BR112021001419A2

BR112021001419A2 - sistema de reator

Info

Publication number: BR112021001419A2
Application number: BR112021001419-5A
Authority: BR
Inventors: Cornelis Biesheuvel; Wim M. Kamperman; Matthijs Ruitenbeek
Original assignee: Dow Global Technologies Llc
Priority date: 2018-08-31
Filing date: 2019-08-28
Publication date: 2021-04-27
Also published as: CN112512677A; AR115968A1; US20210317372A1; CA3109522A1; WO2020047091A1; EP3843891A1; CN117548032A; US11505751B2

Abstract

Trata-se de um sistema de reator para tratar termicamente uma corrente que contém hidrocarbonetos, que inclui um recipiente de retenção de pressão que compreende uma câmara interna definida por uma primeira extremidade, uma segunda extremidade e pelo menos uma parede lateral que se estende da primeira extremidade até a segunda extremidade; e um meio de transferência de calor de cerâmica que converte corrente elétrica em calor e está posicionado dentro da câmara interna do recipiente de retenção de pressão, em que o meio de transferência de calor compreende um resistor elétrico, uma linha de condutor elétrico configurada para fornecer corrente elétrica para o meio de transferência de calor, uma primeira face de extremidade, uma segunda face de extremidade e canais que se estendem entre a primeira face de extremidade e a segunda face de extremidade.

Description

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SISTEMA DE REATOR REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO

[001] Este pedido reivindica prioridade do Pedido de Patente Provisório nº de Série U.S. 62/725.812, depositado em 31 de agosto de 2018, que está incorporado a título de referência em sua totalidade.

ANTECEDENTES CAMPO

[002] O presente relatório descritivo refere-se, de modo geral, a sistemas e processos para converter uma corrente que contém hidrocarbonetos em produtos desejados ao mesmo tempo em que minimiza-se emissões de dióxido de carbono (CO2) através do uso de corrente elétrica. Em particular, o presente relatório descritivo se refere a sistemas e processos que usam um meio de transferência de calor que converte corrente elétrica em calor para aquecer a corrente que contém hidrocarbonetos.

FUNDAMENTOS TÉCNICOS

[003] Etano, propano, butano, nafta e outros hidrocarbonetos de matéria-prima devem ser valorizados antes que possam ser usados como um produto comercialmente valioso, tais como hidrogênio, olefinas e hidrocarbonetos aromáticos. Esse processo de valorização utiliza convencionalmente um sistema de reator no qual a combustão - como, por exemplo, a combustão de metano - é usada para aquecer o conteúdo de um recipiente de retenção de pressão. O forno de combustão dos sistemas de reatores convencionais produz emissões adicionais de CO2. Uma corrente que contém hidrocarboneto flui através de reatores tubulares dispostos dentro do recipiente de retenção de pressão e os reatores tubulares aquecem a corrente que contém hidrocarbonetos diluindo-a com vapor, convertendo a corrente que contém hidrocarbonetos em uma corrente efluente que compreende os produtos desejados. No entanto, os reatores tubulares do sistema convencional são propensos à formação de coque devido à temperatura e à influência

2 / 33 catalítica negativa. Por sua vez, isso leva à diminuição do tempo de produção, pois o reator deve ser desligado para sofrer descoqueamento. Ao longo do tempo, a deposição de coque degradará as superfícies metálicas de reatores tubulares convencionais, levando a uma perda de integridade estrutural e ao descomissionamento do reator tubular.

[004] Consequentemente, existe uma necessidade de sistemas e processos para converter correntes que contêm hidrocarbonetos em produtos desejados enquanto se reduz as emissões de CO2, tais como aquelas produzidas por sistemas e processos de combustão convencionais e formação de coque catalítico.

SUMÁRIO

[005] De acordo com uma modalidade da presente divulgação, um sistema de reator para tratar termicamente uma corrente que contém hidrocarbonetos compreende: um recipiente de retenção de pressão que compreende uma câmara interna definida por uma primeira extremidade, uma segunda extremidade e pelo menos uma parede lateral que se estende a partir da primeira extremidade até a segunda extremidade; e um meio de transferência de calor de cerâmica que converte corrente elétrica em calor e está posicionado dentro da câmara interna do recipiente de retenção de pressão, em que o meio de transferência de calor compreende um resistor elétrico, uma linha de condutor elétrico configurada para fornecer corrente elétrica para o meio de transferência de calor, uma primeira face de extremidade, uma segunda face de extremidade e canais que se estendem entre a primeira face de extremidade e a segunda face de extremidade.

[006] Características e vantagens adicionais serão estabelecidas na descrição detalhada a seguir e, em parte, se tornarão prontamente evidentes para aqueles versados na técnica a partir dessa descrição ou reconhecidas praticando as modalidades descritas no presente documento, incluindo a descrição detalhada a seguir, as reivindicações, bem como os desenhos em

3 / 33 anexo.

[007] Será entendido que tanto a descrição geral anterior quanto a descrição detalhada a seguir descrevem várias modalidades e se destinam a fornecer uma visão geral ou estrutura para compreender a natureza e o caráter da matéria reivindicada. Os desenhos anexos são incluídos para fornecer um entendimento adicional das várias modalidades e são incorporados e constituem uma parte deste relatório descritivo. Os desenhos ilustram as várias modalidades descritas no presente documento e juntamente com a descrição servem para explicar os princípios e as operações da matéria reivindicada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[008] A Figura 1 representa esquematicamente uma primeira modalidade de um sistema e processo para converter correntes que contêm hidrocarbonetos em produtos desejados de acordo com modalidades divulgadas e descritas no presente documento; e

[009] A Figura 2 representa esquematicamente um recipiente de retenção de pressão e seus componentes de acordo com modalidades divulgadas e descritas no presente documento.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0010] Agora será feita referência em detalhes às modalidades de sistemas e processos para converter correntes que contêm hidrocarbonetos em produtos desejados, tal como, por exemplo, pelo menos um dentre hidrogênio, olefinas ou hidrocarbonetos aromáticos, cujas modalidades são ilustradas nos desenhos anexos. Sempre que possível, os mesmos numerais de referência serão usados em todos os desenhos para se referir às mesmas peças ou a peças similares.

[0011] Em uma modalidade, um sistema de reator para tratar termicamente uma corrente que contém hidrocarbonetos compreende: um recipiente de retenção de pressão que compreende uma câmara interna

4 / 33 definida por uma primeira extremidade, uma segunda extremidade e pelo menos uma parede lateral que se estende da primeira extremidade até a segunda extremidade; e um meio de transferência de calor que converte corrente elétrica em calor e é posicionado dentro da câmara interna do recipiente de retenção de pressão, em que o meio de transferência de calor compreende uma primeira face de extremidade, uma segunda face de extremidade e canais que se estendem entre a primeira face de extremidade e a segunda face de extremidade.

[0012] Em outra modalidade, um processo para tratar termicamente uma corrente que contém hidrocarbonetos compreende: introduzir a corrente que contém hidrocarbonetos nos canais de um meio de transferência de calor, em que o meio de transferência de calor é posicionado dentro de uma câmara interna de um recipiente de retenção de pressão; pressurizar o recipiente de retenção de pressão e o meio de transferência de calor sem aquecer o recipiente de retenção de pressão ou o meio de transferência de calor; fornecer corrente elétrica ao meio de transferência de calor; converter a corrente elétrica em calor, aumentando assim a temperatura do meio de transferência de calor, aquecendo a corrente que contém hidrocarbonetos dentro dos canais do meio de transferência de calor; converter a corrente que contém hidrocarbonetos em uma corrente de efluente dentro dos canais do meio de transferência de calor e remover a corrente de efluente dos canais do meio de transferência de calor.

[0013] Com referência agora à Figura 1, é fornecida uma modalidade do sistema para converter correntes que contêm hidrocarbonetos em produtos desejados. Deve ser entendido que a modalidade representada na Figura 1 é exemplificativa e não limita o escopo desta divulgação. Conforme mostrado na modalidade representada na Figura 1, um sistema 100 para converter uma corrente que contém hidrocarbonetos 210 em uma corrente de efluente 220 que compreende os produtos desejados inclui, em série e/ou em paralelo, um

5 / 33 trocador de calor 110, um recipiente de retenção de pressão 120, um trocador de resfriamento brusco 130, um tambor de refrigerante 140, um superaquecedor 150 e um segundo trocador de calor 160. Deve ser entendido que, de acordo com várias modalidades, o sistema 100 pode incluir várias combinações dos componentes listados acima do sistema 100. Além disso, o sistema 100 pode compreender um ou mais trocadores de calor, que podem ser termicamente acoplados uns aos outros. O sistema 100 pode compreender ainda um ou mais superaquecedores 150, em série e/ou em paralelo.

