Brevet FR3163950A1 — publié le 20260102

L’invention concerne un système (100) et un procédé de chauffage d’un flux d’hydrocarbures comprenant un four à combustion (10) et au moins un dispositif de chauffage électrique (40) monté en aval et/ou en amont du four à combustion. Le système de chauffage comprend un système de gestion (50) configuré pour : - commander l’au moins un dispositif de chauffage électrique (40) et le four à combustion (10) pour chauffer le flux d’hydrocarbures sortant du système de chauffage à une température cible, et, - commander l’au moins un dispositif de chauffage électrique (40) de manière à maintenir une différence de température du flux d’hydrocarbures entre l’entrée et la sortie du four à combustion inférieure ou égale à une valeur seuil. Figure d’abrégé : fig.1 système et procédé de chauffage d’un flux d’hydrocarbures à empreinte carbone réduite et à fonctionnement amélioré Domaine technique de l’invention La présente invention concerne un système et un procédé de chauffage d’un flux d’hydrocarbures à empreinte carbone réduite et à fonctionnement amélioré, notamment utilisé dans une unité de raffinerie. Le procédé et le système de chauffage selon l’invention est particulièrement adapté pour chauffer un flux d’hydrocarbures préalablement à son traitement. Arrière-plan technologique Dans le domaine du raffinage, les flux d’hydrocarbures sont en général chauffés en utilisant des fours à combustion. De tels fours génèrent cependant des émissions de CO 2 et d’oxydes d’azotes importantes qu’il convient de réduire d’un point de vue environnemental. Avant d’entrer dans un four à combustion, le flux d’hydrocarbures est généralement préchauffé par un ou plusieurs échangeurs de chaleur qui préchauffent ce flux en récupérant la chaleur de flux chauds de l’unité. Ce préchauffage dépend ainsi de la température et du débit des flux chauds utilisés et ne permet pas un contrôle précis et constant de la température en entrée du four à combustion. Un changement de système de chauffage peut néanmoins avoir des impacts sur l’efficacité du chauffage, la formation de coke, la pression du fluide chauffé, et sur le procédé de raffinage en aval. En outre, ces fours sont sujet au cokage qui perturbe leur fonctionnement. Il existe ainsi un besoin pour réduire la formation de coke et pour réduire l’empreinte carbone des systèmes de chauffage existants sans perturber le fonctionnement des procédés mis en œuvre en aval. A cet effet, l’invention propose un système de chauffage d’un flux d’hydrocarbures comprenant : - un four à combustion comprenant une entrée et une sortie pour le flux d’hydrocarbures, - une conduite d’alimentation en flux d’hydrocarbures à chauffer reliée à l’entrée du four à combustion, - une pompe de charge du flux d’hydrocarbures montée sur la conduite d’alimentation ; - une conduite d’évacuation du flux d’hydrocarbures chauffé reliée à la sortie du four à combustion, - au moins un dispositif de chauffage électrique monté sur la conduite d’alimentation en aval de la pompe de charge, et/ou monté sur la conduite d’évacuation du four à combustion, - un système de gestion configuré pour : - commander l’au moins un dispositif de chauffage électrique et le four à combustion pour chauffer le flux d’hydrocarbures sortant du système de chauffage à une température cible et, - commander l’au moins un dispositif de chauffage électrique de manière à maintenir une différence de température du flux d’hydrocarbures entre l’entrée et la sortie du four à combustion inférieure ou égale à une valeur seuil. La mise en œuvre d’un dispositif de chauffage électrique monté en amont et/ou en aval d’un four à combustion en fonction d’une différence de températures à l’intérieur du four à combustion permet de réduire la formation de coke à l’intérieur du four à combustion et/ou dans le dispositif de chauffage électrique, et d’améliorer l’efficacité globale du système de chauffage. L’utilisation d’au moins un dispositif de chauffage électrique permet notamment d’homogénéiser les flux de chaleur transmis et donc d’éviter la formation de points chauds susceptibles de provoquer du cokage. La température d’un flux d’hydrocarbures sortant d’un système de chauffage électrique est également stable et homogène dans le temps. De manière générale, l’utilisation d’au moins un dispositif de chauffage électrique en amont ou en aval du four à combustion permet de réduire la chaleur que le four à combustion doit fournir pour atteindre la température cible, ce qui permet de réduire sa consommation en combustible et la génération de CO 2 , mais aussi de limiter le cokage à l’intérieur du four à combustion. Il est ainsi possible d’augmenter le temps de fonctionnement du système de chauffage entre deux opérations de décokage. L’augmentation de ce temps de fonctionnement peut atteindre 400 % par rapport à un système de chauffage sans dispositif de chauffage électrique. De plus, lorsqu’au moins un dispositif de chauffage électrique est monté en amont du four à combustion, le flux d’hydrocarbures en entrée du four à combustion présente une température homogène et stable dans le temps. Le réglage des brûleurs s’en trouve amélioré (notamment le réglage du débit d’air nécessaire à la combustion à l’intérieur du four à combustion), ce qui permet d’améliorer l’efficacité énergétique, de limiter la formation de points chauds dans le four à combustion, et par conséquent de limiter les risques de cokage à l’intérieur de ce dernier. Lorsqu’au moins un dispositif de chauffage électrique est monté en aval du four à combustion, la chaleur à apporter par le four à combustion pour atteindre la température cible est réduite. En chauffant moins dans le four à combustion, on réduit le risque de cokage à l’intérieur de celui-ci. Le reste