Brevet FR2675399A1 — publié le 19921023

L'invention concerne un réacteur-échangeur de chaleur sous pression et à haute température pour réaliser des réactions chimiques endo-thermiques. L'invention s'applique à la mise en oeuvre par un exemple d'une réaction de vapocraquage d'une charge hydrocarbonée telle que le naphta. Les réactions impliquées dans ces applications mettent en jeu des quantités de chaleur qui doivent être fournies pendant un temps très court et donc il est intéressant de pouvoir disposer de réacteur susceptible de délivrer un flux thermique élevé, selon un profil de température de type carré, ou rectangulaire. Le chauffage à très haute température (par exemple 1000"C et au-dessus) de systèmes réactionnels tel que le vapocraquage d'hydro-carbures implique, selon l'art antérieur, des brûleurs alimentés par du fuel dans un four de type radiatif. Les tubes dans lesquels les réactifs s'écoulent, sont soumis à un échange de chaleur de type principalement radiatif, la contribution du chauffage par convection étant minimal. L'échange de chaleur radiatif implique qu'il n'y ait pas d'écran entre la source de chaleur et les tubes à chauffer. Dans ces conditions, le nombre de tubes à l'intérieur d'une chambre de brûleurs même à parois multiples, ne peut être que limité. De plus, les contraintes de perte de charge et de temps de séjour imposent que la longueur des tubes individuels ne peut être ajustée à volonté afin de compenser ce nombre limité de tubes. II en résulte généralement un compromis au niveau du système de transfert thermique entre une chambre volumineuse de brûleurs et une surface totale plutôt petite d'échange de chaleur.Ce sont en fait le mécanisme de transfert thermique radiatif et l'exposition à une température très élevée (voisine de celle de la flamme) qui sont les facteurs compensateurs sur lesquels il est possible d'intervenir pour atteindre le niveau requis de l'échange thermique. A l'échelle industrielle, les contraintes de construction ainsi que les contraintes économiques obligent le montage en parallèle d'un bon nombre de fours identiques pour atteindre la capacité maximale de chauffage. Par exemple, il peut s'avérer nécessaire d'utiliser dans une unité jusqu'à treize fours de pyrolyse identiques dans le cas de la pyrolyse à la vapeur de naphta pour produire 400 000 tonnes d'éthylène par an. Un inconvénient de la technologie décrite ci-dessus concerne l'exigence de grandeur des installations d'oû un besoin d'une grande quantité d'acier de construction et d'une grande surface au sol. Un autre inconvénient de ce type de technologie est lié à l'exposition à une très haute température affectant la résistance à l'effort des matériaux. En effet, un tube soumis à une très haute température a tendance à se dilater aussi bien axialement que transversalement. Cette dilatation transversale peut être exaltée par la pression régnant à l'intérieur des tubes d'autant plus que la pression à l'extérieur des tubes est sensiblement voisine de la pression atmosphérique. II s'en suit que l'épaisseur des tubes doit être augmentée, pour prévenir les risques de ruptures, ce qui coûte finalement plus cher. Un autre inconvénient lié à l'exposition à une très haute température concerne une augmentation du cokage à l'intérieur des tubes réactionnels, ce qui nécessite des arrêts plus fréquents des installations. II est connu par ailleurs des échangeurs de chaleur à calandre et à tubes dans lesquels circule une charge. Les gaz de chauffage circulant dans la calandre chauffent par convection la charge mais il existe un gradient de température entre l'entrée et la sortie des gaz de la calandre qui est préjudiciable à la réalisation d'un réaction endothermique pour laquelle un profil de température de type sensiblement carré ou rectangulaire est préférable. Certes il peut être préconisé d'augmenter d'un facteur d'environ 2 à 3 les débits de gaz à haute température et sous pression à l'entrée de la calandre mais il apparait alors en sortie de l'échangeur un excès de puissance que l'on ne peut pas toujours valoriser et qui est alors perdu. L'invention remédie à ces inconvénients et permet d'obtenir d'excellents résultats. De manière précise, I'invention concerne un réacteur échangeur de chaleur (11) sous pression de forme allongée, de préférence vertical, à tubes (12) et à calandre (14) comportant à l'une de ses extrêmités une entrée de gaz