BRPI0903930A2 - compartimento reacional que favorece a troca de calor entre os reagentes e os gases produzidos - Google Patents

compartimento reacional que favorece a troca de calor entre os reagentes e os gases produzidos Download PDF

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BRPI0903930A2
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Fabrice Giroudiere
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Abstract

A presente invenção refere-se a um compartimento no qual se efetua uma reação química em presença de catalisador e de reagentes, comportando pelo menos uma tubulação catalítica (10), na qual é disposta uma tubulação interna de evacuação (12) do gás produzido, meios de introdução dos reagentes (15) e meios de introdução do catalisador (16) situados na parte superior do compartimento (1), meios de aquecimento da tubulação catalítica (10), dispostos na parte inferior do compartimento (1), e na qual atubulação catalítica (10) comporta em sua parte superior acima do catalisador (13) meios que favorecem a troca de calor entre os reagentes e o gás produzido. A invenção refere-se também ao process que utiliza esse compartimento.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "COMPARTI-MENTO REACIONAL QUE FAVORECE A TROCA DE CALOR ENTRE OSREAGENTES E OS GASES PRODUZIDOS".
A presente invenção refere-se ao domínio da produção de gásde síntese formado de uma mistura de hidrogênio de monóxido de carbono,e de dióxido de carbono e de água, e, mais particularmente, um dispositivode tipo reator-trocador, que permite a produção desse gás de síntese porvaporrefinação.
A vaporrefinação é um processo de produção de hidrogênio empresença de vapor d'água e de calor. É o processo que é hoje o mais aplica-do a nível industrial. Esse processo ocorre, em geral, em um reator em pre-sença de catalisador e/ou de queimadores. A energia necessária à reaçãoendotérmica de vaporrefinação deve ser fornecida por transferência térmicaao meio reacional catalítico. O gás de síntese deve geralmente ser produzi-do em pressão, de forma a permitir sua purificação em etapas a jusante semter de recomprimi-lo.
Quando da produção de hidrogênio por vaporrefinação, o rendi-mento de produção de hidrogênio e de conversão da carga utilizada depen-de do equilíbrio termodinâmico da reação de vaporrefinação que é direta-mente função da temperatura de saída do catalisador. Tipicamente, a tempe-ratura que permite maximizar o rendimento varia entre 750°C para o etanol e900°C para o metano. Nesses níveis de temperatura, as perdas térmicassão muito elevadas, é, portanto, importante minimizá-las. Por outro lado, osreagentes estando em pressão e a temperaturas muito elevadas, os esfor-ços sobre os materiais são muito importantes. É muito difícil até mesmo im-possível fazer entradas ou saídas de reator sob pressão além de certastemperaturas. Por exemplo, o fornecimento externo de fumaças muito quen-tes só por ser feito por uma picotagem padrão, pois as fumaças estão tipi-camente além de 1000°C. Uma outra dificuldade, a qual é necessário consi-derar, é a manutenção dos materiais em condições de grandes riscos decorrosão (também denominado "metal dusting" na terminologia anglo-saxônica), que ocorre em atmosfera carburante (presença CO, CO2) sobretudo quando as temperaturas estão compreendidas entre 600 e 800°C.
São conhecidos sistemas que permitem considerar determina-das dessas dificuldades. Pode-se citar notadamente a patente US 4 861 348que propõe um reator trocador de tipo baioneta para reações catalíticas noqual o catalisador é inserido entre duas tubulações concêntricas e aquecidaspelo escoamento das fumaças oriundas de um queimador situado na parteinferior do reator. Um sistema de condutos periféricos permite preaquecer oar de combustão por escoamento à contracorrente com as fumaças doqueimador e dispor assim paredes frias na periferia do reator.
Pode-se citar também o pedido de patente depositado junto aoINPI em 20 de julho de 2007 sob o número 07/05-316FR que descreve umreator de vaporrefinação com tubulação com baioneta, permitindo funcionarcom diferenças de pressão da ordem de 10 MPa entre o lado tubulação e olado calandra.
