Brevet FR2675499A1 — publié le 19921023

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour réaliser des réactions chimiques endothermiques par passage de la charge dans un échangeur thermique sous pression et à haute température. L'invention s'applique à la mise en oeuvre d'une réaction non catalytique comme la pyrolyse de gaz contenant du méthane ou le vapocraquage d'une charge hydrocarbonée telle que du naphta ou de l'éthane, conduisant à la production d'éthylène. 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 100000 et au dessus) de systèmes réactionnels tel que le vapocraquage d'hydrocarbures 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 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'où 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 très haute température à tendance à se dilater aussi bien axialement que transversalement. Cette dilatation transversale peut être exaltée par la pression règnant 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. L'invention remédie à ces inconvénients et permet d'obtenir d'excellents résultats, notamment en termes de bilan énergétique, mais aussi en termes de rendement. De manière plus précise, I'invention concerne un procédé de vapocraquage à partir d'un mélange gazeux d'une charge hydrocarbonée contenant de 2 à 20 atomes de carbone et de vapeur d'eau, comportant une phase de chauffage dans une zone de chauffage dans des conditions appropriées, qui délivre un effluent chaud de vapocraquage riche en éthylène et une phase de refroidissement rapide dudit effluent dans une zone de refroidissement dans des conditions appropriées et l'on récupère ledit effluent de vapocraquage refroidi, caractérisé en ce que:: - on introduit ledit mélange de préférence préalablement chauffé, dans un rapport adéquat hydrocarbures sur vapeur d'eau à une des extrêmités d'un réacteur-échangeur de chaleur sous pression à tubes et à calandre, et on fait circuler le mélange à l'intérieur d'une pluralité de tubes de préférence sensiblement parallèles entre eux, contenus dans ledit réacteur échangeur, - on effectue la phase de chauffage du mélange gazeux dans le réacteur-échangeur de chaleur selon les étapes suivantes: a) on fait passer dans des conditions de débit appropriées une quantité d'air et une quantité de combustible dans au moins un générateur à gaz, adapté à délivrer des gaz de chauffage à une pression et à une température adéquates; b) on envoie lesdits gaz à une entrée de la calandre du réacteur-échangeur de chaleur à l'une des extrêmités, de préférence côté introduction du mélange, et on fait circuler lesdits gaz dans la calandre du réacteur-échangeur de chaleur de façon à échanger de la chaleur indirectement avec le mélange gazeux; c) on évacue lesdits gaz de chauffage par une sortie de la calandre à l'autre extrêmité, et l'on récupère un effluent chaud de vapocraquage riche en éthylène que l'on envoie immédiatement dans la zone de refroidissement. Le générateur à gaz délivre des gaz sous pression qui comportent de 10 à 20% d'oxygène en volume et des produits de combustion résultant de la combustion du combustible, par le volume d'air introduit puis comprimé. On désignera donc ce mélange par le terme de gaz de chauffage. Généralement la pression de ces gaz est de 4 à 20 bar (1 bar = 105Pa) et leur température de 600 à 1400"C. Selon une caractéristique du procédé la température ainsi atteinte et plus précisément la gamme de températures la plus élevée, peut être obtenue, au moins en partie, par la combustion d'une quantité appropriée de combustible, grâce à au moins une partie des gaz de combustion qui contiennent la quantité d'oxygène requise provenant du générateur à gaz, dans une zone de post-combustion en aval du générateur à gaz. Avantageusement, cette quantité d'oxygène peut atteindre 15 à 19% en volume à la sortie du générateur à gaz. La température de ce gaz est généralement supérieure à la température d'initiation de la combustion du combustible injecté. On a obtenu d'excellentes caractéristiques de fonctionnement du réacteur-échangeur de chaleur lorsque la pression des gaz assurant le chauffage des tubes réactionnels était de 6 à 10 bar et leurtempérature de 1000 à 1200"C. Selon une autre caractéristique du procédé, les gaz de chauffage sont en général introduits dans la calandre à un débit massique au moins égal à deux fois celui du mélange gazeux introduit dans les tubes, par exemple de 2 à 10 fois, et de préférence de 5 à 8 fois, de façon que la chute de température des gaz à la sortie de la calandre soit au plus égale à 1 500C et de préférence comprise entre 50 et 100 C. Selon une autre caractéristique du procédé, le temps de séjour du mélange gazeux (hydrocarbures et vapeur d'eau) dans le réacteur-échangeur est en général de 80 à 400 ms et avantageusement de 100 à 300 ms. Selon une autre