BRPI0919203B1

BRPI0919203B1 - Forno de craqueamento

Info

Publication number: BRPI0919203B1
Application number: BRPI0919203-4A
Authority: BR
Inventors: William Tallis
Original assignee: Technip France S.A.S
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2019-06-25
Also published as: WO2010032024A3; EP2328851A2; EP2328851B1; BRPI0919203A2; CA2736546A1; WO2010032024A2; US8354084B2; US20110268623A1; GB0817219D0; CA2736546C

Abstract

forno de craqueamento a invenção diz respeito a tubulação para uso como um tubo de pirólise em um forno de craqueamento. o tubo é formado de maneira tal que ele tenha pelo menos uma seção cuja linha de centro curva em três dimensões, para induzir fluxo em turbilhão no tubo. preferivelmente, o tubo é formado como uma hélice.

Description

“FORNO DE CRAQUEAMENTO” A presente invenção diz respeito a tubulação de pirólise para uso em fomos de craqueamento.

Fomos de craqueamento são usados em particular na produção de etileno. No processo de craqueamento de vapor para etileno, um estoque de alimentação de hidrocarbonetos é diluído com vapor e então aquecido rapidamente a uma alta temperatura, passando-o através de tubos (normalmente referidos como “serpentinas do forno”) em um forno. A alta temperatura decompõe o estoque de alimentação de hidrocarbonetos. A corrente de saída, contendo uma mistura ampla de hidrocarbonetos das reações de pirólise nos tubos de pirólise mais componentes não reagidos de estoque de alimentação, é então resfriada rapidamente para impedir recombinação dos produtos. A corrente resfriada pode então ser processada através de uma série de operações de destilação e outras operações de separação nas quais os vários produtos da operação de craqueamento são separados.

Fomos de craqueamento conhecidos apresentam inúmeros problemas. Em virtude do tempo de permanência muito baixo do estoque de alimentação e vapor que escoam através dos tubos no fomo (algumas dezenas de segundo), o fomo e os tubos têm que ser mantidos a uma temperatura muito alta a fim de conseguir o aquecimento rápido necessário para atingir pirólise. Uma grande quantidade de combustível é assim exigida para queimar o fomo.

Adicionalmente, a temperatura muito alta dos tubos no fomo leva a deposição de coque no interior dos tubos. Esta coqueificação é particularmente inconveniente, já que a presença de uma camada de coque no interior do tubo reduz a transferência de calor do fomo para o estoque de alimentação, e assim afeta o rendimento. Ela também aumenta a queda de pressão no tubo de pirólise, que também reduz o rendimento.

Se a deposição de coque for suficientemente severa, normalmente é necessário retirar um forno de serviço periodicamente (tipicamente a cada 20 a 60 dias) para permitir decoqueificação dos tubos (tal como por limpeza com vapor). Uma vez que cada forno representa um investimento de capital muito grande, é desejável manter tal tempo de parada no mínimo.

Na US 6.481.492, existe um desenho proposto de tubo de pirólise consistindo em um tubo de seção transversal circular dividido em duas passagens de fluido por um defletor torcido. A intenção é promover movimento lateral de gases de processo no tubo, reduzindo a espessura da camada limite na parede de cada passagem, promovendo assim a eficiência da transferência de calor entre o forno fora do tubo e os gases nas passagens de fluxo. O objetivo é reduzir a temperatura nas superfícies internas do tubo e reduzir a coqueificação.

Entretanto, o uso de um defletor torcido da maneira proposta faz com que a seção transversal geral do tubo seja dividida em duas passagens, cada uma das quais com uma seção transversal semicircular. Este defletor cria uma resistência aos gases de processo, reduzindo sua velocidade de fluxo através do forno e aumentando a queda de pressão. O uso de passagens de fluxo semicirculares assim não é ideal. O problema de maior resistência ao fluxo é confirmado no documento, por exemplo, na coluna 7 linhas 30-32. É proposto lidar com o problema provendo um defletor torcido somente em certos lugares no tubo do forno. Entretanto, em tais arranjos, gás que está inicialmente escoando ao longo de uma única passagem de seção transversal circular encontra a extremidade dianteira de um defletor, que em si provê uma obstrução ao fluxo e uma oportunidade potencial para formação de fuligem e deposição de coque. Além disso, em virtude dos altos números de Reynolds que são envolvidos em fluxos de forno de pirólise, o fluxo normal se reafirmará em uns poucos diâmetros de tubo da extremidade à jusante de um defletor torcido, assim exigindo diversas seções de tubo defletido para a passagem geral de um tubo através do forno, cada um criando uma obstrução ao fluxo na extremidade à montante e uma resistência ao fluxo.

Uma proposta muito mais antiga para o desenho de um tubo de pirólise em um fomo de craqueamento foi feita em AU 77718/75. Nesta proposta, foi considerado que o rendimento de etileno dos processos de craqueamento podería ser aumentado provendo um tubo de pirólise que estende-se através do fomo de uma maneira convoluta. Convoluções helicoidais, duplo helicoidais, espirais, zigue-zague e onduladas foram propostas. Foi sugerido que é desejável maximizar a razão da área superficial para volume do tubo de maneira a facilitar a transferência de calor necessária para o gás de processo, e que a razão máxima é atingida minimizando-se o diâmetro do tubo dentro das limitações práticas. Isto apontou para o uso de um tubo de menor diâmetro com um maior comprimento no sentido de fluxo, isto é, mais convoluto, que então teria uma maior razão de área superficial do tubo para volume do tubo do que um tubo de maior diâmetro que é reto. Dentro deste objetivo, a modalidade da AU 77718/75 mostrada no desenho tem um tubo de pirólise com uma grande amplitude helicoidal, comparado com o diâmetro do tubo (pelo menos o dobro do diâmetro interno do tubo, até o ponto em que este possa ser determinado a partir do desenho) e um alto ângulo de hélice (cerca de 70 0 - 80 °). Entretanto, o maior comprimento e menor diâmetro de tubo exigidos por um desenho como este levaria a uma maior queda de pressão e seria detrimental para o rendimento.

Pela WO 2006/032877 e WO 2007/104952 é proposto prover um fomo de craqueamento com pelo menos um tubo de pirólise passando através do fomo, o tubo de pirólise definindo uma passagem de fluxo com uma seção transversal que é substancialmente circular, em que o tubo de pirólise é formado de maneira tal que ele tenha pelo menos uma porção com uma linha de centro helicoidal. Propostas similares são feitas no trabalho 191g intitulado “A novel approach to ethylene fumace coil design” de Willinam Tallis, Colin Caro e Chinh Dang, preparado para apresentação no 2006 AIChE Spring National Meeting em Orlando, Flórida em 23-27 de abril de 2006.