Um inconveniente desses dispositivos é que eles não compor-tam sistema para preaquecer o gás a converter, antes da zona reacional elimitar a temperatura de saída do gás produzido pela reação. Um outro in-conveniente é que o gás de síntese é evacuado a uma temperatura poucocompatível com o design de um equipamento sob pressão. Um outro incon-veniente é de evacuar gás em condições de temperatura para as quais elefavorece fenômenos de corrosões incompatível com a maior parte dos açosinox padrão.
A presente invenção tem por objetivo, portanto, prevenir um ouvários dos inconvenientes da técnica anterior, propondo um reator-trocadorde vaporrefinação, permitindo levar os reagentes e o gás de síntese a umatemperatura compatível com o dispositivo, e limitando, assim, as perdas tér-micas, favorecendo a troca de calor entre os reagentes e os gases produzidos.
Para isto, a presente invenção propõe um compartimento noqual é feita uma reação química em presença de catalisador e de reagentes,comportando:
- pelo menos uma tubulação catalítica, na qual é disposta umatubulação interna de evacuação do gás produzido, em relação com o exteri-or, o catalisador sendo disposto entre a tubulação interna de evacuação e asuperfície interna da tubulação catalítica;
- meios de introdução dos reagentes situados na parte superiordo compartimento;
- meios de introdução do catalisador situados na parte superiordo compartimento;
- meios de aquecimento da tubulação catalítica dispostos na par-te inferior do compartimento; e
na qual a tubulação catalítica comporta em sua parte superior acima do cata-lisador meios que favorecem a troca de calor entre os reagentes e o gásproduzido.
Em um modo de realização da invenção, os meios que favore-cem a troca de calor entre os reagentes e o gás produzido são constituídosde uma tubulação de redução de passagem disposto contra a superfície in-terna da tubulação catalítica, de modo a deixar uma passagem para os rea-gentes entre a tubulação de redução de passagem e a tubulação interna deevacuação.
De acordo com um modo de realização da invenção, a espessu-ra da tubulação de redução de passagem é definida de modo que a superfí-cie de sua parede interna seja disposta a uma distância compreendida entre1 mm e 40 mm da superfície externa da tubulação interna de evacuação.
Em um modo de realização da invenção, a tubulação de reduçãode passagem comporta um canal que liga os meios de introdução do catali-sador e a zona da tubulação catalítica onde é disposto o catalisador.
De acordo com um modo de realização da invenção, os meiosde aquecimento são constituídos de uma câmara de combustão, comportan-do em sua base uma tubulação injetora do ar e de um gás inflamado, umainterna disposta na tubulação injetora a nível da junção com a câmara, umquebra-jato na câmara acima da interna, uma grade de distribuição da mistu-ra ar/gás disposta acima do quebra-jato, um material poroso disposto acimada grade de distribuição e uma segunda grade acima do material poroso pa-ra iniciar a combustão.
Em um modo de realização da invenção, a grade de distribuiçãotem uma porosidade de 30 %.
Em um outro modo de realização da invenção, o material porosoé um monólito em cordilheira de (400 cpsi).
De acordo com um modo de realização da invenção, a tubulaçãocatalítica é disposta em uma tubulação suplementar, a distância entre a su-perfície externa da tubulação catalítica e a tubulação suplementar está com-preendida entre 1 mm e 40 mm.
Em um modo de realização da invenção, um material de tipocalorífugo é disposto entre a tubulação suplementar e a parede do compar-timento.
De acordo com um modo de realização da invenção, o compar-timento tem um diâmetro compreendido entre 50 mm e 10 m.
A invenção refere-se também ao processo de vaporrefinação,utilizando o dispositivo descrito acima como reator-trocador para realizaruma reação de vaporrefinação.
De acordo com um modo de realização da invenção, o gás desíntese é evacuado a uma temperatura inferior a 600°C.
De acordo com um modo de realização da invenção, os reagen-tes são preaquecidos a uma temperatura superior a 350°C.
