, therefore, these can be discarded in the iteration.

[031] A relação descrita acima ou a relação que inclui adicionalmente ligações cruzadas se refere à densidade de sulco VD. A densidade de sulco VD é a razão dos sulcos NT no tubo em relação ao número de referência Nref do número máximo de sulcos que tem uma profundidade de sulco TT = 1,3 mm que são introduzíveis na área de superfície interna de um tubo que tem o mesmo diâmetro equivalente Deqv em porcentagem.[031] The relationship described above or the relationship that additionally includes cross-links refers to RV sulcus density. The groove density VD is the ratio of the grooves NT in the tube to the reference number Nref of the maximum number of grooves that have a groove depth TT = 1.3 mm that are insertable into the inner surface area of a tube that has the same equivalent diameter Deqv in percent.

[032] A constatação da invenção pode ser aplicada a tubos que têm um espectro amplo de diâmetros Di da superfície interna no qual os sulcos são introduzidos. É obviamente possível introduzir mais sulcos que têm um raio fixo r2 do arco circular na base de sulco do sulco e uma profundidade de sulco TT fixa em um tubo que tem diâmetro Di maior que em um tubo que tem diâmetro Di pequeno. No entanto, a fim de ter capacidade de estabelecer uma relação para todos os diâmetros, uma normalização foi desenvolvida, na qual o que é introduzido na relação não é mais o número atual de sulcos NT, mas a densidade de sulco VD.[032] The finding of the invention can be applied to pipes that have a broad spectrum of diameters Di of the inner surface in which the grooves are introduced. It is obviously possible to introduce more grooves that have a fixed radius r2 of the circular arc at the groove base of the groove and a fixed groove depth TT in a tube having a larger diameter Di than in a tube having a small diameter Di. However, in order to be able to establish a relationship for all diameters, a normalization was developed, in which what is introduced in the relationship is no longer the current number of NT sulcus, but the VD sulcus density.

[033] A densidade de sulco VD uma vez que é expressada em porcentagem é encontrada a partir da relação. VD = NT / Nref * 100 em que o número de referência Nref é o maior número natural na qual a relação é satisfeita, em Aeqv é o diâmetro equivalente calculado a partir da fórmula (1) e em que e no caso do qual, é simultaneamente possível encontrar um rNref e ser determinado por iteração que, com referência ao diâmetro equivalente Aeqv calculado pela fórmula (1), satisfaz as relações a seguir (chamadas também de fórmula (2) doravante no presente documento): Nref pode ser determinado facilmente pela sequência de etapas a seguir: Em uma primeira etapa, o lado direito da relação é trabalhado com o uso dos valores do tubo que deve ser examinado para alcanço das vantagens da invenção. Uma vez que Nref precisa ser um número natural, o número natural correspondente ao valor calculado é considerado quando o valor calculado é um número natural, ou o menor número natural, mas próximo ao valor calculado. Um tubo é considerado como um exemplo no documento com Di = 60 mm, TT = 2,05 mm, r2 = 8 mm e NT = 8. Isso determina Nref < 19,4967769. Assim, considera-se que Nref seja 19 na primeira etapa.[033] The RV sulcus density as it is expressed in percentage is found from the ratio. VD = NT / Nref * 100 where the reference number Nref is the largest natural number at which the relation is satisfied, in Aeqv is the equivalent diameter calculated from formula (1) and in which and in the case of which, it is simultaneously possible to find an rNref and to be determined by iteration that, with reference to the equivalent diameter Aeqv calculated by formula (1), satisfies the following relations (also called formula (2) hereinafter in the present document) : Nref can be easily determined by the following sequence of steps: In a first step, the right side of the relation it is worked with the use of tube values that must be examined to reach the advantages of the invention. Since Nref needs to be a natural number, the natural number corresponding to the calculated value is considered when the calculated value is a natural number, or the smallest natural number but close to the calculated value. A tube is considered as an example in the document with Di = 60 mm, TT = 2.05 mm, r2 = 8 mm and NT = 8. This determines Nref < 19.4967769. Thus, Nref is assumed to be 19 in the first step.

[034] Uma segunda etapa verifica se é possível com o Nref encontrado na primeira etapa calcular um rNref com o qual, referindo-se ao diâmetro equivalente Aeqv calculado pela fórmula (1), a fórmula (2) pode ser satisfeita sem infringir a condição secundária Aeqv é trabalhado com os valores do tubo que deve ser examinado para alcance das vantagens da invenção, calculados pela fórmula (1). Determinados os valores exemplificativos supracitados (Di = 60 mm, TT = 2,05 mm, r2 = 8 mm e NT = 8), um Aeqv de 2963,77397 mm2 é encontrado para os determinados valores exemplificativos. Portanto, a segunda etapa da busca por Nref examina se é possível com o Nref encontrado na primeira etapa encontrar um rNref que, com Aeqv calculado assim, satisfaça a fórmula (2) e, ao mesmo tempo, as condições secundárias sejam satisfeitas.[034] A second step verifies whether it is possible with the Nref found in the first step to calculate an rNref with which, referring to the equivalent diameter Aeqv calculated by formula (1), formula (2) can be satisfied without violating the condition secondary Aeqv is worked with the values of the tube that must be examined to reach the advantages of the invention, calculated by formula (1). Having determined the aforementioned exemplary values (Di = 60 mm, TT = 2.05 mm, r2 = 8 mm and NT = 8), an Aeqv of 2963.77397 mm2 is found for the determined exemplary values. Therefore, the second step of the search for Nref examines whether it is possible with the Nref found in the first step to find an rNref that, with Aeqv calculated like this, satisfies formula (2) and, at the same time, the secondary conditions are satisfied.

[035] Essa iteração pode ser realizada facilmente com um programa de planilha, por exemplo, Microsoft® Excel e a função "Goal Seek" fornecida em tais programas de planilha. Uma primeira célula vazia inicial é tomada, que é, então, considerada como a “célula variável" na função Goal Seek. Essa célula é preenchida com qualquer valor numérico, por exemplo, |ri|. Então, a equação supracitada para Aeqv, que expressa Aeqv em termos de rNref, é inserida em uma segunda célula, referindo-se em relação ao rNref para a primeira célula preenchida com qualquer valor numérico, por exemplo, |ri|, e considera o valor de r2 a partir dos dados característicos do tubo que deve ser examinado para alcance das vantagens da invenção.[035] This iteration can easily be performed with a spreadsheet program, for example, Microsoft® Excel and the "Goal Seek" function provided in such spreadsheet programs. A first initial empty cell is taken, which is then considered as the “variable cell" in the Goal Seek function. This cell is filled with any numerical value, for example |ri|. So, the above equation for Aeqv, which expresses Aeqv in terms of rNref, is inserted into a second cell, referring relative to rNref to the first cell filled with any numerical value, for example |ri|, and considers the value of r2 from the characteristic data of the tube that must be examined to reach the advantages of the invention.