Vista de um primeiro aspecto, a invenção provê um fomo de craqueamento com pelo menos um tubo de pirólise passando através do fomo, o tubo de pirólise definindo uma passagem de fluxo com uma seção transversal que é substancialmente circular, a passagem de fluxo tendo uma linha de centro que é helicoidal em pelo menos parte da extensão do tubo de pirólise que estende-se no fomo, em que uma metade à jusante da dita extensão do dito tubo de pirólise que estende-se no fomo compreende uma maior quantidade de passagem helicoidal do que uma metade à montante da dita extensão do tubo de pirólise. O inventor percebeu que, em virtude do uso de uma porção do tubo helicoidal tender levar a uma queda de pressão maior que a obtida de uma porção de tubo reta, é vantajoso selecionar a metade à jusante do comprimento do tubo de pirólise como o melhor lugar para usar uma passagem helicoidal. O inventor percebeu que o alto gradiente de temperatura através da parede do tubo na primeira metade do tubo de pirólise entre a alta temperatura no fomo e os gases de processo no tubo é efetiva para elevar a temperatura dos gases de processo sem a necessidade de mistura promovida pela porção do tubo helicoidal. Na metade à jusante do tubo de pirólise, onde os gases foram levados substancialmente para a temperatura de reação exigida, é desejável maximizar a mistura com vapor d’água usado como um diluente no processo e assim minimizar reação reversa. Consequentemente, o uso de uma maior quantidade de passagem helicoidal na metade à jusante do comprimento do tubo de pirólise comparado com a metade à montante é preferido.

Reações de pirólise envolvem a quebra de grandes moléculas de hidrocarbonetos em moléculas menores. Assim, a reação envolve a produção de mais de uma molécula de produto para cada molécula de estoque de alimentação, de forma que uma menor queda de pressão no reator que pode ser obtida pelo uso de um tubo de pirólise de acordo com a invenção no seu primeiro aspecto (comparado com as propostas de US 6481492 ou AU 77718/75) provê um benefício da menor pressão média, em virtude de reduzir a possibilidade de as moléculas do produto recombinar para formar o estoque de alimentação ou outros subprodutos indesejados. Em outras palavras, se uma menor queda de pressão puder ser conseguida, então a pressão média dos gases de processo no tubo de pirólise do forno pode ser menor, minimizando a oportunidade de reação reversa. Além disso, o processo de pirólise envolve o uso de vapor d’água como um diluente e, provendo uma passagem helicoidal na metade à jusante do tubo de pirólise, as moléculas de produto são mantidas bem misturadas com as moléculas de água, novamente minimizando o contato das moléculas de produto umas com as outras e assim tendendo reduzir a reação reversa. A referência à extensão do tubo de pirólise que estende-se no forno deve significar a extensão longitudinal do envelope contendo o tubo de pirólise no forno. Onde o tubo de pirólise é helicoidal, o envelope é o envelope imaginário que estende-se longitudinalmente e que tem uma largura varrida igual à largura varrida da porção do tubo helicoidal. Onde o tubo de pirólise não é helicoidal (isto é, reto ou curvo em duas dimensões, por exemplo, em uma curva “U”), então o envelope é definido pela superfície externa do tubo de pirólise. Assim, a metade à montante da extensão do tubo de pirólise corresponde à metade à montante do comprimento do envelope, enquanto a metade à jusante da extensão do tubo de pirólise corresponde à metade à jusante do comprimento do envelope. A referência à “quantidade de passagem helicoidal” em qualquer dada metade da extensão do tubo de pirólise deve referir-se a uma quantidade medida pelo comprimento do caminho da linha de centro helicoidal (em vez de o comprimento de uma linha reta entre dois pontos de extremidade da passagem helicoidal). A metade à montante do tubo de pirólise pode compreender pelo menos uma porção do tubo helicoidal com uma linha de centro helicoidal. Assim, a metade à montante do tubo de pirólise pode compreender uma ou mais porções de tubo helicoidal, mas até uma menor extensão do que na metade à jusante. Em alguns processos, pode ser desejável promover a mistura até um certo ponto na metade à montante do tubo de pirólise, e assim esta metade pode compreender uma ou mais porções de tubo helicoidal, mas até uma menor extensão do que na metade à jusante. Preferivelmente, pelo menos 30 % da metade à montante da porção do tubo de pirólise compreendem uma passagem não helicoidal (por exemplo, reta), mais preferivelmente 40 ou 50 ou 60 ou 70 ou 80 %. Para algumas modalidades, substancialmente toda a metade à montante (isto é, 100 %) do tubo de pirólise pode compreender uma passagem não helicoidal. Nessas modalidades, a “quantidade de passagem helicoidal” na metade à montante é uma quantidade igual a zero. Entende-se por “passagem não helicoidal” que a linha de centro da passagem pode ser reta ou ela pode curvar em duas dimensões. A metade à jusante do tubo de pirólise pode compreender pelo menos uma porção de tubo não helicoidal. Assim, a metade à jusante do tubo de pirólise pode compreender uma ou mais porções de tubo não helicoidais, mas a uma menor extensão do que na metade à montante. Novamente, pode haver mais passagens helicoidais na metade à jusante do que na metade à montante. Preferivelmente, pelo menos 30 % da metade à jusante do tubo de pirólise compreendem uma passagem helicoidal, mais preferivelmente 40 ou 50 ou 60 ou 70 ou 80 ou 90 %. Em certas modalidades, substancialmente toda a metade à jusante (isto é, 100 %) do tubo de pirólise compreende uma passagem helicoidal.

Em uma modalidade preferida, o tubo de pirólise é em forma de “U”, em que a dita metade à montante do tubo de pirólise compreende uma primeira perna do “U” em que existe pelo menos uma porção do tubo definindo uma passagem de fluxo com uma linha de centro substancialmente reta, e em que a dita metade à jusante da porção do tubo de pirólise compreende uma segunda perna do “U” na qual existe pelo menos uma porção do tubo definindo uma passagem de fluxo com uma linha de centro helicoidal. Na saída da segunda perna existe preferivelmente uma porção reta, mais preferivelmente com uma porção de transição (a ser descrita com mais detalhes a seguir) entre a porção helicoidal e a porção reta.

Em outras modalidades, o tubo de pirólise é em forma de “M” ou “W”. Nessas modalidades, a metade à montante normalmente serão as primeiras duas pernas do “M” ou “W”, respectivamente. Em outras modalidades, o tubo de pirólise pode ter apenas um único passe através do fomo, por exemplo, do topo para a base, ou da base para o topo, e o único passe pode então ser considerado dividido em metades à montante e à jusante, mesmo que possa não haver recurso de identificação, tal como uma dobra ou junta no ponto médio. A invenção no seu primeiro aspecto é também aplicável a outras configurações de tubo de pirólise conhecidas, modificadas para ter uma passagem de fluxo helicoidal de acordo com os preceitos desse aspecto da invenção.