de chauffage (10) sous pression et contenant de l'oxygène connectée à la calandre (14) du réacteur échangeur dans laquelle lesdits gaz circulent, et des moyens (13) d'alimentation en un mélange gazeux approprié comportant au moins un hydrocarbure reliés à une pluralité de tubes (12) réactionnels, lesdits tubes étant de préférence sensiblement parallèles entre eux et de préférence sensiblement parallèles à l'axe longitudinal du réacteur-échangeur, ladite calandre comportant des moyens de turbulence des gaz y circulant, chauffant lesdits tubes par chauffage indirect, ledit réacteur-échangeur comportant à l'autre extrêmité, une sortie (17) desdits gaz ayant circulé à travers la calandre et des moyens d'évacuation (24/26) d'un effluent gazeux chaud connectés auxdits tubes réactionnels, ledit réacteuréchangeur comportant en outre des moyens (15, 16) de combustion contrôlée in situ à l'intérieur de la calandre (14) adaptés à réaliser par des injections appropriées de combustible gazeux et éventuellement de gaz inerte au contact desdits gaz circulant dans la calandre une combustion adéquate pour maintenir la température des gaz sensiblement constante tout au long des tubes, lesdits moyens de combustion étant connectés à des moyens (5b) d'introduction de combustible dans la calandre et éventuellement à des moyens (5c) d'introduction de gaz inerte. Selon une configuration préférée, le réacteur-échangeur de chaleur est vertical et il est adapté à une circulation à co-courant du mélange gazeux dans les tubes réactionnels et des gaz de chauffage dans la calandre d'une extrêmité vers l'autre et de préférence du bas vers le haut. Selon une caractéristique du dispositif, il est généralement judicieux de maintenir la température des tubes réactionnels sensiblement constante. Pour ce faire, les moyens de combustion in-situ à l'intérieur du réacteur-échangeur de chaleur peuvent comporter au moins un tube d'injection de préférence (15) sensiblement parallèle à l'axe de l'échangeur et sensiblement parallèle aux tubes réactionnels, disposé avantageusement au centre d'un ensemble de tubes réactionnels, par exemple, arrangés selon un cercle, relié par l'une de ses extrêmités, aux moyens (5b) d'introduction du combustible et éventuellement aux moyens (5c) d'introduction de gaz inerte, L'autre extrêmité pouvant être fermée, ledit tube d'injection étant percé à sa périphérie d'une pluralité d'orifices (16) avantageusement disposés selon plusieurs cercles à une distance appropriée, lesdits orifices ayant une surface d'ouverture de plus en plus petite dans le sens de l'écoulement desdits gaz de chauffage. Par gaz inerte, on entend des gaz tels que CO2, N2, vapeur d'eau ou leur mélange. Avantageusement, le nombre de tubes d'injection judicieusement répartis dans l'ensemble de l'échangeur peut représenter 2 à 20 % du nombre de tubes réactionnels et préférentiellement 5 à 10 %. De la vapeur d'eau de façon préférée peut être mélangée au combustible gazeux pour contrôler son débit et pour éviter les points chauds au niveau des orifices d'injection. Le rapport vapeur d'eau sur combustible gazeux peut être ajusté de façon à éviter le craquage des hydrocarbures présents dans le combustible. Le procédé mis en oeuvre par le dispositif ci-dessus permet par exemple de réaliser le vapocraquage des molécules d'hydrocarbures à très haute température, maintenue sensiblement constante tout le long des tubes réactionnels. Par ailleurs, le temps de séjour du produit dans le réacteur-échangeur est très court. Les tubes réactionnels sont en général de faible diamètre, par exemple 10 à 40 mm. La différence de pression des gaz de chauffage entre l'extérieur des tubes et l'intérieur est telle qu'elle empêche, au moins en partie la dilatation radiale des tubes, de sorte que les risques de rupture des parois des tubes sont minimisés. II s'en suit que l'épaisseur d'acier de ces parois peut être réduite.Certes, la dilatation axiale demeure, mais un joint de dilatation thermique à 'extrémité de sortie des tubes peut en général amortir les variations d'allongement de ces derniers. Par ailleurs, le quench est immédiat en sortie de la zone de chauffage. II n'existe en effet pas l'équivalent du raccordement des tubes des différentes chambres comme dans les unités de l'art antérieur. Selon l'invention, le volume de tuyauterie nécessaire au transfert vers l'échangeur de quench en aval du réacteur-échangeur