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Dus
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3 m
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96,78 x 105 Pa
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100 kg/cm
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80 percent de
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Molecule
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DES
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carbon
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2522126A1
Family ID 3120901
Probable Assignee Toyo Engineering Corp
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title FOUR DE TRAITEMENT THERMIQUE D'hydrocarbonS
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION A POUR OBJET UN FOUR DE TRAITEMENT THERMIQUE POUR LES
hydrocarbonS. CE FOUR SELON L'INVENTION COMPREND UNE CHAMBRE DE
COMBUSTION, UN BRULEUR DE COMBUSTIBLES SITUE SUR LA PAROI, UN ORIFICE
EXTERNE D'ECHAPPEMENT DE GAZ ET AU MOINS UN TUBE DE CHAUFFAGE EQUIPE
SUR LADITE CHAMBRE DE COMBUSTION, LEDIT TUBE DE CHAUFFAGE ETANT
CONSTRUIT DE SORTE A AVOIR DES EPAISSEURS DE PAROIS VARIANT SELON LA
DIRECTION LONGITUDINALE EN ACCORD AVEC DES TEMPERATURES DIFFERENTES,
EN DES POINTS DIFFERENTS DE LA DISTRIBUTION LONGITUDINALE DE
TEMPERATURES SUR LA SURFACE EXTERNE.
APPLICATION A LA FABRICATION DE FOUR DE TRAITEMENT THERMIQUE
COMPRENANT DES TUBES DE CHAUFFAGE RESISTANT AUX DETERIORATIONS CAUSEES
PAR LE FLUAGE.
Description
_________________________________________________________________
2522 126
FOUR DE TRAITEMENT THERMIQUE D'hydrocarbonS
La presente invention concerne l'amelioration d'un four de traitement
thermique d'hydrocarbons tel que le chauffage, le reformage et le
craquage thermique.
Un four de traitement thermique pour le refor- mage et le craquage
thermique d'hydrocarbons est equipe d'une pluralite de tubes de
chauffage allonges Ces tubes de chauffage comprennent 3 a 5 tubes
soudes qui sont fa- bric par moulage centrifuge et ont 2 a 3 m de
longueur
(ci-apres designes par tubes non travailles) -La tempera- ture des
tubes de chauffage est normalement distribuee selon la direction
longitudinale et des deteriorations, causees par le fluage, sont plus
importantes la o la temperature est la plus elevee Lorsque les tubes
non tra- vailles sont soudes au voisinage d'une position o la
temperature la plus elevee est atteinte, les deteriora- tions causees
par le fluage, en particulier sur la partie soudee, presentent un
probleme.
Habituellement, on donne aux tubes de chauffa- ge une epaisseur de
parois qui est calculee sur la base de la contrainte de la force de
fluage du materiau du tu- be a la region de temperature la plus elevee
independam- ment de la distribution de temperatures longitudinales.
En d'autres termes, l'epaisseur de la paroi des tubes de chauffage aux
portions exposees aux plus faibles tempera- tures est extremement
epaisse En raison des temperatures tres elevees rencontrees pendant le
reformage et le cra- quage thermique des hydrocarbons, les tubes de
chauffa- ge sont habituellement faits en materiaux onereux tels que de
l'acier 25 Cr-20 Ni et 25 Cr-35 Ni et l'epaisseur exces- sive de la
paroi entraine inevitablement le chauffage deraisonnable des tubes.
C'est par consequent un but de l'invention que de fournir un four de
traitement thermique pour le trai- tement d'hydrocarbons comprenant
des tubes de chauffage de forme rationnelle et par consequent de
faible prix.
Le but de la presente invention peut etre obte- nu grace au four de
traitement thermique pour le traite- ment d'hydrocarbons decrit
ci-apres.
Un four de traitement thermique qui comprend une chambre de
combustion, un bruleur de combustibles si- tue sur la paroi de ladite
chambre de combustion, un ori- fice externe d'echappement de gaz et au
moins l'un des tubes de chauffage situe a l'interieur de ladite
chambre de combustion, ledit tube de chauffage etant construit de
sorte qu'il a des epaisseurs de parois variant selon la direction
longitudinale en correspondance avec differentes temperatures en des
points differents de la distribution longitudinale de temperature sur
la surface externe du tube de chauffage.
