FR 2032438 A1 19701127 FR 6924784 A 19690721 69 24784 1 2032438 la présente invention concerne un appareil pour refroidir un gaz chaud par échange thermique indirect avec un fluide de refroidissement. Plus particulièrement, l'invention a trait à un échan-geur thermique pour refroidir un effluent gazeux provenant de fours 5 de craauage thermique utilisés pour produire des alcènes à partir d'hydrocarbures. Dans la production d1alcènes, on a souvent longtemps utilisé la technique de craquage thermique non catalytique d'hydrocarbures. D'une façon typique, la charge d'hydrocarbures, comme des naphtas 10 ou de l'huile combustible, traverse un ou des serpentins dans un * four de craquage où elle est chauffée à des températures comprises dans la gamme de 816°C et plus. A ces températures élevées, les réactions de craquage ont lieu très rapidement, c'est-à-dire que la charge d'hydrocarbures est transformée en éthylène, en propy-15 lène et en divers autres produits en moins d'une seconde. En vue de réduire la production de sous-produits indésirable, d'empêcher la dégradation des produits et d'amoindrir l'encrassement des conduites disposées en aval et de l'installation, il est nécessaire de refroidir rapidement les gaz des effluents sortant 20 de la zone de craquage à une température de 816°C et plus jusqu'à une température à laquelle les réactions de craquage sont essentiellement arrêtées. Ainsi, il est nécessaire de refroidir 1'effluent dans un appareil d'échange thermique approprié à des températures comprises entre 455 et 771°C immédiatement après qu'il 25 a été déchargé du four de craquage. De plus, on a établi que le refroidissement dé l'effluent du four doit être réalisé en moins de 30 millisecondes et, de préférence, en'moins de 15 millisecondes pour obtenir une opération de refroidissement optimale. Si l'opération de refroidissement rapide n'est pas exécutée dans les 30 30 millisecondes, il y a des dépôts de coke sensibles dans les passages intérieurs du groupe de refroidissement et de. l'installation en aval. Toutefois, on doit considérer le rendement du système produisant les alcènes. la récupération de la chaleur perdue pendant 35 l'opération de refroidissement doit être également considérée. On doit également tenir compte de la réduction de pression perdue dans l'installation en aval du four de craquage. Ainsi, une technique de refroidissement de 1'effluent du four est caractérisée par un refroidissement rapide. Des techniques - v - Cv 2 2032438 69 24784 d'échange thermique tant directes qu'indirectes sont utilisées pour refroidir 1'effluent. Un grand nombre d 1 installations d'échange thermique a été développé pour exécuter l'opération de refroidissement qui impli-5 que soit un échange de chaleur direct, soit un échange de chaleur indirect. Une installation d'échange direct de chaleur est composé d'une chambre à travers laquelle un effluent chaud passe et se mélange directement avec un agent de refroidissement. Des échangeurs indirects de chaleur sont caractérisés par des passages 10 ou des chambres séparées pour 1'effluent chaud et l'agent de refroidissement respectivement, les échangeurs indirects de chaleur constituent un moyen efficace pour récupérer la chaleur perdue en transformant l'agent de refroidissement afin d'utiliser de la vapeur à pression élevée. Des échangeurs thermiques indirects typi-15 ques sont composés de simples conduits munis de chemises de refroidissement, d'une enveloppe de plusieurs conduits classique et d'échangeurs à conduits. Au cours de ces dernières années, on a développé des échangeurs de chaleur indirects qui réduisent la perte de pression dans 20 le système. On a déjà décrit des échangeurs indirects de chaleur à buses de diffusion ayant un angle de déviation compris entre 4 et 10° disnosées dans le passage à travers lequel 1'effluent chaud circule. La présence d'une buse de diffusion dans le passage de 1'effluent chaud réduit les courants de dérivation turbulents 25 importants dans l'écoulement de gaz.et permet une diminution de la vitesse des gaz, obtenue par l'augmentation de pression dans le système. ' Ainsi,-le problème concernant le refroidissement de 1'effluent du four consiste à obtenir un refroidissement rapide de.l'ordre de 30 30 millisecondes sans provoquer de condensation des fractions à point d'ébullition supérieur ou nuire au rendement du système global. Pour obtenir le résultat optimal, on doit réaliser la transition de 1b température d'un effluent de four chaud à une température suffisamment basse pour arrêter les réactions de craquage. 