FR2641543A1 - Procede et dispositif de vapocraquage d'un hydrocarbure a deux atomes de carbone au moins dans une zone reactionnelle tubulaire chauffee par convection - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé et un dispositif de vapocraquage d'un hydrocarbure à deux atomes de carbone au moins dans une zone réactionnelle tubulaire 6 chauffée dans une zone de pyrolyse. La zone réactionnelle 6 est chauffée dans la majeure partie ou dans la totalité d'une seconde section de la zone de pyrolyse ou zone de convection 8 où circulent des fumées de combustion provenant d'une première section 2, qui sont accélérées dans des conditions telles que la vitesse interstitielle des fumées le long de cette zone de convection 8 soit comprise entre 20 et 300 m/s. Application à la synthèse de l'éthylène.
Description
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L'invention concerne un procédé amélioré de vapocraquage d'hydrocarbures destiné à produire des oléfines et en particulier de
l'éthylène et du propylène.
Le vapocraquage est apparu dès 1920 pour produire de l'éthylène à partir d'éthane, et est devenu rapidement un procédé de base de la pétrochimie, utilisant des charges de plus en plus lourdes, allant
jusqu'au traitement de gazoles sous vide.
Son principe est basé sur l'instabilité à température élevée des paraffines et des naphtènes comparativement à celle des oléfines et des aromatiques. Les réactions principales sont la rupture d'une liaison C-C par un mécanisme de rupture homolytique pour conduire à une oléfine et à une paraffine, et la déshydrogénation. Ces deux réactions sont endothermiques, et donc favorisées par une élevation de la température; elles provoquent par ailleurs une augmentation du nombre de molécules, ce qui fait qu'elles sont favorisées par de faibles pressions partielles des hydrocarbures à traiter; c'est la raison pour laquelle cette pression est réduite au maximum par
addition de vapeur d'eau au milieu réactionnel.
Cependant, on a rapidement remarqué que le maintien d'une charge hydrocarbonée dans des tubes de 60 à 120 mm de diamètre et de 40 à m de long chauffés grâce à des fours traditionnels par voie radiative à une température supérieure à 800 C pendant une durée de l'ordre de 0,4 à 1 seconde conduisait à la formation rapide de dépôts de coke, qui est préjudiciable à plusieurs titres: diminution du transfert thermique entre le réacteur et la charge à craquer, élévation importante de la température de peau du réacteur, diminution du diamètre utile du réacteur entrainant une augmentation de la perte de charge à l'intérieur du réacteur, ce qui conduit à l'arrêt de
l'unité pour procéder à une opération de décokage.
La formation du coke est due à des réactions secondaires telles que la formation d'hydrocarbures aromatiques polycycliques condensés, ainsi
qu'à la polymérisation des oléfines formées.
Cette dernière réaction provient de la tendance que présentent les oléfines à se polymériser lorsque la température est supérieure à 500 C; aussi est-on amené, pour diminuer l'importance de cette réaction secondaire, à procéder à un refroidissement rapide (souvent nommé "trempe") des effluents de la réaction, de façon à les amener rapidement de la température o s'effectue la pyrolyse à une température inférieure à 500 C, généralement grâce à un échangeur
indirect de chaleur.
La présence de ce dépôt oblige à réaliser périodiquement une opération de décokage qui consiste à oxyder le coke déposé par un mélange de vapeur et d'air. Cette opération conduit à une fatigue des tubes et à
une perte de temps d'utilisation de l'appareil.
La seconde limitation est liée à la géométrie et à la nature des tubes employés dans les fours traditionnels. Les études cinétiques du vapocraquage montrent que les rendements en éthylène croissent quand on augmente la température à laquelle se déroule la réaction, et quand on réduit les temps de séjour. Or, avec les montages traditionnels, il n'est pas possible de satisfaire aux exigences de la cinétique parce que les transferts thermiques sont limitatifs. Pour s'affranchir de cet inconvénient, plusieurs solutions ont été proposées. Dans le brevet US 4, 160,701 on propose d'utiliser des tubes ramifiés vers l'amont (split coils) afin d'accroître localement la vitesse de chauffage de la charge. Cependant les temps de séjour de la charge
demeurent importants.