du chauffage est apporté par le dispositif de chauffage électrique qui procure une chaleur bien plus homogène, de sorte que le risque de cokage dû à la formation de points chauds dans le dispositif de chauffage électrique est limité. L’au moins un dispositif de chauffage électrique utilisé dans la présente invention n’a pas pour fonction de remplacer le ou les échangeurs de chaleur habituellement utilisés pour préchauffer la charge entrant dans le four à combustion. Ainsi, le système de chauffage selon l’invention pourra en outre comprendre un ou plusieurs échangeurs de chaleur montés en série et/ou en parallèle sur la conduite d’alimentation du four en combustion, en amont du dispositif de chauffage électrique, ces échangeurs de chaleur transférant au flux d’hydrocarbures la chaleur provenant de fluides chauds. Un dispositif de chauffage électrique positionné en amont du four à combustion présente l’avantage d’être plus facile à intégrer et d’être moins volumineux qu’un dispositif de chauffage électrique positionné en aval du four à combustion, notamment car le débit volumique à traiter en sortie du four à combustion est généralement plus important qu’en entrée du four à combustion. Un dispositif de chauffage électrique positionné en aval du four à combustion présente l’avantage de permettre une réduction plus importante du cokage par rapport à un dispositif de chauffage électrique positionné en amont. Un système de chauffage selon l’invention avec un positionnement en aval du dispositif de chauffage est ainsi particulièrement bien adapté au chauffage des flux d’hydrocarbures des unités de distillation sous vide ou de viscoréduction d’une raffinerie. Un système de chauffage selon l’invention avec un positionnement en amont du dispositif de chauffage peut être utilisé pour chauffer les flux d’hydrocarbures des autres unités d’une raffinerie. Dans un mode de réalisation, le système de chauffage selon l’invention peut comprendre uniquement au moins un dispositif de chauffage électrique monté en amont du four à combustion. Dans un autre mode de réalisation, le système de chauffage selon l’invention peut comprendre uniquement au moins un dispositif de chauffage électrique monté en aval du four à combustion. Dans un mode de réalisation, le système de chauffage selon l’invention peut comprendre au moins un dispositif de chauffage électrique monté en amont du four à combustion et au moins un dispositif de chauffage électrique monté en aval du four à combustion. Quel que soit le mode de réalisation, l’au moins un dispositif de chauffage électrique peut être choisi parmi un four électrique et un échangeur de chaleur électrique. Quel que soit le mode de réalisation, l’au moins un dispositif de chauffage électrique peut être choisi parmi un système de chauffage à effet Joule (i.e. résistif), à induction, radiatif, à micro-ondes, par plasma, par ondes de choc, ou une combinaison de ces modes de chauffage. La valeur seuil précitée peut être préalablement déterminée à partir d’essais et/ou de modélisations. Avantageusement, la valeur seuil peut être de 20 à 120 °C, de préférence de 40 à 120 °C. Avantageusement, le four à combustion peut comprendre une zone de convection et une zone de radiation équipée de brûleurs. Cette zone de radiation est typiquement positionnée en dessous de la zone de convection. Ainsi, la zone de convection est traversée par les fumées de combustion des chaleurs chaudes produites par les brûleurs. La zone de radiation est soumise à la radiation des flammes produites par les brûleurs. Souvent, le flux d’hydrocarbures entre dans le four à combustion au niveau de la zone de convection de ce dernier puis entre dans la zone de radiation du four avant de sortir de celui-ci. Alternativement, le flux d’hydrocarbures pourrait entrer directement dans la zone de radiation du four. Avantageusement, la zone de convection, traversée par les fumées sortant de la zone de radiation, peut comprendre au moins une zone de transfert de chaleur pour préchauffer le flux d’hydrocarbures avant son entrée dans la zone de radiation dans laquelle le flux d’hydrocarbures est davantage chauffé, par exemple au moins en partie vaporisé. En outre, la zone de convection peut comprendre au moins un système de génération et/ou de surchauffe de vapeur. Typiquement, le flux d’hydrocarbures circule dans au moins un faisceau de tubes à l’intérieur du four à combustion. L’invention a également pour objet un procédé de chauffage d’un flux d’hydrocarbures mis en œuvre dans un système de chauffage selon l’invention, dans lequel : - on introduit le flux d’hydrocarbures à l’intérieur du four à combustion et de l’au moins un dispositif de chauffage électrique au moyen de la pompe de charge, - on fait fonctionner le four à combustion, - on commande l’au moins un dispositif de chauffage électrique et le four à combustion pour chauffer le flux d’hydrocarbures sortant du système de chauffage à une température cible, - et on commande l’au moins un dispositif de chauffage électrique de manière à maintenir une différence de température du flux d’hydrocarbures entre l’entrée et la sortie du four à combustion inférieure ou égale à une valeur seuil. La valeur seuil peut être tel que précédemment défini. Définitions Aux fins de la description, les définitions suivantes sont données : Les termes « comprenant » et « comprend » tels qu’utilisés ici sont synonymes avec « incluant », « inclut » ou « contient », « contenant », et sont inclusifs ou sans bornes et n’excluent pas de caractéristiques additionnelles, d’éléments ou d’étapes de méthodes non spécifiés. La spécification d’un domaine numérique sans décimales inclut tous les nombres entiers et, lorsque c’est approprié, des fractions de ces derniers (par exemple, 1 à 5 peut inclure 1, 