[036] Na terceira célula, a equação "= Aeqv - valor da segunda célula" é inserida, calculando o Aeqv aqui pela fórmula (1).[036] In the third cell, the equation "=Aeqv - second cell value" is entered, calculating the Aeqv here by formula (1).

[037] A equação a seguir é inserida em uma quarta célula: em que rNref se refere à primeira célula preenchida com qualquer valor numérico, por exemplo, |ri|, e o valor de r2 é tomado a partir dos dados característicos do tubo que deve ser examinado para alcance das vantagens da invenção. Então, um teste IF-THEN é adicionado em uma quinta célula, o que determina a palavra de saída "FALSE" se o valor na quarta célula é menor que zero e, de outro modo, determina a palavra de saída “TRUE”.[037] The following equation is entered into a fourth cell: where rNref refers to the first cell filled with any numerical value, for example, |ri|, and the value of r2 is taken from the characteristic data of the tube that must be examined to reach the advantages of the invention. Then an IF-THEN test is added in a fifth cell, which determines the output word "FALSE" if the value in the fourth cell is less than zero, and otherwise determines the output word "TRUE".

[038] Com a planilha assim preparada, então, é possível iniciar a função Goal Seek prevista no programa de planilha. A função Goal Seek pergunta qual a célula-alvo. A terceira célula é determinada como a entrada. A função Goal Seek pergunta também pelo valor alvo. Isso é inserido como 0 (zero). A função Goal Seek pergunta também pela célula variável. A primeira célula é determinada como a entrada. A função Goal Seek levará a um valor na primeira célula. Se uma quinta célula contiver “TRUE” para esse valor, o Nref encontrado na primeira etapa é o Nref a ser usado. Se o valor na quinta célula for “FALSE”, o Nref encontrado na primeira etapa é reduzido ao número 1 e, por conseguinte, um novo Nref é formado, com o qual a segunda etapa é conduzida novamente. Em geral, até mesmo que, no final da função Goal Seek, esses resultados em um valor na primeira célula para a qual a palavra “TRUE” está também presente na quinta célula, e, assim, o novo Nref assim obtido é o Nref a ser usado. De outro modo, o novo Nref é reduzido mais uma vez ao número 1 e a segunda etapa é conduzida mais uma vez. Constatou-se que, até mesmo quando tal função Goal Seek em um programa de planilha não é perfeita em termos das casas posteriores às casas decimais, isso não tem qualquer efeito perceptível na interpretação de forma alguma devido às tolerâncias remanescentes.[038] With the spreadsheet thus prepared, it is then possible to start the Goal Seek function provided in the spreadsheet program. The Goal Seek function asks for the target cell. The third cell is designated as the input. The Goal Seek function also asks for the target value. This is entered as 0 (zero). The Goal Seek function also asks for the variable cell. The first cell is determined as the input. The Goal Seek function will lead to a value in the first cell. If a fifth cell contains “TRUE” for that value, the Nref found in the first step is the Nref to use. If the value in the fifth cell is “FALSE”, the Nref found in the first step is reduced to the number 1 and therefore a new Nref is formed, with which the second step is conducted again. In general, even though, at the end of the Goal Seek function, these results in a value in the first cell for which the word “TRUE” is also present in the fifth cell, and thus the new Nref thus obtained is the Nref to to be used. Otherwise, the new Nref is once again reduced to the number 1 and the second step is conducted once more. It was found that even when such a Goal Seek function in a spreadsheet program is not perfect in terms of the places after the decimal places, it does not have any noticeable effect on the interpretation at all due to the remaining tolerances.

[039] Com o Nref assim encontrado, para o tubo a ser examinado para alcance das vantagens da invenção, é possível determinar a densidade de sulco VD a partir de VD = 100 * NT/ Nref. Se for confirmado com os valores assim obtidos que ou considera-se adicionalmente as ligações cruzadas que é confirmado que o tubo com esses quatro recursos que caracterizam o tubo (NT, Di, r2, TT), nos quais o cálculo tem como base, aprimora a viabilidade econômica do craqueamento térmico de hidrocarbonetos em fornalhas de tubo que têm tubos externamente aquecidos.[039] With the Nref thus found, for the tube to be examined to achieve the advantages of the invention, it is possible to determine the groove density VD from VD = 100 * NT/Nref. If it is confirmed with the values thus obtained that or additionally consider the cross-links that it is confirmed that the tube with these four characteristics that characterize the tube (NT, Di, r2, TT), on which the calculation is based, improves the economic viability of the thermal cracking of hydrocarbons in tube furnaces that have externally heated tubes.

[040] Com os valores exemplificativos supracitados (Di = 60 mm, TT = 2,05 mm, r2 = 8 mm e NT = 8), um Nref de 19 é encontrado na primeira etapa. Na segunda etapa, a função Goal Seek com Nref de 19 determina um rNref de 29,4509992. Na quarta célula, entretanto, o valor de -0,07096658 resulta, e, assim, a palavra "FALSE" é a saída na quinta célula. Se o Nref of 19 for reduzido ao número 1 a 18 e a segunda etapa for conduzida novamente, a função Goal Seek com Nref de 18 resulta em um rNref de 29,5192908. Na quarta célula, entretanto, o valor 0,10620948 resulta, e, assim, a palavra "TRUE" é a saída na quinta célula. Nref = 18 seria o valor para uso no exame posterior do tubo para conformidade com a invenção para o cálculo da densidade de sulco VD.[040] With the aforementioned exemplary values (Di = 60 mm, TT = 2.05 mm, r2 = 8 mm and NT = 8), an Nref of 19 is found in the first step. In the second step, the Goal Seek function with Nref of 19 determines an rNref of 29.4509992. In the fourth cell, however, the value of -0.07096658 results, and thus the word "FALSE" is output in the fifth cell. If the Nref of 19 is reduced to the number 1 to 18 and the second step is conducted again, the Goal Seek function with Nref of 18 results in an rNref of 29.5192908. In the fourth cell, however, the value 0.10620948 results, and thus the word "TRUE" is output in the fifth cell. Nref = 18 would be the value for use in further examining the tube for compliance with the invention for calculating RV sulcus density.