35 On doit, par conséquent, obtenir des modifications de températures de plusieurs centaines de --egrés pendant un laps de temps très court. Pour cela, il est nécessaire ^e créer un appareil de refroidissement agencé pour faciliter-l1écoulement rapide du fluide chaud à travers lui et pour résister aux variations de températures * BAD ORIGfNAt il 24784 2032458 —~ ^conséquentes. Il est également important que l'appareil d'échange thermique soit construit de façon à permettre un passage rapide de 1'effluent à travers lui et de maintenir la chute de pression dans le système à un minimum. 5 L'invention crée un appareil de refroidissement de gaz qui résiste aux variations de températures élevées et qui facilite le refroidissement rapide de l1effluent à partir d'un four de craquage d'hydrocarbures. L'invention crée, de plus, un appareil de refroidissement de 10 gaz capable de résister aux; modifications de températures élevées et de maintenir une pression aussi faible que possible. A cette fin, un appareil d'échange thermique ou de refroidissement de gaz, conforme à l'invention, se compose, dans son ensemble, d'une ossature tubulaire disposée au centre et d'une enveloppe extérieure 15 qui est munie d'une chambre de refroidissement.. L'enveloppe extérieure est structurée de façon à comprendre un passage intérieur axial qui est formé avec une buse de déviation près de sa sortie. La chambre de refroidissement et les chambres d'étanchéification de la vapeur se trouvent également dans l'enveloppe. L'ossature 20 tubulaire disposée au centre est formée d'une matière résistant aux chaleurs élevées et se termine par une buse de déviation. Tant la buse de déviation dans le passage de l'enveloppe que la buse de déviation disposée au centre sur l'ossature tubulaire sont di-mensionnées pour permettre un angle total de divergence d'environ 25 4 à 10° de façon à assurer les caractéristiques d'écoulement optimales du fluide qui les traverse. Dans son état assemblé, l'ossature tubulaire disposée au centre est agencée de façon à s^étendre depuis la sortie du four dans le passage axial, de l'enveloppe extérieure. Par conséquent, 30 le passage pour 1'effluent du four chaud forme une ossature de diffusion à deux étages. Avec une telle conception de diffusion à deux étages, les courants de dérivation sont réduits dans la circulation du gaz pendant l'opération de refroidissement avec une perte de pression résultante minimale. D'autres détails supplé-35 mentaires de l'échangeur thermique assemblé résident dans la liaison unique entre l'ossature tubulaire disposée au centre et l'enveloppe extérieure. L'ossature tubulaire disposée au centre se prolonge directement depuis la sortie du four vers un endroit intermédiaire dans l'échangeur thermique et est fixée seulement à — T BAD 4 2032438 69 24784 1Textrémité d'entrée de cet échangeur. Ainsi, un mouvement de cou-lissement sans gêne de l'ossature tubulaire disposée au centre par rapport à l'enveloppe extérieure est permis pour compenser l'expansion thermique différentielle des deux parties qui résulte de 5 la présence dans l'échangeur thermique tant de 1'effluent du four chaud que de l'agent de refroidissement." Avec l'ossature tubulaire disposée au centre, agencée pour coulisser axialement par rapport à la surface intérieure de l'enveloppe, on forme entre celles-ci un passage annulaire disposé à la périphérie. Par conséquent, on 10 prévoit une partie d'obturation de la vapeur pour étanchéifier le passage annulaire. Cette partie se compose d'une chambre à vapeur annulaire disposée autour du passage de 1'effluent et d'un dispositif de communication entre la chambre à vapeur et le passage annulaire à étanchéifier. Lors du fonctionnement, la vapeur ayant 15 une pression légèrement supérieure à la pression dans le passage de 1'effluent est maintenue dans la chambre à vapeur. La vapeur de cette chambre traverse l'ouverture annulaire dans le passage axial de l'échangeur thermique pour obturer le passage annulaire et empêcher, de cette façon, l'écoulement de 1'effluent du four dans la 20 zone entre l'ossature tubulaire disposée au centre et l'enveloppe. En outre, on forme une seconde buse de diffusion dans le passage axial de l'enveloppe, qui s'étend depuis la êortie de l'échangeur thermique soit dans la conduite de déchargement de celui-ci, soit dans une partie d'expansion reliant l'échangeur thermique et la 25 .conduite de déchargement. La seconde buse de diffusion est fixée rigidement seulement à l'extrémité en amont pour permettre l'expansion axiale de la buse. Il en résulte qu'on forme un second passage annulaire entre ia surface extérieure de la seconde buse et la surface intérieure de la conduite de déchargement sur la 30 partie d'expansion. On prévoit également une partie d'obturation de la vapeur qui se compose d'une chambre à vapeur et d'un dispositif de communication s'étendant vers le passage annulaire de façon à permettre une étanchéification de la vapeur pour le second passage annulaire. 