2, 3, 4 et 5 lorsque référence est faite à un nombre d’éléments, et peut aussi inclure 1,5, 2, 2,75 et 3,80, lorsque référence est faite à, par exemple, une mesure.). La spécification d’une décimale comprend également la décimale elle-même (par exemple, « de 1,0 à 5,0 » inclut 1,0 et 5,0). Toute plage de valeurs numériques récitée ici comprend également toute sous-plage de valeurs numériques mentionnée ci-dessus. Les expressions % en poids et % en masse ont une signification équivalente et se réfèrent à la proportion de la masse d’un produit rapportée à 100g d’une composition le comprenant. Le terme "hydrocarbure" désigne à la fois les alcanes (hydrocarbures saturés), les cycloalcanes, les aromatiques et les hydrocarbures insaturés. Les termes "alcane" ou "alcanes" utilisés ici décrivent des hydrocarbures acycliques ramifiés ou non ramifiés ayant la formule générale C n H 2n+2 , et donc constitués entièrement d'atomes d'hydrogène et d'atomes de carbone saturés ; voir par exemple IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2e édition (1997). Le terme "alcanes" désigne donc les alcanes non ramifiés ("paraffines normales" ou "n-paraffines" ou "n-alcanes" ou "paraffines") et les alcanes ramifiés ("iso-paraffines" ou "iso-alcanes"), mais exclut les naphtènes (cycloalcanes). Ils sont parfois désignés par le symbole "HC-". Les termes "oléfine" ou "alcène" utilisés ici désignent un composé d’hydrocarbures insaturé contenant au moins une double liaison carbone-carbone. Ils sont parfois désignés par le symbole "HC=". Les caractéristiques particulières, structures, propriétés, modes de réalisation de l’invention peuvent être combinés librement en un ou plusieurs modes de réalisation non spécifiquement décrits ici, comme cela peut être apparent à des spécialistes du traitement des huiles de liquéfaction de plastique mettant en œuvre leurs connaissances générales. Description détaillée de l’invention Description des figures L'invention est maintenant décrite en référence aux dessins annexés, non limitatifs, dans lesquels : FIG. 1 La FIG. 1 représente schématiquement un système de chauffage d’un flux d’hydrocarbures selon un mode de réalisation de l’invention. FIG. 2 La FIG. 2 représente schématiquement un système de chauffage d’un flux d’hydrocarbures selon un autre mode de réalisation de l’invention. FIG. 3 La FIG. 3 est un graphe représentant l’évolution de la température du flux d’hydrocarbures de l’exemple 1 en fonction de la longueur du tube à l’intérieur duquel le flux d’hydrocarbures circule dans le four à combustion. FIG. 4 La FIG. 4 est un graphe représentant l’évolution du flux thermique moyen de l’exemple 1 en fonction de la longueur du tube à l’intérieur duquel le flux d’hydrocarbures circule dans le four à combustion. FIG. 5 la FIG. 5 est un graphe représentant l’évolution de la température de peau externe et de la température de film de l’exemple 1 en fonction de la longueur du tube à l’intérieur duquel le flux d’hydrocarbures circule dans le four à combustion. FIG. 6 la FIG. 6 est un graphe représentant l’évolution du taux de cokage relatif de l’exemple 1 en fonction de la longueur du tube à l’intérieur duquel le flux d’hydrocarbures circule dans le four à combustion. FIG. 7 La FIG. 7 est un graphe représentant l’évolution de la température du flux d’hydrocarbures de l’exemple 2 en fonction de la longueur du tube à l’intérieur duquel le flux d’hydrocarbures circule dans le four à combustion. FIG. 8 La FIG. 8 est un graphe représentant l’évolution du flux thermique moyen de l’exemple 2 en fonction de la longueur du tube à l’intérieur duquel le flux d’hydrocarbures circule dans le four à combustion. FIG. 9 la FIG. 9 est un graphe représentant l’évolution de la température de peau externe et de la température de film de l’exemple 2 en fonction de la longueur du tube à l’intérieur duquel le flux d’hydrocarbures circule dans le four à combustion. FIG. 10 la FIG. 10 est un graphe représentant l’évolution du taux de cokage relatif de l’exemple 2 en fonction de la longueur du tube à l’intérieur duquel le flux d’hydrocarbures circule dans le four à combustion. La FIG. 1 représente un système de chauffage 100 d’un flux d’hydrocarbures comprenant : - un four à combustion 10 comprenant une entrée 12 et une sortie 14 pour le flux d’hydrocarbures, - une conduite d’alimentation 20 en flux d’hydrocarbures à chauffer reliée à l’entrée 12 du four à combustion, - une pompe de charge 22 du flux d’hydrocarbures montée sur la conduite d’alimentation 20 , - une conduite d’évacuation 30 du flux d’hydrocarbures chauffé reliée à la sortie 14 du four à combustion, - au moins un dispositif de chauffage électrique 40 , ici un seul, monté sur la conduite d’alimentation 20 du four à combustion en aval de la pompe de charge 22 , - un système de gestion 50 du four à combustion et de l’au moins un dispositif de chauffage électrique 40 . Selon l’invention, le système de gestion 50 est configuré, notamment programmé, pour : commander le(s) dispositif(s) de chauffage électrique 40 et le four à combustion 10 pour chauffer le flux d’hydrocarbures sortant du système de chauffage 100 à une température cible, et commander l’au moins un dispositif de chauffage électrique 40 monté sur la conduite d’alimentation de manière à maintenir une différence de température du flux d’hydrocarbures entre l’entrée et la sortie du four à combustion inférieure ou égale à une valeur seuil. A cet effet, le système de gestion 50 pourra commander l’alimentation électrique du dispositif de chauffage électrique ainsi que la combustion du four à combustion, par exemple en contrôlant l’alimentation en combustible et comburant d’un système de combustion 1 6 du four. Ce système de combustion 1 6 comprend typiquement une pluralité de brûleurs. Le