Outras características e vantagens da invenção serão melhorcompreendidas e aparecerão mais claramente com a leitura da descriçãofeita, a seguir, referindo-se às figuras anexadas e dadas a título de exemplo:
- a figura 1 representa uma vista esquemática do compartimento,de acordo com a invenção;
- a figura 2 representa os resultados de uma simulação numéricado escoamento gás combustível/ar na câmara de combustão do dispositivo,segundo a invenção 2a) contornos de velocidades na câmara de combustão
2b) contornos de concentração em metano na câmara de combustão.
O dispositivo, de acordo com a invenção, ilustrado na figura écomposto de um compartimento (1), no qual é inserida, pela parte superior,uma tubulação ou várias catalítica(s) (10). Essa tubulação ou essas tubula-ções pode(m) ser mantida(s) na parede superior do compartimento, graças aum sistema de flanges (11), ou qualquer outro sistema do mesmo tipo bem-conhecido do técnico, para permitir sua desmontagem. O compartimento é,em geral, de forma cilíndrica alongada e seu diâmetro está em geral com-preendido entre 100 mm e 10 m, e, de preferência, entre 300 mm e 2 m. Odiâmetro do compartimento é determinado nos limites dados acima, em fun-ção do número de tubulações catalíticas que se deseja utilizar e em funçãodo tamanho das tubulações utilizadas. Em um outro modo de realização, é onúmero de tubulações (10) que é determinado, em função do tamanho docompartimento (1). A tubulação ou as tubulações catalíticas (10) são dispos-tas ao longo do eixo longitudinal (A) do compartimento (1). O diâmetro exter-no dessas tubulações (10) está geralmente compreendido entre 20mm e200mm, e, de preferência, entre 30 e 100 mm. O diâmetro interno da tubula-ção catalítica (10) é facilmente dedutível para o técnico, sabendo-se que adistância anular da zona catalítica está em geral compreendida entre 5 mm e40 mm, e, de preferência, entre 8 mm e 50 mm. De forma geral, o comparti-mento (1), de acordo com a invenção, comporta pelo menos uma tubulaçãocatalítica (10). De acordo com uma variante da invenção, o compartimento(1) pode comportar entre uma e várias tubulações catalíticas (10). O númerode tubulação catalítica disposta no compartimento sendo, em geral, definidoem função do tamanho das tubulações utilizadas e do tamanho do compar-timento (1), esse número pode, por exemplo, estar compreendido entre 1 e50000 tubulações, de preferência entre 1 e 1000 tubulações, e, de formamais preferida, entre 1 e 300 tubulações.
No interior da ou das tubulação(ões) catalítica(s) é disposto umatubulação interna de evacuação (12) concêntrica que permite evacuar o gásproduzido pela reação catalítica. O diâmetro externo dessa tubulação de e-vacuação (12) está em geral compreendido entre 5 mm e 50 mm, e, de pre-ferência, entre 10 mm e 20 mm. O diâmetro interno dessa tubulação de eva-cuação (12) está em geral compreendido entre 3 mm e 40 mm, e, de prefe-rência, entre 8 mm e 15 mm. O catalisador (13) necessário para a reação devaporrefinação é disposto no espaço anular entre a parede da tubulação deevacuação (12) e a parede da tubulação catalítica (10). A tubulação de eva-cuação (12) é utilizada para evacuar o gás produzido pela reação, tambémdenominado gás de síntese, na saída da camada catalítica. Esse gás de sín-tese quente circula, portanto, à contracorrente dos reagentes, que são a á-gua e o reagente de tipo hidrocarboneto ou álcool, na camada catalítica. As-sim, uma parte da entalpia necessária à reação é fornecida pelo gás de sín-tese que se resfria ao longo da tubulação de evacuação (12).
O catalisador utilizado no âmbito da invenção pode ser constituí-do de grãos de formas diversas (esferas, cilindro plenos ou usinados...) oude monólitos, nos quais são usinados canais de diâmetros menores. Os rea-gentes são introduzidos na tubulação catalítica (10), graças ao conduto (15).Esse conduto pode ser disposto ortogonalmente à parede da tubulação (10),ou de forma tangencial para dar um movimento de rotação ao escoamento àentrada da tubulação catalítica (10) e favorecer assim a distribuição do es-coamento por toda a seção anular onde está situado o catalisador (13).