[041] O tubo da invenção se estende ao longo de um eixo longitudinal e tem sulcos introduzidos em sua superfície interna. O número de sulcos presentes é expressado pela variável NT. Os sulcos se estendem na forma helicoidal ao redor do eixo longitudinal ao longo da superfície interna do tubo. Em uma modalidade preferencial, os sulcos são distribuídos homogeneamente pela circunferência do tubo. Isso significa que, em qualquer seção transversal em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal, para todos os sulcos, a distância na direção circunferencial entre dois sulcos em uma disposição adjacente é a mesma para todos os sulcos.[041] The tube of the invention extends along a longitudinal axis and has grooves introduced on its inner surface. The number of grooves present is expressed by the NT variable. The grooves extend in a helical fashion around the longitudinal axis along the inner surface of the tube. In a preferred embodiment, the grooves are homogeneously distributed over the circumference of the tube. This means that, in any cross section at right angles to the longitudinal axis, for all grooves, the distance in the circumferential direction between two grooves in an adjacent arrangement is the same for all grooves.

[042] A profundidade de sulco é considerada como a distância do ponto mais baixo no sulco da superfície interna. Isso significa, em uma seção transversal em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal, a distância mais curta entre o ponto removido mais afastado (ponto mais baixo) no sulco, vista a partir do eixo longitudinal na direção radial, e um círculo da superfície interna ao redor do eixo longitudinal no qual as porções da superfície interna dispostas mais afastadas para dentro que permanecem entre os sulcos ficam. Há modalidades previstas da invenção nas quais a superfície interna do tubo é cilíndrica e os sulcos são introduzidos nessa superfície interna cilíndrica. Nesse caso, as porções da superfície interna que formam partes de um cilindro permanecem entre os sulcos. O círculo da superfície interna no qual as porções da superfície interna dispostas mais afastadas para dentro ficam - uma vez que todos as porções remanescentes da superfície interna nessa modalidade são dispostas na mesma distância para dentro - é o círculo na seção transversal no qual as porções remanescentes da superfície interna cilíndrica ficam. Mas há também modalidades previstas nas quais a superfície interna que permanecem entre dois sulcos encolhe virtualmente para uma linha devido à abertura de sulco (a seção transversal de abertura do sulco na área de superfície interna) escolhida ser muito larga. Especialmente quando, em tal modalidade, a curvatura da superfície do sulco se altera de uma curvatura côncava na base de sulco (um arco circular na base de sulco) para uma curvatura convexa da superfície do sulco na região da abertura de sulco, o efeito de tais modalidades pode ser como se, na direção circunferencial, os sulcos (nesse caso, significando a região curvada convexa do sulco) fossem seguidas por aletas dispostas entre os sulcos(nesse caso, significando a região curvada côncava do sulco) e a parede que delimita o sulco (ou melhor: a base de sulco curvada côncava) integrado em uma superfície externa da aleta. O círculo da superfície interna no qual as porções da superfície interna dispostas mais afastadas para dentro ficam, é claro, em tais modalidades, é o círculo na seção transversal na qual os vértices das “aletas” nessa seção transversal ficam. A profundidade de sulco é expressada pela variável TT na relação que caracteriza o tubo que foi constatado de acordo com a invenção.[042] The groove depth is considered as the distance from the lowest point in the groove from the inner surface. This means, on a cross section at right angles to the longitudinal axis, the shortest distance between the farthest removed point (lowest point) in the groove, viewed from the longitudinal axis in the radial direction, and a circle of the inner surface about the longitudinal axis on which the farthest inwardly disposed portions of the inner surface remaining between the grooves lie. There are envisaged embodiments of the invention in which the inner surface of the tube is cylindrical and grooves are introduced into that cylindrical inner surface. In this case, the portions of the inner surface that form parts of a cylinder remain between the grooves. The circle of the inner surface on which the inner surface portions disposed farthest inward lie - since all remaining inner surface portions in that embodiment are disposed the same distance inward - is the circle in the cross section on which the remaining portions of the cylindrical inner surface remain. But there are also envisaged embodiments in which the inner surface remaining between two grooves virtually shrinks to a line due to the groove opening (the groove opening cross-section in the inner surface area) chosen being too wide. Especially when, in such an embodiment, the curvature of the sulcus surface changes from a concave curvature at the sulcus base (a circular arc at the sulcus base) to a convex curvature of the sulcus surface in the region of the sulcus opening, the effect of such modalities it may be as if, in the circumferential direction, the grooves (in this case, meaning the convex curved region of the groove) were followed by fins arranged between the grooves (in this case, meaning the concave curved region of the groove) and the wall that delimits the groove (or better: the concave curved groove base) integrated into an outer surface of the fin. The inner surface circle on which the furthest inwardly disposed inner surface portions lie, of course, in such embodiments, is the circle in the cross section on which the vertices of the "fins" in that cross section lie. The groove depth is expressed by the variable TT in the relation that characterizes the tube that was found according to the invention.

[043] Em uma modalidade preferencial, os sulcos em uma seção transversal em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal, pelo menos na base de sulco, têm uma seção transversal arredondada que, preferencialmente, pode ser aproximada por um arco circular ou corresponde a um arco circular. Na região da abertura de sulco, a geometria de seção transversal do sulco, em uma modalidade preferencial, pode ampliar, especialmente como um resultado de uma alteração de uma geometria de seção transversal côncava na base de sulco para uma geometria de seção transversal convexo na região da abertura de sulco. Em uma modalidade alternativa, em uma seção transversal em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal, a geometria de seção transversal de todo o sulco pode ser aproximada por um arco circular ou corresponde a um arco circular. De modo similar, são concebíveis as modalidades nas quais o sulco em uma seção transversal em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal tem a geometria de seção transversal de uma porção de uma elipse. Em uma modalidade preferencial, o formato da seção transversal de um sulco em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal permanece o mesmo para todas as seções transversais em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal. Em uma modalidade particularmente preferencial, o formato e tamanho da seção transversal de um sulco em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal permanece o mesmo para todas as seções transversais em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal. Em uma modalidade preferencial, todos os sulcos do tubo têm o mesmo formato, e, especialmente preferencialmente, os mesmos formato e tamanho, em uma seção transversal em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal, preferencialmente, em todas as seções transversais em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal. Se os sulcos tiverem tamanhos diferentes e, especialmente, profundidades de sulco, diferentes, a profundidade de sulco TT mais profunda é usada para a relação da invenção que caracteriza o tubo.[043] In a preferred embodiment, the grooves in a cross section at right angles to the longitudinal axis, at least at the groove base, have a rounded cross section which, preferably, can be approximated by a circular arc or corresponds to a circular arc. In the groove opening region, the groove cross-sectional geometry, in a preferred embodiment, may enlarge, especially as a result of a change from a concave cross-sectional geometry at the groove base to a convex cross-sectional geometry at the groove region. of the groove opening. In an alternative embodiment, in a cross section at right angles to the longitudinal axis, the cross section geometry of the entire groove can be approximated by a circular arc or corresponds to a circular arc. Similarly, embodiments are conceivable in which the groove in a cross section at right angles to the longitudinal axis has the cross section geometry of a portion of an ellipse. In a preferred embodiment, the shape of the cross section of a groove at right angles to the longitudinal axis remains the same for all cross sections at right angles to the longitudinal axis. In a particularly preferred embodiment, the shape and size of the cross section of a groove at right angles to the longitudinal axis remains the same for all cross sections at right angles to the longitudinal axis. In a preferred embodiment, all pipe grooves have the same shape, and especially preferably the same shape and size, in a cross section at right angles to the longitudinal axis, preferably in all cross sections at right angles to relation to the longitudinal axis. If the grooves have different sizes, and especially different groove depths, the deepest groove depth TT is used for the ratio of the invention characterizing the tube.