La troisième limitation des fours actuels provient des difficultés à assurer une bonne répartition des flux énergétiques sur les tubes. Le transfert s'effectue par voie radiative entre les parois du four et les tubes suspendus verticalement. Le chauffage des parois se fait soit par une multitude de brûleurs répartis sur les parois latérales du four ou par des brQleurs placés directement sur la sole du four de part et d'autre des tubes. La qualité de la répartition des flux est un- élément important pour le fonctionnement d'un appareil qui opère toujours au voisinage des limites métallurgiques des tubes. Toute élévation locale de température du tube peut entraîner une dégradation rapide de l'élément. Ces élévations locales de température conduisent également à des dép8ts ponctuels et accrus de coke, préjudiciables au
bon fonctionnement de l'appareil.
Un premier objet de l'invention est de répondre aux problèmes et aux
inconvénients mentionnés ci-dessus.
La présente invention concerne donc un procédé de vapocraquage d'un hydrocarbure ou d'un mélange d'hydrocarbures, comprenant au moins deux atomes de carbone, conduisant à des rendements améliorés en éthylène par rapport aux procédés existants. De manière plus détaillée, on fait circuler un mélange dudit hydrocarbure avec de la vapeur d'eau dans une zone réactionnelle tubulaire chauffée dans une zone de pyrolyse comprenant une première section dans laquelle on effectue la combustion d'un combustible avec un gaz contenant de l'oxygène, la combustion délivrant des fumées de combustion que l'on envoie au moins en partie dans une deuxième section de la zone de pyrolyse ou zone de convection, procédé dans lequel on envoie les effluents de la réaction
dans une zone de trempe et on récupère des effluents de vapocraquage.
Plus précisement on fait chauffer la zone réactionnelle dans la majeure partie ou dans la totalité de la zone de convection dans laquelle on accélère les fumées de combustion dans des conditions telles que la vitesse interstitielle des fumées le long de cette zone
de convection soit comprise entre 20 et 300 m/s.
Le réacteur dans la zone de chauffage par convection est avantageusement constituée d'une pluralité de tubes sensiblement parallèles à l'axe de la zone de convection, de longueur comprise en général entre 2 et 15 m, de préférence entre 5 et 10 m et de diamètre interne habituellement compris entre 5 et 30 mm, de préférence entre
et 20 mm.
L'utilisation des fumées de combustion à une température comprise entre 1500 et 2500 0C circulant à la vitesse mentionnée ci-dessus entre les tubes regroupés en faisceau et placés dans un fourreau en matériau réfractaire qui constitue la zone convective, permet de réaliser 70 % au moins de l'échange thermique entre les fumées chaudes et les tubes réactionnels, avantageusement au moins 85 % de l'échange, le reste de l'échange s'effectuant par voie radiative principalement entre la paroi du fourreau et les tubes. Cette configuration particulière permet de chauffer de façon homogène un très grand nombre de tubes, et même à l'échelle du tube, elle assure un chauffage homogène sur toute la périphérie de ce tube. Elle évite également l'apparition de points chauds qui résultent de l'hétérogénéité du chauffage par radiation, points chauds qui génèrent des dépôts de coke locaux importants nécessitant parfois un arrêt prématuré de l'intallation. La réalisation d'une répartition quasi parfaite de l'apport calorifique est un élément qui permet de s'approcher un peu plus des limites métallurgiques des tubes, et d'accroître les flux thermiques, alors que sur les installations traditionnelles, on est toujours obligé de travailler un peu en dessous de ces limites, à cause de l'existence possible de points chauds, et parce qu'il faut tenir compte d'une épaisseur de coke en fin de cycle relativement importante. Ce regroupement des tubes de pyrolyse en faisceaux se traduit par une diminution des dimensions de la chambre de pyrolyse d'o un gain en investissements. Elle entraîne aussi une diminution de la perte de charge, entre entrée et sortie des tubes de pyrolyse qui peut aussi être réduite d'un