est minimale et le profil de température de la réaction est sensiblement plus de type carré, qu'il ne l'est selon l'art antérieur. Les gaz de chauffage qui sont introduits dans la calandre du réacteur-échangeur de chaleur peuvent provenir d'un générateur à gaz, par exemple un moteur à réaction dans lequel on a fait passer une quantité d'air et une quantité de combustible et qui est adapté à délivrer des gaz de chauffage à une pression de 4 à 20 bar (1 bar = 0,1 MPa) et une température de 600 à 1400"C et contenant en outre généralement 10 à 21 % d'oxygène en volume. On obtient les meilleurs résultats lorsque la température est de 1000 à 1200"C et la pression de 6 à 10 bar. Par ailleurs, avec une teneur en oxygène avantageusement comprise entre 15 et 19 % en volume, on obtient une combustion in situ permettant d'atteindre dans d'excellentes conditions le profil de température souhaité. Enfin, L'énergie mécanique qui peut être récupérée en aval par une turbine de récupération de puissance est sensiblement la même que celle qui est disponible à l'entrée du réacteur-échangeur de chaleur, ce qui contribue à rendre le procédé d'utilisation de ce réacteur très économique Les moyens de turbulence des gaz de chauffage dans la calandre sont généralement ceux répertoriés dans la littérature. On a avantageu-sement utilisé des internes comprenant en alternance un disque plein central et un disque percé (disc and doughnut ; G.A. Skrotzki, Power, Juin 1954). Le réacteur-échangeur de chaleur peut contenir par ailleurs une pluralité de tubes réactionnels dont le nombre est compris par exemple entre 500 et 1500. Ils sont généralement en acier type Incoloy, à haute teneur en nickel et leur diamètre est généralement de 10 à 40 mm pour une longueur habituellement comprise entre 8 et 20 mètres. L'invention sera mieux comprise au vu de la figure ci-jointe illustrant un mode de réalisation applicable à la production d'éthylène et de propylène par pyrolyse à la vapeur de naphtha combinant la récupération d'énergie mécanique par une turbine de récupération de puissance. Un générateur à gaz, non représenté sur la figure qui peut être un moteur à réaction (jet engine), comprend un compresseur d'air axial qui le comprime à environ 10 à 20 bar. La température de l'air augmente d'environ 300 à 450"C par compression. L'air comprimé passe dans une chambre de combustion qui est une partie intégrante du moteur à réaction et qui est alimentée en combustible. Ce combustible peut être du méthane jusqu'au fuel oil (fioule).Une combustion exothermique est initiée et se déroule à pression constante pour augmenter la température de l'air à environ 1000 à 120000. L'air et les produits de combustion très chauds sont ensuite détendus vers une turbine de récupération de puissance à haute pression qui conduit le compresseur d'air par un arbre de transmission. L'air et les produits de combustion quittent le générateur à gaz à une pression d'environ 5 à 8 bar et à une température d'environ 700 à 80000 et sont envoyés à la sortie de la turbine, vers une chambre à post-combustion dans laquelle du combustible est introduit par une ligne. La température des fumées de combustion et de l'air (gaz de chauffage) qui peuvent encore contenir de 15 à 19 % en volume d'oxygène peut atteindre environ 1100 à 1400Ce Ces gaz sont utilisés comme source de chaleur dans un réacteuréchangeur de chaleur ci-dessous et leur température peut être contrôlée par des moyens appropriés asservissant une vanne d'alimentation en combustible reliée à la post-combustion. Ils sont envoyés par une ligne (10) vers l'extrêmité inférieure d'un réacteur-échangeur de chaleur (11) qui est vertical et de forme allongée. Ce réacteur-échangeur de type tube et calandre comprend une enceinte (50) revêtu d'un matériau réfractaire contenant une calandre (14) en acier normal sans alliage par exemple, adaptée à supporter une pression d'environ 20 bar. Cette calandre comprend des internes (51) adaptés à réaliser une circulation en chicane des gaz et favorisant la turbulence et le mélange de ces gaz, par exemple des internes comprenant en alternance un disque plein central et un disque percé (disc and doughnut ; G.A. Skrotzki, Power, Juin 1954). Le réacteur-échangeur contient par ailleurs une pluralité de tubes (12) réactionnels, un millier environ de 20 mm de diamètre, en acier type Incoloy, à haute teneur en nickel, sensiblement parallèles