[044] Em uma modalidade preferencial, a seção transversal do tubo em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal é rotacionalmente simétrica ao redor do eixo longitudinal. Isso significa que há pelo menos um ângulo entre 0° e 360° pela qual a seção transversal do tubo pode ser mapeada no mesmo por rotação ao redor do eixo longitudinal.[044] In a preferred embodiment, the cross section of the tube at right angles to the longitudinal axis is rotationally symmetrical around the longitudinal axis. This means that there is at least one angle between 0° and 360° by which the pipe cross section can be mapped onto the pipe by rotation around the longitudinal axis.

[045] Em uma modalidade preferencial, uma seção transversal do tubo em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal tem simetria de ponto ao redor do ponto ocupado pelo eixo longitudinal nessa seção transversal.[045] In a preferred embodiment, a cross section of the tube at right angles to the longitudinal axis has point symmetry around the point occupied by the longitudinal axis in that cross section.

[046] Em uma modalidade preferencial, uma seção transversal do tubo em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal tem simetria de espelho ao redor de um eixo que se estende em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal e fica nessa seção transversal.[046] In a preferred embodiment, a cross section of the tube at right angles to the longitudinal axis has mirror symmetry around an axis that extends at right angles to the longitudinal axis and lies in that cross section.

[047] Em uma seção transversal em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal, o tubo tem um diâmetro interno que é expressado pela variável Di. O diâmetro interno é o diâmetro do círculo de superfície interna, isto é, o círculo ao redor do eixo longitudinal, no qual as porções da superfície interna dispostas mais distantes para dentro que permanecem entre os sulcos ficam.[047] In a cross section at right angles to the longitudinal axis, the tube has an internal diameter that is expressed by the variable Di. The inner diameter is the diameter of the inner surface circle, i.e., the circle around the longitudinal axis, on which the farthest inwardly disposed inner surface portions that lie between the grooves lie.

[048] Em uma modalidade preferencial, a seção transversal de tubo no interior tem um diâmetro Di dentro de uma faixa de 15 mm a 280 mm, especialmente preferencialmente, de 15 mm a 180 mm, especialmente preferencialmente, de 20 mm a 150 mm e, especialmente preferencialmente, de 30 mm a 140 mm.[048] In a preferred embodiment, the pipe cross section inside has a diameter Di within a range of 15 mm to 280 mm, especially preferably, from 15 mm to 180 mm, especially preferably, from 20 mm to 150 mm and , especially preferably from 30 mm to 140 mm.

[049] Em uma modalidade preferencial, a profundidade de sulco TT está dentro de uma faixa de 0,1 mm a 10 mm, especialmente preferencialmente, de 1,0 mm a 7 mm e, mais preferencialmente, de 1,0 mm a 4 mm.[049] In a preferred embodiment, the TT groove depth is within a range of 0.1 mm to 10 mm, especially preferably, from 1.0 mm to 7 mm, and more preferably, from 1.0 mm to 4 mm.

[050] Em uma modalidade preferencial, o número de sulcos NT está dentro de uma faixa de 1 a 100, especialmente preferencialmente, de 2 a 50 e, mais preferencialmente, de 2 a 30.[050] In a preferred embodiment, the number of NT grooves is within a range of 1 to 100, especially preferably 2 to 50, and most preferably 2 to 30.

[051] Em uma modalidade preferencial, a densidade de sulco VD está dentro de uma faixa de 1% a 347%, especialmente preferencialmente, de 2% a 113% e, mais preferencialmente, de 10% a 105%.[051] In a preferred embodiment, the RV sulcus density is within a range of 1% to 347%, especially preferably, 2% to 113%, and most preferably, 10% to 105%.

[052] Em uma modalidade preferencial, os sulcos se estendem em um ângulo de 20° a 40°, preferencialmente, de 22,5° a 32,5°, com base no eixo longitudinal.[052] In a preferred embodiment, the grooves extend at an angle of 20° to 40°, preferably from 22.5° to 32.5°, based on the longitudinal axis.

[053] Em uma modalidade preferencial, em uma seção transversal em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal, o segmento de arco circular no círculo da superfície interna ocupado por uma porção da superfície interna disposta entre dois sulcos é maior que 1% do segmento de arco circular no círculo da superfície interna ocupado pela abertura de sulco de pelo menos um dos sulcos adjacentes a essa porção da área de superfície interna, especialmente, maior que 2%, especialmente, maior que 5%, especialmente maior que 10%, especialmente, maior que 30%, especialmente, maior que 50%, especialmente, maior que 70%. Em uma modalidade preferencial, em uma seção transversal, o segmento de arco circular no círculo da superfície interna ocupado pela porção da superfície interna disposta entre dois sulcos é igual ou maior que o segmento de arco circular no círculo da superfície interna ocupada pela abertura de sulco de pelo menos um dos sulcos adjacentes a essa porção da superfície interna.[053] In a preferred embodiment, in a cross section at right angles to the longitudinal axis, the circular arc segment in the circle of the inner surface occupied by a portion of the inner surface arranged between two grooves is greater than 1% of the segment of circular arc in the inner surface circle occupied by the groove opening of at least one of the grooves adjacent to that portion of the inner surface area, especially, greater than 2%, especially, greater than 5%, especially greater than 10%, especially, greater than 30%, especially greater than 50%, especially greater than 70%. In a preferred embodiment, in a cross section, the circular arc segment in the circle of the inner surface occupied by the portion of the inner surface disposed between two grooves is equal to or greater than the circular arc segment in the circle of the inner surface occupied by the groove opening of at least one of the grooves adjacent to that portion of the inner surface.