Onde o tubo de pirólise define uma passagem de fluxo com uma linha de centro helicoidal, esta parte do tubo de pirólise é uma porção de tubo helicoidal. Em certas modalidades preferidas, a porção de tubo helicoidal pode ser suportada deslocada do eixo longitudinal central de um envelope imaginário que estende-se longitudinalmente e tem uma largura igual à largura varrida da porção do tubo helicoidal. Isto pode simplificar a fabricação do tubo de pirólise. Preferivelmente, entretanto, o tubo de pirólise compreende adicionalmente uma porção de transição longitudinalmente adjacente à porção de tubo helicoidal, a linha de centro da passagem de fluxo na porção do tubo de transição sendo substancialmente alinhada com a linha de centro helicoidal da porção de tubo helicoidal em uma primeira extremidade da porção de tubo de transição adjacente à porção de tubo helicoidal, e a linha de centro da passagem de fluxo na porção de tubo de transição sendo substancialmente alinhada com o eixo longitudinal central do envelope da porção de tubo helicoidal em uma segunda extremidade da porção de tubo de transição remota da porção de tubo helicoidal.

Uma modalidade preferida como esta significa que a linha de centro helicoidal pode ser colocada mais próxima do eixo longitudinal central do envelope da porção de tubo helicoidal. Isto pode reduzir qualquer deslocamento do eixo longitudinal central. O uso de uma porção de tubo de transição é de fato de significância patenteável independente.

Vista de um segundo aspecto a invenção provê um forno de craqueamento com pelo menos um tubo de pirólise passando através do forno, o tubo de pirólise definindo uma passagem de fluxo, e o tubo de pirólise compreendendo uma porção de tubo helicoidal na qual a linha de centro da passagem de fluxo segue o caminho helicoidal, e o tubo de pirólise compreendendo uma porção de tubo de transição longitudinalmente adjacente à porção de tubo helicoidal, a linha de centro da passagem de fluxo na porção de tubo de transição sendo substancialmente alinhada com a linha de centro helicoidal da porção de tubo helicoidal em uma primeira extremidade da porção de tubo de transição adjacente à porção de tubo helicoidal, e a linha de centro da passagem de fluxo na porção de tubo de transição sendo substancialmente alinhada com o eixo longitudinal central do envelope da porção de tubo helicoidal em uma segunda extremidade da porção de tubo de transição remota da porção de tubo helicoidal. O segundo aspecto da invenção é útil com qualquer porção do tubo de pirólise helicoidal, independente da quantidade de passagem helicoidal na metade à montante ou à jusante do tubo de pirólise geral. Ele pode ser usado, por exemplo, com os tubos de pirólise revelados em WO 2006/032877 ou WO 2007/104952.

Existem inúmeras vantagens em prover uma porção de tubo de transição. Primeiro, existe uma vantagem do processo em que gases que passam para a porção de tubo helicoidal podem passar através de uma zona de transição na porção do tubo de transição, evitando assim uma mudança súbita no fluxo em uma porção do tubo reta para escoar na porção de tubo helicoidal. Este controle do fluxo pode contribuir para evitar quedas de pressão indesejáveis. Similarmente, na extremidade à jusante de uma porção de tubo helicoidal, pode haver uma zona de transição em uma porção de tubo de transição para uma porção do tubo reta.

Uma segunda vantagem de prover uma porção de tubo de transição diz respeito à estrutura do tubo de pirólise. Se, por exemplo, o tubo de pirólise for suportado na sua entrada em uma posição deslocada do eixo longitudinal central, o peso do tubo de pirólise causará um momento de dobramento no suporte. Pelo uso de uma porção de tubo de transição na qual a linha de centro da passagem de fluxo alinha substancialmente com o eixo longitudinal central do envelope da porção de tubo helicoidal, o momento de dobramento pode ser correspondentemente reduzido.

Uma terceira vantagem do uso de uma porção de tubo de transição, particularmente na entrada ou saída do forno, é que o envelope ocupado pelo tubo de pirólise, isto é, o espaço no forno, pode ser no geram mais próximo daquele de um tubo convencional. Assim, onde o tubo de pirólise deve ser usado para substituir um tubo de pirólise existente em uma modernização da instalação, o uso de uma porção de tubo de transição pode tomar a modernização mais fácil e mais praticável. O tubo de transição pode ser formado de maneira tal que sua linha de centro curve de várias maneiras para atingir o alinhamento exigido em cada extremidade. Em certas modalidades preferidas, a linha de centro da passagem de fluxo na porção de tubo de transição segue um caminho helicoidal, e a amplitude da linha de centro helicoidal na porção de tubo de transição reduz em uma direção afastada da porção de tubo helicoidal substancialmente para zero, de maneira a colocar a linha de centro da passagem de fluxo na porção de tubo de transição substancialmente em alinhamento com o eixo longitudinal central.

Percebe-se que as vantagens supramencionadas em relação ao uso de uma porção de tubo de transição são particularmente conseguidas nesses arranjos preferidos em que o tubo de transição tem uma linha de centro helicoidal de amplitude reduzida.

Um tubo de transição pode servir para conectar a porção de tubo helicoidal a uma porção não helicoidal. A porção não helicoidal pode ser uma porção reta, por exemplo, provida em uma entrada, ou uma saída de um forno.

Uma porção de tubo de transição pode ser provida em uma extremidade de entrada do tubo de pirólise. Uma porção de tubo de transição pode ser provida em uma extremidade de saída do tubo de pirólise. Preferivelmente, uma primeira porção de tubo de transição é provida em uma extremidade de entrada do tubo de pirólise e uma segunda porção de tubo de transição é provida em uma extremidade de saída do tubo de pirólise. A discussão seguinte, até o final da descrição, diz respeito tanto ao primeiro quanto ao segundo aspectos da invenção.

Nesta especificação, a amplitude da hélice refere-se à extensão do deslocamento de uma posição média até um extremo lateral. Assim, no caso da porção da tubulação de pirólise com uma linha de centro helicoidal, a amplitude é a metade da largura lateral total da linha de centro helicoidal.

Observou-se que, quando gases de processo escoam através de uma porção do tubo de acordo com o primeiro aspecto da invenção, os gases “turbilhonam” ao longo do tubo (isto é, um componente do movimento é em tomo da linha de centro do tubo). Este “fluxo em turbilhão” tem inúmeras vantagens em relação ao fluxo convencional. Uma tal vantagem é que há uma melhor mistura na seção transversal do tubo.