O dispositivo, de acordo com a invenção, comporta em sua partesuperior dos meios de preaquecimento dos reagentes e de resfriamento dogás de síntese produzido. Esses meios que permitem uma troca de calorentre os reagentes e o gás de síntese são formados por uma tubulação deredução de passagem (14) inserida na parte superior da tubulação catalítica(10) contra a parede interna da tubulação catalítica (10) para reduzir a seçãode passagem do escoamento dos reagentes. Essa tubulação de redução depassagem (14) é cilíndrica e, em geral, tem uma forma equivalente àquelado interior da tubulação catalítica (10), de modo a aderir bem à parede inter-na da tubulação catalítica (10). A tubulação de redução de passagem temuma espessura definida de modo que sua parede interna seja disposta auma distância compreendida em geral entre 1 mm e 40 mm da superfícieexterna da tubulação interna de evacuação (12), de preferência entre 1,5mm e 20 mm, e de maneira muito preferida é igual a 2 mm. O material utili-zado é bem-conhecido do técnico e permite à tubulação de redução de pas-sagem (14) resistir à temperatura e a gases circulantes. Em geral, o cálculoda espessura da tubulação de redução de passagem (14) é feito em relaçãoao valor do diâmetro (ou raio) externo da tubulação de evacuação (12) e dodiâmetro (ou raio) interno da tubulação catalítica (10). Por exemplo, parauma tubulação catalítica com um diâmetro interno de 35,1 mm e uma tubula-ção de evacuação (12) com um diâmetro externo de 13,7 mm, a espessurada tubulação de redução de passagem (14) está compreendida entre 2 mme 8 mm, de preferência entre 6 mm e 8 mm. Nessa parte da tubulação catalí-tica (10), onde é introduzido a tubulação de redução de passagem (14) nãohá catalisador. Essa redução da seção de passagem (17) tem por objetivoacelerar as velocidades do escoamento dos reagentes e intensificar assim atransferência de calor entre o gás de síntese e o escoamento dos reagentes.Dessa forma, os reagentes preaquecidos até a temperatura de acionamentoda reação de forma otimizada, já que as perdas térmicas são minimizadasentre a zona de preaquecimento e a zona reacional. Além disso, essa formade gás de síntese é evacuada do compartimento a uma temperatura mode-rada: inferior a 600°C e, de preferência, inferior a 400°C. Assim, é possívelconfinar a zona de corrosão devido à composição do gás de síntese (H2, Co,CO2) no reator e limitar a utilização de aços especiais resistentes a essa cor-rosão à única tubulação de evacuação (12).
Para a introdução do catalisador, o dispositivo comporta umatubulação de chegada (16) situada sobre a parede externa da tubulação ca-talítica (10) com um ângulo compreendido, em geral, entre 30 e 60 0 em re-lação ao eixo longitudinal (A) do dispositivo para facilitar o escoamento docatalisador. O catalisador pode em seguida escoar através da seção de pas-sagem (17), caso a parte superior da tubulação catalítica (10) possua umsistema de flanges desmontáveis e caso seu diâmetro seja suficiente, ouescoar via um canal (18) usinado na tubulação de redução de passagem(14). Desse modo, é possível carregar o catalisador, uma vez a tubulação deevacuação (12) e a tubulação de redução de passagem (14) instalados. Parao descarregamento do catalisador, é possível considerar a desmontagem datubulação de evacuação (12) por um sistema de flange ou utilizar a passa-gem (18).Na parte baixa do compartimento do reator é disposto um quei-mador que pode fazer parte integrante do compartimento (1), ou ser mantidopor um sistema de flanges para facilitar sua desmontagem. Esse queimadoré composto de uma câmara (20) de combustão para a mistura e a distribui-ção do escoamento de ar e do gás inflamável. Na base dessa câmara ficasituada uma tubulação injetora (21). O ar é injetado por um conduto (31) or-togonal ou