[054] Um aparelho da invenção para craqueamento térmico de hidrocarbonetos na presença de vapor no qual a mistura de alimentação é guiada através de tubos externamente aquecidos tem pelo menos um tubo da invenção.[054] An apparatus of the invention for thermal cracking of hydrocarbons in the presence of steam in which the feed mixture is guided through externally heated tubes has at least one tube of the invention.

[055] No tubo da invenção, o suprimento de calor na parede de tubo e no tubo interior que é inevitavelmente diferente através da circunferência de tubo entre o lado claro e o lado escuro é equilibrado, e o calor é removido rapidamente para dentro em direção à zona principal. Isso é associado à redução no risco de superaquecimento local do gás de processo na parede de tubo e da formação de coque causada pelo mesmo. Além disso, a tensão térmica no material de tubo é menor devido à compensação de temperatura entre o lado claro e o lado escuro, o que leva a uma extensão de tempo de vida. Finalmente, no caso do tubo da invenção, há também a homogeneização da temperatura através da seção transversal de tubo com o resultado de uma melhor produção de olefina. A razão para isso é que, sem a compensação de temperatura radial da invenção no interior do tubo, haveria craqueamento em excesso na parede de tubo quente e também, uma conversão de reação no meio do tubo.[055] In the tube of the invention, the heat supply in the tube wall and the inner tube which is inevitably different across the tube circumference between the light side and the dark side is balanced, and the heat is quickly removed inward toward to the main zone. This is associated with a reduction in the risk of local overheating of the process gas in the pipe wall and the coke formation caused by it. In addition, the thermal stress on the pipe material is lower due to the temperature compensation between the light side and the dark side, which leads to an extension of the lifespan. Finally, in the case of the tube of the invention, there is also temperature homogenization across the tube cross-section with the result of improved olefin production. The reason for this is that, without the invention's radial temperature compensation within the tube, there would be excessive cracking at the hot tube wall and also, a reaction conversion in the middle of the tube.

[056] O tubo da invenção de acordo com o material pode ser produzido, por exemplo, a partir de um tubo centrifugamente fundido por torção das extremidades de um tubo com sulcos axialmente paralelos em direções opostas, ou por geração do perfil interno por pré-formação de um tubo centrifugamente fundido, por exemplo, por forjamento a quente, estiramento a quente ou estiramento a frio através de um molde de perfil, por exemplo, um mandril flutuante ou uma haste de mandril com um perfil externo correspondente ao perfil interno do tubo.[056] The tube of the invention according to the material can be produced, for example, from a centrifugally cast tube by twisting the ends of a tube with axially parallel grooves in opposite directions, or by generating the internal profile by pre- forming a centrifugally cast tube, for example by hot forging, hot drawing or cold drawing through a profile mold, for example a floating mandrel or a mandrel rod with an external profile corresponding to the internal profile of the tube .

[057] Máquinas de corte para perfilamento interno de tubos são conhecidas em várias variantes, por exemplo, a partir do relatório descritivo da patente alemã 195 23 280. Essas máquinas são também adequadas para produção de um tubo da invenção.[057] Cutting machines for internal profiling of tubes are known in various variants, for example from the German patent specification 195 23 280. These machines are also suitable for producing a tube of the invention.

[058] A superfície interna do tubo da invenção deve ter rugosidade mínima; pode, portanto, ter sido alisada, por exemplo, polida mecanicamente ou nivelada eletroliticamente.[058] The inner surface of the tube of the invention must have minimal roughness; it may therefore have been smoothed, for example mechanically polished or electrolytically leveled.

[059] Os materiais de tubo adequados para uso em instalações de etileno incluem ligas de níquel-cromo-ferro com 0,1% a 0,5% de carbono, 20% a 35% de cromo, 20% a 70% de níquel, até 3% de silício, até 1% de nióbio, até 5% de tungstênio e adições de háfnio, titânio, terras raras ou zircônio, de até 0,5% em cada caso, e até 6% de alumínio.[059] Tube materials suitable for use in ethylene installations include nickel-chromium-iron alloys with 0.1% to 0.5% carbon, 20% to 35% chromium, 20% to 70% nickel , up to 3% silicon, up to 1% niobium, up to 5% tungsten and additions of hafnium, titanium, rare earths or zirconium, up to 0.5% in each case, and up to 6% aluminum.

[060] Para o tubo, é, especial ou preferencialmente, para uso de uma liga de níquel-cromo-ferro que tem alta resistência à oxidação e resistência à carburação, resistência à ruptura e resistência à fluência, composta de 0,05% a 0,6% de carbono 20% a 50% de cromo 5% a 40% de ferro até 6% de alumínio até 2% de silício até 2% de manganês até 1,5% de nióbio até 1,5% de tântalo até 6,0% de tungstênio até 1,0% de titânio até 1,0% de zircônio até 0,5% de ítrio até 0,5% de cério até 0,5% de molibdênio até 0,1% de nitrogênio saldo: níquel incluindo impurezas relacionadas à fusão.[060] For the tube, it is, especially or preferably, to use a nickel-chromium-iron alloy that has high oxidation resistance and carburization resistance, resistance to rupture and resistance to creep, composed of 0.05% to 0.6% carbon 20% to 50% chromium 5% to 40% iron up to 6% aluminum up to 2% silicon up to 2% manganese up to 1.5% niobium up to 1.5% tantalum up to 6.0% tungsten up to 1.0% titanium up to 1.0% zirconium up to 0.5% yttrium up to 0.5% cerium up to 0.5% molybdenum up to 0.1% nitrogen balance: nickel including melt-related impurities.

[061] A tabela abaixo mostra modalidades possíveis da invenção que está em conformidade com a relação proposta da invenção. Em uma linha, para um diâmetro interno escolhido Deqv, um par de NTMax e TTmin e VDmax é especificado para uma boa transferência de calor, mas uma transferência de calor inferior em relação a um segundo par de NTMin e TTMax e VDmin. Além disso, a tabela mostra uma transferência estimada por um programa de simulação (H min(Deqv, TTmin, VDMax) [watts]) para a transferência de calor inferior; H Max(Deqv, TTmax, VDmin) [watts]) para a transferência de calor adicionalmente aprimorada). [061] The table below shows possible embodiments of the invention that comply with the proposed relationship of the invention. In a row, for a chosen inner diameter Deqv, a pair of NTMax and TTmin and VDmax is specified for good heat transfer but poorer heat transfer compared to a second pair of NTMin and TTMax and VDmin. Furthermore, the table shows a transfer estimated by a simulation program (H min(Deqv, TTmin, VDMax) [watts]) for the bottom heat transfer; H Max(Deqv, TTmax, VDmin) [watts]) for additionally improved heat transfer).