Uma porção de tubo helicoidal preferida do tubo de pirólise tem uma seção transversal substancialmente circular e uma amplitude helicoidal que é menor ou igual ao diâmetro interno do tubo. Com este arranjo, o melhor efeito de mistura desejado pode ser obtido sem uma queda de pressão relativamente alta entre a entrada e a saída do fomo, comparada com a queda de pressão que seria de se esperar nas propostas da tecnologia anterior envolvendo um defletor torcido ou uma hélice de alta amplitude. Os inventores perceberam que os benefícios do fluxo em turbilhão, de maneira a melhorar a mistura, podem ser obtidos sem grandes quedas de pressão.

Tubos de pirólise tradicionalmente têm uma seção transversal circular. Quando um tubo de seção transversal circular é modificado para ter uma porção com uma linha de centro helicoidal, a seção transversal da passagem de fluxo será circular se medida perpendicularmente à linha de centro helicoidal, ou elíptica, se medida perpendicularmente ao eixo longitudinal central de um envelope contendo a porção de tubo helicoidal. A referência a uma seção transversal substancialmente circular da passagem de fluxo do primeiro aspecto da invenção deve significar a forma quando medida perpendicularmente à linha de centro helicoidal. Pequenas variações em relação à exata circularidade estão dentro do escopo da invenção, particularmente em vista da possibilidade de que tais variações podem surgir durante o processo de fabricação do tubo de pirólise. A provisão de uma passagem de fluxo de seção transversal substancialmente circular dá uma forma ideal (ou próxima da ideal) com vistas em minimizar resistência ao fluxo e, consequentemente, queda de pressão, particularmente quando comparada com passagens de fluxo semicirculares conhecidas.

Em modalidades preferidas do segundo aspecto da invenção, é preferível que a porção de tubo helicoidal defina uma passagem de fluxo com uma seção transversal que é substancialmente circular (entendido de acordo com o parágrafo anterior).

Em decorrência da melhor mistura causada pelo fluxo em turbilhão, o perfil de velocidade do fluxo através do tubo é mais uniforme (ou mais brando) do que seria com fluxo em um tubo convencional, com o fluido de turbilhonamento tendendo agir como um êmbolo, lavando as paredes do tubo. Adicionalmente, a velocidade de fluxo perto da parede do tubo é aumentada em comparação com um tubo reto, dando uma menor espessura de camada limite que, em si, melhora a transferência de calor das paredes do tubo para o fluido dentro do tubo. A melhor mistura é de relevância particular quando aplicada a um tubo de pirólise em um fomo, já que provê considerável massa, momento e transferência de calor no fluido no núcleo do fluxo, e entre o fluido nas paredes do tubo e fluido no núcleo. Assim, existe uma melhor transferência de calor da parede do tubo de pirólise para o estoque de alimentação que escoa nele. Esta melhor transferência de calor permite que sejam alcançados maiores rendimentos de produto final, ou permitiría que os mesmos rendimentos fossem atingidos para um menor consumo de combustível do forno e a menores temperaturas de metal do tubo. Esta melhor transferência de calor também aumenta efetivamente a capacidade do forno em circunstâncias onde, como é frequentemente o caso, transferência de calor é o fator limitante da capacidade do forno. Adicionalmente, as menores temperaturas de metal do tubo são um benefício no prolongamento da vida do tubo de pirólise que tem que ser trocado tipicamente depois de cinco anos.

Adicionalmente, fluxo em turbilhão pode reduzir a coqueificação. A melhor transferência de calor supramencionada permite que a reação de pirólise seja realizada com uma menor temperatura de parede do tubo de pirólise, e esta menor temperatura levará a menor coqueificação. Além do mais, a maior velocidade de fluxo perto da parede reduz a chance de que qualquer coque seja depositado (já que o coque provavelmente será varrido pelo fluxo em turbilhão) e também tenderá remover qualquer coque que já tenha sido depositado na parede do tubo. Como a diminuição na deposição de coque aumentará o tempo no qual o forno pode ser usado antes de exigir decoqueificação, e assim aumentar a produtividade do forno, o uso de fluxo em turbilhão no tubo de pirólise pode ser extremamente significativo.

Preferivelmente, a superfície interna do tubo de pirólise é substancialmente lisa, e pode, por exemplo, ser revestida com um revestimento de baixo atrito, tais revestimentos sendo por si conhecidos. E preferível evitar recursos superficiais tais como estrias, já que isto levaria a um maior comprimento do perímetro “molhado” e, consequentemente, tendência de que haja maior resistência do fluxo. Sabe-se que tubos de pirólise convencionais (retos ou curvos apenas em duas dimensões) são providos com estrias e isto pode promover fluxo em turbilhão próximo à superfície interna do tubo. Entretanto, isto é um efeito relativamente localizado próximo da parede, que leva a um fluxo no núcleo onde existe muito pouco, ou nenhuma, mistura cruzada. Portanto, o benefício da melhor transferência de calor da presente invenção não é obtido. Em um tubo estriado reto ou bidimensionalmente curvo, a linha de centro é correspondentemente reta ou segue a curva bidimensional.

Em uma forma preferida, o tubo de pirólise é formado de maneira tal que ele tenha pelo menos uma porção cuja linha de centro é formada como uma hélice com diversas voltas. Se a linha de centro do tubo for formada como uma hélice (que curva em três dimensões) com diversas voltas, o fluxo em turbilhão continuará ao longo do tubo, e as vantagens continuarão ser obtidas.

Fluxo em turbilhão é rapidamente estabelecido em uma seção do tubo cuja linha de centro curva em três dimensões. Os benefícios do fluxo em turbilhão supradiscutido podem em certas circunstâncias ser conseguidas por uma porção do tubo de pirólise cuja linha de centro curva em três dimensões em uma pequena distância. Entretanto, se o tubo então reverter para uma seção normal com uma linha de centro reta, o fluxo em turbilhão morrerá e será substituído por um fluxo normal. Em certas modalidades preferidas, portanto, a maior parte do tubo de pirólise à medida que ele passa através do fomo tem uma linha de centro helicoidal. Por exemplo, mais de 20 ou 30 ou 40 ou 50 ou 60 ou 70 ou 80 ou 90 por cento da extensão do tubo dentro do fomo podem ter uma linha de centro curva 3D. Em algumas modalidades preferidas, entre 30 e 60 porcento, ou 30 e 50 porcento, ou 30 e 40 porcento, ou 40 e 50 porcento, ou 50 e 60 porcento da extensão do tubo no interior do fomo tem uma linha de centro curva 3D. Em modalidades preferidas do primeiro aspecto da invenção, a localização de toda ou qualquer parte do tubo de pirólise com uma linha de centro helicoidal é determinada de acordo com os preceitos desse primeiro aspecto. O tubo de pirólise pode ser formado de maneira tal que seu ângulo de hélice seja constante, e isto pode ser desejável do ponto de vista de simplificação da fabricação do tubo de pirólise.