système de gestion 50 pourra également être configuré, notamment programmé, pour commander la pompe de charge 22 permettant d’introduire le flux d’hydrocarbures à l’intérieur de l’au moins un dispositif de chauffage. Le système de gestion 50 utilisé dans la présente invention comprend typiquement un ou plusieurs processeurs, par exemple un microprocesseur, un microcontrôleur ou autre. Il peut être configuré (notamment programmé) pour commander le(s) dispositif(s) de chauffage utilisé(s) dans la présente invention, ainsi que le four à combustion, et éventuellement la pompe de régulation. Il peut ainsi être relié aux composants de ce(s) dispositif(s), à l’alimentation électrique du dispositif de chauffage électrique, et éventuellement à une ou plusieurs vanne(s), pompe(s) et/ou autre élément utilisé pour la circulation des fluides, notamment pour l’alimentation en combustible et/ou en comburant du four à combustion. Le système de gestion 50 peut en outre recevoir d’un ou plusieurs capteurs disposés de manière appropriée différentes informations relatives : - à l’alimentation en énergie (électrique et/ou thermique) du ou des dispositifs de chauffage électrique et/ou du four à combustion (quantité de courant reçue et consommée, température et/ou débit des fluides dont la température est contrôlée), - à la quantité d’énergie électrique et/ou thermique reçue/produite par le(s) dispositif(s) de chauffage électrique et/ou le four à combustion (quantité de courant, débit et/ou température des fluides, débit de combustible alimentant le four à combustion), - à la température du flux d’hydrocarbures entrant/sortant du ou des dispositifs de chauffage électrique et/ou du four à combustion, - à la pression du flux d’hydrocarbures entrant/sortant du ou des dispositifs de chauffage électrique et/ou du four à combustion, - au débit de flux d’hydrocarbures entrant/sortant du ou des dispositifs de chauffage électrique et/ou du four à combustion. Le système de gestion 50 comprend typiquement des interfaces de sortie ou d’entrée/sortie. Il peut s’agir d’interfaces de communication sans fil (Bluetooth, WIFI ou autre) ou des connecteurs (port réseau, port USB, port série, port Firewire®, port SCSI ou autre). Ces interfaces d’entrée et/ou sortie peuvent former des moyens de communication, optionnellement bidirectionnels, entre le système de gestion et le(s) dispositif(s) de chauffage électrique et le four à combustion. Le système de gestion 50 peut également comprendre des moyens de stockage qui peuvent être une mémoire vive (RAM), une mémoire morte programmable effaçable électriquement (EEPROM), une mémoire flash, une mémoire externe ou autre. Ces moyens de stockage peuvent, entre autres, stocker des données reçues, les valeurs mesurées, les valeurs calculées, et un ou plusieurs programmes informatiques. La valeur seuil peut avantageusement être déterminée par des tests et/ou des simulations. Elle peut notamment être déterminée en fonction de paramètres de fonctionnement du four à combustion, et notamment de la température cible du flux d’hydrocarbures sortant du four à combustion. En particulier, cette valeur seuil est typiquement déterminée de manière à limiter le cokage dans le four à combustion. Elle peut être de 20 à 120 °C, de préférence de 40 à 120 °C. Quel que soit le mode de réalisation, on pourra notamment déterminer une valeur seuil telle qu’un taux de cokage relatif, tel que défini par l’équation 3 du modèle utilisé dans les exemples, est réduit de 5 à 75%, de préférence de 10 à 75 % par rapport à un cas où le(s) dispositif(s) de chauffage électrique ne fonctionne(nt) pas. Dans le mode de réalisation de la FIG. 1 , le dispositif de chauffage électrique 40 peut avantageusement être un échangeur de chaleur électrique ou similaire, tel que représenté. Dans le mode de réalisation représenté, ce dispositif de chauffage électrique comprend ainsi une entrée 4 2 et une sortie 4 4 pour le flux d’hydrocarbures. La chaleur qu’il produit peut être obtenue par effet Joule (i.e. résistif), par induction, par radiation, par micro-ondes, par plasma, par ondes de choc, ou par une combinaison de ces modes de chauffage électrique. Dans ce mode de réalisation, lorsque le four à combustion 10 fonctionne, on introduit le flux d’hydrocarbures à chauffer à l’intérieur du dispositif de chauffage électrique 40 au moyen de la pompe de charge 22 , on commande le dispositif de chauffage électrique 40 et le four à combustion 10 pour chauffer le flux d’hydrocarbures sortant du système de chauffage 10 0 à la température cible souhaitée. On commande également le dispositif de chauffage électrique 40 de manière à maintenir une différence de température du flux d’hydrocarbures entre l’entrée 12 et la sortie 14 du four à combustion inférieure ou égale à la valeur seuil. Ceci permet à la fois de réduire le cokage du four à combustion tout en réduisant l’empreinte carbone du système de chauffage selon l’invention. Dans le mode de réalisation particulier représenté sur la FIG. 1 , l’installation 100 comprend également un ou plusieurs échangeurs de chaleur 24 optionnels de préchauffage de la charge au moyen d’un fluide chaud provenant de la raffinerie, situé(s) entre la pompe de charge 22 et le dispositif de chauffage électrique 40 . La FIG. 2 représente un système de chauffage d’un flux d’hydrocarbure 100 qui ne diffère de celui décrit en référence à la FIG. 1 que par la position du dispositif de chauffage électrique 40 qui est disposé ici sur la conduite d’évacuation 14 du four à combustion 10 . La température cible à laquelle le flux d’hydrocarbures doit être chauffé est donc ici atteinte à la sortie 44 du dispositif de chauffage électrique, le flux d’hydrocarbures entrant dans le dispositif de chauffage électrique par une entrée 42 