35 L'invention est représentée, à titre d'exemples non limita tifs, aux dessins annexés. La fig. 1 est une élévation en coupe d'un four de craquage thermique typique utilisé dans la production d'alcènes à partir d'hydrocarbures. iAÔ ORIGINAL 69 24784 5 2032438 La fig. 2 est une élévation en coupe de l'appareil d'échange thermique ou de refroidissement de gaz conforme à l'invention. La fig. 3 est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne 3-3 de la fig. 2. 5 La fig. 4 est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne 4-4 de la fig. 2. L1échangeur thermique de l'invention convient particulièrement bien pour être utilisé pour le refroidissement d'un effluent gazeux chaud qui est déchargé à partir d'un four de craquage d'hy-10 drocarbures. D'une façon typique, l'effluent se déchargeant d'un four de craquage ou de pyrolyse est à une température de l'ordre de 816°0 ou plus et doit être refroidi de plusieurs centaines de degrés en quelques millisecondes. En outre, il est désirable d'utiliser l'énorme échange de chaleur attenant au refroidissement de 15 1'effluent pour produire de la vapeur à pression élevée. Par conséquent, l'échangeur thermique de constitution robuste de l'invention convient particulièrement bien pour l'opération de refroidissement de 1'effluent. Un procédé de craquage typique et de récupération de chaleur 20 dans lequel l'échangeur theimique de l'invention est utilisé est décrit en se référant à la fig. 1. Un courant continu de charge traverse la conduite 1 et la pompe 2 par l'intermédiaire de la conduite 3 et de la soupape 4 à travers un échangeur thermique typique 5 où il est chauffé . 25 au préalable à une température d'environ 316°G. La charge préalablement cïiauffée traverse ensuite la soupape 9 et la conduite 9' jusqu'à la conduite 8. De la vapeur très chaude à une température d'environ 538 à 649°C est introduite dans la conduite de charge 9' par la soupape 7 à travers la conduite 6 avec un rapport 30 vapeur : hydrocarbures d'environ 0,5 à 0,8 pour valoriser et chauffer encore la charge à environ 371°G. Le mélange de charge et de vapeur vaporisée est introduit par l'intermédiaire de la conduite 8 dans des serpentins de convexion préchauffés 10 du four 11 et chauffé,de plus, d'environ 482 à 649°C. La charge pré-35 chauffée est amenée à la zone de craquage 14 au moyen d'un conduit aérien 15. Dans une autre forme de réalisation dans laquelle des charges légères sont craquées, tout le préchauffage peut être mis en oeuvre dans la zone de convexion de préchauffage. Par conséquent, les sou- ~ BAD ORIGINAL 6 2032438 69 24784 ^3/430 papes 4 et 9 peuvent être fermées et la soupape 4' ouverte pour permettre à la charge d'être dérivée de l'échangeur thermique 5 et d'entrer par la conduite 8. A titre de variante, la chaleur normalement amenée à l'échangeur thermique 5 peut l'être de façon 5 discontinue. Sous ces conditions, on ">eut introduire de la vapeur dans le dispositif à travers la conduite 12 au moyen de la soupape ouverte 13. Le four 11 comprend des parois réfractaires 16 entourées par une enveloppe de four 17. Les parois du four contiennent des 10 brûleurs 18. qui reçoivent du combustible par l'intermédiaire des conduites 19 et des tubulures à combustible 20. La vapeur et le mélange de charge à traiter sont amenés aux serpentins de craquage 21 et chauffés de 482 à environ 593°C jusqu'à une température à la sortie des serpentins de 816 à 899°C, températures auxquelles 15 les réactions de craquage ont lieu avec une durée de contact dans la zone de craquage du four d'environ 0,2 à 0,4 seconde. La pression partielle des hydrocarbures au niveau de la sortie des serpentins de craquage peut- être égale à une pression absolue d'environ 0,63 à 1,12 kg/cm2. Les serpentins de craquage 21 sont sup— 20 portés par des crochets 22. Les gaz de combustion chauds provenant des brûleurs 18 passent depuis la zone de craquage 14 à travers la zone de convexion 23 dans laquelle'les gaz chauds transfèrent la chaleur aux conduits 10 préchauffés par convexion. Le four est supporté var des montants 24 et des supports 25. Un toit 26 25 sert de couvercle pour le four. Les gaz de combustion chauds passent du four à travers la cheminée 27. Les effluents gazeux chauds, à une température généralement supérieure à 8160C, traversent les échangeurs de récupération de chaleur 29 des effluents du four de l'invention. 