entre eux, sensiblement parallèles à l'axe du réacteur-échangeur de chaleur et maintenus par une paroi (40) transversale flottante et une paroi transversale (41) soudée à l'enceinte (50).Ces tubes sont adaptés à recevoir, grâce à une alimentation en parallèle, un mélange préchauffé à 580-6500C sous 1.5 à 3 bar, de vapeur d'eau et d'hydrocarbures, une coupe naphta par exemple, par une ligne (13) débouchant à l'extrêmité inférieure du réacteur (11), de sorte que le mélange gazeux hydrocarboné circule de bas en haut dans le réacteur-échangeur dans des conditions telles que son temps de séjour est limité à environ 100 à 300 ms. Les tubes (12) sont chauffés essentiellement par convection sensiblement à la température des gaz de chauffage qui circulent dans la calandre (14) connectée à la ligne (10) par l'intermédiaire par exemple d'un ajutage non représenté sur la figure à la base de la calandre. Ainsi, les gaz de chauffage riches en oxygène (10 à 19 %) introduits de préférence tangentiellement circulent dans le même sens d'écoulement que celui du mélange gazeux dans les tubes, ce qui favorise un apport de chaleur plus important au tout début de la réaction. Le réacteur-échangeur comporte à l'une de ses extrêmités, côté évacuation de l'effluent gazeux par exemple, une chambre (29) de mélange de combustible gazeux et de vapeur d'eau de dilution, sensiblement cylindrique, étanche aux gaz de chauffage et au mélange gazeux constituant la charge. Elle est délimitée, côté extrêmité du réacteur-échangeur, par la paroi (40) circulaire flottante qui supporte les tubes réactionnels traversant cette chambre et côté calandre par une paroi (42) circulaire et flottante supportant les tubes d'injection qui débouchent dans ladite chambre. Celle-ci est connectée à des moyens d'introduction (5b, 5c) de combustible gazeux (méthane par exemple) et de vapeur d'eau. Elle est adaptée à réaliser un préchauffage du combustible et de la vapeur d'eau et le refroidissement des parois de la chambre.Elle contribue également au mélange du combustible et de la vapeur d'eau qui est d'autant mieux réalisé que les arrivées de combustible et de vapeur d'eau dans la chambre cylindrique sont tangentielles et diamétralement opposées. Sur la figure, la chambre de mélange est située à l'extrémité côté évacuation de l'effluent gazeux. Elle permet, selon ce mode de réalisation particulièrement avantageux, de réaliser une prétrempe de l'effluent de 5 à 50"C par exemple, dans les tubes réactionnels refroidis par le mélange, sur une longueur représentant de 1/50 à 1/10 de leur longueur et avantageusement de 1/25 à 1/15 de leur longueur. Afin de maintenir la température sensiblement constante vers 1000"C tout le long de la réaction, il est installé une pluralité de tubes (15) d'injection de combustible, en incoloy (environ 5 % du nombre de tubes réactionnels) dont l'extrémité supérieure débouche dans la chambre de mélange (29) et dont l'autre extrêmité inférieure est fermée. Ces tubes sont sensiblement parallèles aux tubes réactionnels et sont disposés de façon à être sensiblement au centre d'un cercle que forment les tubes réactionnels avoisinants. Ces tubes d'injection de combustibles gazeux sont percés à leur périphérie d'orifices (16) calibrés disposés avantageusement selon des cercles judicieusement répartis tout le long de ces tubes, par exemple tous les mètres, de façon que l'augmentation locale de température soit en général d'environ 20 à 100"C et avantageusement 40 à 600C. Ces orifices sont habituellement situés entre les disques contenant les internes. Compte tenu de la perte de charge existant dans la calandre, les orifices de préférence circulaires ont des surfaces d'ouvertures de plus en plus petites, dans le sens de l'écoulement des gaz dans la calandre pour pouvoir introduire sensiblement le même débit à chaque niveau d'injection. Pour contrôler le niveau thermique de la réaction, pour éviter éventuellement les points chauds et pour minimiser les risques de craquage du combustible notamment des hydrocarbures autres que le méthane, il peut être ajouté à l'alimentation en combustible, de la vapeur d'eau qui permet de diluer le mélange, généralement dans un rapport vapeur sur combustible compris entre 0,2 et 2,0 et avantageusement entre 0,8 et 1,2 en poids. Finalement, la différence très élevée de température et donc la possibilité d'effectuer un transfert thermique rapide