reliée à la conduite d’évacuation 14 du four à combustion 10 . Dans ce mode de réalisation, le système de gestion 50 est configuré, notamment programmé, de la même manière que décrit en référence au mode de réalisation de la FIG. 1 . Dans ce mode de réalisation, le dispositif de chauffage électrique 40 peut avantageusement être un four électrique ou similaire. La chaleur qu’il produit peut être obtenue par effet Joule (i.e. résistif), par induction, par radiation, par micro-ondes, par plasma, par ondes de choc, ou par une combinaison de ces modes de chauffage électrique. Dans ce mode de réalisation, lorsque le four à combustion 10 fonctionne, on introduit le flux d’hydrocarbures à chauffer au moyen de la pompe de charge 22 à l’intérieur du four à combustion 10 puis dans le dispositif de chauffage électrique 40 et on commande le dispositif de chauffage électrique 40 et le four à combustion 10 pour chauffer le flux d’hydrocarbures sortant du système de chauffage 10 0 à la température cible souhaitée. On commande également le dispositif de chauffage électrique 40 de manière à maintenir une différence de température du flux d’hydrocarbures entre l’entrée 12 et la sortie 14 du four à combustion inférieure ou égale à la valeur seuil. Ceci permet à la fois de réduire le cokage du four à combustion tout en réduisant l’empreinte carbone du système de chauffage selon l’invention. Afin de limiter davantage le cokage dans le four à combustion, le système de gestion peut avantageusement être configuré pour commander l’au moins un dispositif de chauffage électrique disposé en aval de manière à ce que la perte de pression au travers de ce(s) dernier(s) soit inférieure à une valeur cible qui peut être déterminée par des tests et/ou simulations. Dans les modes de réalisation décrits en référence aux figures 1 et 2, un seul dispositif de chauffage électrique 40 est prévu. L’invention n’est toutefois pas limitée à un nombre particulier de dispositifs de chauffage électrique, et le système de chauffage 100 selon l’invention peut comprendre deux ou plusieurs dispositifs de chauffage électrique 40 montés en série et/ou en parallèle sur la conduite d’alimentation 20 du four à combustion, en aval de la pompe de charge 22 , ou sur la conduite d’évacuation 30 du four à combustion. En outre, dans chaque mode de réalisation, on pourra indifféremment utiliser un ou plusieurs échangeurs de chaleur électriques, un ou plusieurs fours électriques, ou des combinaisons. Par ailleurs, les modes de réalisation des figures 1 et 2 peuvent être combinés. Quel que soit le mode de réalisation, le four à combustion 10 peut typiquement comprendre une section inférieure de radiation 10a et une section supérieure de convection 10b . La chaleur de la section de radiation 10a est fournie par combustion d’un carburant (généralement du gaz combustible, tel que méthane ou H 2 ) en présence d’un comburant (air, etc) dans un système de combustion 16 comprenant au moins un brûleur. Le four à combustion 10 comprend ainsi une ou plusieurs conduites d’alimentation en carburant (non représentées sur les figures) et une ou plusieurs conduites d’alimentation en comburant (non représentées) vers un ou plusieurs brûleurs. La combustion se passe dans un ou plusieurs brûleurs qui sont localisés dans la base, le plafond et/ou dans les parois latérales de la partie inférieure de l’enceinte du four 10 . Le flux d’hydrocarbures, et éventuellement de l’eau, sont injectés dans au moins un faisceau de tubes d’échange de chaleur (non représenté) qui se trouve dans la zone de convection 10b . Le flux d’hydrocarbures est ensuite distribué à l’intérieur d’un ou plusieurs réacteurs tubulaires 18 qui se trouvent dans la zone de radiation 10a . Grâce aux brûleurs dans la zone de radiation, les réacteurs tubulaires sont chauffés davantage pour atteindre en sortie du four à combustion la température cible ou une température inférieure à la température cible dans le mode de réalisation de la FIG. 2 . L‘apport d’énergie thermique nécessaire au chauffage du flux d’hydrocarbures est ainsi réalisé par la combustion de gaz combustible avec un comburant (air, etc) dans le système de combustion 16 . Environ 40 à 50% de la chaleur de combustion est absorbée dans la zone de radiation du four 10a , le restant passe à la zone de convection 10b où la majorité de la chaleur sensible des gaz de combustion est échangée pour préchauffer le flux d’hydrocarbures et/ou de l’eau et/ou de la vapeur d’eau dans une zone de transfert de chaleur, par exemple via au moins un échangeur de chaleur (non représenté). Dans certains fours, le flux d’hydrocarbures peut être chauffé uniquement dans zone de radiation 10a . La température cible du flux d’hydrocarbures sortant du four à combustion ou du dispositif de chauffage électrique selon le mode de réalisation, varie en fonction de son utilisation ultérieure. A titre d’exemple, cette température cible peut être de 300 à 550 °C pour les fours des unités de distillation, d’hydrotraitement et de réformage de naphta. La présente invention permet notamment de réduire le taux de cokage quelle que soit la température cible à atteindre. L’invention permet ainsi de retarder le cokage et d’augmenter le temps de fonctionnement du four à combustion entre deux arrêts de maintenance pour décokage. Exemples Les modes de réalisation de la présente description seront mieux compris en référence aux différents exemples non-limitatifs présentés ci-dessous. Exemple 1 : Dispositif de chauffage électrique situé en amont d’un four à combustion Un système comprenant un four à combustion et un dispositif de chauffage électrique externe au four situé en amont de celui-ci a été étudié. Le four à combustion comprend une zone de convection dans laquelle la charge d’hydrocarbures