caractéristique du procédé, on évacue habituellement l'ensemble des gaz, c'est-à-dire les gaz de combustion à la sortie du générateur à gaz, et ceux résultant de la postcombustion qui ont circulé à travers la calandre pour chauffer les tubes réactionnels, à une température généralement comprise entre 580"C et 12500C, de préférence entre 900 et 1 0500C et sous un pression de 3 à 19 bar, de préférence 5 à 7 bar et on peut envoyer ces gaz dans un second échangeur de chaleur gaz-gaz, dans lequel on préchauffe le mélange d'hydrocarbures et de vapeur, de préférence à contre-courant du sens d'écoulement de ces gaz à une température généralement inférieure de 50 à 100"C à la température initiale de craquage de la charge, par exemple entre 500 et 650"C. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse du procédé, on peut récupérer les gaz ayant traversé le second échangeur de chaleur, à une température de 550 à 950"C et sous une pression de 3 à 19 bar, de préférence à 700-950"C sous 4 à 10 bar pour les envoyer dans au moins une turbine de récupération de puissance capable d'alimenter des utilités pour le fonctionnement de l'unité de vapocraquage (la compression de la charge par exemple). L'invention concerne aussi le dispositif pour la mise en oeuvre d'une réaction endothermique telle qu'une réaction de vapocraquage, comportant un réacteur de chauffage et un organe adapté à réaliser un quench et connecté audit réacteur de chauffage, caractérisé en ce que le réacteur de chauffage comporte en combinaison: a) un générateur à gaz (1) comportant une première entrée (3) d'air et une seconde entrée (5) d'un combustible, adapté à délivrer par une sortie des gaz de chauffage à une température et à une pression déterminées; b) 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 desdits gaz reliée à la sortie du générateur à gaz et 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, permettant un chauffage indirect desdits tubes, 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 réacteur-échangeur étant connecté audit organe (27) à quench dont une entrée est reliée aux moyens d'évacuation (26) de l'effluent gazeux chaud et dont une sortie est connectée à des moyens (28) de collecte de 'effluent refroidi. Le générateur à gaz comprend en général un compresseur axial (2) comportant un arbre (7) de transmission relié à la première entrée (3) d'air, une chambre (4) de combustion du combustible par l'air comprimé connectée audit compresseur et à la seconde entrée (5) de combustible et une turbine (6) de récupération de puissance connectée à l'arbre du compresseur et adaptée à refouler l'air comprimé et les gaz de combustion sous pression dans le réacteur échangeur, ladite turbine comportant en outre ladite sortie des gaz. Le générateur à gaz peut être l'équivalent d'un moteur à réaction d'un avion dit "Jet Engine", dont on atténue le bruit par des aménagements appropriés. 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. Pour augmenter la température des gaz de chauffage à l'entrée du réacteur-échangeur, il peut être utile d'interposer une chambre à post-combustion à la sortie des gaz de la turbine de récupération de puissance, généralement intégrée avec le générateur à gaz. Grâce à l'introduction de gaz à un débit massique approprié, on peut assurer une différence de température entre la température des gaz de chauffage et celle de l'effluent gazeux dans les tubes, au moins égale à 50"C et de préférence comprise entre 100 et 150"C. Le procédé mis en oeuvre par le dispositif ci-dessus permet 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 l'extrêmité 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 est minimal et le profil de température de la réaction est sensiblement plus de type carré qu'il ne l'est selon l'art antérieur. Enfin, L'énergie mécanique récupérée au niveau des turbines de récupération de puissance est sensiblement la même que celle qui est disponible à la sortie du générateur à gaz. Elle peut être judicieusement utilisée afin de rendre le procédé très économique. 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 naphta combinant la récupération d'énergie mécanique par une turbine de récupération de puissance. Un générateur à gaz 1, qui peut être un moteur à réaction (Jet Engine) comprend un compresseur 2 d'air axial amené par une ligne 3 qui le comprime à environ 10 à 20 bar. La température de l'air augmente d'environ 300 à 4500C par compression. L'air comprimé passe dans une chambre de combustion 4 qui est une partie intégrante du moteur à réaction et qui est alimentée en combustible par une ligne 5. 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 1200"C. 