[0014] De acordo com a modalidade mostrada na Figura 2, o recipiente de retenção de pressão 120 compreende uma câmara interna e um meio de transferência de calor 240. A câmara interna do recipiente de retenção de pressão 120 é definida por uma primeira extremidade 250, uma segunda extremidade 260 e pelo menos uma parede lateral 230 que se estende da primeira extremidade 250 até a segunda extremidade 260. O meio de transferência de calor 240 converte a corrente elétrica em calor e é posicionado dentro da câmara interna do recipiente de retenção de pressão

120. Além disso, o meio de transferência de calor 240 compreende uma primeira face de extremidade 242, uma segunda face de extremidade 244 e canais 246 que se estendem entre a primeira face de extremidade 242 e a segunda face de extremidade 244. A segunda face de extremidade 244 pode ser colocada contra a segunda extremidade 260 para evitar misturar a corrente que contém hidrocarbonetos 210 e a corrente de efluente 220. Os canais 246 do meio de transferência de calor 240 podem ser acoplados de maneira fluida à câmara interna do recipiente de retenção de pressão 120. O mecanismo para acoplamento de fluido da segunda extremidade 244 do meio de transferência de calor 240 a uma entrada do trocador de resfriamento brusco 130 pode não ser aquecido. Em modalidades, a corrente que contém hidrocarbonetos 210 entra nos canais 246 do meio de transferência de calor 240 na primeira face de extremidade 242 e percorre através dos canais 246 do meio de transferência

6 / 33 de calor 240 até a segunda face de extremidade 244 do material de transferência de calor 240.

[0015] De acordo com as modalidades, o meio de transferência de calor 240 é formado a partir de um material que não é eletricamente condutor, e o meio de transferência de calor 240 é capaz de funcionar sob as condições de operação do recipiente de retenção de pressão 120. Além disso, o meio de transferência de calor 240 é formado a partir de um material que não é quimicamente reativo, a menos que se pretenda ser quimicamente reativo para uma finalidade catalítica. Especificamente, o meio de transferência de calor 240 pode não produzir coque catalítico, o que pode estender a vida útil do sistema de reator. Em algumas modalidades, o meio de transferência de calor 240 pode ser cilíndrico, quadrado, retangular, esférico ou piramidal, embora a geometria do meio de transferência de calor 240 não seja limitada. O meio de transferência de calor 240 pode ter qualquer forma através da qual a corrente que contém hidrocarbonetos possa fluir. Em algumas modalidades, o meio de transferência de calor 240 compreende pelo menos um dentre cerâmica e/ou metal. O meio de transferência de calor 240 compreende materiais que não se fundem ou deformam sob a temperatura e pressão das condições de reação. Ou seja, o meio de transferência de calor 240 pode operar a uma temperatura na faixa de 300ºC a 450ºC, ou de 600ºC a 1.200ºC, tal como de 800ºC a

1.000ºC, de 850ºC a 950ºC, ou de 825ºC a 900ºC; e uma pressão de pelo menos 1 bar (100 kPa), tal como pelo menos 2 bar (200 kPa), ou pelo menos 3 bar (300 kPa). Em outras modalidades, a pressão pode ser pelo menos 10 bar (1.000 kPa), pelo menos 15 bar (1.500 kPa), pelo menos 25 bar (2.500 kPa), pelo menos 30 bar (3.000 kPa), pelo menos 40 bar (4.000 kPa) ou pelo menos 50 bar (5.000 kPa). Em algumas modalidades, o meio de transferência de calor 240 pode operar a uma pressão de 0,5 a 3 bar, de 1 a 3 bar, de 2 a 3 bar, de 0,5 a 2 bar, de 1 a 2 bar ou de 0,5 a 1 bar. Além disso, em algumas modalidades, o meio de transferência de calor 240 pode incluir pelo menos

7 / 33 um dentre carboneto de silício, grafite e alumínio. Em algumas modalidades, o meio de transferência de calor 240 pode não incluir nenhum ou altos graus de níquel ou cromo.

[0016] O meio de transferência de calor 240 pode, de acordo com as modalidades, compreender pelo menos um dentre carbonetos, óxidos e nitretos. Em algumas modalidades, o meio de transferência de calor 240 pode compreender nitreto de silício. Em outras modalidades, o meio de transferência de calor 240 pode compreender titanato de bário. Os carbonetos que podem ser usados em modalidades para formar o meio de transferência de calor 240 incluem carboneto de silício. Os óxidos que podem ser usados em modalidades para formar o meio de transferência de calor 240 incluem pelo menos um dentre óxido de alumínio, óxido de magnésio, dióxido de silício (ou quartzo), feldspato e óxido de zircônio. Nas modalidades, os nitretos usados para formar o meio de transferência de calor 240 podem incluir pelo menos um dentre nitreto de silício, nitreto de boro e nitreto de alumínio. O meio de transferência de calor 240 pode compreender ainda qualquer metal que pode suportar as temperaturas e pressões operacionais descritas neste pedido. O meio de transferência de calor 240 pode compreender uma cerâmica composta por pelo menos um dentre carbonetos, óxidos, nitretos, metais, não metais e metaloides. O meio de transferência de calor 240 pode ter alta condutividade térmica e pode ser quimicamente compatível com elementos de aquecimento elétrico, a corrente que contém hidrocarbonetos 210 e a corrente de efluente 220.

[0017] Em algumas modalidades, o meio de transferência de calor 210 compreende ainda um catalisador. O catalisador pode compreender, de acordo com as modalidades, pelo menos um dentre prata, óxido de ferro, óxido de molibdênio, óxido de vanádio, óxido de cromo, óxido de níquel, óxido de cobre, óxido de zircônio, carbonato de potássio, óxido de potássio, óxido de titânio, óxido de cádmio, óxido de alumínio, óxido de estanho e/ou

8 / 33 óxido de platina.

[0018] O comprimento dos canais 246 é definido pelo fluxo de transferência de calor e tempo de permanência. Cada canal individual dos canais 246 pode ter uma área de fluxo cruzado de canal de 450 a 550 mm2, de 400 a 600 mm2, de 300 a 700 mm2, de 200 a 800 mm2 ou de 475 a 525 mm2. A área de fluxo cruzado de canal é definida pela queda de pressão permitida devido à velocidade linear do gás. A queda de pressão pode variar de 5 a 500 kPa, de 50 a 300 kPa, de 50 a 200 kPa, de 50 a 175 kPa, de 50 a 150 kPa, de 50 a 130 kPa, de 50 a 120 kPa, de 50 a 100 kPa, de 50 a 75 kPa, de 75 a 300 kPa, de 75 a 200 kPa, de 75 a 175 kPa, de 75 a 150 kPa, de 75 a 130 kPa, de 75 a 120 kPa, de 75 a 100 kPa, de 100 a 300 kPa, de 100 a 200 kPa, de 100 a 175 kPa, de 100 a 150 kPa, de 100 a 130 kPa, de 100 a 120 kPa, de 120 a 300 kPa, de 120 a 200 kPa, de 120 a 175 kPa, de 120 a 150 kPa, de 120 a 130 kPa, de 130 a 300 kPa, de 130 a 200 kPa, de 130 a 175 kPa, de 130 a 150 kPa, de 150 a 300 kPa, de 150 a 200 kPa, de 150 a 175 kPa, de 175 a 300 kPa, de 175 a 200 kPa, ou de 200 a 300 kPa. Em algumas modalidades, a queda de pressão pode ser de 110 kPa. O meio de transferência de calor 240 pode compreender de 1 a 1.000 canais, de 1 a 800 canais, de 1 a 600 canais, de 1 a 400 canais, de 1 a 300 canais, de 1 a 250 canais, de 1 a 200 canais, de 1 a 150 canais, de 1 a 100 canais, de 1 a 50 canais, de 1 a 25 canais, de 25 a 1.000 canais, de 25 a 800 canais, de 25 a 600 canais, de 25 a 400 canais, de 25 a 300 canais, de 25 a 250 canais, de 25 a 200 canais, de 25 a 150 canais, de 25 a 100 canais, de 25 a 50 canais, de 50 a 1.000 canais, de 50 a 800 canais, de 50 a 600 canais, de 50 a 400 canais, de 50 a 300 canais, de 50 a 250 canais, de 50 a 200 canais, de 50 a 150 canais, de 50 a 100 canais, de 100 a 1.000 canais, de 100 a 800 canais, de 100 a 600 canais, de 100 a 400 canais, de 100 a 300 canais, de 100 a 250 canais, de 100 a 200 canais, de 100 a 150 canais, de 150 a 1.000 canais, de 150 a 800 canais, de 150 a 600 canais, de 150 a 400 canais, de 150 a 300 canais, de 150 a 250 canais, de 150 a 200 canais, de 200 a 1.000 canais, de

9 / 33 200 a 800 canais, de 200 a 600 canais, de 200 a 400 canais, de 200 a 300 canais, de 200 a 250 canais, de 250 a 1.000 canais, de 250 a 800 canais, de 250 a 600 canais, de 250 a 400 canais, de 250 a 300 canais, de 300 a 1.000 canais, de 300 a 800 canais, de 300 a 600 canais, de 300 a 400 canais, de 400 a 1.000 canais, de 400 a 800 canais, de 400 a 600 canais, de 600 a 1.000 canais, de 600 a 800 canais ou de 800 a 1.000 canais 246. Aumentar a quantidade de canais resultará no aumento da quantidade de fluxo de produto.

[0019] Além disso, em algumas modalidades, a primeira face de extremidade 242 pode ter uma área de superfície menor do que a segunda face de extremidade 244. Isso pode permitir que os canais 246 tenham uma área de corte transversal que aumenta ao longo do comprimento do canal 246 a partir da primeira face de extremidade 242 até a segunda face de extremidade 244, resultando em um efeito de afilamento. Especificamente, os canais 246 podem ter uma área de corte transversal menor na primeira face de extremidade 242 do que na segunda face de extremidade 244. Em algumas modalidades, isso pode aumentar a velocidade da corrente de hidrocarbonetos 210 na medida em que a mesma se move através dos canais 246 do meio de transferência de calor 240 porque, conforme a corrente que contém hidrocarbonetos 210 reage dentro dos canais 246 do meio de transferência de calor 240, o número de moléculas dentro da corrente que contém hidrocarbonetos 210 aumenta. Portanto, a maior área de corte transversal dentro do canal de afilamento 246 pode acomodar o aumento do número de moléculas.