est préchauffée et qui sert également à la génération de vapeur, et une zone de radiation dans laquelle la charge d’hydrocarbures est chauffée et partiellement vaporisée. Dans cette étude, le four à combustion est un four cabine à deux cellules (section radiante à deux cellules) et présente les caractéristiques suivantes : Zone de radiation : Dimension d’une cellule : L= 23,50 m ; W = 3,98 m H = 8,48 m. Vaporisation de la charge : - 4 passages de tube par cellule, - 12 tubes de toit par cellule, diamètre externe : 5,563 pouces, longueur : 26,03 m - 40 tubes de paroi par cellule, diamètre externe : 5,563 pouces, longueur : 26.03 m - 4 tubes de paroi par cellule, diamètre externe : 8,625 pouces, longueur : 26,03 m, - 4 tubes de paroi par cellule, diamètre externe : 10,75 pouces, longueur : 26,03 m. Zone de convection : Dimension : Longueur : 23,50 m ; Largeur : 1,84 m Hauteur : 4,12 m. Préchauffage de la charge : - 8 passages de tube, - 56 tubes horizontaux de diamètre externe 5,563 pouces, longueur : 23,50 m. Surchauffe de vapeur basse pression : - 4 passages de tube, - 8 tubes horizontaux de diamètre externe 4,5 pouces, longueur : 23,50 m. Surchauffe de vapeur haute pression : - flux descendant : 8 passages de tubes, 16 tubes nus horizontaux de diamètre externe 4,5 pouces, longueur : 23,50 m, - flux ascendant : 8 passages de tubes, 16 tubes cloutés horizontaux de diamètre externe 4,5 pouces, longueur : 23,50 m (hauteur de clou : 1 pouce, diamètre de clou :0,5 pouces – 16 clous par anneau, 0, 57 anneaux par centimètre, matériau : C.S. à savoir carbure de silicium). Génération de vapeur haute pression : - 4 passages de tube, - 16 tubes nus horizontaux de diamètre externe 4,5 pouces, longueur : 23,50 m, - 32 tubes cloutés horizontaux de diamètre externe 4,5 pouces, longueur : 23,50 m (hauteur de clou : 1 pouce, diamètre de clou :0,5 pouces – 16 clous par anneau, 0, 57 anneaux par centimètre, matériau : C.S. à savoir carbure de silicium). Le matériau du tube du four à combustion est un acier contenant 9 % en masse de Cr et 1,0 % en masse de Mo. Une modélisation a été réalisée utilisant le modèle FRNC5 (version 9.6.0) prenant comme hypothèse une température de radiation constante (i.e. une combustion homogène, un flux de chaleur homogène, pas d’impact de flamme), et une température de référence de 825 °F. La charge est considérée comme dépourvue d’impuretés (telles que de la soude caustique). Le modèle ci-dessus utilise un taux de cokage relatif défini comme étant égal à une valeur de base multipliée par un terme d’ajustement de température défini par l’équation 1 suivante : (équation 1) Où : - Ea est l’énergie d’activation (BTU/lb-mole), - R est une constante de gaz, 1,987 Btu/Lb-mole-°R, - Tf est la température moyenne du film à la surface du tube process(°R), - Tb est une température de référence (°R). La valeur de base utilisée pour le taux de cokage relatif est exprimée par l’équation 2 : (équation 2) où C1 est une constante et Cf un facteur de caractérisation (valeur de défaut : 2), µ est la viscosité de la charge d’hydrocarbures (Pa.s), ρ sa densité, ν sa vélocité (m3/h). La valeur de Ea utilisée est de 40 Kca/g-mole (72000 Btu/lb-mole), et la température de référence Tb est de 825 °F (1285 °R). Le modèle détermine un taux de cokage relatif entre les différents tubes du four à combustion et utilise l’équation 3 pour estimer un taux de cokage normalisé (par rapport à 825 °F). (équation 3) Où : - Rc est le taux de cokage relatif, - C2, C3 sont des constantes, - les autres termes sont tels que précédemment définis. Le tableau 1 résume les différents cas étudiés pour obtenir une température d’environ 400 °C en sortie du four à combustion. Dans le cas de base, le dispositif de chauffage électrique ne fonctionne pas. Pour les tests 1 à 3, le dispositif de chauffage électrique apporte respectivement 10, 20 et 40 % de l’énergie thermique nécessaire pour chauffer le flux d’hydrocarbures à la température cible de 399 °C. Unité Cas de base Test 1 Test 2 Test 3 Energie électrique % 0 10 20 40 Energie du four à combustion % 100 90 80 60 Perte de pression dans le four à combustion kPa 436, 8 441,4 445,8 455,2 Température de sortie du four à combustion °C 399,0 399,0 399,0 399,0 Fraction de la charge vaporisée en sortie du four à combustion % en masse 41 41 41 41 Puissance absorbée par la charge dans le dispositif de chauffage électrique (1) (a) MW 0,00 4,40 8,80 17,59 Puissance absorbée par la charge dans le four à combustion (2) (b) MW 43,98 39,44 35,07 26,31 Puissance thermique totale apportée par le four à combustion (c) MW 63,82 56,50 49,68 36,48 Efficacité du four à combustion % 78 78,70 79,30 80,50 Efficacité du four à combustion + dispositif de chauffage électrique (3) % 78 80,84 82,41 86,84 (1) efficacité supposée du dispositif de chauffage électrique : 100% (puissance absorbée = puissance entrée) (2) comprend le préchauffage de la charge et la génération de vapeur (3) Puissance globale absorbée dans le procédé / (charge du four à combustion + charge du système électrique) = (a+b)/ (a+c). Le tableau 1 met aussi en évidence l’efficacité améliorée du système de chauffage selon l’invention. La FIG. 3 représente la variation de température du flux d’hydrocarbures (température au centre du flux) lors de sa progression à l’intérieur du four de combustion, de la zone de convection (longueur de tubes de 0 à environ 160 m) à la zone de radiation (d’environ 160 à 550 m). La limite entre les deux zones est symbolisée par la ligne verticale. Dans le cas de base, sans préchauffage par le dispositif de chauffage électrique, la température en entrée du four à combustion est d’environ 292 °C. lorsque le dispositif de chauffage électrique prend en charge respectivement 10, 20 et 40 % du chauffage de la charge, la