très important, cumulée avec ces ajouts locaux d'énergie thermique contribuent à induire un profil de température sensiblement carré tout le long de la réaction, ce qui favorise un meilleur rendement en ethylène. Les gaz de chauffage contenant encore de 10 à 12 % en volume d'oxygène sont recueillis et évacués au sommet du réacteur-échangeur de chaleur à environ 900-1050"C et sous environ 5 à 7 bar par une ligne (17) et dirigés vers un échangeur de chaleur conventionnel gaz-gaz puis vers une turbine de récupération de puissance (non représentée sur la figure). L'échangeur conventionnel est adapté à préchauffer à contrecourant par convection dans des tubes appropriés le mélange gazeux réactionnel d'hydrocarbures et de vapeur d'eau à 580-650 C. Le mélange, une fois préchauffé est envoyé à l'extrémité inférieure du réacteur-échangeur de chaleur par la ligne (13). L'effluent gazeux à la sortie des tubes réactionnels (12) du réacteur-échangeur (11) est recueilli à une température de 800 à 900"C par un collecteur 24 approprié interne et muni d'un joint (25) d'expansion. Une ligne (26) de transfert de très courte longueur est connectée à l'extrémité supérieure du réacteur-collecteur et conduit l'effluent du collecteur à un organe de type conventionnel, adapté à réaliser un refroidissement rapide (quench) et qui génère de la vapeur d'eau à très haute pression, de l'ordre de 100 bar. Le réacteur-échangeur comprend enfin des moyens de contrôle de son fonctionnement non représentés sur la figure. Ils comportent un contrôleur automatique relié par une ligne de transmission à une sonde de température disposée de préférence sur la ligne d'évacuation de l'effluent de vapocraquage (26). Le contrôleur asservit par une ligne de transmission une vanne d'ouverture partielle de la ligne (5b) du combustible gazeux et en même temps par une autre ligne de transmission, dans une chambre de mélange (29) une vanne d'ouverture partielle de la ligne (5c) amenant la vapeur d'eau, de façon que la valeur du rapport vapeur d'eau sur hydrocarbures reste sensiblement celle initialement choisie, par exemple égale à 1.0. L'exemple suivant illustre le procédé et le dispositif selon l'invention et notamment la quantité d'énergie mise en jeu. Pour une production de 400 000 tonnes/an d'éthylène à partir de la pyrolyse à la vapeur d'eau de naphta, on adopte les conditions opératoires suivantes: Rapport d'eau sur naphta 0,5 Quantité injectée de naphta 135 T/h Energie mécanique requise en aval 60 MW Générateur à gaz (GE LM 5000) 2 X 30 MW Quantité d'air 2 x 450 T/h x 2 Quantité de gaz de chauffage produits 2 x 460 T/h à 1150"C et 7 bar Combustible injecté in situ 4 x 3,5 T/h Température de préchauffage de la charge 620"C à 2,5 bar Réacteur-échangeur thermique:: type tube et calandre Nombre 4 Nombre de tubes 1200 Diamètre extérieur 20 mm Longueur 12m Surface de transfert de chaleur 1150 m2 par réacteur-échangeur Pour fournir toute la chaleur de réaction à la charge et à la vapeur d'eau (164 Gcal/heure) par la chaleur sensible du gaz chaud sans combustion in situ dans le réacteur-échangeur, le débit pondéral de gaz chaud devrait être augmenté d'un facteur 2, pour ne pas dépasser 100"C de perte en température du gaz chaud, ce qui se traduirait par une récupération finale de puissance en excès de 50 MW. Pour éviter ce surplus de puissance, on injecte du combustible et de la vapeur d'eau dans un rapport pondéral par l'intermédiaire d'un tube présentant dix points d'injection calibrés le long de la hauteur du tube pour atteindre le niveau d'énergie requis et un profil de température sensiblement isotherme. Cette combustion dans le réacteur-échangeur apporte 123 GcaVh. Les gaz quittent le réacteur-échangeur à environ 950"C sous 6 bar et passent dans un échangeur où ils sont refroidis à environ 840"C en fournissant 28,4 Gcal/h de chaleur de préchauffage à la charge. Ces gaz refroidis, à une pression de 5 bar, sont détendus dans deux turbines de récupération de puissance délivrant 30 MW chacune pour des utilités soit 50 GcaVh. Les gaz d'échappement, à 5000C environ, de ces turbines sont ensuite envoyés dans une chambre commune de récupération de chaleur où 80 Gcal/h de chaleur peuvent être récupérées pour un premier préchauffage de la charge et la production de vapeur tandis que les gaz refroidis à la fin à 2000C sont évacués par une cheminée dans l'atmosphère. Le bilan thermique fait apparaître