[0020] Em algumas modalidades, o trabalho necessário para a reação dentro do meio de transferência de calor 240 pode variar de 500 a 5.000 kJ/kg, de 500 a 3.000 kJ/kg, de 500 a 2.500 kJ/kg, de 500 a 2.000 kJ/kg, de 500 a 1.500 kJ/kg, de 500 a 1.000 kJ/kg, de 1.000 a 5.000 kJ/kg, de 1.000 a

3.000 kJ/kg, de 1.000 a 2.500 kJ/kg, de 1.000 a 2.000 kJ/kg, de 1.000 a 1.500 kJ/kg, de 1.500 a 5.000 kJ/kg, de 1.500 a 3.000 kJ/kg, de 1.500 a 2.500 kJ/kg, de 1.500 a 2.000 kJ/kg, de 2.000 a 5.000 kJ/kg, de 2.000 a 3.000 kJ/kg, de

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2.000 a 2.500 kJ/kg, de 2.500 a 5.000 kJ/kg, de 2.500 a 3.000 kJ/kg, ou de

3.000 a 5.000 kJ/kg.

[0021] Em algumas modalidades, os canais 246 dentro do meio de transferência de calor 240 podem ter uma área de superfície de 200 a 500.000 mm2, 200 a 100.000 mm2, de 200 a 50.000 mm2, de 200 a 25.000 mm2, de 200 a 5.000 mm2, de 200 a 1.000 mm2, de 200 a 750 mm2, de 200 a 650 mm2, de 200 a 400 mm2, de 400 a 500.000 mm2, 400 a 100.000 mm2, de 400 a

50.000 mm2, de 400 a 25.000 mm2, de 400 a 5.000 mm2, de 400 a 1.000 mm2, de 400 a 750 mm2, de 400 a 650 mm2, de 650 a 500.000 mm2, 650 a 100.000 mm2, de 650 a 50.000 mm2, de 650 a 25.000 mm2, de 650 a 5.000 mm2, de 650 a 1.000 mm2, de 650 a 750 mm2, de 750 a 500.000 mm2, 750 a 100.000 mm2, de 750 a 50.000 mm2, de 750 a 25.000 mm2, de 750 a 5.000 mm2, de 750 a 1.000 mm2, de 1.000 a 500.000 mm2, 1.000 a 100.000 mm2, de 1.000 a

50.000 mm2, de 1.000 a 25.000 mm2, de 1.000 a 5.000 mm2, de 5.000 a

500.000 mm2, 5.000 a 100.000 mm2, de 5.000 a 50.000 mm2, de 5.000 a

25.000 mm2, de 25.000 a 500.000 mm2, 25.000 a 100.000 mm2, de 25.000 a

50.000 mm2, de 50.000 a 100.000 mm2, de 50.000 a 500.000 mm2 ou de

100.000 a 500.000 mm2.

[0022] Os canais 246 do meio de transferência de calor 240 podem ter uma área de superfície total de 0,02 a 1 m2 por quilograma por hora de fluxo de fluido a uma velocidade de 20 a 250 m/s, de 0,02 a 0,6 m2 por quilograma por hora de fluxo de fluido a uma velocidade de 20 a 250 m/s, de 0,02 a 0,2 m2 por quilograma por hora de fluxo de fluido a uma velocidade de 20 a 250 m/s, de 0,02 a 0,1 m2 por quilograma por hora de fluxo de fluido a uma velocidade de 20 a 250 m/s, de 0,02 a 0,08 m2 por quilograma por hora de fluxo de fluido a uma velocidade de 20 a 250 m/s, de 0,02 a 0,06 m2 por quilograma por hora de fluxo de fluido a uma velocidade de 20 a 250 m/s, de 0,06 a 1 m2 por quilograma por hora de fluxo de fluido a uma velocidade de 20 a 250 m/s, de 0,06 a 0,6 m2 por quilograma por hora de fluxo de fluido a

11 / 33 uma velocidade de 20 a 250 m/s, de 0,06 a 0,2 m2 por quilograma por hora de fluxo de fluido a uma velocidade de 20 a 250 m/s, de 0,06 a 0,1 m2 por quilograma por hora de fluxo de fluido a uma velocidade de 20 a 250 m/s, de 0,06 a 0,08 m2 por quilograma por hora de fluxo de fluido a uma velocidade de 20 a 250 m/s, de 0,08 a 1 m2 por quilograma por hora de fluxo de fluido a uma velocidade de 20 a 250 m/s, de 0,08 a 0,6 m2 por quilograma por hora de fluxo de fluido a uma velocidade de 20 a 250 m/s, de 0,08 a 0,2 m2 por quilograma por hora de fluxo de fluido a uma velocidade de 20 a 250 m/s, de 0,08 a 0,1 m2 por quilograma por hora de fluxo de fluido a uma velocidade de 20 a 250 m/s, de 0,1 a 1 m2 por quilograma por hora de fluxo de fluido a uma velocidade de 20 a 250 m/s, de 0,1 a 0,6 m2 por quilograma por hora de fluxo de fluido a uma velocidade de 20 a 250 m/s, de 0,1 a 0,2 m2 por quilograma por hora de fluxo de fluido a uma velocidade de 20 a 250 m/s, de 0,2 a 1 m2 por quilograma por hora de fluxo de fluido a uma velocidade de 20 a 250 m/s, de 0,2 a 0,6 m2 por quilograma por hora de fluxo de fluido a uma velocidade de 20 a 250 m/s, ou de 0,6 a 1 m2 por quilograma por hora de fluxo de fluido a uma velocidade de 20 a 250 m/s.

[0023] O meio de transferência de calor pode compreender de 1 a 500 elementos de aquecimento, de 1 a 300 elementos de aquecimento, de 1 a 200 elementos de aquecimento, de 1 a 100 elementos de aquecimento, de 1 a 70 elementos de aquecimento, de 1 a 50 elementos de aquecimento, de 1 a 30 elementos de aquecimento, de 1 a 20 elementos de aquecimento, de 1 a 10 elementos de aquecimento, de 10 a 500 elementos de aquecimento, de 10 a 300 elementos de aquecimento, de 10 a 200 elementos de aquecimento, de 10 a 100 elementos de aquecimento, de 10 a 70 elementos de aquecimento, de 10 a 50 elementos de aquecimento, de 10 a 30 elementos de aquecimento, de 10 a 20 elementos de aquecimento, de 20 a 500 elementos de aquecimento, de 20 a 300 elementos de aquecimento, de 20 a 200 elementos de aquecimento, de 20 a 100 elementos de aquecimento, de 20 a 70 elementos de aquecimento, de

12 / 33 20 a 50 elementos de aquecimento, de 20 a 30 elementos de aquecimento, de 30 a 500 elementos de aquecimento, de 30 a 300 elementos de aquecimento, de 30 a 200 elementos de aquecimento, de 30 a 100 elementos de aquecimento, de 30 a 70 elementos de aquecimento, de 30 a 50 elementos de aquecimento, de 50 a 500 elementos de aquecimento, de 50 a 300 elementos de aquecimento, de 50 a 200 elementos de aquecimento, de 50 a 100 elementos de aquecimento, de 50 a 70 elementos de aquecimento, de 70 a 500 elementos de aquecimento, de 70 a 300 elementos de aquecimento, de 70 a 200 elementos de aquecimento, de 70 a 100 elementos de aquecimento, de 100 a 500 elementos de aquecimento, de 100 a 300 elementos de aquecimento, de 100 a 200 elementos de aquecimento, de 200 a 500 elementos de aquecimento, de 200 a 300 elementos de aquecimento, ou de 300 a 500 elementos de aquecimento. Os elementos de aquecimento podem ser produzidos a partir de qualquer material em qualquer formato e tamanho que podem aquecer o meio de transferência de calor 240 até a temperatura de operação ou temperatura de reação, conforme descrito no presente documento. Os elementos de aquecimento podem ser uma ou mais placas de aquecimento, fios de aquecimento, tubos de aquecimento, grades de aquecimento e/ou qualquer outro dispositivo de aquecimento. Em algumas modalidades, o meio de transferência de calor produz de 100 a 1.000 kW, de 100 a 800 kW, de 100 a 500 kW, de 100 a 400 kW, de 100 a 350 kW, de 100 a 300 kW, de 100 a 200 kW, de 200 a 1.000 kW, de 200 a 800 kW, de 200 a 500 kW, de 200 a 400 kW, de 200 a 350 kW, de 200 a 300 kW, de 300 a

1.000 kW, de 300 a 800 kW, de 300 a 500 kW, de 300 a 400 kW, de 300 a 350 kW, de 350 a 1.000 kW, de 350 a 800 kW, de 350 a 500 kW, de 350 a 400 kW, de 400 a 1.000 kW, de 400 a 800 kW, de 400 a 500 kW, de 500 a

1.000 kW, de 500 a 800 kW, ou de 800 a 1.000 kW por elemento de aquecimento. Em outras modalidades, o meio de transferência de calor pode produzir de 10 a 100 kW, de 10 a 80 kW, de 10 a 60 kW, de 10 a 40 kW, de

13 / 33 10 a 20 kW, de 20 a 100 kW, de 20 a 80 kW, de 20 a 60 kW, de 20 a 40 kW, de 40 a 100 kW, de 40 a 80 kW, de 40 a 60 kW, de 60 a 100 kW, de 60 a 80 kW, ou de 80 a 100 kW por elemento de aquecimento. Assim, nas modalidades, o meio de transferência de calor produz de 10 kW a 1.000 kW. Em algumas modalidades, o elemento de aquecimento pode incluir um material de resistor elétrico, que pode usar corrente elétrica para gerar calor. Especificamente, o material do resistor elétrico pode converter eletricidade em calor. O calor pode ser conduzido através da cerâmica do material de transferência de calor 240 para os canais 246. Em algumas modalidades, o elemento de aquecimento pode estar localizado mais próximo dos canais 246 do que da superfície externa 248 do material de transferência de calor 240. Em algumas modalidades, a corrente que contém hidrocarbonetos 210 pode não entrar em contato direto com o elemento de aquecimento. Em outras modalidades, o material de transferência de calor 240 pode funcionar como um condutor térmico e separador mecânico entre a corrente que contém hidrocarbonetos 210 e o elemento de aquecimento.