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 2 par l'arbre de transmission 7. L'air et les produits de combustion quittent le générateur à gaz 1 à une pression d'environ 5 à 8 bar et à une température d'environ 700 à 800"C et sont envoyés par une ligne 8 à la sortie de la turbine 6, vers une chambre à post-combustion 9 dans laquelle du combustible est introduit par une ligne 5a. 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 1400"C. Ces gaz sont utilisés comme source de chaleur dans un réacteur-échangeur 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 1 1 qui est vertical et de forme allongée. Ce réacteur-échangeur de type tube et calandre comprend une enceinte 50 revêtue de 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 2,5 cm de diamètre, en acier type Incoloy, à haute teneur en nickel, sensiblement parallèles entre eux et sensiblement parallèles à l'axe du réacteur-échangeur de chaleur maintenus par des parois sensiblement transversales, I'une 40 étant flottante et l'autre 41 étant soudée à l'enceinte 50. Ces tubes sont adaptés à recevoir, grâce à une alimentation en parallèle, un mélange préchauffé à 580-650"C 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 d'alimentation par l'intermédiaire par exemple d'un ajutage non représenté sur la figure à la base de la calandre. Ainsi, les gaz de chauffage 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, une chambre 29 de refroidissement, 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 cefte chambre sur une partie de leur longueur et côté calandre par une paroi 42 circulaire et flottante traversée par les tubes réactionnels. La chambre est connectée à des moyens d'introduction 5c de gaz inerte tel que CO2, N2, de la vapeur d'eau ou leur mélange qui y entre de préférence tangentiellement. Le gaz inerte peut en sortir soit tangentiellement par des moyens appropriés soit par au moins un tube 15 percé d'au moins un orifice situé de préférence à son extrêmité côté entrée des gaz de chauffage.Ce tube de préférence parallèle à l'axe du réacteur est adapté à transférer le gaz inerte, avantageusement le dioxyde de carbone récupéré en aval du dispositif, de la chambre de refroidissement dans la calandre grâce à un orifice percé dans la paroi 42 qui communique avec ledit tube. La chambre 29 est adaptée à réaliser le refroidissement des parois de la chambre, ce qui diminue les variations de volume de la chambre dues au phénomène de dilatation thermique. 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 gaz inerte, sur une longueur représentant de 1/50 à 1/10 de leur longueur et avantageusement de 1/25 à 1/15 de leur longueur. Finalement, la possibilité d'effectuer un transfert thermique rapide très important contribue à induire un profil de température sensiblement carré tout le long de la réaction, ce qui favorise un meilleur rendement en éthylène. Les gaz de chauffage 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 l'extrêmité supérieure d'un échangeur 18 de chaleur conventionnel gaz-gaz. Celui-ci est adapté à préchauffer à contre-courant par convection dans des tubes appropriés le mélange gazeux réactionnel d'hydrocarbures et de vapeur d'eau à 500-650"C qui est introduit grâce à une ligne d'alimentation 19 à la partie inférieure de ces tubes. Le mélange, une fois préchauffé est envoyé à l'extrêmité inférieure du réacteur-échangeur de chaleur par la ligne 13. Les gaz de chauffage circulant dans la calandre de cet échangeur 18 préchauffeur quittent celui-ci à son extrêmité inférieure à une température de 700-950"C et environ 4 à 6 bar. Ils ont, à ces conditions, autant d'énergie mécanique potentielle qu'ils en auraient eue dans une configuration de turbine à gaz équivalente, c'est-à-dire à la sortie 8 de la turbine 6 de récupération de puissance. Les gaz de chauffage sont donc dirigés par une ligne 20 d'évacuation vers un récipient 21 de garde (dit KO Drum) puis sont détendus dans une turbine 22 de récupération de puissance pour en extraire l'énergie mécanique qui va être utilisée par exemple pour comprimer la charge.Les gaz détendus, sensiblement à la pression atmosphérique et à une température de 400-5500C sont amenés par une ligne 23 vers l'entrée d'une chambre à récupération de chaleur 30 permettant d'effectuer par convection un premier préchauffage de la charge hydrocarbonée et de la vapeur d'eau vers environ 350 à 450"C. 