température en entrée du four à combustion est d’environ 310, 320 et 350 °C respectivement. La FIG. 4 montre que la chaleur moyenne dégagée à l’intérieur du four à combustion diminue lorsque le dispositif de chauffage électrique fonctionne du fait de la réduction de la chaleur à fournir par le four à combustion pour chauffer le flux d’hydrocarbures à une même température cible, ici de 399 °C en sortie du four à combustion. La FIG. 5 montre l’évolution de la température à la surface externe des tubes (outer skin) et la température de film définie comme la température du fluide au contact de la surface interne des tubes. Dans les tubes les plus froids (dans la zone de convection), lorsque le dispositif de chauffage électrique prend en charge de 10 à 40 % du chauffage, la température de film augmente. Cet effet est inversé dans les derniers tubes de la zone de radiation du four à combustion pour lesquels on peut observer une température de film qui diminue. La FIG. 6 met en évidence que le taux de cokage moyen augmente dans la partie la plus froide de la zone de radiation lorsque le dispositif de chauffage électrique prend en charge de 10 à 40 % du chauffage. Ceci semble dû principalement à la température de film. Dans la partie de la zone de radiation plus chaude, on observe un impact positif de la prise en charge croissante du chauffage par le dispositif de chauffage électrique, qui semble dû à une réduction de la température de film (en considérant qu’une température supérieure à 400 °C provoque du cokage). Les variations des taux de cokage moyens pour les différentes parties de la zone de radiation sont rassemblées dans le tableau 2. Partie froide (a) Variation du taux de cokage de la partie froide Partie chaude (b) Variation du taux de cokage de la partie chaude Cas de base 1,25 6,39 10% 1,39 +12% 5,62 -12% 20% 1,56 +25% 4,96 -22% 40% 1,99 +60% 4,0 -39% Partie froide (a) : du tube N°1 de la zone de radiation jusqu’au tube n°11 (où la température de film est de 408 °C) Partie chaude (b) : du tube N°12 de la zone de radiation jusqu’au tube n°15. Les résultats du tableau 2 montrent que le taux de cokage augmente dans la partie froide alors qu’il est réduit dans la partie chaude. Toutefois, dans la mesure où c’est dans la partie chaude que le risque de cokage est le plus important, la réduction du taux de cokage dans cette partie-là est plus bénéfique qu’une augmentation du taux de cokage dans la partie froide. Le positionnement du dispositif de chauffage électrique en amont permet d’augmenter de 2 à 7 % le temps de fonctionnement du four à combustion entre deux arrêts pour décokage. Exemple 2 : Dispositif de chauffage électrique situé en aval d’un four à combustion Le four à combustion est le même que celui de l’exemple 1. Dans cet exemple, la vaporisation de la charge se produit également en aval du four à combustion, à savoir dans le dispositif de chauffage électrique. Ce dernier joue ainsi le rôle d’un four électrique. Dans cet exemple, différents tests ont été réalisés en considérant que l’on se situe à la limite hydraulique du four à combustion (limite établie lorsque le chauffage est réalisé uniquement avec le four à combustion). Le tableau 3 résume les différents cas étudiés pour obtenir une température d’environ 400 °C en sortie du dispositif de chauffage électrique. Dans le cas de base, le dispositif de chauffage électrique ne fonctionne pas. Pour les tests 1 et 2, le dispositif de chauffage électrique apporte respectivement 20 et 40 % de l’énergie thermique nécessaire pour chauffer le flux d’hydrocarbures à la température cible de 400 °C. Unité Cas de base Test 1 Test 2 Energie électrique % 0 20 40 Energie du four à combustion % 100 80 60 Puissance absorbée par la charge dans le four à combustion MW 43,98 35,07 26,30 Puissance absorbée par la charge dans le dispositif de chauffage électrique (1) (a) MW 0,00 8,769 17,54 Puissance totale absorbée par la charge dans le four à combustion + dispositif de chauffage électrique MW 43,98 43,84 43,84 Puissance globale absorbée dans le four à combustion + dispositif de chauffage électrique (2) (b) MW 49,77 39,09 28,83 Puissance thermique totale apportée par le four à combustion (c) MW 63,81 48,99 35,38 Efficacité du four à combustion % 78 78,90 81,50 Efficacité du four à combustion + dispositif de chauffage électrique (3) % 82,87 87,63 (1) efficacité supposée du four électrique : 100% (puissance absorbée = puissance entrée) (2) comprend le préchauffage de la charge et la génération de vapeur (3) Puissance globale absorbée dans le procédé / (charge du four à combustion + charge du système électrique) = (a+b)/ (a+c). Les tableaux 4 et 5 donnent la perte de pression dans le four à combustion et le dispositif de chauffage électrique dans les différents cas testés, pour différentes pertes de pression dans le dispositif de chauffage électrique. Lorsque la perte de pression à l’intérieur du four électrique augmente, la fraction vaporisée dans le four à combustion diminue, ce qui implique une diminution de la vitesse et une augmentation du temps de séjour dans le four à combustion. Ainsi, à température équivalente, le taux de cokage va augmenter dans le four à combustion si la perte de pression augmente dans le four électrique. On observe par ailleurs que pour les tests 1 et 2, on atteint la limite hydraulique du circuit avant d’atteindre cette augmentation du cokage. La limite hydraulique (notée Limite Hydr.) est liée aux caractéristiques de la pompe de charge (débit et pression). Unité Cas de base Test 1 Energie électrique % 0 20 Energie totale du procédé % 100 80 Perte de pression dans le four à combustion kPa 436,8 326,5 285,2 268,7 Température de sortie du four à combustion °C 399,0 392,0 392,0 393,0 Quantité de vapeur en sortie du four à