30 Les gaz chauds provenant du four passent à travers la conduite de transfert 28 à une température de 816°C ou plus dans l'échangeur thermique 29. L'échangeur thermique 29 comprend un passage pour l'écoulement de 1'effluent du four et une chambre 40 pour l'agent de refroidissement tel que de l'eau qui agit afin de refroi-35 dir les gaz de 1'effluent chaud. Les gaz sont rapidement refroidis dans un passage 30 à une température comprise entre 454 et 760°C. De l'eau saturée à une pression élevée est amenée à la chambre de l'agent de refroidissement 40 depuis un tambour à valeur 32 par une conduite descen- BAD ORIGINAL 7 2032438 24784 dante 33 tandis que de la vapeur produite en mélange avec de l'eau non vaporisée traverse la conduite ascendante 34 vers le tambour à vapeur 32. De la vapeur à une pression élevée est prélevée par l'intermédiaire de la conduite 35. Cette vapeur peut être utilisée pour engendrer des températures de chauffage supérieures et/ou pour commander des turbines, la conduite 36 fournit le tambour à vapeur 32 avec de l'eau d'appoint. 1'effluent refroidi traverse la conduite 37 au-delà de la zone de refroidissement chemisée et est refroidi, de plus, par un moyen approprié tel que de l'huile refroidie qui circule, avant d'être amené, dans un dispositif de récupération de chaleur et de fractionnement primaire classique en vue de séparer le produit combustible craqué. Il passe ensuite dans un dispositif de fractionnement et de compressin classique pour la séparation de constituants spécifiques y compris l'éthylène, le propylène et d'autres produits comme représenté dans le diagramme d'écoulement. Comme le montre le mieux la fig. 2, l'échangeur thermique 29 se compose typiquement d'une enveloppe extérieure 31 et d'un conduit d'admission disposé au centre 38. le conduit d'admission 38 se prolonge directement depuis la conduite de transfert du four de chauffage 28 et se termine dans une buse de diffusion 39. Cette dernière est formée avec un angle de déviation totale de 4 à 10° pour effectuer une réduction de la vitesse de 1'effluent chaud et une augmentation concomitante de la pression de 1'-effluent. En raison des températures élevées auxquelles le conduit dAdmission 38 est exposé, il s'est révélé convenable, dans la pratique, d'utiliser un conduit réalisé en "Incôloy 600" qui convient particulièrement bien pour cette application. L'enveloppe extérieure 31 est formée avec un passage axial qui s'étend dans celle-ci, le conduit d'admission 38 constituant le passage 30 pour 1'effluent chaud, le passage 30 dans l'enveloppe extérieure 31 présente une zone à coupe transversale uniforme excepté pour une aire près de la sortie de l'échangeur thermique 52 où le passage 30 se termine par une buse de diffusion 47. En outre, l'enveloppe extérieure 31 comporte une chambre d'agent de refroidissement 40 et des chambres à vapeur 41 et 42 qui sont toutes disposées autour du passage 30 avec une paroi commune entre elles. Des métaux tels que l'acier, conviennent par- ticulièrernsnt bien pour 1•enveloppe extérieurs. De l'acier ou des alliages à faible teneur en chrome sont des métaux appropriés pour la paroi intérieure 44. la chambre d'agent de refroidissement 40 est définie rar une paroi extérieure 43, une paroi intérieure 44 et comprend une admission 45 pour un fluide refroidissement tel que l'eau et une sortie 46 pour la valeur à pression élevée engendrée pendant le processus de refroidissement, la paroi intérieure 44 de la chambre d'agent de refroidissement définit également une partie du passage d1effluent chaud 30, ainsi un échange de chaleur indirect se produit entre l'agent de refroidissement dans la chambre 40 et l1effluent chaud dans le passage 30 à travers la paroi 44. Des or/ranes d'espacement 50 sont disposés dans la chambre de l'agent de refroidissement 40 afin de maintenir l'anneau de l'échangeur thermique à une largeur essentiellement constante. la chambre de l'agent de refroidissement .40 est illustrée comme une simple chemise de refroidissement, toutefois on peut disposer tout dispositif de refroidissement approprié comme une rangée d'éléments de refroidissement tubulaires avec comme seule limite, le refroidissement indirect à obtenir entre l'agent de refroidissement et 1*effluent du four. les chambres à vapeur 41 et 42 sont disposées-autour du passage 30 et à proximité d'ouvertures d'où. la vapeur sortante doit être étanchéifiée. les chambres à vapeur 41 et 42 sont des cavités