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-échangeur et conduit l'effluent du collecteur à un organe 27 vertical, de type conventionnel, adapté à réaliser un refroidissement rapide (quench) par une circulation à contre-courant d'eau déminéralisée et qui génère de la vapeur d'eau à très haute pression, de l'ordre de 100 bar. L'effluent refroidi est ensuite recueilli à l'extrêmité inférieure de l'organe à quench 27 par une ligne 28 qui le conduit vers des unités aval de séparation, non représentées sur la figure. Le réacteur-échangeur comprend enfin des moyens de contrôle de son fonctionnement. Ils comportent un contrôleur automatique 31 relié par une ligne de transmission 32 à une sonde de température 33 disposée de préférence sur la ligne d'évacuation de l'effluent de vapocraquage 26. Le contrôleur asservit par un ligne de transmission 34 une vanne 35 d'ouverture partielle du combustible gazeux dans le générateur à gaz. L'exemple suivant illustre de manière non limitative 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 Energie excédentaire 60 MW Générateur à gaz (GE LM 5000) 4 X 30 MW Quantité d'air 4 x 450 T/h Quantité de gaz de chauffage produits 4 x 460 T/h à 1 1500C et 7 bar 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 (687 GJ/heure) par la chaleur sensible du gaz chaud sans combustion in situ dans le réacteur-échangeur, le débit pondéral de gaz chaud est de 1 840 T/h, pour ne pas dépasser 1 000C de perte en température du gaz chaud, ce qui se traduira par une récupération finale de puissance en excès de 60 MW. Les gaz quittent le réacteur-échangeur à environ 950"C sous 6 bar et passent dans un échangeur où ils sont refroidis à environ 890"C en fournissant 117 GJ/h de chaleur de préchauffage à la charge. Ces gaz refroidis, à une pression de 5 bar, sont détendus dans quatre turbines de récupération de puissance délivrant 30 MW chacune pour des utilités soit 419 GJ/h. Les gaz d'échappement, à 5000C environ, de ces turbines sont ensuite envoyés dans une chambre commune de récupération de chaleur où 670 GJ/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 82% calculée ainsi: Quantité d'énergie consommée par la combustion GJ/h Générateur à gaz - combustion primaire 1 336 - post combustion 967 TOTAL 2 303 Quantité de chaleur absorbée Réaction 687 Préchauffage 117 . Récupération 670 SOUS-TOTAL 1 474 Quantité de puissance mécanique récupérée 209 60 MW 209 Quantité de puissance électrique excédentaire 209 60 MW 209 SOUS TOTAL 418 1 892 TOTAL1 892 REVENDICATIONS 1- Procédé de vapocraquage à partir d'un mélange gazeux d'une charge hydrocarbonée contenant de 2 à 20 atomes de carbone et de vapeur d'eau, comportant une phase de chauffage dans une zone de chauffage dans des conditions appropriées, qui délivre un effluent chaud de vapocraquage riche en éthylène et une phase de refroidissement rapide dudit effluent dans une zone de refroidissement dans des conditions appropriées et l'on récupère ledit effluent de vapocraquage refroidi, caractérisé en ce que:: - on introduit ledit mélange de préférence préalablement chauffé, dans un rapport adéquat hydrocarbures sur vapeur d'eau à une des extrêmités d'un réacteur échangeur de chaleur sous pression à tubes et à calandre, et on fait circuler le mélange à l'intérieur d'une pluralité de tubes, contenus dans ledit réacteur échangeur, - on effectue la phase de chauffage du mélange gazeux dans le réacteur-échangeur de chaleur selon les étapes suivantes: a) on fait passer dans des conditions de débit appropriées une quantité d'air et une quantité de combustible dans au moins un générateur à gaz, adapté à délivrer des gaz de chauffage à une pression et à une température adéquates; b) on envoie lesdits gaz à une entrée de la calandre du réacteur-échangeur de chaleur à l'une des extrêmités, de préférence côté introduction du mélange, et on fait circuler lesdits gaz dans la calandre du réacteur-échangeur de chaleur de façon à échanger de la chaleur indirectement avec le mélange gazeux; c) on évacue lesdits gaz de chauffage par une sortie de la calandre à l'autre extrêmité, et l'on récupère un effluent chaud de vapocraquage riche en éthylène que l'on envoie immédiatement dans la zone de refroidissement. 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pression desdits gaz de chauffage est de 4 à 20 bar et leur température de 600 à 1400"C. 3 - Procédé selon les revendications 1 et 2, dans lequel la température de 600 à 1400"C est au moins en partie obtenue par la combustion d'une quantité appropriée de combustible grâce à au moins une partie desdits gaz contenant de l'oxygène provenant du générateur à gaz, dans une zone de post-combustion en aval de ce dernier. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel la pression desdits gaz est de 6 à 10 bar et leur température de 1000 à 12000C. 5 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel le temps de séjour du mélange dans le réacteur-échangeur est de 80 à 400 ms et avantageusement de 100 à 300 ms. 6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel on évacue lesdits gaz qui ont circulé à travers la calandre à une température de 580"C à 12500C et sous une pression de 3 à 19 bar et on les envoie dans un second échangeur de chaleur dans lequel on préchauffe le mélange d'hydrocarbures et de vapeur, de préférence à contre-courant du sens d'écoulement desdits gaz, à une température de 50 à 100"C inférieure à la température initiale de craquage du mélange. 