[062] Foi reconhecido que a transferência de calor esperada, tanto para o valor bom quanto pra o valor ligeiramente menor em relação ao valor adicionalmente otimizado (Hmin(Deqv, TTmin, VDMax) [watts]) e para o valor adicionalmente otimizado HMax(Deqv, TTmax, VDmin) [watts]), pode ser plotado em proporção direta ao diâmetro interno conforme mostrado na Figura 4. A tabela abaixo mostra os valores das variáveis diferentes das relações usadas de acordo com a invenção para tubos individuais. O arco circular na base de sulco teve um raio r2 de 8 mm. [062] It was recognized that the expected heat transfer, both for the good value and for the slightly smaller value compared to the additionally optimized value (Hmin(Deqv, TTmin, VDMax) [watts]) and to the additionally optimized value HMax( Deqv, TTmax, VDmin) [watts]), can be plotted in direct proportion to the inside diameter as shown in Figure 4. The table below shows the values of the different variables of the ratios used according to the invention for individual tubes. The circular arc at the base of the groove had a radius r2 of 8 mm.

[063] Na análise de CFD (análise dinâmica fluida computacional) usada para a estimativa dos valores (Hmin(Deqv, TTmin, VDMax) [watts]) e H Max(Deqv, TTmax, VDmin) [watts]), as condições de simulação a seguir foram usadas: As condições de contorno para simulação da transferência de calor: Temperatura do espaço para aquecimento externo dos tubos: 1300 °C Emissividade ε dos tubos: 0,85 Inclusão de lados claro/escuro (lado claro: 80% de radiação 20% de convecção; lado escuro: 20% de radiação 80% de convecção) e de propriedades de material físico de densidade, de capacidade de calor específico e condutividade térmica como uma função de temperatura Comprimento de simulação: 2 m Tabela 1: Estado da mistura de alimentação na entrada de tubo específica de área, g/(s·m²) Tabela 2: Propriedades físicas da mistura de alimentação [063] In the CFD analysis (computational fluid dynamic analysis) used to estimate the values (Hmin(Deqv, TTmin, VDMax) [watts]) and H Max(Deqv, TTmax, VDmin) [watts]), the conditions of The following simulations were used: Boundary conditions for simulating heat transfer: Space temperature for external heating of tubes: 1300 °C Emissivity ε of tubes: 0.85 Inclusion of light/dark sides (light side: 80% of radiation 20% convection; dark side: 20% radiation 80% convection) and physical material properties of density, specific heat capacity and thermal conductivity as a function of temperature Simulation length: 2 m Table 1: State of the feed mix at the pipe inlet area specific, g/(s·m²) Table 2: Physical properties of the feed mixture

[064] O tubo da invenção é, de preferência, usado para craqueamento térmico de hidrocarbonetos na presença de vapor, no qual a mistura de alimentação é guiada através de tubos externamente aquecidos.[064] The tube of the invention is preferably used for thermal cracking of hydrocarbons in the presence of steam, in which the feed mixture is guided through externally heated tubes.

[065] A invenção é elucidada em detalhe por um desenho que mostra meramente as modalidades da invenção. As figuras mostram: Figura 1 - uma vista em perspectiva de um tubo da invenção, Figura 2 - uma primeira seção transversal possível de um tubo da invenção em um plano de seção em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal do tubo, Figura 3 - uma segunda seção transversal possível de um tubo da invenção em um plano de seção em ângulos retos em relação ao eixo longitudinal do tubo, Figura 4 - um diagrama que mostra, para um par de números NT de sulcos e as profundidades de sulco TT que leva a bons resultados e para um par de números NT de sulcos e a profundidade de sulco TT que leva a resultados adicionalmente aprimorados, a dependência da transferência de calor alcançada com esse par no diâmetro interno e Figura 5 - uma seção transversal através de um tubo da invenção com um sulco.[065] The invention is elucidated in detail by a drawing that merely shows the embodiments of the invention. The figures show: Figure 1 - a perspective view of a tube of the invention, Figure 2 - a first possible cross section of a tube of the invention in a section plane at right angles to the longitudinal axis of the tube, Figure 3 - a second possible cross section of a tube of the invention in a section plane at right angles to the longitudinal axis of the tube, Figure 4 - a diagram showing, for a pair of NT numbers of grooves and the groove depths TT that leads to good results and for a pair of NT numbers of grooves and the groove depth TT which leads to further improved results, the dependence of the heat transfer achieved with this pair on the inner diameter and Figure 5 - a cross section through a tube of the invention with a groove.

[066] O tubo inventivo 1 mostrado na figura 1 se estende ao longo de um eixo longitudinal A e tem um número de 3 sulcos 2 introduzidos na superfície interna que se estende em uma hélice ao redor do eixo longitudinal A ao longo da superfície interna.[066] The inventive tube 1 shown in figure 1 extends along a longitudinal axis A and has a number of 3 grooves 2 introduced into the inner surface that extends in a helix around the longitudinal axis A along the inner surface.

[067] Na seção transversal do tubo inventivo 1 mostrado na figura 2, é evidente que, em uma modalidade preferencial, os sulcos 2 são introduzidos, de outro modo, na superfície interna cilíndrica do tubo 1. Entre os sulcos 2, permanecem, assim, porções da superfície interna cilíndrica do tubo 1.[067] In the cross section of the inventive tube 1 shown in figure 2, it is evident that, in a preferred embodiment, the grooves 2 are introduced, otherwise, in the cylindrical inner surface of the tube 1. Between the grooves 2, remain, thus , portions of the cylindrical inner surface of tube 1.

[068] Incluído na figura 2 está a profundidade de sulco TT, o diâmetro Di e o círculo da superfície interna 3.[068] Included in figure 2 is the groove depth TT, the diameter Di and the inner surface circle 3.

[069] De modo similar, é mostrado na figura 2 que a seção transversal dos sulcos 2 pode ser representada por um arco circular.[069] Similarly, it is shown in figure 2 that the cross section of grooves 2 can be represented by a circular arc.