facteur 2 à 10 par rapport aux installations traditionnelles. L'utilisation de tubes de faible diamètre permet de bénéficier d'un rapport surface sur volume élevé du tube unitaire et ainsi de limiter les temps de séjour de la charge à des valeurs comprises entre 20 et ms et de préférence entre 50 et 100 ms. Dans ces conditions, on limite les réactions secondaires qui sont responsables des baisses de rendement observées sur les unités traditionnelles. On peut également admettre des températures de sortie de tubes plus élevées, puisque les réactions secondaires n'ont plus le temps de se développer de façon significative. Les tubes opérant aisement à des températures supérieures à 1000 C par simple chauffage par les gaz chauds de combustion sans risque de surchauffe locale, il devient possible de réaliser l'opération de décokage uniquement par de la vapeur d'eau. Dans ces conditions, on n'est plus obligé comme dans l'art antérieur de diminuer la température du four aux alentours de 600 C et de pratiquer un décokage en utilisant des mélanges air-vapeur avec les risques d'apparition de points chauds que cela comporte. Par ailleurs, qu'ils soient en craquage ou en décokage, les tubes restent toujours sensiblement à la même température, ce qui réduit les contraintes mécaniques et assure aux tubes une plus grande longévité et une plus
grande fiabilité.
Selon une autre caractéristique du procédé selon l'invention, on peut maintenir la vitesse des fumées sensiblement constante le long de la zone de convection, en réalisant des chambres de convection de forme cylindrique ou polygonale et de faible longueur, contenant des tubes
de longueur réduite, par exemple inférieure à 10 m.
Comme il a été dit ci-dessus, les fumées de combustion sont accélérées en passant à travers une restriction constituée par le passage de ces fumées entre la paroi interne de la chambre de convection et la paroi externe du réacteur tubulaire ou de la pluralité de tubes qui constituent le réacteur; ce passage peut être tel que le rapport de
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la surface de la section droite de la zone de pyrolyse convective définie par rapport à son axe sur la surface de la section droite de la zone réactionnelle tubulaire est généralement compris entre 1 et 15. Lorsque ce rapport est avantageusement compris entre 2,5 et 5, les fumées de combustion peuvent atteindre des vitesses interstitielles préférées comprises entre 100 et 250 m/s qui permettent d'obtenir un
excellent rendement de la réaction de vapocraquage.
Selon une autre caractéristique du procédé selon l'invention, on peut augmenter la température de la réaction de craquage pendant un court instant, soit en effectuant au moins une injection de fumées chaudes de combustion à une température comprise entre 1500 et 2500 C en au moins un point de la chambre de convection situé à une distance de l'entrée de cette chambre représentant au moins 50 5%, par exemple 50 à 75 % de sa longueur, soit en redistribuant en ce point défini ci-haut le mélange gazeux circulant darns le réacteur tubulaire dans un nombre plus important de tubes de diamètre plus petit soit en combinant l'injection de fumées chaudes et la repartition du mélange gazeux telle que ci-dessus, étant -bien entendu que le quantité totale d'énergie fournie au réacteur pour une charge donnée est sensiblement la même. On accroît alors dans ces conditions l'intensité de l'échange thermique. Le réacteur tubulaire est généralement constitué de tubes métalliques mais la partie du faisceau ou la charge est à la température la plus élevée, peut être constituée de tubes non plus métalliques mais en matériaux réfractaires. Il en résulte alors une élimination de la contrainte sur la température de peau de tube et une élimination des surfaces catalytiques qui favorisent le dépôt de coke, comme c'est par exemple le cas avec le nickel contenu dans les tubes en alliages métalliques.
La proportion de vapeur mélangée à la charge est fonction de celle-ci.
Le rapport massique du débit de vapeur sur le débit de charge est
généralement compris entre 0,1 et 2 et avantageusement entre 0,2 et 1.
