Brevet FR2516536A1 — publié le 19830520

L'invention concerne un four de craquage à tubes pour le chauffage indirect de milieux aptes au cra- quage, en particulier pour le craquage d'hydrocarbures en vue de l'obtention de gaz riche$en CO et H 2, comportant de nombreux tubes de réaction verticaux dans un foyer chauffé intérieurement par de nombreux braleurs prévus dans le plafond du four, les gaz de fumée étant retirés en passant par de nombreux conduits ou carneaux prévus dans la sole du four. Elle concerne principalement des fours de craquage à tubes du type dans lesquels le craquage s'effectue à de hautes pressions et à de hautes températures et qui sont installés sur des supports mobiles flottants, dits plateformes d'ins- tallation. Un four de craquage à tubes de l'espèce indiquée est formé d'une construction en acier similaire à un bâtiment dont les parois, le plafond et la sole sont munis intérieurement d'une isolation réfractaire et dans laquelle sont disposés verticalement, en plusieurs rangées parallè- les, de nombreux tubes de réaction remplis de catalyseur. Pour l'évacuation uniforme des gaz de fumée chauds de nom- breux carneaux sont disposés parallèlement sur la sole et sont raccordés à un canal principal commun conduisant à la cheminée des gaz de fumée en passant par des échangeurs thermiques Etant donné que les conduits ou les carneaux sont disposés à l'intérieur du four et sont chauffés de tous côtés, ils sont formés d'une structure autoporteuse en matériau ou briques céramiques réfractaires. Etant donné l'exploitation de gisements de gaz naturel et de pétrole sous le niveau de la mer, il de- vient possible de transformer ces matières premières en pro- duits semi-finis ou en produits finis, sur place c'est-à- dire sur des plateformes d'installation flottantes A cet effet, on installe, sur des navires spéciaux dits plate- formes d'installation, des fours de craquage à tubes servant à craquer les hydrocarbures Etant donné que, selon l'état de la mer, ces plateformes d'installation sont exposées à des mouvements propres importants, les éléments structu- raux sont également soumis à de grandes forces dynamiques. C'est particulièrement le cas pour les conduits ou les car- neaux du four de craquage à tubes, car ils sont formés exclusivement de matière céramique lourde Le poids propre élevé entraîne facilement le renversement en cas de positions obliques. L'invention a pour but de fournir un systè- me d'évacuation des gaz de fumée pour fours de craquage à tubes, essentiellement sur plateformes d'installation flot- tantes, qui puisse absorber des forces appliquées de l'exté- rieur sans qu'il se produise de dommage à la matière réfrac- taire. Ce problème est résolu, selon l'invention, par le fait que chaque conduit ou carneau est formé par de nombreux tubes parallèles en forme de registre de tubes fonmant le plafond et les parois latérales du conduit ou car- neau, que les collecteurs tubulaires sont disposés hors du four de craquage à tubes, que les parois du registre de tubes sont calorifugées intérieurement et extérieurement et que les collecteurs tubulaires sont raccordés à un écoule- ment d'agent de refroidissement. Selon d'autres modes d'exécution de l'in- vention, chaque conduit ou carneauw est exécuté essentiel- lement sous forme de paroi étanche aux gaz de fumée et le calorifugeage du registre de tubes est exécuté à peu près avec la même épaisseur intérieurement et extérieurement. Les avantages obtenus grâce à l'invention résident dans le fait que les conduits ou carneaux sont mu- nis d'une armature refroidie qui assure la stabilité néces- saire du système En outre, on peut tirer parti des avanta- ges des isolations en matériaux tendres qui, sans cela, ne conviennent pas à des structures autoporteuses Contraire- ment aux structures purement en céramique, on peut marcher sans danger sur les canaux selon l'invention. Un exemple d'exécution de l'invention est décrit ci-après en référence aux dessins dans lesquels: la figure 1 montre en coupe un four de cra- quage à tubes; la figure 2 représente un conduit ou car- neau en coupe longitudinale selon BB de la figure 3; la figure 3 un conduit ou carneaux en cou- pe transversale selon AA de la figure 1. Le four de craquage à tubes 1 de la figu- re 1 est formé d'une construction en acier comportant des pa- rois 2,ur; plafond 3 et une