Entretanto, é também possível que a curvatura varie ao longo do comprimento do tubo de pirólise. Por exemplo, o tubo de pirólise pode ter uma pluralidade de porções do tubo helicoidais, cada porção do tubo tendo uma curvatura helicoidal diferente. Uma curvatura variável pode ser desejável já que permite que as condições de fluxo sejam variadas ao longo do tubo. De acordo com o primeiro aspecto da invenção, é desejável que as condições de fluxo na metade à montante do tubo de pirólise (onde o estoque de alimentação é relativamente frio e craqueamento significativo ainda não ocorreu normalmente) sejam diferentes das condições de fluxo na metade à jusante do tubo de pirólise (onde o estoque de alimentação está passando por craqueamento ou foi craqueado e está relativamente quente). O uso de uma curvatura diferente permite que as condições de fluxo sejam variadas.

Uma curvatura variada também permite que o tubo de pirólise tenha um bom desempenho em uma ampla faixa de condições de fluxo. Condições de fluxo podem variar, por exemplo, com base no tipo de estoque de alimentação, com diferentes tipos tendo diferentes densidades, viscosidades e assim por diante. Seria possível otimizar as características do tubo para um conjunto particular de condições de fluxo para atingir os melhores resultados possíveis; entretanto, se as condições de fluxo tiverem que variar em relação a esse conjunto particular, o tubo pode ter um desempenho subideal. Ao contrário, se a curvatura variar ao longo do comprimento do tubo, então é provável que alguma região dele tenham um melhor desempenho para um dado conjunto de condições de fluxo (mesmo se as outras regiões tiverem um pior desempenho) e isto deve permitir que a porção do tubo seja usada em uma maior faixa de condições de fluxo. Em certas modalidades, somente parte do tubo de pirólise tem uma linha de centro helicoidal; por exemplo, um tubo de pirólise em forma de “U” podería ter uma perna de entrada reta e uma perna de saída helicoidal; com as duas pernas sendo unidas por uma curva 2D.

Em certas modalidades preferidas, o tubo de pirólise é formado de maneira tal que ele tenha uma porção com uma linha de centro reta e uma porção com uma linha de centro que é helicoidal.

Considerando a linha de centro do tubo de pirólise como uma linha helicoidal, se o ângulo de hélice e amplitude de hélice forem constantes, então a curvatura é constante. Se, por um lado, a curvatura tiver que ser variada, então isto pode ser conseguido por uma variação no ângulo de hélice e/ou uma variação na amplitude de hélice.

Certamente, outras características do tubo, além da curvatura, podem variar ao longo de seu comprimento. Essas características incluem a área seccional transversal da porção do tubo, que pode ser constante, ou pode variar, e sua forma seccional transversal. Em algumas modalidades, é preferível que a área seccional transversal aumente em algum ponto na direção de fluxo, a fim de acomodar o efeito de expansão do aquecimento e a criação de mais moléculas pelo processo de craqueamento. Preferivelmente, portanto, a metade à jusante do tubo de pirólise compreende uma porção do tubo de maior área seccional transversal do que a de uma porção do tubo da metade à montante do tubo de pirólise. Isto pode ser conseguido provendo-se uma peça de expansão. O ângulo da hélice (ou passo, onde o passo é o comprimento de uma volta da hélice, e pode ser definida em termos do diâmetro interno do tubo) é também um fator relevante na influência do fluxo. Como com amplitude relativa, o ângulo de hélice pode ser otimizado de acordo com as condições. O ângulo de hélice é preferivelmente menor ou igual a 65 °, mais preferivelmente menor ou igual a 55 °, 45 °, 35 °, 25 °, 20 °, 15 °, 10 0 ou 5°.

De forma geral, para maiores números de Reynolds, o ângulo de hélice pode ser menor, desde que seja conseguido um fluxo em turbilhão satisfatório, enquanto com menores números de Reynolds um maior ângulo de hélice será necessário para produzir turbilhonamento satisfatório. No caso de uma hélice de menor amplitude, o uso de maiores ângulos de hélice para fluxos mais rápidos (com maiores números de Reynolds) no geral será indesejável, já que pode ter bolsas próximas à parede de fluido estagnante. Portanto, para um dado número de Reynolds (ou faixa de números de Reynolds), o ângulo de hélice preferivelmente será escolhido o mais baixo possível para produzir turbilhão satisfatório. Em certas modalidades, o ângulo de hélice é menor que 20 °. A porção do tubo de pirólise helicoidal pode ser considerada contida em um envelope imaginário que estende-se longitudinalmente e tem uma largura igual à largura varrida da porção de tubo helicoidal. O envelope pode ser considerado com um eixo longitudinal central, que pode também ser referido como um eixo de rotação helicoidal. O recurso preferido da amplitude da linha de centro helicoidal sendo menor ou igual ao diâmetro interno da porção do tubo de pirólise helicoidal, além de conseguir uma queda de pressão controlável, é benéfico por questão de compacidade, isto é, a largura varrida não é excessivamente grande.

Em certas formas preferidas, a porção do tubo de pirólise helicoidal é formada como uma hélice de baixa amplitude. “Hélice de baixa amplitude” significa que a porção é formada de maneira tal que sua linha de centro siga um caminho substancialmente helicoidal, e que a amplitude da hélice é menor ou igual à metade do diâmetro interno da porção.

Um tubo formado como uma hélice de baixa amplitude desta maneira é vantajoso em virtude de prover as vantagens do fluxo em turbilhão, mas sem ocupar um volume muito maior do que um tubo reto, e assim pode facilmente ser usado no lugar de um tubo reto. Isto é particularmente útil se os tubos tiverem que ser usados na modernização de um fomo existente, já que os tubos retos podem simplesmente ser substituídos com tubos helicoidais de baixa amplitude.

Em uma seção helicoidal de baixa amplitude deste tipo, onde a amplitude da hélice é menor que a metade do diâmetro interno do tubo, existe uma “linha de visão” ao longo do lumem do tubo. Mesmo que o fluxo na linha de visão possa potencialmente seguir um caminho reto, observou-se que ele geralmente tem um componente em turbilhão. A “amplitude relativa” da seção helicoidal é definida como a amplitude dividida pelo diâmetro interno. Uma vez que a amplitude do tubo helicoidal é menor ou igual à metade do diâmetro interno do tubo, isto significa que a amplitude relativa é menor ou igual a 0,5. Amplitudes relativas menores ou iguais a 0,45, 0,40, 0,35, 0,30, 0,25, 0,20, 0,15, 0,1 ou 0,05 podem ser preferidas. Menores amplitudes relativas permitem melhor uso do espaço lateral disponível, em que o tubo não é no geral muito mais largo que o tubo reto normal com a mesma área seccional transversal. Menores amplitudes relativas também resultam em uma “linha de visão” mais ampla, provendo mais espaço para a inserção de equipamento ao longo do tubo (que pode ser útil durante a limpeza do tubo). Entretanto, amplitudes relativas muito pequenas podem em algumas circunstâncias levar a menor movimento secundário e mistura.