Il est preferable d'ajuster la longueur des tu- bes non travailles de
facon a ce que la partie soudee ne coincide pas avec la region des
temperatures les plus ele- vees.
La figure unique illustre un exemple de distri- bution d'epaisseurs de
parois dans la direction longitudi- nale des tubes de chauffage selon
l'art anterieur et selon la presente invention, ainsi que la
distribution de tempe- ratures de la surface externe dans la direction
longitudi- nale.
Les epaisseurs de parois longitudinales des tu- bes de chauffage a
utiliser dans le four de traitement thermique selon la presente
invention sont determinees se- lon le procede suivant.
Premierement, la distribution de temperature longitudinale des tubes
de chauffage est calculee sur la base de facteurs tels que le type
d'hydrocarbons passant a travers les tubes, le type de diluants
utilises, le taux de flux, la pression, etc, dependant de la nature du
traitement d'hydrocarbons, par exemple le reformage ou le craquage
thermique.
Deuxiemement, la contrainte permise est calculee sur la base de la
force de fluage du materiau du tube qui est determinee par la vie du
modele et la distribution de temperature. Troisiemement, l'epaisseur
de la paroi necessaire en des portions variees des tubes de chauffage
est calcu- lee selon des regles applicables ou des regles standards.
Quatriemement, le profil du tube de chauffage avec l'epaisseur exigee
de la paroi en des portions res- pectives, est defini.
On prefere que l'epaisseur de chacun des tubes non travailles varie de
facon continue en suivant fidele- ment le profil mentionne ci-dessus,
mais le diametre inter- ne de celle-ci devrait etre uniforme Il est
egalement pos- sible de ne pas tenir compte de facon raisonnable des
ir- regularites mineures dans le profil pour la fabrication simple des
tubes non travailles, ou de faire varier l'epais- seur, de facon non
continue, mais petit a petit.
Le moulage centrifuge est une methode preferee pour fabriquer les
tubes non travailles Les tubes de chauffage peuvent etre fabriques en
faisant correspondre un profil male au profil d'epaisseur qui est
utilise com- me profil femelle Lorsque le profil male est utilise com-
me moule, les tubes sont moules avec un noyau ayant un dia- metre
equivalent au diametre interne du tube place a l'in- terieur du moule
Comme indique ci-dessus, la longueur du moule pour les tubes non
travailles peut etre ajustee de facon a ce que la partie soudee des
tubes bruts ne coincide pas avec la region de temperatures elevees.
Le profil d'epaisseur du tube de chauffage de- pendant du type de
traitement d'hydrocarbons effectue dans le tube est difficile a
definir de facon generale.
La temperature peut s'elever de valeurs relativement faibles a des
valeurs extremement elevees dans la region allant de l'orifice interne
a 20 a 40 percent de la longueur totale du tube L'epaisseur du tube
dans cette region de- vrait ainsi etre augmentee a partir du minimum
jusqu'au maximum pour correspondre a cette elevation de tempera- ture.
Dans le cas de reformage ou de craquage thermi- que d'hydrocarbons qui
eleve la temperature de surface externe des tubes de chauffage,
l'acier 25 Cr-20 Ni, 25
Cr 35 Ni et les aciers analogues sont utilises comme ma- teriaux de
tubes de chauffage Lorsque la temperature de surface externe est
relativement basse, les tubes de chauf- fage peuvent etre faits en
acier 1 a 9 Cr, 0,5 a 3 Mo, en acier au carbon ou analogues.
Le four de traitement thermique selon la presen- te invention peut
etre utilise pour des traitements diffe- rents d'hydrocarbons varies
tels que des hydrocarbons gazeux (par exemple methane), du naphta, de
l'huile lege- re, de l'huile lourde et analogues.