Les charges susceptibles d'être craquées en présence de vapeur d'eau peuvent être de l'éthane, du propane, du naphta, du gazole
atmosphérique, du gazole sous vide, pris seuls ou en mélange.
L'invention concerne aussi le dispositif de vapocraquage notamment
pour la mise en oeuvre du procédé.
Il comprend une chambre 1 de pyrolyse isolée thermiquement, des moyens d'alimentation 4 en combustible et des moyens d'alimentation 5 en gaz comburant connectés à la chambre, au moins un réacteur 6 tubulaire maintenu à l'intérieur de la chambre 1 ayant une entrée 13 et une sortie 14, des moyens d'alimentation 9 en hydrocarbures et des moyens d'alimentation 11 en vapeur connectés à l'entrée 13 du réacteur tubulaire et des moyens 18 adaptés à réaliser une trempe des effluents
de pyrolyse relies à la sortie 14 du réacteur tubulaire.
De manière plus précise, la chambre de pyrolyse comprend: une première partie ou chambre de combustion 2 renfermant au moins un br leur sous pression adapté à effectuer une combustion d'un combustible et de comburant et à générer des fumées de combustion et une deuxième partie comprenant au moins une chambre de convection 8 continue à la première partie ayant une forme allongée et comprenant la majeure partie ou la totalité du réacteur tubulaire 6, ladite chambre de convection 8 comprenant des moyens d'accélération adaptés à accélérer les fumées de combustion le long du réacteur tubulaire à une
vitesse comprise entre 20 et 300 m/s.
La distance entre axes des divers tubes est généralement comprise entre 1, 2 et 4 fois le diamètre externe des tubes et avantageusement entre 1,4 et 1,8 fois et la distance entre la paroi interne de la chambre de convection et la paroi externe du réacteur tubulaire ou de l'enveloppe représentant l'ensemble des tubes est en général comprise entre 0 et 2 fois le diamètre externe et de préférence entre 0,3 et 1
fois ce diamètre.
L'invention sera mieux comprise au vu des figures ci-dessous montrant à titre purement illustratif un exemple de mise en oeuvre du procédé, parmi lesquels: - la figure 1 montre une coupe axiale du réacteur - la figure 2 représente une variante du dispositif montrant la présence d'un second brûleur et d'une seconde chambre adaptés à l'injection des fumées dans la chambre de convection de façon à
augmenter la température de la zone réactionnelle.
Selon la figure 1 la chambre 1 de vapocraquage entourée d'une enveloppe en matériau refractaire 16 comprend une chambre 2 de combustion dans laquelle sont disposés deux brûleurs sous pression 3 à la péripherie de cette chambre 2 adaptés à brûler un combustible alimenté par une ligne 4 en présence d'air amené par une ligne 5. La flamme de ces brûleurs libère de l'énergie thermique emmagasinée dans des fumées de combustion, qui chauffent à une température comprise entre 1500 et 2500 C une partie de longueur réduite d'un réacteur tubulaire 6 constitué par une pluralité de tubes 7 métalliques sensiblement parallèles à l'axe du four. Ces tubes ont par exemple un diamètre intérieur de 20 mm une longueur de 8 mètres et la distance entre ces tubes prise d'un axe d'un tube à l'autre est d'environ 1,45
fois le diamètre externe du tube.
Ces tubes sont alimentés à leur entrée par des moyens d'alimentation 9 en une charge d'hydrocarbures, et par des moyens d'alimentation 11, en vapeur d'eau. Cette charge peut être constituée par une coupe pétrolière, par exemple une coupe naphta. La proportion pondérale de vapeur d'eau mélangée à la coupe d'hydrocarbures représente environ
29 % du mélange total.
Au niveau de la chambre 2 les tubes peuvent être recouverts d'un matériau réfractaire ou entourés d'un manchon 15 également en matériau réfractaire afin que les tubes périphériques du faisceau soumis au rayonnement de la chambre environnante, ne reçoivent pas davantage de
chaleur que les tubes centraux.