Com maiores números de Reynolds, menores amplitudes relativas podem ser usadas, enquanto fluxo em turbilhão é induzido a um ponto satisfatório. Isto no geral significa que, para um dado diâmetro interno, onde existe uma alta vazão, uma baixa amplitude relativa pode ser usada, sendo ainda suficiente para induzir fluxo em turbilhão.

Em certas modalidades preferidas, a amplitude da linha de centro helicoidal é maior ou igual à metade do diâmetro interno da porção do tubo de pirólise. Em modalidades preferidas, a amplitude é menor ou igual ao diâmetro da porção do tubo de pirólise, e é maior ou igual ao diâmetro interno. Nesta maior faixa de valores de amplitude, boa mistura dos gases de processo é obtida, com as vantagens discutidas de minimizar reação reversa e, embora a maior faixa de amplitudes tenda aumentar a quantidade de queda de pressão, isto é geralmente aceitável, desde que o ângulo de hélice não seja tão alto. Portanto, é preferível que, para as modalidades em que a amplitude helicoidal fica entre metade e um diâmetro interno do tubo, esse ângulo de hélice da linha de centro helicoidal seja menor ou igual a 20 °. Ângulos de hélice menores que 15 0 ou 10 0 ou 5 0 podem ser preferíveis em certas circunstâncias. Em algumas modalidades, o ângulo de hélice pode ser na faixa de5°a20 0ou50al5° ou 5 0 a 10 0 ou 10 0 a 15 0 ou 10 0 a 20 0 ou 15 0 a 20 °.

Em algumas modalidades preferidas, o tubo de pirólise é suportado, tanto sendo fixo quanto sendo guiado, onde ele entra no forno e onde ele sai do forno e, caso contrário, não é suportado. Isto normalmente será o caso, por exemplo, para tubos de pirólise que estendem-se no geral verticalmente em um forno, quer com um único passe de cima para baixo, quer de baixo para cima. Certos tubos diretos ou de um único passe podem ser fixados na extremidade inferior e somente guiados no topo onde eles conectam diretamente a um trocador de calor. Serpentinas em U podem ser suportados no topo e base apenas, ou podem adicionalmente ter um suporte intermediário na curva “U”. Serpentinas “M” ou serpentinas “U” podem ser suportadas na entrada e saída com suportes também sendo providos em pontos intermediários.

Em algumas modalidades, o tubo de pirólise pode estender- se no geral horizontalmente. Nesses arranjos, o tubo pode ser suportado nas suas extremidades de entrada e saída e também em um ou mais pontos intermediários durante sua passagem através do fomo. O tubo de pirólise é preferivelmente exposto diretamente ao calor do fomo, isto é, não será contido em um alojamento que em si fica disposto no fomo.

Em modalidades preferidas da invenção, o tubo de pirólise consiste em uma única passagem de fluxo da entrada para a saída. Preferivelmente, não existe divisão da passagem de fluxo por defletores. Preferivelmente, não existem junções “Y” onde o fluxo é dividido em diversas passagens ou agrupados a partir de diversas passagens em uma única passagens.

Certas modalidades preferidas da invenção serão agora descritas apenas a título de exemplo e com referência aos desenhos anexos, em que: A figura 1 é uma vista de uma porção de tubo helicoidal de um tubo de pirólise;

As figuras 2, 3 e 4 são vistas seccionais transversais esquemáticas de fomos de craqueamento com tubos de pirólise; A figura 5 é uma vista seccional transversal longitudinal da extremidade de uma porção de tubo helicoidal onde ela une a uma porção de tubo de transição; e As figuras 6, 7 e 8 são as respectivas seções transversais nas linhas VI-VI, VII-VII e VIII-VIII da figura 5.

Uma porção do tubo de pirólise helicoidal está mostrada na figura 1. Esta tubulação 100 tem uma seção transversal circular, um diâmetro externo DE, um diâmetro interno Dt e uma espessura de parede T. A tubulação define uma passagem de fluxo 11 com uma seção transversal substancialmente circular. A tubulação é bobinada em uma hélice de amplitude constante A (medida do meio até o extremo), passo constante P, ângulo de hélice constante Θ e uma largura varrida W. A tubulação 100 é contida em um envelope imaginário 120 que estende-se longitudinalmente e tem uma largura igual à largura varrida W da hélice. O envelope 12- pode ser considerado com um eixo longitudinal central 130, que pode também ser referido como um eixo de rotação helicoidal. A tubulação ilustrada 100 tem um eixo reto 130, mas percebe-se que o eixo central pode ser curvo, ou, certamente, pode ter qualquer forma dependendo das exigências. A tubulação tem uma linha de centro 140 que segue um caminho helicoidal em tomo do eixo longitudinal central 130.

Percebe-se que a amplitude A é menor que a metade do diâmetro interno da tubulação Dj. Mantendo a amplitude abaixo deste valor, o espaço lateral ocupado pela tubulação e o comprimento geral da tubulação podem ser mantidos relativamente pequenos, ao mesmo tempo a configuração helicoidal da tubulação promove fluxo em turbilhão de fluido ao longo da tubulação. Isto também provê um lumen relativamente amplo ao longo da tubulação, que permite que instrumentos, aparelhos e similares sejam passados abaixo na tubulação. Entretanto, o primeiro e segundo aspectos da invenção não são limitados a porções de tubo de pirólise helicoidais em que a amplitude é menor que a metade do diâmetro interno da tubulação, e são também aplicáveis a tubos de pirólise com porções de tubo helicoidais com uma amplitude helicoidal maior ou igual à metade do diâmetro interno da tubulação, por exemplo, amplitudes que são menores ou iguais ao diâmetro interno da tubulação, ou mesmo maiores. O tubo de pirólise 30 mostrado na figura 2 tem forma geral de U, com uma porção de entrada 40, uma porção de saída 42 e uma porção curva “U” 44. O tubo de pirólise define duma passagem de fluxo 11 com uma seção transversal circular. O tubo de pirólise 30 estende-se no fomo 10 de uma entrada 40a até uma saída 42a. Uma metade à montante 41 do tubo de pirólise pode ser considerada como essa parte do tubo que estende-se da entrada 40a até o ponto intermediário da porção curva “U” 44, o ponto médio sendo mostrado por 43. A metade à jusante 45 do tubo de pirólise pode ser considerada essa parte do tubo de pirólise que estende-se do ponto intermediário 43 da porção curva “U” 44 até a saída 42a. O Comprimento do eixo longitudinal central 130 do envelope 120 é o mesmo da metade à montante do tubo de pirólise que a metade à jusante. Percebe-se que, onde o tubo não é helicoidal, o envelope corresponde à superfície externa 57 do tubo de pirólise. A metade à montante 41 do tubo de pirólise inclui uma seção no geral reta 47 com uma linha de centro reta 141. Isto significa que o eixo longitudinal central do envelope contendo o tubo de pirólise é coincidente com a linha de centro reta 141 da passagem de fluxo de seção transversal circular 11 definida pelo tubo. A metade à jusante 45 do tubo de pirólise inclui uma porção helicoidal 50, isto é, uma porção na qual o tubo e a passagem de fluxo que ele define têm uma linha de centro helicoidal 140. Entre a porção curva “U” 44 e a porção helicoidal 50 é provida uma porção de transição 49, descrita posteriormente com mais detalhes. Uma porção de transição 49 é também provida entre a porção curva 50 e uma porção reta 55 que formam parte da porção de saída 42.