tangencial à tubulação injetora (21) e o gás inflamável é injetadopor uma tubulação concêntrica (22). Uma interna (23) composta de um con-vergente e de um divergente é acrescentada na parte superior da tubulaçãoinjetora (21) para favorecer a mistura ar/gás inflamável. Na câmara (20),uma placa quebra-jato (24) e uma grade de distribuição (25) são dispostasuma acima da outra, para favorecer a distribuição da mistura ar/gás inflamá-vel por toda a seção da câmara (20). A placa quebra-jato (24) é disposta a-cima da entrada da tubulação injetora (21) e a grade de distribuição (25) é,portanto, disposta acima da placa quebra-jato (24). Um trecho de materialporoso (26) ou de tipo monólito é acrescentado acima da grade de distribui-ção (25) na câmara (20) para eliminar os riscos de retorno de chamas paracima do queimador. Uma segunda grade (27) é disposta acima do materialporoso para iniciar a combustão e encaixar a chama, se uma chama se de-senvolver. Essa grade pode ser revestida ou não de um material catalítico ounão-catalítico. Essa grade pode ser também substituída por um trecho mo-nólito catalítico. Essa grade pode também ser disposta sob a forma de umaou várias tubulações perfuradas, de modo a desenvolver maior superfíciepara o estabelecimento da chama. O valor da superfície dessa grade (27)está compreendido, em geral, entre o valor da superfície da seção da tubu-lação catalítica (equivalente a pi/4 vezes seu diâmetro externo ao quadrado)e 10 vezes o valor da superfície da seção da tubulação catalítica (10) e, depreferência, 5 vezes o valor da superfície da seção da tubulação catalítica(10). A combustão pode ser iniciada, graças a um eletrodo (29) de igniçãoque atravessa a base do compartimento (1). As fumaças oriundas da com-bustão são, em seguida, canalizadas entre a tubulação catalítica (10) e umatubulação suplementar (28). O espaço entre essas duas tubulações (10, 28)é calculado de modo a otimizar a transferência térmica entre as fumaçasoriundas do queimador e a zona catalítica. Essa distância considera dimen-sões do compartimento (1), da zona catalítica e da câmara de combustão(20). Ela está compreendida em geral entre 1 mm e 40 mm, de preferênciaentre 1,5 mm e 20 mm, e de maneira muito preferida é igual a 2,5 mm. Asperdas térmicas muito importantes que podem aparecer nesses níveis térmi-cos muito elevados (> 1000°C) são reduzidas, já que a distância entre a zo-na de combustão e a zona de troca é minimizada e um material (2) de tipocalorífugo é disposto entre a tubulação suplementar (28) e a parede do com-partimento (1). As fumaças são, em seguida, evacuadas na parte superioratravés de um conduto (30) que atravessa o compartimento (1). Um trocadortubular em espiral pode ser inserido em torno da parte superior da tubulaçãocatalítica (10) para vaporizar um dos reagentes, utilizando fumaças resfria-das antes de sua evacuação. Dessa forma, limitam-se ainda as perdas tér-micas no sistema.
EXEMPLO DE MODO DE REALIZAÇÃO
Um reator /trocador de vaporrefinação de etanol foi dimensiona-do com a tecnologia descrita na invenção. O objetivo é efetuar a reação derefinação de uma mistura etanol/água de vazão de 4,7 kg/h. O volume docatalisador é de 240 cc. A temperatura desejada na saída da zona catalíticaé de 750°C e a reação deve ser acionada além de 350°C na entrada da zo-na catalítica. O reator comporta uma tubulação catalítica que é aquecida pe-las fumaças de um queimador catalítico alimentado por um gás combustívelcontendo o hidrogênio e o metano (composição resumida na tabela 1). Avazão de gás combustível é de 3,4 kg/h. A combustão sendo catalisada, épossível funcionar com amplo excesso de ar. A vazão de ar é, portanto, cal-culada para se conseguir uma temperatura das fumaças de 1100°C na saídado queimador.
Tabela 1: Composição do gás combustível.