[0024] Em algumas modalidades, o meio de transferência de calor 240 pode ter um fluxo de calor de 2.000 a 20.000 kJ/m2s, de 2.000 a 10.000 kJ/m2s, de 2.000 a 8.000 kJ/m2s, de 2.000 a 7.000 kJ/m2s, de 2.000 a 6.000 kJ/m2s, de 2.000 a 4.000 kJ/m2s, de 4.000 a 20.000 kJ/m2s, de 4.000 a 10.000 kJ/m2s, de 4.000 a 8.000 kJ/m2s, de 4.000 a 7.000 kJ/m2s, de 4.000 a 6.000 kJ/m2s, de 6.000 a 20.000 kJ/m2s, de 6.000 a 10.000 kJ/m2s, de 6.000 a 8.000 kJ/m2s, de 6.000 a 7.000 kJ/m2s, de 7.000 a 20.000 kJ/m2s, de 7.000 a 10.000 kJ/m2s, de 7.000 a 8.000 kJ/m2s, de 8.000 a 20.000 kJ/m2s, de 8.000 a 10.000 kJ/m2s, ou de 10.000 a 20.000 kJ/m2s. Em algumas modalidades, o meio de transferência de calor 240 pode ter um fluxo de calor de 200 a 2.000 kJ/m2s, de 200 a 1.000 kJ/m2s, de 200 a 800 kJ/m2s, de 200 a 700 kJ/m2s, de 200 a 600 kJ/m2s, de 200 a 400 kJ/m2s, de 400 a 2.000 kJ/m2s, de 400 a 1.000 kJ/m2s, de 400 a 800 kJ/m2s, de 400 a 700 kJ/m2s, de 400 a 600 kJ/m2s, de

14 / 33 600 a 2.000 kJ/m2s, de 600 a 1.000 kJ/m2s, de 600 a 800 kJ/m2s, de 600 a 700 kJ/m2s, de 700 a 2.000 kJ/m2s, de 700 a 1.000 kJ/m2s, de 700 a 800 kJ/m2s, de 800 a 2.000 kJ/m2s, de 800 a 1.000 kJ/m2s, ou de 1.000 a 2.000 kJ/m2s.

[0025] O meio de transferência de calor 240 pode ter uma capacidade de calor específica de 0,5 a 1 J/g K. Em outras modalidades, o meio de transferência de calor 240 pode ter uma capacidade de calor específica de 0,2 a 10 J/g K, de 0,2 a 8 J/g K, de 0,2 a 6 J/g K, de 0,2 a 4 J/g K, de 0,2 a 2 J/g K, de 0,2 a 1 J/g K, de 0,2 a 0,8 J/g K, de 0,2 a 0,5 J/g K, de 0,5 a 10 J/g K, de 0,5 a 8 J/g K, de 0,5 a 6 J/g K, de 0,5 a 4 J/g K, de 0,5 a 2 J/g K, de 0,5 a 1 J/g K, de 0,5 a 0,8 J/g K, de 0,8 a 10 J/g K, de 0,8 a 8 J/g K, de 0,8 a 6 J/g K, de 0,8 a 4 J/g K, de 0,8 a 2 J/g K, de 0,8 a 1 J/g K, de 1 a 10 J/g K, de 1 a 8 J/g K, de 1 a 6 J/g K, de 1 a 4 J/g K, de 1 a 2 J/g K, de 2 a 10 J/g K, de 2 a 8 J/g K, de 2 a 6 J/g K, de 2 a 4 J/g K, de 4 a 10 J/g K, de 4 a 8 J/g K, de 4 a 6 J/g K, de 6 a 10 J/g K, de 6 a 8 J/g K, ou de 8 a 10 J/g K.

[0026] O meio de transferência de calor 240 pode ter uma condutividade térmica de 150 a 200 W/m K. Em outras modalidades, o meio de transferência de calor 240 pode ter uma condutividade térmica de 25 a

10.000 W/m K, de 25 a 5.000 W/m K, de 25 a 1.000 W/m K, de 25 a 700 W/m K, de 25 a 500 W/m K, de 25 a 300 W/m K, de 25 a 250 W/m K, de 25 a 200 W/m K, de 25 a 150 W/m K, de 25 a 100 W/m K, de 25 a 50 W/m K, de 50 a 10.000 W/m K, de 50 a 5.000 W/m K, de 50 a 1.000 W/m K, de 50 a 700 W/m K, de 50 a 500 W/m K, de 50 a 300 W/m K, de 50 a 250 W/m K, de 50 a 200 W/m K, de 50 a 150 W/m K, de 50 a 100 W/m K, de 100 a 10.000 W/m K, de 100 a 5.000 W/m K, de 100 a 1.000 W/m K, de 100 a 700 W/m K, de 100 a 500 W/m K, de 100 a 300 W/m K, de 100 a 250 W/m K, de 100 a 200 W/m K, de 100 a 150 W/m K, de 150 a 10.000 W/m K, de 150 a 5.000 W/m K, de 150 a 1.000 W/m K, de 150 a 700 W/m K, de 150 a 500 W/m K, de 150 a 300 W/m K, de 150 a 250 W/m K, de 150 a 200 W/m K, de 200 a

10.000 W/m K, de 200 a 5.000 W/m K, de 200 a 1.000 W/m K, de 200 a 700

15 / 33 W/m K, de 200 a 500 W/m K, de 200 a 300 W/m K, de 200 a 250 W/m K, de 250 a 10.000 W/m K, de 250 a 5.000 W/m K, de 250 a 1.000 W/m K, de 250 a 700 W/m K, de 250 a 500 W/m K, de 300 a 10.000 W/m K, de 300 a 5.000 W/m K, de 300 a 1.000 W/m K, de 300 a 700 W/m K, de 300 a 500 W/m K, de 500 a 10.000 W/m K, de 500 a 5.000 W/m K, de 500 a 1.000 W/m K, de 500 a 700 W/m K, de 700 a 10.000 W/m K, de 700 a 5.000 W/m K, de 700 a

1.000 W/m K, de 1.000 a 10.000 W/m K, de 1.000 a 5.000 W/m K ou de

5.000 a 10.000 W/m K.

[0027] Em algumas modalidades, o meio de transferência de calor 240 pode ter uma potência total de 18,6 MW. Em algumas modalidades, o meio de transferência de calor 240 pode ter uma potência total de 5 a 10 kW, de 5 a 50 kW, de 5 a 100 kW, de 5 a 500 kW, de 5 a 1.000 kW, de 5 a 2.000 kW, de 10 a 50 kW, de 10 a 100 kW, de 10 a 500 kW, de 10 a 1.000 kW, de 10 a 2.000 kW, de 50 a 100 kW, de 50 a 500 kW, de 50 a 1.000 kW, de 50 a

2.000 kW, de 100 a 500 kW, de 100 a 1.000 kW, de 100 a 2.000 kW, de 500 a

1.000 kW, de 500 a 2.000 kW, ou de 1.000 a 2.000 kW. Em algumas modalidades, o meio de transferência de calor 240 pode ter uma potência total de 5 a 100 MW, de 5 a 50 MW, de 5 a 30 MW, de 5 a 20 MW, de 5 a 15 MW, de 5 a 10 MW, de 10 a 100 MW, de 10 a 50 MW, de 10 a 30 MW, de 10 a 20 MW, de 10 a 15 MW, de 15 a 100 MW, de 15 a 50 MW, de 15 a 30 MW, de 15 a 20 MW, de 20 a 100 MW, de 20 a 50 MW, de 20 a 30 MW, de 30 a 100 MW, de 30 a 50 MW, ou de 50 a 100 MW.

[0028] Os canais 246 do meio de transferência de calor 240 podem compreender elementos de perturbação da camada-limite que aumentam a turbulência do fluido quando um fluido flui através dos canais 246. Os elementos de perturbação da camada-limite são qualquer tipo de concavidade dentro da superfície dos canais 246 ou qualquer tipo de elevação elevada dentro da superfície dos canais 246. Especificamente, os elementos de perturbação da camada-limite são qualquer desvio do plano paralelo nivelado

16 / 33 com a superfície dos canais 246. Os elementos de perturbação da camada- limite podem ser de qualquer formato ou tamanho.