Les fumées résultant de la combustion quittent la chambre de combustion 2 et sont accélérées dans une seconde partie de la chambre de vapocraquage 1 continue à la chambre de combustion, dénommée par la suite chambre de convection 8. Cette chambre 8 verticale, de forme sensiblement cylindrique et sensiblement parallèle à l'axe de symétrie de la chambre 2 présente une section de passage aux tubes étroite tout le long de sa longueur dans laquelle cn fait circuler les fumées de combustion. La distance entre l'enveloppe constituée par le contour du faisceau de tubes et la paroi interne de la chambre de convection correspond environ par exemple à une valeur comprise entre 0,3 et 1
fois le diamètre externe du tube unitaire 7.
En d'autre termes, le rapport de la surface de la section droite de la chambre de convection sur la surface de la section droite des tubes
est compris avantageusement entre 2,5 et 5.
Dans ces conditions les fumées circulent dans la chambre de convection à une vitesse avantageusement comprise entre 100 et 250 m/s et de
préférence entre 150 et 200 m/s.
La chambre de convection 8 reçoit la majeure partie des tubes o circule le mélange réactionnel. C'est véritablement à l'entrée 8a de cette chambre de convection o sont accélérées ces fumées, que demarre le transfert thermique nécessaire à la réaction de vapocraquage qui va s'effectuer dans ces tubes dans des conditions de temps de séjour très
courts et de température optimale.
A la sortie 8b de la chambre de convection, une chambre d'expansion 17 récupère les fumées à une température comprise entre 800 et 1500 C et de préférence entre 950 et 1100 C. Dans cette chambre d'expansion, la vitesse des fumées est ramenée à une valeur comprise entre 5 et 30 m/s. Les fumées sont évacuées par une ouverture 10 en vue de
préchauffer la charge et de générer de la vapeur, par exemple.
Les tubes 7 du faisceau ont leur sortie 14 se prolongeant dans une
enceinte 18 de trempe indirecte, isolée de la chambre de convection 8.
Cette enceinte 18 est alimentée par de l'eau grâce à des conduites d'entrée et de sortie 12a et 12b et est adaptée à refroidir les effluents de craquage. L'énergie soutirée aux effluents est utilisée
pour générer de la vapeur.
En présence d'une charge contenant un gazole, on peut avantageusement réaliser une trempe directe dans l'enceinte 18. Dans ces conditions, les effluents sont recupérés dans cette enceinte o un recyclage de fuel-oil est introduit pour les refroidir. Le mélange résultant est
ensuite fractionné et les effluents recueillis.
Selon une autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention illustré par la figure 2 qui reprend les mêmes références que celles de la figure 1 pour les mêmes moyens afin de relever la température de réaction pendant un court instant juste avant le refroidissement dans l'enceinte du trempe 18, un apport de fumées plus chaudes peut être apporté par l'intermédiaire d'une deuxième chambre de combustion 19 équipée de bruleurs sous pression 3a située à une distance de l'entrée 8a de la chambre de convection 8 égale à environ 0,7 fois la longueur des tubes réactionnels dans cette chambre 8. les fumées libérées peuvent être accélérées de la même manière que dans le premier cas illustré par la figure 1 par un passage forcé dans la partie supérieure de la chambre de convection 8 de section réduite. La température de la réaction peut par ailleurs être également augmentée par une répartition des effluents ou du mélange réactionnel dans un nombre plus grand de tubes 20 de diamètre plus petit et éventuellement en matériau réfractaire. A cet effet, un distributeur 21 disposé au voisinage immédiat, de préférence en amont, de la deuxième chambre de combustion 19 redistribue les effluents de
craquage et le mélange réactionnel n'ayant pas réagi.
La figure 1 ne montre qu'une seule chambre de convection 8; il est bien entendu que le dispositif peut comporter plusieurs chambres de convection contenant des faisceaux de tubes réactionnels et dans lesquelles les fumées de combustion vont être accélérées et circuler
à des vitesses définies selon le procédé.