[070] Na seção transversal do tubo inventivo 1 mostrado na figura 3, é evidente que, em uma modalidade alternativa, os sulcos côncavos na base de sulco 4 podem se integrar em um formato convexo na direção da abertura de sulco 5, e que essa porção da superfície interna que permanece entre os dois sulcos2 encolhe virtualmente para baixo de uma linha. Incluído na figura 3 está a profundidade de sulco TT, o diâmetro Di e o círculo da superfície interna 3.[070] In the cross section of the inventive tube 1 shown in Figure 3, it is evident that, in an alternative embodiment, the concave grooves in the groove base 4 can be integrated into a convex shape in the direction of the groove opening 5, and that this portion of the inner surface remaining between the two grooves2 virtually shrinks down to a line. Included in figure 3 is the groove depth TT, diameter Di and inner surface circle 3.

[071] A Figura 4 mostra os valores de (Hmin(Deqv, TTmin, VDMax) [watts]) e HMax(Deqv, TTmax, VDmin) [watts]) que são relatados na tabela como uma função do diâmetro equivalente Deqv. É evidente que esses valores podem ser representados por uma linha em cada caso.[071] Figure 4 shows the values of (Hmin(Deqv, TTmin, VDMax) [watts]) and HMax(Deqv, TTmax, VDmin) [watts]) that are reported in the table as a function of the equivalent diameter Deqv. It is evident that these values can be represented by a line in each case.

[072] A Figura 5 e o detalhe Y mostrados na figura 5 mostram, a título de exemplo, em um tubo inventivo com um sulco, a nomenclatura das abreviaturas A1, r1, TT, h, b2, b1, AT, r2 e s usada nas reivindicações e nessa descrição.[072] Figure 5 and detail Y shown in figure 5 show, by way of example, in an inventive tube with a groove, the nomenclature of the abbreviations A1, r1, TT, h, b2, b1, AT, r2 and s used in the claims and in this description.

[073] A forma na qual os quatro valores NT, Di, r2 e TT que caracterizam o tubo pode ser encontrada pode ser mostrada pelos exemplos que seguem.[073] The way in which the four values NT, Di, r2 and TT that characterize the tube can be found can be shown by the examples that follow.

[074] Em um exemplo, há o requisito externo que a área de passagem deve corresponder àquela de um tubo liso de diâmetro 60 mm. Além disso, a partir do ponto de vista de fabricação, as ferramentas úteis para a fabricação do tubo resultam na restrição que uma profundidade de sulco TT de 1,3 mm e um raio r2 do arco circular da base de sulco de 8 mm devem ser escolhidos no caso de sulcos que têm uma seção transversal no formato de um arco circular. A questão é que o diâmetro Di e que o número de sulcos pode aprimorar a viabilidade econômica do craqueamento térmico de hidrocarbonetos em fornalhas de tubo com tubos externamente aquecidos.[074] In one example, there is the external requirement that the passage area must correspond to that of a smooth tube of diameter 60 mm. Furthermore, from the manufacturing point of view, the useful tools for pipe manufacturing result in the restriction that a groove depth TT of 1.3 mm and a radius r2 of the circular arc of the groove base of 8 mm must be chosen in the case of grooves that have a cross-section in the shape of a circular arc. The issue is that the diameter Di and the number of grooves can improve the economic viability of thermal cracking of hydrocarbons in tube furnaces with externally heated tubes.

[075] O ponto de partida é assim: TT = 1,3 mm r2 = 8 mm Aeqv determina diretamente reqv = Dieqv /2 = 30 mm r2 e reqv determinam, para a determinação do Nref na primeira etapa pela fórmula um primeiro Nref de 18. Com esse Nref de 18, a função Gaol Seek descrita acima determina um rNref de 29,1406241, com o qual a condição secundária é simultaneamente satisfeita. O número 18 deve, assim, ser usado como Nref. Nref = 18 determina VD = NT/18 * 100.[075] The starting point is like this: TT = 1.3 mm r2 = 8 mm Aeqv directly determines reqv = Dieqv /2 = 30 mm r2 and reqv determine, for Nref determination in the first step by formula a first Nref of 18. With that Nref of 18, the Gaol Seek function described above determines an rNref of 29.1406241, with which the secondary condition is simultaneously satisfied. The number 18 should therefore be used as Nref. Nref = 18 determines VD = NT/18 * 100.

[076] A inserção dos valores mínimos de P1, P2 e P3, para o termo esquerdo da equação com as constantes C1 = 1946,066 C2 = 302,378 C3 = -2,178 C4 = 266,002 C5 = 1,954 C6 = 50,495 C7 = -2,004 C8 = 79,732 C9 = -1,041 C10 = 0,04631 C11 = -0,26550 -0.2 > P1> -0.3 310 < P2< 315 200 < P3< 1500 determina o valor e a inserção dos valores máximos de P1, P2 e P3 determina, para o termo esquerdo da equação, Para o termo direito da equação 1946,066 + 302,378 * 1,3 + -2,178 * VD + 266,002 * 60 + (1,3 - 1,954 * (VD - 50,495) * -2,004 + (1,3 - 1,954) * (60 - 79,732) * -1,041 + (VD - 50,495) * (60 - 79,732) * 0,04631 + (60 - 79,732) * (60 - 79,732) * -0,26550 e, assim: 18162,329 - 1,7812 VD e com VD = NT /Nref * 100 = NT/ 18 * 100 = 5,5556 NT o resultado é 18162,4329 - 9,8954 NT[076] The insertion of the minimum values of P1, P2 and P3, for the left term of the equation with the constants C1 = 1946.066 C2 = 302.378 C3 = -2.178 C4 = 266.002 C5 = 1.954 C6 = 50.495 C7 = -2.004 C8 = 79.732 C9 = -1.041 C10 = 0.04631 C11 = -0.26550 -0.2 > P1 > -0.3 310 <P2< 315 200 <P3< 1500 determines the value and the insertion of the maximum values of P1, P2 and P3 determines, for the left term of the equation, For the right term of the equation 1946.066 + 302.378 * 1.3 + -2.178 * DV + 266.002 * 60 + (1.3 - 1.954 * (DV - 50.495) * -2.004 + (1.3 - 1.954) * (60 - 79.732) * - 1.041 + (DV - 50.495) * (60 - 79.732) * 0.04631 + (60 - 79.732) * (60 - 79.732) * -0.26550 and thus: 18162.329 - 1.7812 DV and with DV = NT /Nref * 100 = NT/ 18 * 100 = 5.5556 NT the result is 18162.4329 - 9.8954 NT

[077] A fim de assegurar que o tubo alcance as vantagens da invenção, NT deve ser escolhido de modo que a relação 19690 > 18162,4329 - 9,8954 NT e a relação 18162,4329 - 9,8954 NT > 17720 são satisfeitas. Ambas as relações seriam satisfeitas com 1< NT < 44,71.[077] In order to ensure that the tube achieves the advantages of the invention, NT must be chosen so that the ratio 19690 > 18162.4329 - 9.8954 NT and the ratio 18162.4329 - 9.8954 NT > 17720 are satisfied . Both relationships would be satisfied with 1< NT < 44.71.