[0029] O meio de transferência de calor 240 pode, nas modalidades, ser posicionado de forma removível no recipiente de retenção de pressão 120. Conforme usado ao longo desta divulgação, o termo “posicionado de forma removível” se refere à capacidade de remoção de um componente do sistema de sua colocação dentro do sistema. Especificamente, no que se refere ao meio de transferência de calor 240, o meio de transferência de calor 240 pode ser posicionado dentro do recipiente de retenção de pressão 120 e pode ser removido desta posição, colocado em uma posição alternativa dentro do recipiente de retenção de pressão 120 ou removido do recipiente de retenção de pressão 120 sem danificar o recipiente de retenção de pressão 120 ou o meio de transferência de calor 240. O meio de transferência de calor 240 pode compreender ainda um resistor elétrico, uma linha de condutor elétrico que é acoplada de maneira removível a uma fonte de corrente elétrica, e um isolador elétrico. Conforme usado ao longo desta divulgação, o termo “acoplado de forma removível” se refere à capacidade de remoção de um componente do sistema de seu acoplamento dentro do sistema sem danificar qualquer um dos componentes acoplados. Especificamente, no que se refere à linha de condutor elétrico, a linha de condutor elétrico pode ser acoplada a uma fonte de corrente elétrica e pode ser removida deste acoplamento, o que significa que a linha de condutor elétrico pode não estar mais acoplada a uma fonte de corrente elétrica.

[0030] Conforme discutido acima, o meio de transferência de calor 240 pode compreender ainda um ou mais circuitos elétricos, um resistor elétrico, uma linha de condutor elétrico e um isolador elétrico. O um ou mais circuitos elétricos podem compreender um ou mais eletrodos. Um eletrodo é um condutor elétrico usado para fazer contato com um membro não metálico que pode fazer parte do circuito ou não. O membro não metálico pode incluir

17 / 33 o meio de transferência de calor 240. Os circuitos elétricos podem ser posicionados dentro ou sobre o meio de transferência de calor 240 de modo que os circuitos elétricos conduzam corrente elétrica através do ou sobre o meio de transferência de calor 240. Nas modalidades, o meio de transferência de calor 240 compreende um ou mais elementos de aquecimento e um ou mais circuitos elétricos que compreendem eletrodos, de modo que os elementos de aquecimento sejam eletricamente acoplados aos eletrodos e convertam a corrente elétrica em calor. Em algumas modalidades, os elementos de aquecimento podem transferir calor para o meio de transferência de calor 240, que conduz termicamente o calor dos elementos de aquecimento para os canais 246. Em outras modalidades, os elementos de aquecimento podem ser posicionados nos canais de modo que os elementos de aquecimento conduzam diretamente o calor para os canais. Os eletrodos podem ser fornecidos em uma superfície do meio de transferência de calor 240, incorporados ao meio de transferência de calor 240 ou ser dispersos por todo o meio de transferência de calor 240, como exemplos não limitantes. De modo similar, os elementos de aquecimento podem ser fornecidos em uma superfície do meio de transferência de calor 240, incorporados no meio de transferência de calor 240 ou ser dispersos por todo o meio de transferência de calor 240, como exemplos não limitantes. A superfície do meio de transferência de calor 240 pode incluir a primeira face de extremidade 242 e a segunda face de extremidade 244 do meio de transferência de calor 240. Uma linha de condutor elétrico é um mecanismo de acoplamento elétrico que consiste em um pedaço de fio ou uma almofada de metal que é projetada para acoplar eletricamente dois locais, tal como, por exemplo, acoplando-se os circuitos elétricos mencionados acima a uma fonte de energia.

[0031] Um isolador elétrico é um material cujas cargas elétricas internas não fluem livremente; muito pouca corrente elétrica fluirá através dele sob a influência de um campo elétrico. A propriedade que distingue um

18 / 33 isolador elétrico de outros materiais, tais como condutores e semicondutores, é sua resistividade elétrica; isoladores têm resistividade mais alta do que semicondutores ou condutores. Exemplos não limitantes de isoladores elétricos, que podem incluir vidro ou cerâmica que podem resistir às condições operacionais no meio de transferência de calor 240, podem ser usados como isoladores elétricos. Além disso, os isoladores elétricos podem ser estanques aos gases, o que significa que o gás não pode vazar a partir do meio de transferência de calor 240 através dos isoladores elétricos.

[0032] Resistores controlam de forma precisa a quantidade de resistência em um circuito elétrico; fornecendo mais controle sobre a resistividade do que os isoladores. Nas modalidades, um resistor é um componente elétrico passivo de dois terminais que implementa resistência elétrica como um elemento de circuito. Como exemplos não limitantes, os resistores podem ser usados para reduzir o fluxo de corrente e dividir as tensões, gerando assim calor de corrente elétrica de uma forma controlada. Consequentemente, os resistores podem ser usados para converter a corrente elétrica em calor. Os resistores fixos têm resistências que mudam apenas ligeiramente com a temperatura, tempo ou tensão operacional. Os resistores elétricos podem incluir um resistor selecionado especificamente para resistência elétrica específica com a intenção de gerar calor. Resistores elétricos podem ser fornecidos na superfície do meio de transferência de calor 240, incorporados ao meio de transferência de calor 240 ou ser dispersos por todo o meio de transferência de calor 240, como exemplos não limitantes. Assim, em uma ou mais modalidades, a corrente elétrica é introduzida no meio de transferência de calor e a corrente elétrica é convertida em calor pelos resistores, desse modo aquecendo o meio de transferência de calor e, por sua vez, aquecendo os canais dentro do meio de transferência de calor. Em algumas modalidades, tal como, mas sem limitação, quando o material de transferência de calor compreende grafite, o material de transferência de calor

19 / 33 pode servir ainda como um resistor.

[0033] Em algumas modalidades, o isolador elétrico pode ser fornecido entre os resistores elétricos e a câmara interna do recipiente de retenção de pressão 120, de modo que uma corrente elétrica maior do que a necessária para as condições de reação possa não ser convertida em calor pelos resistores elétricos e possa estar contida dentro do meio de transferência de calor 240 e não se dissipar na câmara interna do recipiente de retenção de pressão 120. Especificamente, o isolador elétrico pode ser usado para conter a eletricidade dentro do meio de transferência de calor 240, evitando assim que outros componentes do sistema 100 conduzam a corrente elétrica. O material isolante tem resistência elétrica alta o suficiente para evitar a geração de calor. O isolador elétrico transfere corrente elétrica através da parede do equipamento que contém pressão e se acopla ao meio de transferência de calor. O calor dentro do meio de transferência de calor 240 pode ser transferido para o trocador de resfriamento brusco 130 por meio da corrente de efluente 220.

[0034] Em algumas modalidades, um venturi de fluxo crítico pode ser mecanicamente acoplado à primeira face de extremidade 242 do meio de transferência de calor 240. Em outras modalidades, o venturi de fluxo crítico pode ser uma parte formada integralmente do meio de transferência de calor

240. O venturi de fluxo crítico pode melhorar o fluxo de fluido através do meio de transferência de calor 240 reduzindo-se a turbulência. Um venturi de fluxo crítico é um dispositivo de gerenciamento de fluxo de fluido em que um fluido acelera à medida que se aproxima do venturi de fluxo crítico. À medida que a pressão diferencial aumenta, a velocidade do fluido no venturi de fluxo crítico aumenta. Quando a velocidade do fluido atinge a velocidade do som, conforme definido pela temperatura e pela pressão no venturi de fluxo crítico, o fluido é considerado crítico. Uma vez que o fluxo atingiu o estado crítico, aumentar a pressão diferencial não afetará a taxa de fluxo de fluido. Deve ser

20 / 33 entendido que, como outros componentes do sistema, o venturi de fluxo crítico é um componente opcional.

[0035] Conforme divulgado anteriormente, o calor criado pela conversão de corrente elétrica em calor pelos resistores elétricos pode estar contido dentro do meio de transferência de calor 240 e pode não se dissipar na câmara interna do recipiente de retenção de pressão 120. No entanto, em algumas modalidades, a radiação térmica e outros efeitos térmicos secundários podem fazer com que algum calor se dissipe na câmara interna do recipiente de retenção de pressão 120 devido ao fluxo de convecção. Para evitar que o calor se dissipe na câmara interna do recipiente de retenção de pressão 120, o recipiente de retenção de pressão 120 pode ser revestido internamente com um material de isolamento térmico para minimizar a perda de calor e minimizar a transferência de calor do meio de transferência de calor 240 para o recipiente de retenção de pressão 120. Esse material de isolamento térmico pode ser um material refratário, tal como, mas sem limitação, andaluzita, mulcoa, molochita, chamottes, argila, sílica fundida, alta alumina, metacaulim e bentonita. Em algumas modalidades, o material de isolamento térmico pode atuar como uma barreira entre as paredes externas do recipiente de retenção de pressão 120 e o material de transferência de calor 240.