7 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 dans lequel on récupère les gaz ayant traversé le second échangeur de chaleur, à une température de 550"C à 950"C et sous une pression de 3 à 19 bar, de préférence à 700-950"C sous 4 à 10 bar et on les envoie dans au moins une turbine de récupération de puissance. 8 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 7 dans lequel les gaz de chauffage sont introduits dans la calandre à un débit massique au moins égal à deux fois celui du mélange gazeux introduit dans les tubes et de préférence à un débit massique de 5 à 8 fois celui du mélange gazeux. 9 - Dispositif pour la mise en oeuvre d'une réaction endothermique telle qu'une réaction de vapocraquage, comportant un réacteur de chauffage et un organe adapté à réaliser un trempe et connecté audit réacteur de chauffage caractérisé en ce que le réacteur de chauffage comporte en combinaison: 0 un générateur à gaz (1) comportant une première entrée (3) d'air et une seconde entrée (5) d'un combustible adapté à délivrer, par une sortie, des gaz de chauffage à une température et à une pression déterminées;; b) 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 desdits gaz reliée à la sortie du générateur à gaz et 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 des gaz y circulant, permettant un chauffage indirect desdits tubes, ledit réacteur-échangeur comportant à l'autre extrêmité, une sortie (17) desdits gaz ayant circulé à travers la calandre et des moyens d'évacuation (26) d'un effluent gazeux chaud connectés auxdits tubes réactionnels (14), ledit réacteur-échangeur étant connecté audit organe (27) à quench dont une entrée est reliée aux moyens d'évacuation (26) de l'effluent gazeux chaud et dont une sortie est connectée à des moyens (28) de collecte de l'effluent refroidi. 10 - Dispositif selon la revendications 9 dans lequel le générateur à gaz comprend en général un compresseur axial (2) comportant un arbre (7) de transmission relié à la première entrée (3) d'air, une chambre (4) de combustion du combustible par l'air comprimé connectée audit compresseur et à la seconde entrée (5) de combustible et une turbine (6) de récupération de puissance connectée à l'arbre du compresseur et adaptée à refouler l'air comprimé et les gaz de combustion (gaz de chauffage) sous pression dans le réacteur échangeur, ladite turbine comportant en outre ladite sortie des gaz. 11 - Dispositif selon l'une des revendications 9 à 10 dans lequel une chambre (9) à post combustion comportant des moyens d'alimentation en combustible est interposée entre ladite sortie des gaz de la turbine (6) de récupération de puissance et ladite entrée des gaz dans le réacteur-échangeur (11). 12 - Dispositif selon l'une des revendications 9 à 1 1 caractérisé en ce qu'il comprend un second échangeur de chaleur gaz-gaz (18) en aval de la sortie des gaz de chauffage du réacteur échangeur de chaleur, adapté à préchauffer, de préférence à contre-courant, par échange indirect avec lesdits gaz, le mélange gazeux d'alimentation avant son entrée dans le réacteur-échangeur de chaleur sous pression. 13 - Dispositif selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une turbine (22) de récupération de puissance connectée à la sortie des gaz de chauffage du second échangeur de chaleur. 14 - Dispositif selon l'une des revendications 9 à 13 dans lequel le réacteur échangeur comporte à l'une de ses extrêmités côté évacuation de l'effluent une chambre de refroidissement (29) de l'effluent gazeux chaud, étanche auxdits gaz de chauffage et audit effluent gazeux, délimitée côté extrêmité par une paroi circulaire flottante sur une partie de leur longueur qui supporte les tubes (7) réactionnels traversant ladite chambre et par une paroi circulaire flottante, côté calandre, traversée par lesdits tubes, ladite chambre étant connectée à des moyens d'introduction (5c) de gaz inerte et à au moins une sortie de gaz inerte, ladite chambre étant adaptée à réaliser le refroidissement desdites parois de la chambre et 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. 15 - Dispositif selon la revendication 14 dans lequel ladite sortie de gaz inerte comprend au moins un tube d'évacuation du gaz inerte dans la calandre, ledit tube étant relié à une extrêmité à ladite chambre par au moins un orifice percé dans la paroi 42 et comprenant au moins un orifice de préférence à l'autre extrêmité, adapté à introduire le gaz inerte dans la calandre. 16 - Dispositif selon l'une des revendications 9 à 15 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de contrôle et d'asservissement comportant un contrôleur automatique (31) relié à une sonde de température (33) disposée sur les moyens d'évacuation (26) de l'effluent et adapté à asservir au moins une vanne (35) de débit de combustible alimentant le générateur à gaz.