On a également répresenté sur la figure 1 la zone réactionnelle 6 chauffée en mineure partie dans la chambre de combustion 2 mais on peut aussi concevoir la zone réactionnelle en totalité dans la chambre de convection o vont être déviées les fumées de combustion puis accélérées par passage dans des sections rétrécies de cette chambre
conformément au procédé selon l'invention.
L'exemple suivant illustre l'invention, sans en limiter la portée.
Exemple 1 A suivant l'invention Une charge de naphta de point d'ébullition 35-175 C de densité à 20 C égale à 0,68 et de composition pondérale donnée dans le tableau I est craquée en présence de vapeur d'eau selon un rapport massique vapeur
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d'eau sur charge égal à 0,5 dans un réacteur tubulaire comportant 37
tubes de 8,5 m de long et de 20 mm de diamètre interne.
La distance entre axe des tubes est de 1,48 fois le diamètre extérieur du tube.
Tableau I
Paraffines 45 % Isoparaffines 34 % Aromatiques 5 % Naphtènes 15,5 %
Oléfines 0,5 %.
Les fumées résultant de la combustion d'un mélange comprenant principalement du méthane sous produit de la réaction de vapocraquage sont à une température de 2050 C et sont accélérées et maintenues à une vitesse de 190 m/s dans une chambre de convection de forme
cylindrique.
Le rapport de convection sur la surface de la section droite de la chambre de convection sur la surface de la section droite du réacteur
tubulaire est égal à 2,91.
La température en sortie de la chambre de convection est d'environ 945 C. Le temps de séjour du mélange dans la zone réactionnelle est
de 75 ms.
Les fumées de combustion sont réchauffées dans la chambre de convection en un point situé à 5 m de l'entrée de la chambre par un apport complémentaire de fumées à 1900 C résultant de la combustion
du même combustible.
L'apport énergétique à ce niveau représente 25 % de l'apport total résultant de la combustion d'un même combustible que celui utilisé initialement. Les effluents de vapocraquage sont refroidis par une trempe indirecte
& l'eau.
En sortie, les effluents ont la composition pondérale suivante
(tableau II):
Tableau II
H2 0,8 %
CH4 14,1 %
C2H4 34,2 %
C3H6 14,8 %
C4H6 8,0 %
autres C4 4,5 % Essence 21,3 %
Fuel 2,3 %.
Exemple lB suivant l'art antérieur La charge de l'exemple 1A est vapocraquée dans un réacteur tubulaire de 45 m de longueur et de 65 mm de diamètre intérieur chauffé dans un four de vapocraquage par voie radiative. Le rapport vapeur sur charge
est égal à 0,6.
La température de la charge en sortie de four est de 855 C et le
temps de séjour de la charge dans le four est de 350 ms.
Ces effluents sont refroidis par une trempe indirecte à l'eau comme dans l'exemple lA et récupérés. Ils ont la composition pondérale suivante (tableau III)
Tableau III
H2 0,9 %
CH4 15,2 %
C2H4 28,5 %
C3H6 17,5 %
C4H6 4,0 %
autres C4 7,2 % Essence 22,6 %
Fuel 4,1 %.
Il ressort de ces exemples comparatifs que le procédé selon l'invention permet d'obtenir plus d'éthylène, moins de méthane et
moins de fuel.
Claims (11)
1 - Procédé de vapocraquage d'hydrocarbure à deux atomes de carbone au moins dans lequel on fait circuler un mélange dudit hydrocarbure avec de la vapeur d'eau dans une zone réactionnelle tubulaire chauffée dans une zone de pyrolyse comprenant une première section dans laquelle on effectue la combustion d'un combustible avec un gaz contenant de l'oxygène, la combustion délivrant des fumées de combustion que l'on envoie au moins en partie dans une deuxième section de la zone de pyrolyse ou zone de convection, procédé dans lequel on envoie les effluents de la réaction dans une zone de trempe à l'issue de laquelle on récupère des effluents de vaprocraquage, caractérisé en ce qu'on fait chauffer la dite zone réactionnelle dans la majeure partie ou dans la totalité de la zone de convection dans laquelle on accélère les fumées de combustion dans des conditions telles que la vitesse interstitielle des fumées le long de cette zone de convection soit
comprise entre 20 et 300 m/s.