[0036] Em algumas modalidades, o sistema de reator é acoplado a uma fonte de corrente elétrica que fornece corrente elétrica para o meio de transferência de calor 240 através das linhas de condutores elétricos. As linhas de condutores elétricos transferem a corrente elétrica da fonte de corrente elétrica para o meio de transferência de calor 240 disposto dentro do recipiente de retenção de pressão 120 por meio de um acoplamento elétrico com a fonte de corrente elétrica e o meio de transferência de calor 240. Em várias modalidades, a fonte de corrente elétrica pode ser uma fonte de energia renovável, não levando a nenhuma emissão de CO2. A fonte de corrente elétrica pode, nas modalidades, ser uma bateria, energia solar, energia

21 / 33 nuclear, energia eólica, energia a vapor, gás natural, energia hidrelétrica, carvão ou similares. A corrente elétrica pode ser diminuída ou aumentada fora do sistema 100. Em algumas modalidades, a corrente elétrica pode ser controlada ativamente, como sendo ligada e desligada, ou diminuída e aumentada, para controlar o calor gerado no meio de transferência de calor

240. Além disso, em algumas modalidades, pode haver mais de uma corrente elétrica através do meio de transferência de calor 240. Esta uma ou mais correntes podem controlar uma ou mais zonas de reação dentro do meio de transferência de calor 240, desse modo gerando calor especificamente em uma ou mais zonas de reação dentro do meio de transferência de calor 240. Uma zona de reação é uma porção do meio de transferência de calor 240 que é capaz de criar condições de reação, conforme definido no presente documento. Em algumas modalidades, essa uma ou mais correntes elétricas podem ser ativamente controladas e diminuídas ou aumentadas para controlar o calor gerado em uma ou mais zonas de reação no meio de transferência de calor 240.

[0037] Em algumas modalidades, o meio de transferência de calor 240 compreende uma ou mais zonas de reação. Em algumas modalidades, o meio de transferência de calor 240 compreende pelo menos duas zonas de reação. As pelo menos duas zonas de reação podem estar em paralelo ou em série. Cada uma dessas pelo menos duas zonas de reação recebe independentemente corrente elétrica que pode ser convertida em calor. A tensão da corrente elétrica juntamente com os amperes específicos da corrente elétrica são indicativos do calor do meio de transferência de calor 240. Especificamente, a temperatura do meio de transferência de calor 240 durante o processo de conversão da corrente que contém hidrocarbonetos 210 pode ser determinada a partir dos valores da resistividade do meio de transferência de calor 240 e dos amperes da corrente elétrica que é convertida em calor no meio de transferência de calor 240. A primeira lei de Joule afirma que a

22 / 33 potência (P) de aquecimento gerada por um condutor elétrico é proporcional ao produto de sua resistência (R) e do quadrado da corrente (I), conforme mostrado pela Equação 1: (1)

[0038] Várias zonas do meio de transferência de calor 240 podem, de acordo com modalidades, ser projetadas para ter resistividades diferentes, que podem ser levadas em consideração ao determinar o calor desejado do meio de transferência de calor 240 dentro de zonas específicas. Isso pode ser conseguido fornecendo-se diferentes materiais de resistor e/ou diferentes quantidades de materiais de resistor nas diferentes zonas do meio de transferência de calor 240. Resistividades diferentes podem levar a quantidades diferentes de geração de calor em várias zonas do meio de transferência de calor 240. Quantidades diferentes de geração de calor em várias zonas do meio de transferência de calor 240 também podem ser realizadas variando a corrente elétrica no meio de transferência de calor 240.

[0039] De acordo com as modalidades, a pressão da câmara interna do recipiente de retenção de pressão 120 pode ser modificada sem aquecer qualquer uma dentre a primeira extremidade 250 do recipiente de retenção de pressão 120, a segunda extremidade 260 do recipiente de retenção de pressão 120, a pelo menos uma parede lateral 230 do recipiente de retenção de pressão 120, ou o meio de transferência de calor 240. Isto é possível porque o meio de transferência de calor 240 disposto dentro do recipiente de retenção de pressão 120 não é aquecido pelo uso convencional de combustão. Os sistemas de reator convencionais utilizam combustão para criar as condições de reação necessárias para tratar termicamente uma corrente que contém hidrocarbonetos 210. A combustão cria a temperatura e a pressão elevadas necessárias para valorizar uma corrente que contém hidrocarbonetos, e a pressão elevada é fornecida dentro dos tubos de reação, criando um diferencial de pressão entre o interior dos tubos de reação e o exterior dos

23 / 33 tubos de reação.

Portanto, os materiais dos tubos de reação para sistemas de reatores convencionais devem ser escolhidos dentre materiais capazes de suportar o diferencial de pressão necessário.

Por outro lado, os sistemas e processos de reator, de acordo com as modalidades fornecidas neste documento, para tratar termicamente uma corrente que contém hidrocarbonetos 210, criam a temperatura elevada convertendo-se a corrente elétrica em calor no meio de transferência de calor 240, e a pressão dentro do recipiente de retenção de pressão é controlada, se necessário, através de processos convencionais conhecidos na técnica.

Os sistemas e processos de reator, de acordo com as modalidades fornecidas neste documento, não criam um diferencial de pressão entre o interior do meio de transferência de calor 240 e o exterior do meio de transferência de calor 240. Em vez disso, a câmara interna do recipiente de retenção de pressão 120 é pressurizada por meio de meios convencionais, pressionando-se assim a câmara interna e o meio de transferência de calor 240 e evitando um diferencial de pressão.

Portanto, o meio de transferência de calor 240 não precisa resistir a um diferencial de pressão, ao contrário dos tubos de reação de sistemas e processos convencionais.

Por exemplo, e não a título de limitação, os processos convencionais para aumentar a pressão podem incluir o bombeamento de gás para o recipiente de retenção de pressão 120. O meio de transferência de calor 240 é aquecido por meio da conversão de corrente elétrica em calor no meio de transferência de calor 240, mas este aquecimento é conduzido no meio de transferência de calor 240, não em toda a totalidade do recipiente de retenção de pressão 120. Embora, nas modalidades, o calor possa ser irradiado do meio de transferência de calor 240 para a atmosfera dentro do recipiente de retenção de pressão 120. Isto é, ao contrário dos sistemas convencionais que usaram combustão que aumenta tanto a pressão quanto a temperatura dentro de todo o recipiente de retenção de pressão 120, o sistema e o processo da presente divulgação aumentam diretamente a

24 / 33 temperatura do meio de transferência de calor 240 por meio da conversão de corrente elétrica em calor, o que pode aumentar indiretamente a temperatura de todo o recipiente de retenção de pressão 120 dissipando calor do meio de transferência de calor 240 para a atmosfera do recipiente de retenção de pressão 120.

[0040] De acordo com as modalidades, um ou mais componentes adicionais podem ser incluídos no sistema de reator. Nas modalidades, conforme mostrado na Figura 1, um trocador de calor 110 pode ser acoplado hidraulicamente a uma entrada do recipiente de retenção de pressão 120. Um trocador de resfriamento brusco 130 pode ser acoplado hidraulicamente a pelo menos uma dentre uma saída do recipiente de retenção de pressão 120. Em algumas modalidades, o trocador de resfriamento brusco 130 é acoplado hidraulicamente a todas as saídas do recipiente de retenção de pressão 120. O trocador de resfriamento brusco 130 pode funcionar como um trocador de calor. Um tambor de refrigerante 140 pode ser acoplado hidraulicamente a pelo menos uma dentre uma saída do trocador de resfriamento brusco 130. O tambor de refrigerante 140 pode ser um tambor de vapor como é conhecido na técnica. O tambor de refrigerante 140 é um sistema de refrigeração no qual fluido refrigerante é fornecido do tambor de refrigerante para pelo menos uma saída da saída do trocador de resfriamento brusco 130. Um circuito de circulação de vapor de água pode existir entre o tambor de refrigerante 140 e o trocador de resfriamento brusco 130. Água de alimentação de caldeira pode ser fornecida ao tambor de refrigerante 140 e vapor gerado a partir do tambor de refrigerante. Em algumas modalidades, o trocador de resfriamento brusco 130 e o tambor de refrigerante 140 podem estar contidos em uma estrutura. Um superaquecedor 150 pode ser acoplado de maneira fluida a uma saída do tambor de refrigerante 140. Em algumas modalidades, a saída do tambor de refrigerante 140 pode ser uma saída de vapor. Como exemplo não limitante, o superaquecedor 150 pode ser um superaquecedor elétrico ou um

25 / 33 superaquecedor a vapor. Um segundo trocador de calor 160 pode ser termicamente acoplado a uma entrada do trocador de calor 110. O trocador de resfriamento brusco 130 pode ser acoplado de maneira fluida ao segundo trocador de calor 160.

[0041] De acordo com uma ou mais modalidades, um processo para converter uma corrente que contém hidrocarboneto 210 em produtos desejados, tal como, por exemplo, uma corrente de efluente 220 que compreende pelo menos um dentre hidrogênio, olefinas ou hidrocarbonetos aromáticos que usa o sistema 100 representado na modalidade da Figura 1 será agora descrito. Uma corrente que contém hidrocarbonetos 210 é introduzida no trocador de calor 110. Deve ser entendido que a corrente que contém hidrocarbonetos 210 pode compreender pelo menos um dentre metano, etano, propano, butano, água (H2O) e baixos níveis de CO2, CO, N2, CO, CO2 e H2, de acordo com várias modalidades. Em algumas modalidades, a corrente que contém hidrocarbonetos 210 compreende C1 a C5 hidrocarbonetos. Em outras modalidades, a corrente que contém hidrocarbonetos 210 compreende C1 a C20 hidrocarbonetos. Em ainda outra modalidade, a corrente que contém hidrocarbonetos 210 compreende C1 a C50 hidrocarbonetos.