Em uso, estoque de alimentação e vapor entram no fomo 10 na entrada 40a e são aquecidos à medida que eles progridem ao longo da seção reta 47 da metade à montante 41 do tubo de pirólise. Nesta porção à montante, existe uma grande diferença de temperatura entre os gases de processo e o fomo, e assim um rápido aquecimento dos gases de processo é conseguido de uma maneira convencional. Em virtude de o tubo de pirólise na metade à montante ser no geral reto, perdas de pressão ficam dentro de limites normais e aceitáveis. Depois que os gases de processo tiverem passado em tomo da porção curva “U” 44 eles entram na porção de transição 49 e existe uma transição do fluxo à medida que ele sai da curva “U” para um fluxo em turbilhão. Tipicamente, neste ponto, os gases de processo atingiram a temperatura de reação e o craqueamento das moléculas de hidrocarbonetos maiores está ocorrendo. Uma vez que o fluxo está turbilhonando, existe substancial mistura das moléculas de vapor d’água com as moléculas que são o produto das reações. Esta mistura serve para minimizar reação reversa e, consequentemente, a porção helicoidal 50 serve para aumentar o rendimento do processo de craqueamento. A figura 3 mostra um forno 10 com uma configuração diferente de tubo de pirólise 30. Neste caso, a metade à montante 41 do tubo de pirólise inclui duas porções helicoidais 50, bem como uma seção reta 47 entre as porções helicoidais 50. A seção reta 47 é conectada em cada extremidade na respectiva porção helicoidal 50 por meio de uma porção de transição 49. A metade à jusante 45 do tubo de pirólise tem uma porção helicoidal 50 que estende-se da porção curva “U” 44 até a porção de saída 42. Assim, a metade à jusante 45 do tubo de pirólise compreende um maior valor de passagem helicoidal do que a metade à montante 41.

Em uso, as porções helicoidais 50 providas na metade à montante servem para gerar fluxo em turbilhão, resultando em mistura cruzada e, consequentemente, uma transferência de calor mais rápida do forno através da parede do tubo para os gases de processo. Entretanto, uma vez que, nesta metade à montante 41, o gradiente de temperatura através da parede do tubo é grande, não é necessário prover uma passagem helicoidal ao longo de todo o comprimento da metade à montante. Usando uma pequena quantidade de passagem helicoidal, a queda de pressão causada pelo uso de uma passagem helicoidal na metade à montante pode ser reduzida. A figura 4 mostra uma outra modalidade de um tubo de pirólise com forma geral de “U”. Neste caso, a metade à montante 41 do tubo tem uma porção helicoidal 50 que estende-se da porção de entrada 40 até a porção curva “U” 44 (com porções de transição apropriadas 49 providas entre as porções não helicoidais e helicoidais). Na metade à jusante 45 do tubo de pirólise, uma porção helicoidal à jusante 50 estende-se da porção curva “U” 44 até a porção de saída 42, novamente com porções de transição 49 sendo providas entre as porções não helicoidais e helicoidais. No exemplo mostrado, a porção helicoidal à montante 50 e a porção helicoidal à jusante 50 têm o mesmo passo, mas a amplitude da porção helicoidal à montante 50 é menor que a da porção helicoidal à jusante 50. Assim o comprimento da linha de centro helicoidal 140 na porção helicoidal à jusante 56 é maior que o comprimento da linha de centro helicoidal na porção helicoidal à montante 50. Portanto, existe uma maior quantidade da passagem helicoidal na metade à jusante do comprimento do tubo de pirólise do que na metade à montante do comprimento do tubo de pirólise. Em um outro exemplo (não mostrado) o passo na porção helicoidal à jusante 50 podería ser menor (isto é, maior ângulo de hélice) do que na porção helicoidal à montante 50, provendo assim um maior comprimento da linha de centro helicoidal 140 na porção helicoidal à jusante 50 que o comprimento da linha de centro helicoidal na porção helicoidal à montante 50.

Em uso do fomo da figura 4, a porção helicoidal à montante 50 serve para induzir fluxo em turbilhão nos gases de processo. Isto resulta em uma mistura cmzada no fluxo e melhor transferência de calor. Entretanto, uma vez que nesta metade à montante 41 o gradiente de temperatura através da parede do tubo é grande, a amplitude da hélice pode ser relativamente pequena. Quando os gases de processo passam através da porção helicoidal à jusante 50, fluxo em turbilhão é induzido e, em virtude da maior amplitude helicoidal, existe um maior nível de mistura cruzada. Um benefício principal da mistura cruzada na metade à jusante do tubo de pirólise é que moléculas que são o produto do processo de craqueamento são bem misturadas com as moléculas de vapor d’água do diluente e assim a tendência de reação reversa é minimizada. A maior amplitude helicoidal na porção helicoidal à jusante 50 provê este benefício, enquanto o uso de uma menor amplitude helicoidal na porção helicoidal à montante 50 reduz a perda de pressão que incorrería no caso de uma maior amplitude helicoidal. A figura 5 mostra a região onde uma porção de tubo helicoidal 50 une com uma porção do tubo não helicoidal 55. A porção helicoidal 50 define uma passagem de fluxo helicoidal 11 e é em si contida em um envelope imaginário 120 com um eixo longitudinal central 130. A porção da tubulação helicoidal 50 e a passagem de fluxo 11 que ela define têm uma linha de centro helicoidal 140 seguindo um caminho helicoidal em tomo do eixo longitudinal central 130. A linha de centro helicoidal tem uma amplitude helicoidal A. A porção de transição 49 do tubo de pirólise fica localizada axialmente adjacente à porção helicoidal 50, sendo tanto formada integralmente com a porção helicoidal 50 quanto soldada de topo nela. Na porção de transição 49, a amplitude reduz em direção a uma extremidade 51 remota da porção helicoidal 50. Na extremidade 53 da porção de transição 49 que une na porção helicoidal 50, a amplitude da linha de centro helicoidal da porção de transição 49 é a mesma da amplitude A na porção helicoidal 50. Na extremidade remota 51, a amplitude foi reduzida para zero.