une efficacité thermique de 81.0 % calculée ainsi: Quantité d'énergie consommée par la combustion Gcal/h Générateur à gaz 275.0 . In-situ 123.0 TOTAL 398s0 Quantité de chaleur absorbée Réaction 164.0 Préchauffage 28.4 Récupération 80.0 SOUS-TOTAL 272.4 Quantité de puissance récupérée 60 MW ou 50.0 TOTAL 322.4 REVENDICATIONS 1. Réacteur-échangeur de chaleur (11) pour réaliser une réaction endo-thermique sous pression de forme allongée, de préférence vertical à tubes (12) et à calandre (14) comportant à l'une de ses extrêmités une entrée de gaz de chauffage sous pression et contenant de l'oxygène connectée à la calandre (14) du réacteur-échangeur dans laquelle lesdits gaz circulent, et des moyens (13) d'alimentation en un mélange gazeux approprié comportant au moins un hydrocarbure reliés à une pluralité de tubes (12) réactionnels, ladite calandre comportant des moyens de turbulence (51) des gaz y circulant adaptés à chauffer lesdits tubes par chauffage indirect, ledit réacteur-échangeur comportant à l'autre extrêmité, une sortie (17) desdits gaz ayant circulé à travers la calandre et des moyens d'évacuation (24) d'un effluent gazeux chaud connectés auxdits tubes réactionnels, ledit réacteur-échangeur comportant en outre des moyens (15, 16) de combustion contrôlée in situ à l'intérieur de la calandre, (14) adaptés à réaliser par des injections appropriées de combustible gazeux et éventuellement de gaz inerte au contact desdits gaz circulant dans la calandre, une combustion adéquate pour maintenir la température des gaz sensiblement constante tout le long des tubes, lesdits moyens de combustion étant connectés à des moyens (5b) d'introduction de combustible dans la calandre et éventuellement à des moyens (5c) d'introduction de gaz inerte. 2. Réacteur-échangeur selon la revendication 1 dans lequel lesdits moyens de combustion à l'intérieur du réacteur-échangeur comportent au moins un tube d'injection (15), disposé avantageusement au centre d'un ensemble de tubes réactionnels, relié par l'une de ses extrêmités, aux moyens 5b d'introduction du combustible et éventuellement aux moyens d'introduction (5c) de gaz inerte, ledit tube d'injection étant percé à sa périphérie d'une pluralité d'orifices (16) avantageusement disposés selon plusieurs cercles à une distance appropriée, lesdits orifices ayant une surface d'ouverture de plus en plus petite dans le sens de l'écoulement desdits gaz de chauffage. 3. Réacteur-échangeur selon l'une des revendications 1 à 2 dans lequel le nombre de tubes d'injection représente 2 à 20 % du nombre de tubes réactionnels et avantageusement 5 à 10 %. 4. Réacteur-échangeur selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel le réacteur échangeur comporte à l'une de ses extrémités une chambre de mélange (29) du combustible et de gaz inerte sensiblement cylindrique, étanche auxdits gaz de chauffage et audit mélange gazeux, délimitée côté extrêmité par une paroi (40) circulaire flottante qui supporte les tubes (12) réactionnels traversant ladite chambre et par une paroi (42) circulaire flottante, côté calandre, supportant les tubes (15) d'injection qui débouchent dans ladite chambre, ladite chambre étant connectée aux moyens d'introduction (5b, 5c) du combustible et de gaz inerte, ladite chambre étant adaptée à réaliser un préchauffage du combustible et du gaz inerte et le refroidissement desdites parois de la chambre. 5. Réacteur-échangeur selon la revendication 4, dans lequel la chambre de mélange est située à l'extrémité du réacteur-échangeur, côté évacuation de l'effluent gazeux et est adaptée à effectuer une prétrempe de l'effluent dans les tubes réactionnels sur une longueur représentant de 1/50 à 1/10 de leur longueur et avantageusement de 1/25 à 1/15 de leur longueur. 6. Réacteur-échangeur selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de contrôle et d'asservissement comportant un contrôleur automatique relié à une sonde de température disposée sur les moyens d'évacuation de l'effluent et adapté à asservir au moins une vanne de débit de combustible alimentant le réacteur-échangeur par les moyens de combustion in situ (15, 16). 7. Réacteur échangeur selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le nombre de tubes conventionnels est compris entre 500 et 1500. 8. Utilisation du réacteur-échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 7 pour le vapocraquage d'une charge hydrocarbonée.