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O diâmetro (k) do compartimento (1) do reator é de 400 mm. Odiâmetro externo (h) da tubulação catalítica (10) é de 42,2 mm e o diâmetrointerno (i) é de 35,1 mm. O diâmetro interno (j) da tubulação suplementar(28) é de 47,2 mm. A espessura (b) do veio de fumaças em torno da tubula-ção catalítica (10) para intensificar a transferência térmica entre as fumaçase a tubulação catalítica (10) é assim de 2,5 mm. A altura (c) da zona catalíti-ca é de 1200 mm e a distância da zona anular catalítica é de 10,7 mm. Odiâmetro interno da tubulação de evacuação (12) do gás de síntese (e) é de5,2 mm. A seção trocador do reator situada a montante da zona catalíticatem por comprimento (f) 800 mm. Uma tubulação de redução de passagem(14) é inserida na periferia da tubulação catalítica (10) para reduzir a seçãode passagem da mistura etanol + água que penetra no reator. O diâmetrodessa seção de passagem anular (g) é de 2 mm.
No nível da câmara (20), a grade catalítica tem um diâmetro (I)de 100 mm, a grade de distribuição (25), cuja porosidade é de 30 %, é dis-posta a uma distância (m) de 40 mm da placa quebra-jato (24). A tubulaçãode entrada de ar (31) tem um diâmetro interno (n) de 10,4 mm. A tubulaçãoconcêntrica de entrada de gás (22) tem um diâmetro interno (o) compreendi-do entre 6 e 8 mm e a tubulação injetora (21) tem um diâmetro interno (p) de17,1 mm. A interna (23) é disposta a uma distância (q) de aproximadamente40 mm acima da saída da tubulação injetora (21). O trecho de material poro-so (26) é um monólito em cordierita (400 cpsi).
O funcionamento do reator/trocador foi simulado, considerando-se o avanço e o calor de reação e as trocas térmicas no reator pela geome-tria tal como descrita acima. Os valores de temperaturas obtidos no meio doreator estão resumidos na tabela 2.
Tabela 2: temperatura em °C calculada ao longo do circuito dos reagentes eao longo do circuito das fumaças.
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A geometria do reator, de acordo com a invenção, permite assimatingir a temperatura de equilíbrio ótima para a reação de vaporrefinação nasaída da camada catalítica, utilizando fumaças de um queimador catalítico. Aseção de trocador integrado a montante da zona catalítica é eficaz, já que atemperatura de saída do gás de síntese é reduzida a 400°C (mais corrosãopor "metal dusting" a jusante do reator) e os reagentes são preaquecidos auma temperatura superior a 350°C. A geometria e as dimensões da câmarade combustão do reator, de acordo com a invenção, permitem uma misturaeficaz dos reagentes na saída da tubulação injetora (21), conforme mostra acartografia de concentração da figura 2b. Da mesma forma, a distribuição doescoamento gás combustível/ar é homogênea a montante da grade catalíti-ca, conforme mostra a cartografia das velocidades gás apresentada na figu-ra 2a.
O dispositivo, de acordo com a invenção, apresenta, portanto, asseguintes vantagens:
- as perdas térmicas são minimizadas, pois várias funções estãoincluídas no mesmo equipamento sob pressão: preaquecimento dos reagen-tes, reação, resfriamento dos reagentes, combustão para o fornecimento decalor, resfriamento das fumaças;
- os reagentes são preaquecidos eficazmente na parte superiorda tubulação catalítica, graças à redução de passagem que permite aumen-tar os coeficientes de troca;
- o gás de síntese cede suas calorias antes de deixar o reator-trocador a uma temperatura compatível com a temperatura design de umequipamento sob pressão;
- a faixa de corrosão a mais severa (600 - 800°C) é confinadano equipamento, já que o gás de síntese sai a uma temperatura aquém de400°C;
- uma passagem é mantida para permitir o carregamento do ca-talisador, essa passagem é concebida de maneira a não constituir uma zonade by-pass, quando o bujão de carregamento do circuito terciário é fechado;
- a solução proposta pode também integrar a vaporização dovapor de água necessário à reação.