[0042] O recipiente de retenção de pressão 120, de acordo com as modalidades, pode usar vapor para converter a corrente que contém hidrocarbonetos 210 em uma corrente de efluente 220 que compreende monóxido de carbono (CO) e hidrogênio através de um processo de reforma de metano a vapor no meio de transferência de calor 240. Por exemplo, de acordo com uma ou mais modalidades, a saída dos canais 246 do meio de transferência de calor 240 está em equilíbrio para as seguintes reações: (1) CH4 + H2O  CO + 3H2; e (2) CO + H2O  H2 + CO2. Além disso, o metano e a água não reagidos estarão presentes nas saídas dos canais 246 do meio de transferência de calor 240. Em algumas modalidades, CO, CO2 e N2

26 / 33 podem estar presentes nas saídas dos canais 246 do meio de transferência de calor 240. Além disso, em algumas modalidades, um catalisador à base de níquel pode estar presente nesta reação. Embora a temperatura na qual o meio de transferência de calor 240 é operado não seja particularmente limitada, desde que possa conduzir as reações acima, em uma ou mais modalidades, o meio de transferência de calor 240 será operado a uma temperatura de entrada de 400 graus Celsius (°C) a 450ºC, tal de 415ºC a 435ºC, ou cerca de 425ºC. Em algumas modalidades, o meio de transferência de calor 240 é operado a uma temperatura de entrada superior a 600ºC, superior a 700ºC, superior a 800ºC, superior a 900ºC, superior a 950ºC, superior a 1.000ºC, superior a

1.050ºC, ou de até 1.100ºC. Da mesma forma, a pressão na qual o recipiente de retenção de pressão 120 é operado não é particularmente limitada, desde que possa conduzir as reações acima, em uma ou mais modalidades, o recipiente de retenção de pressão 120 é operado a uma pressão de 38 bar (3,8 MPa) a 46 bar (4,6 MPa), tal como de 40 bar (4,0 MPa) a 44 bar (4,4 MPa) ou cerca de 42 bar (4,2 MPa). Em modalidades, a alimentação para o meio de transferência de calor 240 pode compreender de 30% em peso de metano a 40% em peso de metano, tal como de 33% em peso de metano a 38% em peso de metano, ou cerca de 36% em peso de metano. Consequentemente, nas modalidades, a corrente que contém hidrocarbonetos 210 para o meio de transferência de calor 240 pode compreender de 60% em peso de água a 70% em peso de água, tal como de 62% em peso de água a 67% em peso de água, ou cerca de 63% em peso de água.

[0043] O processo para tratar termicamente uma corrente que contém hidrocarbonetos 210 compreende introduzir a corrente que contém hidrocarbonetos 210 nos canais 246 de um meio de transferência de calor 240. Como os materiais de transferência de calor 240 não são eletricamente condutores, o material de transferência de calor 240 pode conduzir a energia térmica dos resistores elétricos e aquecer a corrente que contém

27 / 33 hidrocarbonetos 210. A corrente que contém hidrocarboneto 210 pode não entrar em contato com os resistores elétricos ou a corrente elétrica.

O meio de transferência de calor 240 está posicionado dentro de uma câmara interna de um recipiente de retenção de pressão 120. O processo compreende ainda a pressurização do recipiente de contenção de pressão 120 e do meio de transferência de calor 240 sem aquecer o recipiente de contenção de pressão 120 ou o meio de transferência de calor 240. Os canais 246 do meio de transferência de calor 240 podem ser acoplados de maneira fluida à câmara interna do recipiente de retenção de pressão 120. Esse acoplamento fluido pode permitir que o recipiente de retenção de pressão 120 e os canais 246 sejam pressurizados.

O processo compreende ainda fornecer corrente elétrica para o meio de transferência de calor 240, converter a corrente elétrica em calor, aumentando assim a temperatura do meio de transferência de calor 240 sem aquecer diretamente a câmara interna do recipiente de retenção de pressão 120, desse modo aquecendo a corrente que contém hidrocarbonetos 210 dentro dos canais 246 do meio de transferência de calor 240. Por último, o processo compreende a conversão da corrente que contém hidrocarbonetos 210 em uma corrente de efluente 220 dentro dos canais 246 do meio de transferência de calor 240 e a remoção da corrente de efluente 220 dos canais 246 do meio de transferência de calor 240. O acoplamento fluido da segunda extremidade 244 do meio de transferência de calor 240 a uma entrada do trocador de resfriamento brusco 130 pode ser formado para permitir fluxo laminar e tempo de residência igual da corrente que contém hidrocarbonetos 210 em todos os canais 246 do meio de transferência de calor 240. Embora as figuras mostrem que a corrente que contém hidrocarbonetos 210 e a corrente de efluente 220 entram e saem do recipiente de retenção de pressão 120 em locais diferentes, deve ser entendido que a corrente que contém hidrocarbonetos 210 e a corrente de efluente 220 podem entrar e sair do recipiente de retenção de pressão 120 em qualquer local.

28 / 33

[0044] Converter a corrente que contém hidrocarbonetos 210 na corrente de efluente 220 pode compreender o aumento da temperatura da corrente que contém hidrocarbonetos 210, causando assim uma reação química que produz a corrente de efluente 220. A corrente que contém hidrocarbonetos 210 pode ser posta em contato com os canais 246 do meio de transferência de calor 240 sob condições de reação suficientes para formar uma corrente de efluente 220. As condições de reação podem compreender: uma temperatura na faixa de 300ºC a 450ºC, ou de 600ºC a 1.200ºC, tal como de 800ºC a 1.000ºC, ou de 825ºC a 900ºC; e uma pressão de pelo menos 1 bar (100 kPa), tal como pelo menos 2 bar (200 kPa) ou pelo menos 3 bar (300 kPa). Em outras modalidades, a pressão pode ser pelo menos 10 bar (1.000 kPa), pelo menos 15 bar (1.500 kPa), pelo menos 25 bar (2.500 kPa), pelo menos 30 bar (3.000 kPa), pelo menos 40 bar (4.000 kPa) ou pelo menos 50 bar (5.000 kPa). Em algumas modalidades, o meio de transferência de calor 240 é aquecido a uma temperatura superior a 600ºC, superior a 800ºC, superior a 900ºC, superior a 950ºC, superior a 1.000ºC, superior a 1.050ºC, superior a 1.100ºC, superior a 1.150ºC, superior a 1.200ºC ou superior a

1.500ºC. As reações que ocorrem nos canais 246 do meio de transferência de calor 240 produzem uma corrente de efluente 220. Em algumas modalidades, as reações que ocorrem no recipiente de retenção de pressão 120 produzem ainda subprodutos que compreendem um ou mais dentre CO, CO2, H2, H2O, CH4, C2H6, C2H2, C3H6, C3H8 e C3H4.

[0045] Nas modalidades, esses componentes podem ser separados e removidos do recipiente de retenção de pressão 120 em diferentes correntes. No entanto, nas modalidades, uma corrente leve que compreende H2, CO, CO2 e CH4 é reciclada e reutilizada no recipiente de retenção de pressão 120, tal como transferindo essa corrente leve do trocador de resfriamento brusco 130 para o trocador de calor 110. Essa corrente leve pode ser aplicada à reforma a vapor sem a presença de água. Os sistemas e métodos para separar

29 / 33 essas correntes são conhecidos e qualquer separação adequada pode ser conduzida. Podem ser utilizados separadores convencionais, tais como processos de remoção de gás ácido para CO2, e condensação simples para remoção de água. Além disso, os inertes (tal como, por exemplo, nitrogênio) podem estar presentes na corrente que contém hidrocarbonetos 210 e os inertes podem sair do recipiente de retenção de pressão 120 como uma corrente de purga (não mostrada).

[0046] A corrente de efluente 220 compreende pelo menos um dentre hidrogênio, olefinas e hidrocarbonetos aromáticos. Em uma ou mais modalidades, a corrente de efluente 220 consiste essencialmente em ou consiste em pelo menos um dentre hidrogênio, olefinas e hidrocarbonetos aromáticos. Nas modalidades, as olefinas compreendem C2 a C5 olefinas, tais como, por exemplo, etileno (C2H4), propileno (C3H6) e butileno (C4H8). Em outras modalidades, as olefinas compreendem C2 a C10 olefinas. As olefinas podem compreender C2 a C20 olefinas. Em ainda outra modalidade, as olefinas podem compreender C2 a C50 olefinas. Em algumas modalidades, as olefinas podem compreender diolefinas, tal como butadieno. Os hidrocarbonetos aromáticos podem compreender benzeno e derivados do mesmo, tais como tolueno, etilbenzeno, o-xileno, p-xileno, m-xileno, mesitileno, dureno, 2-fenil- hexano e bifenila. A corrente de efluente 220 é coletada e usada em vários outros processos para produzir produtos finais desejados.