2 - Procédé selon la revendication 1, dans lequel on maintient la vitesse des fumées sensiblement constante le long de la zone de convection. 3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le rapport de la surface de la section droite de la zone de convection sur la surface de la section droite de la zone réactionnelle est compris
entre 1 et 15.
4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le temps
de séjour du mélange dans la zone de convection est compris entre 20
et 150 ms.
5 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les
fumées de combustion et le dit mélange circulent à co-courant dans la
zone de convection.
6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel on
augmente la température de la zone de réaction tubulaire durant un court instant par: a) soit une étape d'introduction de fumées de combustion à une température comprise entre 1500 et 2500 C en au moins un point de la zone de convection située à une distance du début de cette zone répresentant 50 à 75 % de la longueur de la zone de convection, b) soit une étape de redistribution en ce point du mélange gazeux dans une zone de réaction tubulaire ayant un nombre de tubes plus élevé de diamètre plus petit,
c) soit par la combinaison des étapes a) et b).
7- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des
revendications 1 à 6 comprenant une chambre (1) de pyrolyse isolée
thermiquement, des moyens d'alimentation (4) en combustible et des moyens d'alimentation (5) en gaz comburant connectés à la chambre, au moins un réacteur (6) tubulaire maintenu à l'intérieur de la chambre (1) ayant une entrée (13) et une sortie (14), des moyens d'alimentation (9) en hydrocarbure et des moyens d'alimentation (11) en vapeur connectés à l'entrée (13) du réacteur tubulaire et des moyens (18) adaptés à réaliser une trempe des effluents de pyrolyse reliés à la sortie (14) du réacteur tubulaire, caractérisé en ce que la chambre (1) de pyrolyse comprend une première partie ou chambre de combustion (2) renfermant au moins un brûleur sous pression adapté à effectuer une combustion d'un combustible et de comburant et à générer des fumées de combustion et une deuxième partie comprenant au moins une chambre de convection (8) continue à la première partie, ayant une forme allongée et comprenant la majeure partie ou la totalité du réacteur tubulaire (6), la dite chambre de convection (8) comprenant des moyens d'accélération adaptés à accélérer les fumées de combustion le long du réacteur tubulaire à une vitesse comprise entre 20 et
300 m/s.
8 - Dispositif selon la revendication 7 dans lequel la chambre de convection a un axe de symétrie et dans lequel le réacteur tubulaire est constitué d'une pluralité de tubes (7) sensiblement parallèles à l'axe, de longueur comprise entre 2 et 15 m et de diamètre interne compris entre 5 et 30 mm.
9 - Dispositif selon l'une des revendications 7 et 8, dans lequel la
chambre de convection est de forme tubulaire et dans lequel le rapport de la surface S de la section droite de la chambre de convection par rapport à l'axe, sur la surface T de la section droite du réacteur
tubulaire par rapport au dit axe est compris entre 1 et 15.
- Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, dans lequel la
chambre de convection est de forme cylindrique ou de forme polygonale.
11 -Dispositif selon l'une des revendications 7 à 10 dans lequel la
distance entre tubes (entre axes) est comprise entre 1,2 et 4,0 fois
le diamètre externe des tubes.
12 - Dispositif selon l'une des revendications 7 à 11 dans lequel la
distance entre la paroi interne de la chambre de convection et la paroi externe du réacteur tubulaire ou de l'enveloppe des dits tubes
est comprise entre 0 et 2 fois le diamètre externe des tubes.
13 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12 dans lequel la
chambre de convection (8) comporte au moins un moyen d'injection (19) de fumées de combustion disposé à une distance de l'entrée de cette
chambre représentant 50 à 75 % de la longueur de la dite chambre.
Priority Applications (3)
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