combustion wt 0,41 0,12 0,09 0,08 Perte de pression dans le dispositif de chauffage électrique Bar 0,0 1,1 1,7 2 Perte de pression globale du four + dispositif de chauffage électrique kPa 436,8 436,5 455,2 468,7 Limite hydr. Augm. cokage (*) (*) Augmentation du cokage par rapport au cas de base Unité Cas de base Test 2 Energie électrique % 0 40 Energie totale du procédé % 100 60 Perte de pression dans le four à combustion kPa 436,8 286,1 211,1 149,2 95,8 Température de sortie du four à combustion °C 399,0 370,0 370,0 371,0 372,0 Quantité de vapeur en sortie du four à combustion wt 0,41 0,07 0,04 0,03 0,02 Perte de pression dans le dispositif de chauffage électrique Bar 0,0 1,5 3 5 8 Perte de pression globale du four + dispositif de chauffage électrique kPa 436,8 436,1 511,11 649,2 895,8 Limite hydr. Augm. Cokage (*) (*) Augmentation du cokage par rapport au cas de base La FIG. 7 représente la variation de température du flux d’hydrocarbures (température au centre du flux) lors de sa progression à l’intérieur du four de combustion, de la zone de convection (longueur de tubes de 0 à environ 160 m) à la zone de radiation (d’environ 160 à 550 m). La limite entre les deux zones est symbolisée par la ligne verticale. Dans le cas de base, sans mise en route du dispositif de chauffage électrique aval, la température en entrée du four à combustion est d’environ 295 °C. Lorsque le dispositif de chauffage électrique prend en charge respectivement 20 et 40 % du chauffage de la charge, la température en sortie du four à combustion est d’environ 390 et 370 °C respectivement. La FIG. 8 montre que le flux de chaleur moyen dégagé à l’intérieur du four à combustion diminue lorsque le dispositif de chauffage électrique fonctionne du fait de la réduction de la chaleur à fournir par le four à combustion pour chauffer le flux d’hydrocarbures à une même température cible, ici de 400 °C en sortie du dispositif de chauffage électrique. La FIG. 9 montre l’évolution de la température externe des tubes (outer skin- en traits pointillés sur la figure) et la température de film (en traits pleins sur la figure) lorsque le dispositif de chauffage électrique prend en charge respectivement 20 et 40 % du chauffage de la charge et pour différentes pertes de pression au travers du dispositif de chauffage électrique. Dans les tubes les plus froids (dans la zone de convection), comme dans les tubes les plus chauds (zone de radiation), lorsque le dispositif de chauffage électrique prend en charge de 20 à 40 % du chauffage, la température de film diminue, réduisant ainsi le cokage. La FIG. 10 met en évidence un impact positif de la prise en charge croissante du chauffage par le dispositif de chauffage électrique, qui semble dû à une réduction de la température de film (en considérant qu’une température supérieure à 400 °C provoque du cokage). Une réduction du taux de cokage relatif de 6 à 70 % environ peut être obtenu. Le positionnement du dispositif de chauffage électrique en aval permet d’augmenter de 20 à 410 % le temps de fonctionnement du four à combustion entre deux arrêts pour décokage. Système de chauffage (100) d’un flux d’hydrocarbures comprenant : - un four à combustion (10) comprenant une entrée (12) et une sortie (14) pour le flux d’hydrocarbures, - une conduite d’alimentation (20) en flux d’hydrocarbures à chauffer reliée à l’entrée du four à combustion, - une pompe de charge (22) du flux d’hydrocarbures montée sur la conduite d’alimentation (20), - une conduite d’évacuation (30) du flux d’hydrocarbures chauffé reliée à la sortie du four à combustion, - au moins un dispositif de chauffage électrique (40) monté sur la conduite d’alimentation en aval de la pompe de charge (22), et/ou monté sur la conduite d’évacuation du four à combustion, - un système de gestion (50) configuré pour : - commander l’au moins un dispositif de chauffage électrique (40) et le four à combustion (10) pour chauffer le flux d’hydrocarbures sortant du système de chauffage à une température cible, et, - commander l’au moins un dispositif de chauffage électrique (40) de manière à maintenir une différence de température du flux d’hydrocarbures entre l’entrée et la sortie du four à combustion inférieure ou égale à une valeur seuil. Système de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’au moins un dispositif de chauffage électrique est choisi parmi un four électrique et un échangeur de chaleur électrique. Système de chauffage (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’au moins un dispositif de chauffage électrique est choisi parmi un système de chauffage à effet Joule, à induction, radiatif, à micro-ondes, par plasma, par ondes de choc, ou une combinaison de ces modes de chauffage. Système de chauffage (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur seuil est de 20 à 120 °C, de préférence de 40 à 120 °C. Procédé de chauffage d’un flux d’hydrocarbures mis en œuvre dans un système de chauffage (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel : - on introduit le flux d’hydrocarbures à l’intérieur du four à combustion (10) et de l’au moins un dispositif de chauffage électrique au moyen de la pompe de charge (22), - on fait fonctionner le four à combustion (10), - on commande l’au moins un dispositif de chauffage électrique (40) et le four à combustion (10) pour chauffer le flux d’hydrocarbures sortant du système de chauffage à une température cible, - et on commande l’au moins un dispositif de chauffage électrique de manière à maintenir une différence de température du flux d’hydrocarbures entre l’entrée et la sortie du four à combustion inférieure ou égale à une valeur seuil. Procédé de chauffage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la valeur seuil est de 20 à 120 °C, de préférence de 40 à 120 °C.