[078] Uma vez que o NT assim encontrado é maior que o parâmetro Nref previamente calculado, até mesmo no caso de introdução do número máximo possível de sulcos (Nref = 18), as vantagens da invenção podem ainda ser alcançadas nessa profundidade de vale. Assim, o usuário tem liberdade nesse exemplo de trabalho para dotar o tubo com até o número máximo possível de sulcos sem perder as vantagens da invenção.[078] Since the NT thus found is greater than the previously calculated Nref parameter, even in the case of introducing the maximum possible number of grooves (Nref = 18), the advantages of the invention can still be achieved at this valley depth. Thus, the user is free in this working example to provide the tube with up to the maximum possible number of grooves without losing the advantages of the invention.

[079] O NT assim encontrado pode ser usado para determinar iterativamente o raio r1 do tubo e, por conseguinte, o diâmetro interno Di (= 2 r1) do tubo com o uso da fórmula (1), uma vez que Aeqv = 2827,43 mm2.[079] The NT thus found can be used to iteratively determine the radius r1 of the tube and, therefore, the internal diameter Di (= 2 r1) of the tube using formula (1), since Aeqv = 2827, 43 mm2.

[080] Portanto, é possível determinar todos os parâmetros para a fabricação do tubo que implementa os benefícios da invenção. v[080] Therefore, it is possible to determine all the parameters for the manufacture of the tube that implements the benefits of the invention. v

Claims

1. Tube (1) for thermal cracking of hydrocarbons in the presence of steam, in which a feed mixture is guided through externally heated tubes, in which - the tube (1) extends along a longitudinal axis (A) and has an NT number of grooves (2) which have been introduced into the inner surface of the tube (1) and extend in a helix around the longitudinal axis (A) along the inner surface, - the inner surface on which the grooves (2 ) were introduced, in a cross section at right angles to the longitudinal axis (A), have a diameter Di measured in mm and a radius r1 = Di/2 measured in mm, - the grooves (2) in the cross section at angles straight in relation to the longitudinal axis (A), at their groove base (4), each have the shape of a circular arc and the circular arc has a radius r2 measured in mm, the grooves (2) each have one, a groove depth TT which, in cross-section at right angles to the longitudinal axis (A), corresponds in each case to the shortest distance between the circle having diameter Di on which the inner surface lies and the center of which is located on the longitudinal axis (A), and the removed point furthest from the groove base (4) of the groove (2) of the longitudinal axis (A), characterized by the fact that the numerical value |Deqv| of an equivalent diameter Deqv and the NT number of grooves (2) and the numerical value |TT| of the groove depth TT of the grooves (2) measured in mm satisfy the relation with the constants C1 = 1946.066 C2 = 302.378 C3 = -2.178 C4 = 266.002 C5 = 1.954 C6 = 50.495 C7 = -2.004 C8 = 79.732 C9 = -1.041 - 0.2 > P1 > -0.3 310 < P2 < 315 200 < P3 < 1500, where the groove density VD describing the ratio of the grooves NT in the tube (1) in relation to the reference number Nref of the maximum number of grooves having a groove depth TT = 1.3 mm which are introduceable in the inner surface area of a pipe (1) having the same equivalent diameter Deqv in percentage is verified from the following relationship: - D = NT / Nref * 100 and the reference number Nref is the largest natural number that satisfies the relation where and for which there is an rNref which, with reference to the value of Aeqv established by the above relation, satisfies the following conditions where Aeqv is similarly and in which the equivalent diameter Deqv is verified from the relation Deqv = 2 reqv, in which the inner surface of the tube (1) is cylindrical and the grooves (2) are introduced in this cylindrical inner surface so that the inner surface portions that form a cylinder remain between the grooves (2).

2. Tube (1) for thermal cracking of hydrocarbons in the presence of steam, according to claim 1, in which a feed mixture is guided through externally heated tubes, characterized in that the ratio additionally comprising the constants C10 and C11, where C10 = 0.04631; C11 = -0.26550; and the relation to be satisfied is further defined as: with the constants C1 = 1946.066 C2 = 302.378 C3 = -2.178 C4 = 266.002 C5 = 1.954 C6 = 50.495 C7 = -2.004 C8 = 79.732 C9 = -1.041 C10 = 0.04631 C11 = -0.26550 -0.2 > P1 > -0.3 310 < P2 < 315 200 < P3 < 1500.

3. Tube (1), according to claim 1 or 2, characterized in that, in a cross section at right angles to the longitudinal axis (A), the circular arc segment in the circle of the inner surface occupied by a portion of the inner surface disposed between two grooves is greater than 1% of the circular arc segment in the circle of the inner surface occupied by the groove opening of at least one of the grooves (2) adjacent to that portion of the inner surface area.

4. Tube (1) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the diameter Di of the inner surface in which the grooves (2) were introduced is within a range of 15 mm to 280 mm.

5. Tube (1) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the groove depth TT is within a range of 0.1 mm to 10 mm.

6. Tube (1), according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the NT number of the grooves (2) results in a groove density within a range of 1% to 347%.

7. Tube (1) according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the grooves (2) extend at an angle of 20° to 40°, preferably from 22.5° to 32° .5°, based on the longitudinal axis (A).

8. Tube (1) according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the tube (1) is a centrifugally cast tube or was produced from a centrifugally cast tube by introducing grooves (2) in a centrifugally cast tube.

9. Tube (1), according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the tube (1) includes an iron-chromium-nickel alloy having high resistance to oxidation and carburization, resistance to rupture and resistance to creep, composed of 0.05% to 0.6% carbon 20% to 50% chromium 5% to 40% iron 2% to 6% aluminum up to 2% silicon up to 2% manganese up to 1, 5% Niobium up to 1.5% Tantalum up to 6.0% Tungsten up to 1.0% Titanium up to 1.0% Zirconium up to 0.5% Yttrium up to 0.5% Cerium up to 0.5 % molybdenum up to 0.1% remaining nitrogen: nickel including melt-related impurities, and especially consists of such an alloy.

10. Apparatus for thermal cracking of hydrocarbons in the presence of steam, in which a feed mixture is guided through externally heated tubes, characterized in that it comprises a tube (1) defined in any one of claims 1 to 9.

11. Use of a tube (1) defined in any one of claims 1 to 9 for thermal cracking of hydrocarbons in the presence of steam, characterized in that the feed mixture is guided through externally heated tubes.