[0047] O processo pode compreender ainda preaquecer a corrente que contém hidrocarbonetos 210 antes de introduzir a corrente que contém hidrocarbonetos 210 nos canais 246 do meio de transferência de calor 240 passando-se a corrente que contém hidrocarbonetos 210 através de um trocador de calor 110. A temperatura de saída do trocador de calor 110 pode estar abaixo da temperatura operacional dos canais 246 do meio de transferência de calor 240. O segundo trocador de calor 160 pode ser usado para remover calor da corrente de efluente 220, em que o calor removido da

30 / 33 corrente de efluente 220 pode ser usado para preaquecer a corrente que contém hidrocarbonetos 210. Este pode ser um componente opcional para os sistemas e processos divulgados no presente documento, uma vez que a corrente que contém hidrocarboneto 210 não precisa ser preaquecida antes da introdução da corrente que contém hidrocarbonetos 210 nos canais 246 do meio de transferência de calor 240, quando a corrente que contém hidrocarbonetos 210 é uma corrente de vapor. Pode haver um ou mais trocadores de calor 110 e 160, que podem estar paralelos e/ou em série. Os trocadores de calor 110 e 160 podem minimizar o consumo de energia elétrica do sistema 110.

[0048] Em algumas modalidades, o processo compreende ainda a remoção de calor da corrente de efluente 220 após a remoção da corrente de efluente 220 do meio de transferência de calor 240 passando a corrente de efluente 220 através de um trocador de resfriamento brusco 130. O trocador de resfriamento brusco pode resfriar a corrente de efluente 220 abaixo da temperatura de reação. Resfriar a corrente de efluente 220 abaixo da temperatura de reação evita outras reações, ou conversão, da corrente de efluente 220. Em algumas modalidades, o trocador de resfriamento brusco 130 resfria para a corrente de efluente 220 abaixo de 1.200ºC, abaixo de

1.000ºC, abaixo de 800ºC, abaixo de 600ºC ou abaixo de 500ºC em 1.000 milissegundos, 500 milissegundos, 200 milissegundos, 100 milissegundos ou 50 milissegundos. O trocador de resfriamento brusco 130 pode operar a uma pressão similar ou igual à do recipiente de retenção de pressão 120. O processo pode ainda compreender a passagem de uma corrente de refrigerante frio 310 através de um tambor de refrigerante 140 e, em seguida, para o trocador de resfriamento brusco 130. O processo pode compreender o resfriamento da corrente de efluente 220 no trocador de resfriamento brusco 130 com a corrente de refrigerante fria 310. O processo pode, então, compreender ainda passar uma corrente de refrigerante quente 320 do

31 / 33 trocador de resfriamento brusco 130 para o tambor de refrigerante 140. Em algumas modalidades, o processo compreende ainda passar a corrente de refrigerante quente 320 para um superaquecedor 150. A passagem da corrente de refrigerante quente 320 pode aumentar a eficiência energética do sistema 100 e maximizar o trabalho disponível contido no vapor. O processo pode, então, compreender ainda o uso da corrente de refrigerante quente 320 em outros processos conhecidos na técnica, tal como, como um exemplo não limitante, para acionar uma turbina a vapor. Esses são componentes opcionais para os sistemas e processos divulgados no presente documento, visto que a corrente de efluente 220 pode ser resfriada de acordo com outros métodos conhecidos na técnica. Em algumas modalidades, o processo pode incluir passar a corrente de efluente 220 através de um segundo trocador de calor 160, que pode ser termicamente acoplado ao trocador de calor 110. O segundo trocador de calor 160 pode resfriar a corrente de efluente 220 e transferir calor da corrente de efluente 220 para o trocador de calor 110 para aquecer a corrente que contém hidrocarbonetos 210. Pode haver um ou mais segundos trocadores de calor 160, que podem ser paralelos e/ou em série.

[0049] Pelo menos em parte porque as mesmas não envolvem a combustão de gases dentro da câmara interna do recipiente de retenção de pressão, modalidades de sistemas e processos para conversão de correntes que contêm hidrocarbonetos em produtos desejados divulgadas e descritas no presente documento resultarão na diminuição da produção de coque em comparação com processos conhecidos para a conversão de uma corrente que contém hidrocarbonetos em C2 a C5 hidrocarbonetos. O coque pode se formar devido à formação de coque catalítico na superfície do meio de transferência de calor 240 ou nos canais 246 do meio de transferência de calor 240, ou devido à formação de coque térmico na fase gasosa em massa. O coque térmico que não se deposita na superfície do meio de transferência de calor 240 ou nos canais 246 do meio de transferência de calor 240 pode continuar

32 / 33 fluindo com a corrente de efluente 220 para componentes do sistema 100 a jusante do meio de transferência de calor 240. No entanto, se o coque catalítico estiver presente na superfície do meio de transferência de calor 240 ou nos canais 246 do meio de transferência de calor 240, poderá capturar o coque térmico formado na fase gasosa a granel, adicionando mais coque a uma camada de coque nos canais 246 do meio de transferência de calor 240. Os sistemas e processos do presente documento reduzem ou eliminam a formação de coque catalítico no material de transferência de calor 240 e podem estender o período entre os processos de descoqueamento ou eliminar totalmente a necessidade de processos de descoqueamento. Por exemplo, em uma ou mais modalidades, o processo resulta em 25%, 50%, 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 99% ou 100% menos produção de coque do que processos convencionais. Em algumas modalidades, o processo resulta em nenhuma produção de coque catalítico.

[0050] Além disso, em algumas modalidades, os sistemas e processos reivindicados no presente documento não produzem emissões de CO2 a partir do processo de aquecimento. Especificamente, os sistemas e processos no presente documento utilizam sistemas e processos de aquecimento elétrico, que resultam em nenhuma produção direta de CO2 dos sistemas e processos de aquecimento, em comparação com os sistemas convencionais que utilizam reações de combustão para gerar calor. Esses sistemas e processos de reação de combustão queimam convencionalmente metano ou outros gases, que produzem emissões de CO2. Ao usar sistemas que não requerem combustão, a produção de CO2 pode ser reduzida em milhões de toneladas por ano. Embora a corrente de efluente 220 possa incluir CO2, os sistemas e processos reivindicados no presente documento não produzem emissões de CO2 do processo de aquecimento.

[0051] Será evidente àqueles versados na técnica que várias modificações e variações podem ser feitas às modalidades descritas no

33 / 33 presente documento sem se afastar do espírito e escopo da invenção.

Assim, pretende-se que o relatório descritivo cubra as modificações e variações das modalidades descritas, desde que tais modificações e variações estejam dentro do âmbito das reivindicações anexas e seus equivalentes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de reator para tratar termicamente uma corrente que contém hidrocarbonetos caracterizado pelo fato de que compreende: um recipiente de retenção de pressão que compreende uma câmara interna definida por uma primeira extremidade, uma segunda extremidade e pelo menos uma parede lateral que se estende da primeira extremidade até a segunda extremidade; e um meio de transferência de calor de cerâmica que converte corrente elétrica em calor e é posicionado dentro da câmara interna do recipiente de retenção de pressão, em que o meio de transferência de calor compreende: um resistor elétrico uma linha de condutor elétrico configurada para fornecer corrente elétrica para o meio de transferência de calor, uma primeira face de extremidade, uma segunda face de extremidade, e canais que se estendem entre a primeira face de extremidade e a segunda face de extremidade.

2. Sistema de reator de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio de transferência de calor de cerâmica compreende pelo menos um dentre nitreto de alumínio, nitreto de silício, nitreto de boro, titanato de bário, carboneto de silício, óxido de alumínio, óxido de magnésio, dióxido de silício, feldspato ou óxido de zircônio.

3. Sistema de reator de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os canais do meio de transferência de calor definem vias de fluido que se estendem a partir da primeira extremidade do recipiente de retenção de pressão até a segunda extremidade do recipiente de retenção de pressão.

4. Sistema de reator de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que um venturi de fluxo crítico é mecanicamente acoplado a uma da primeira face de extremidade do meio de transferência de calor.

5. Sistema de reator de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que os canais compreendem elementos de perturbação da camada-limite que aumentam a turbulência do fluido quando um fluido flui através dos canais.

6. Sistema de reator de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o meio de transferência de calor tem uma área de superfície de canal de 450 a 550 mm2.

7. Sistema de reator de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o meio de transferência de calor compreende pelo menos um dentre prata, óxido de ferro, óxido de molibdênio, óxido de vanádio, óxido de cromo, óxido de níquel, óxido de cobre, óxido de zircônio, carbonato de potássio, óxido de potássio, óxido de titânio, óxido de cádmio, óxido de alumínio, óxido de estanho e/ou óxido de platina.

8. Sistema de reator de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o meio de transferência de calor tem uma área de superfície de canal e parede combinada de 650 a 750 mm2.

9. Sistema de reator de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o meio de transferência de calor tem uma área de superfície total de 0,08 a 0,2 m2 por quilograma por hora de fluxo de fluido a uma velocidade de 20 a 250 m/s.

10. Sistema de reator de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o meio de transferência de calor compreende de 50 a 70 elementos de aquecimento.

11. Sistema de reator de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o meio de transferência de calor produz de 10 a 1.000 kW por elemento de aquecimento.

12. Sistema de reator de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o meio de transferência de calor tem um fluxo de calor máximo de 700 a 800 J/m2s.

13. Sistema de reator de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o meio de transferência de calor tem uma capacidade de calor específica de 0,5 a 1 J/g K.

14. Sistema de reator de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o meio de transferência de calor tem uma condutividade térmica de 150 a 200 W/m K.

15. Sistema de reator de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o meio de transferência de calor compreende: um ou mais elementos de aquecimento; e um ou mais circuitos elétricos que compreendem eletrodos, em que um ou mais elementos de aquecimento convertem corrente elétrica em calor e o meio de transferência de calor conduz termicamente o calor de um ou mais elementos de aquecimento para os canais.