Deve ficar evidente para o técnico que a presente invenção nãodeve estar limitada aos detalhes dados acima e permite modos de realizaçãosob numerosas outras formas específicas, sem se afastar do domínio deaplicação da invenção. Por conseguinte, os presentes modos de realizaçãodevem ser considerados a título de ilustração, e podem ser modificados,sem, todavia, sair do alcance definido pelas reivindicações anexadas.

Claims (13)

1. Compartimento, no qual se efetua uma reação química empresença de catalisador e de reagentes, comportando:- pelo menos uma tubulação catalítica (10), na qual é dispostauma tubulação interna de evacuação (12) do gás produzido, em relação como exterior, o catalisador (13) sendo disposto entre a tubulação interna de e-vacuação (12) e a superfície interna da tubulação catalítica (10);- meios de introdução dos reagentes (15) situados na parte su-perior do compartimento (1);- meios de introdução do catalisador (16) situados na parte supe-rior do compartimento (1);- meios de aquecimento da tubulação catalítica (10) dispostos naparte inferior do compartimento (1);e no qual a tubulação catalítica (10) comporta em sua parte su-perior acima do catalisador (13) uma redução da seção de passagem (17)dos reagentes por meios que favorecem a troca de calor entre os reagentese o gás produzido.
2. Compartimento, de acordo com a reivindicação 1, na qual osmeios que favorecem a troca de calor entre os reagentes e o gás produzidosão constituídos de uma tubulação de redução de passagem (14) dispostacontra a superfície interna da tubulação catalítica (10), de modo a deixaruma passagem (17) para os reagentes entre a tubulação de redução depassagem (14) e a tubulação interna de evacuação (12).
3. Compartimento, de acordo com a reivindicação 2, na qual aespessura da tubulação de redução de passagem (14) é definida, de formaque a superfície de sua parede interna seja disposta a uma distância com-preendida entre 1 mm e 40 mm da superfície externa da tubulação internade evacuação (12).
4. Compartimento, de acordo com uma qualquer das reivindica-ções 2 ou 3, na qual a tubulação de redução de passagem (14) comporta umcanal (18) que liga os meios de introdução do catalisador (16) e a zona datubulação catalítica (10) onde é disposto o catalisador (13).
5. Compartimento, de acordo com qualquer uma das reivindica-ções 1 a 4, na qual os meios de aquecimento são constituídos de uma câ-mara (20) de combustão que comporta em sua base uma tubulação injetora(21) do ar e de um gás inflamável, uma interna (23) disposta na tubulaçãoinjetora (21) a nível da junção com a câmara (20), um quebra-jato (24) dis-posto na câmara (20) acima da interna (23), uma grade de distribuição (25)da mistura ar/gás disposta acima do quebra-jato (24), um material poroso(26) disposto acima da grade de distribuição (25) e uma segunda grade (37)acima do material poroso para iniciar a combustão.
6. Compartimento, de acordo com a reivindicação 5, na qual agrade de distribuição (25) tem uma porosidade de 30 %.
7. Compartimento, de acordo com qualquer uma das reivindica-ções 6 ou 7, na qual o material poroso é um monólito em cordierita de 400 cpsi.
8. Compartimento, de acordo com qualquer uma das reivindica-ções 1 a 7, na qual a tubulação catalítica (10) é disposta em uma tubulaçãosuplementar (28), a distância entre a superfície externa da tubulação catalíti-ca (10) e a tubulação suplementar (28) está compreendida entrei mm e 40 mm.
9. Compartimento, de acordo com qualquer uma das reivindica-ções 1 a 8, na qual um material (2) de tipo calorífugo é disposto entre a tubu-lação suplementar (28) e parede do compartimento (1).
10. Compartimento, de acordo com qualquer uma das reivindi-cações 1 a 9, cujo diâmetro está compreendido entre 50 mm e 10 m.
11. Processo de vaporrefinação, que utiliza o dispositivo, comodefinido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, como reator-trocadorpara realizar uma reação de vaporrefinação.
12. Processo, de acordo com a reivindicação 11, no qual o gásde síntese é evacuado a uma temperatura inferior a 600°C.
13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 ou 12, no qual os reagentes são preaquecidos a uma temperatura superi-or a 350°C.
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