Des traitements differents comprennent: trai- tement thermique
d'hydrocarbons a une temperature rela- tivement basse, reformage
d'hydrocarbons avec utilisation de vapeur, oxydation partielle
d'hydrocarbons et craqua- ge thermique d'hydrocarbons En d'autres
termes, le four de traitement thermique selon la presente invention
peut etre largement utilise pour les traitements au cours des- quels
la temperature de surface externe des tubes de chauf- fage tombe dans
la gamme de 300 a 1 1000 C La pression est de O a 96,78 x 105 Pa (100
kg/cm 2) de la pression de jau- ge Les tubes de chauffage peuvent etre
remplis d'un ca- talyseur approprie, selon le but.
Comme exemple, l'application du four selon l'in- vention au reformage
a la vapeur, de naphta, sera decrite en se referant a la figure jointe
Dans la figure, la' courbe 3 montre la distribution de temperature
longitudi- nale calculee sur la surface externe des tubes de chauffa-
ge dans lesquels le reformage a la vapeur de naphta est effectue A
partir de ceci, le profil longitudinal repre- sente comme la courbe 2
de l'epaisseur de la paroi des tu- bes de chauffage peut etre obtenu
La ligne droite 1 re- presente le profil longitudinal de l'epaisseur
de la pa- roi des tubes de chauffage classiques qui est uniforme.
L'epaisseur maximum du profil represente sur la courbe 2 correspond a
l'epaisseur des tubes de chauffage classi- ques Comme il resulte de la
figure, les tubes de chauf- fage utilises dans l'invention necessitent
moins de mate- riaux, la difference en quantite correspondant a la
sur- face definie par la ligne droite 1 et la courbe 2 Les calculs
indiquent que le materiau exige pour fabriquer les tubes de chauffage
selon l'invention peut etre re- duit a 80 percent de la quantite
exigee dans l'art anterieur.
Comme les tubes de chauffage de la presente in- vention, le four de
traitement thermique pour le traite- ment d'hydrocarbons varie dans
son epaisseur longitudi- nale selon la distribution de temperatures
sur la surfa- ce externe, cela necessite une plus petite quantite de
materiaux comparativement aux tubes de chauffage classi- ques, et
ainsi il en resulte une economie Si l'on consi- dere que ces tubes de
chauffage doivent etre remplaces apres 9 periodes de temps et qu'ils
sont utilises en plu- ralite pour chaque unite de 9 fours de
traitement, il est evident que l'economie au niveau de la quantite de
mate- riaux est extremement avantageuse De plus, en soudant les tubes
non travailles aux portions eloignees de la region de temperatures
elevees, les dommages dus au fluage sur la partie soudee peuvent etre
reduits La fiabilite et la stabilite des tubes de chauffage peuvent
etre grandement ameliorees, ce qui est avantageux en termes de procede
et de maintenance.
2522 126
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Four de traitement thermique pour le traite- ment d'hydrocarbons
comprenant une chambre de combustion, un bruleur de combustibles,
situe sur la paroi, un orifi- ce externe d'echappement de gaz et au
moins un tube de chauffage equipe sur ladite chambre de combustion,
ledit tube de chauffage etant construit de sorte a avoir des
epaisseurs de parois variant selon la direction longitu- dinale en
accord avec des temperatures differentes, en des points differents de
la distribution longitudinale de temperatures sur la surface externe.
2 Four de traitement thermique selon la reven- dication 1, dans lequel
lesdits tubes de chauffage compren- nent une pluralite de tubes non
travailles soudes ensemble, la longueur desdits tubes non travailles
etant ajustee de facon a ce que la partie soudee desdits tubes non
travail- les ne coincide pas avec la region de temperatures elevees
sur la surface externe des tubes de chauffage.
3 Four de traitement thermique selon la reven- dication 1, dans lequel
l'epaisseur de la paroi en des points differents sur la surface
externe des tubes de chauffage dans la direction longitudinale est
determinee sur la base d'une contrainte acceptable, aux temperatures
desdits points.
4 Four de traitement thermique selon la reven- dication 1, dans lequel
l'epaisseur de la paroi des tubes de chauffage varie graduellement du
minimum au maximum, dans la region allant de l'orifice interne a 20 a
40 percent de la longueur totale du tube de chauffage.
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