Uma porção não helicoidal ou reta 55 do tubo de pirólise fica localizada axialmente adjacente à porção de transição 49. O eixo central 130 desta porção de tubo reta 55 é o mesmo do eixo central 130 do envelope 120. O envelope 121 da porção reta 55 é definido pela superfície externa 57 do tubo de pirólise e, com propósitos de explicação, este envelope está mostrado estendido por linhas pontilhadas 121.

As figuras 6, 7 e 8 mostram seções transversais do tubo de pirólise 30 da figura 5. Na figura 6, pode-se ver que a amplitude da linha de centro helicoidal 140 é A, enquanto na figura 7 na metade ao longo do comprimento axial da porção de transição 49 a amplitude foi reduzida para 0,5 A. No final 51 da porção de transição 49 a amplitude foi reduzida para zero. O arranjo das figuras 5-8 pode ser usado na entrada ou saída de um forno, por exemplo, na saída 42 do tubo de pirólise mostrado na figura 2, na entrada 40 e/ou saída 42 do tubo de pirólise mostrado na figura 3, e na entrada 40 e/ou na saída 42 do tubo de pirólise mostrados na figura 4. Em cada caso, a linha de centro helicoidal 140 da porção helicoidal continua até a porção de transição 49 onde a amplitude da linha de centro helicoidal reduz para zero e assim fica em alinhamento com o eixo longitudinal central 130 do envelope 120 da porção helicoidal 50. A porção helicoidal é portanto suportada na entrada e/ou saída do forno simetricamente com relação ao eixo longitudinal central, dessa forma evitando ou minimizando o momento de dobramento no suporte que de outra forma seria causado por um arranjo de suporte deslocado. Além do mais, o fluxo a favor e contra a porção helicoidal 50 pode passar por uma transição progressiva na porção de transição 49. Adicionalmente, se o tubo de pirólise estiver sendo usado como uma substituição de um tubo convencional sem porções helicoidais, o efeito de centralização da porção de tubo de transição 49 garante que o tubo de reposição terá seu eixo longitudinal central na mesma posição do eixo central da porção do tubo (normalmente reta) que ele substitui. Portanto, onde, como é usual, múltiplos tubos estiverem sendo substituídos, os novos tubos devem se ajustar devidamente no lugar.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Fomo de craqueamento com pelo menos um tubo de pirólise passando através do fomo, caracterizado pelo fato de que o tubo de pirólise definindo uma passagem de fluxo com uma seção transversal que é substancialmente circular, a passagem de fluxo tendo uma linha de centro que é helicoidal em pelo menos parte da extensão do tubo de pirólise que estende-se no fomo, em que uma metade à jusante da dita extensão do tubo de pirólise que estende-se no fomo compreende uma maior quantidade de passagem helicoidal do que uma metade à montante da dita extensão do tubo de pirólise.

2. Fomo de craqueamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos 30 porcento da metade à montante do tubo de pirólise compreendem uma passagem não helicoidal.

3. Fomo de craqueamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos 50 porcento da metade à montante do tubo de pirólise compreendem uma passagem não helicoidal.

4. Fomo de craqueamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que substancialmente toda a metade à montante do tubo de pirólise compreende uma passagem não helicoidal.

5. Fomo de craqueamento, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a metade à montante do tubo de pirólise compreende pelo menos uma porção de tubo helicoidal com uma linha de centro helicoidal.

6. Fomo de craqueamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que pelo menos 30 porcento da metade à jusante do tubo de pirólise compreende uma passagem helicoidal.

7. Fomo de craqueamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que pelo menos 50 porcento da metade à jusante do tubo de pirólise compreende uma passagem helicoidal.

8. Fomo de craqueamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que substancialmente toda a metade à jusante do tubo de pirólise compreende uma passagem helicoidal.

9. Fomo de craqueamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a metade à jusante do tubo de pirólise compreende pelo menos uma porção de tubo não helicoidal.

10. Fomo de craqueamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o tubo de pirólise tem forma de “U”, em que a dita metade à montante do tubo de pirólise compreende uma primeira perna do “U” na qual existe pelo menos uma porção do tubo definindo uma passagem de fluxo com uma linha de centro substancialmente reta, e em que a dita metade à jusante da porção do tubo de pirólise compreende uma segunda perna do “U” na qual existe pelo menos uma porção do tubo definindo uma passagem de fluxo com uma linha de centro helicoidal.

11. Fomo de craqueamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que uma parte do tubo de pirólise que define uma passagem de fluxo com uma linha de centro helicoidal é uma porção de tubo helicoidal, e em que o tubo de pirólise compreende adicionalmente uma porção de transição longitudinalmente adjacente à porção de tubo helicoidal, a linha de centro da passagem de fluxo na porção de tubo de transição seguindo um caminho helicoidal e a amplitude da linha de centro helicoidal na porção de tubo de transição reduzindo em uma direção para fora da porção de tubo helicoidal.

12. Fomo de craqueamento com pelo menos um tubo de pirólise passando através do fomo, o tubo de pirólise definindo uma passagem de fluxo, caracterizado pelo fato de que o tubo de pirólise compreende uma porção de tubo helicoidal na qual a linha de centro da passagem de fluxo segue um caminho helicoidal, o tubo de pirólise compreendendo uma porção de tubo de transição longitudinalmente adjacente à porção de tubo helicoidal, a linha de centro da passagem de fluxo na porção de tubo de transição sendo substancialmente alinhada com a linha de centro helicoidal da porção de tubo helicoidal em uma primeira extremidade da porção de tubo de transição adjacente à porção de tubo helicoidal, e a linha de centro da passagem de fluxo na porção de tubo de transição sendo substancialmente alinhada com o eixo longitudinal central do envelope da porção de tubo helicoidal em uma segunda extremidade da porção de tubo de transição remota da porção de tubo helicoidal.

13. Fomo de craqueamento, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a linha de centro da passagem de fluxo na porção de tubo de transição segue um caminho helicoidal, e em que a amplitude da linha de centro helicoidal na porção de tubo de transição reduz em uma direção para fora da porção de tubo helicoidal até substancialmente zero de maneira a colocar a linha de centro da passagem de fluxo na porção de tubo de transição substancialmente em alinhamento com o eixo longitudinal central.

14. Fomo de craqueamento, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que a dita porção de tubo de transição é provida em uma extremidade de entrada do tubo de pirólise.

15. Fomo de craqueamento, de acordo com a reivindicação 12, 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que a dita porção de tubo de transição é provida em uma extremidade de saída do tubo de pirólise.