sole 4 qui sont calorifugés Les tubes de réaction 5 remplis de catalyseur sont disposés ver- ticalement en plusieurs rangées parallèles Chaque rangée de tubes est reliée, au-dessus du plafond du four,à un distri buteur d'entrée 6 et, en dessous de la sole 4, à un collec- teur de produit gazeux 7 Le chauffage des rangées de tubes est assuré par de nombreux brûleurs 8 prévus dans le plafond du four Pour assurer un chauffage uniforme des rangées de tubes, y compris sur toute leur longueur, les gaz de fumée, qui sont encore à environ 1000 C, sont évacués uniformément en direction de la sole, en passant par de multiples conduits ou carneaux 9 disposés parallèlement La longueur des con- duits ou carneaux correspond à la longueur du four A l'exté- rieur du four, ces conduits ou carneaux débouchent dans le tunnel principal des gaz de fumée 10. Chaque conduit ou carneau 9 selon les figures 2 et 3 se compose d'un ou plusieurs registres de tubes 11 qui forment les parois latérales 12 et le plafond 13. Pour fixer sûrement le conduit ou carneau dans la sole 4, les registres de tubes réalisés sous forme de parois latéra- les arrivent dans la sole jusqu'à la poutre principale de la structure en acier, ce qui assure la stabilité nécessaire des conduits ou carneaux Juste au-dessus de la sole, le re- gistre de tubes présente des ouvertures 14 pour le passage des gaz de fumée de l'intérieur du four au conduit ou carneau Les collecteurs 15 adjoints aux registres de tubes sont dis- posés hors du four Les registres de tubes peuvent être for- més de tubes ayant des sections les plus diverses, par exem- ple avec ou sans stabilisateurs Le point important est que les parois latérales et le plafond soient étanches aux gaz de fumée A part cela, il n'y a pas de disposition préféren- tielle des tubes, par exemple horizontale ou perpendiculaire à l'axe longitudinal du conduit ou du carneau Le point im- portant est que le registre de tubes soit étanche et présen- te une grande résistance aux efforts dynamiques. Pour protéger le registre de tubes contre les gaz de fumée chauds, il est revêtu extérieurement et intérieurement de matière céramique 16, de briques ou de fibres L'épaisseur du revêtement dépend du degré de calori- fugeage nécessaire Si le registre de tubes est recouvert dans le haut de béton isolant 17, on peut marcher sur le conduit ou le carneau. Les collecteurs tubulaires sont quant à eux raccordés à un écoulement d'agent de refroidissement, par exemple à un système d'eau d'alimentation de chaudière, pour préchauffer cette eau Le registre de tubes ne doit être refroidi par l'agent de refroidissement que dans la mesure voulue pour que sa résistance ne soit pas altérée La quan- tité de chaleur évacuée par l'eau d'alimentation de chau- dière est ramenée par ailleurs au système global du four de craquage à tubes, par exemple pour le préchauffage de l'air comburant. 2.516536 REVENDICATIONS 1. Four de craquage à tubes pour le chauffage indirect de milieux aptes au craquage, en parti- culier pour le craquage d'hydrocarbures en vue de l'obten- tion de gaz richsen CO et H 2, comportant de nombreux tubes de réaction ( 5) verticaux dans un foyer chauffé intérieure- ment par de nombreux brûleurs ( 8) prévus dans le plafond ( 3) du four ( 1), les gaz de fumée étant retires en passant par de nombreux conduits ou carneaux ( 9) prévus sur la sole ( 4) du four, four caractérisé en ce que chaque conduit ou car- neau ( 9) est formé par de nombreux tubes parallèles ( 11) en forme de registre de tubes formant le plafond ( 13) et les parois latérales ( 12) du conduit ou carneau ( 9) que les collecteur: tubulaires ( 15) sont disposés hors du four de craquage à tubes ( 1), que les parois ( 12, 13) du registre de tubes sont calorifugées intérieurement et extérieurement et que les collecteurs tubulaires ( 15) sont raccordés à un écoulement d'agent de refroidissement. 2. Four selon la revendication 1, caracté risé en ce que le conduit ou carneau ( 9) est exécuté essen- tiellement sous forme de paroi étanche aux gaz de fumée. 3.- Four selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le calorifugeage ( 16) présente approximativement la même épaisseur intérieurement et extérieurement. 4. Four selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce que le registre de tubes ( 11) est ancré à la structure en acier de la sole ( 4).