dans l'enveloppe, à travers lesquelles la vapeur passe pour étanchéifier le passage 30, en des points critiques. Des entrées de vapeur 48 et 49 sont prévues pour les chambres à vapeur respectives 41 et 42. la chambre à vapeur 41 est disposée immédiatement en aval de l'ouverture d'entrée 51 de l'échangeur thermique et est munie d'une chicane de purgeage 53 formée con-centriquement avec le passage-de 1;effluent 30 et disposée de façon à s'étendre denuis l'extrémité d'aval de lâ chambre à vapeur 41 en avant vers un point intermédiaire, la chambre à vapeur 42 est située immédiatement en aval de la chambre de l'agent de refroidissement 40 et à proximité d'un organe de liaison 59 qui relie l'échangeur thermique 29 à la conduite de décharge d'effluent refroidi 37. Dans l'état assemblé de l'échangeur thermique 29, le conduit d'admission 38 s'étend à l'intérieur de l'enveloppe 31 à travers l'ouverture d'entrée 51 de l'échangeur BAD ©RI0INAL 69 24784 9 2032438 •thermique et n'est pas fixé à toute autre ossature différente de l'enveloppe à l'entrée de l'échangeur thermique. En pratique, il se révèle qu'une soudure périphérique relie de façon satisfaisante le conduit d'admission 38 à l'enveloppe extérieure 31 au niveau 5 de l'ouverture 51 et étanchéifie la chambre à valeur 41. Comme conséquence de la seule liaison entre le conduit d'admission 38 et l'enveloppe extérieure 31, une contrainte thermique ne peut pas être établie dans l'échangeur thermique, car il existe une liberté inhérente afin que le conduit d'admission chaud 38 se di-10 late par rapport à l'enveloppe de refroidissement 31 à mesure qu'un gradient de température se développe dans l'échangeur thermique 29. le conduit d'admission 38 se prolonge vers l'intérieur de la chemise de refroidissement depuis l'entrée de l'échangeur thermique 51 pour que la buse de diffusion 39 soit dis-15 posée dans un endroit intermédiaire dans le passage 30. Par conséquent, la surface extérieure 55 du conduit d'admission 38 et la surface intérieure 54 de la paroi intérieure de la chambre de l'agent de refroidissement 44 sont dans une relation d'espacement très proche dans la zone de la buse de diffusion 39. De 20 plus, la chicane de purgeage 53 qui s'étend en avant depuis 1'épaulement intérieur 57 sur l'intérieur de l'enveloppe entoure également le conduit d'admission 38 et se combine avec la surface de paroi intérieure 54 de la chambre de l'agent de refroidissement et la surface extérieure 55 du conduit intérieur pour défi-25 nir un passage annulaire 56. Des guides 58 disposés dans le passage 56 serveht à centrer le conduit d'admission" 38 dans le passage 30, comme le nontre la fig. 3. Pour éviter la possibilité d'écoulement de 1'effluent depuis le passage d'effluent 30 dans le passage annulaire 56, de la vapeur sous pression est prévue 30 dans le passage 56. En raison de la présence de vapeur dans la chambre à vapeur 41, des ouvertures 64 peuvent être ménagées dans la chicane de purgeage pour faciliter l'écoulement du condensât qui peut être introduit ou accumulé. La vapeur utilisée pour étanchéifier le passage 56 est four-35 nie p?r la vapeur introduite dans la chambre 41 par l'intermédiaire de l'entrée 48. La vaneur est maintenue à une pression au-dessus de la pression qui existe dans le passage d'effluent 30, par conséquent, l'écoulement de vapeur s'effectue depuis la chambre à vapeur 41 à travers le passage annulaire 56 et à la fin • BAp ob»»«* 69 24784 ° 2032438 dans le passage d'effluent 30. La "buse de diffusion 47 est disposée à la sortie 52 de l'échangeur thermique et s'étend dans la pièce de liaison 59 autour de la conduite de déchargement 37. La buse 47 peut être 5 formée intégralement avec le passage 30 de l'échangeur thermique, toutefois, en pratique, il se révèle préférable de former la buse 47 à partir d'une pièce tubulaire séparée et de la fixer par un moyen convenable, comme par soudure, à son extrémité amont vers son extrémité aval du passage 30. La pièce de liaison 59 10 peut alternativement être construite pour jouer le rôle d'un simple organe de liaison ou d'un joint de dilatation dans la direction longitudinale. Dans toute forme de réalisation, la buse 47 est disposée de façon à pouvoir se dilater longitudinalement et radia-lement sans contrainte indésirable. L'expansion radiale de la buse 15 47 est due aux modifications de températures qui peuvent exister . comme résultat de la variation de distance de la buse 47 depuis la chambre de refroidissement 40. Avec cet agencement, un passage annulaire 60 est défini par la paroi extérieure 62 de la buse de diffusion 47 ou la paroi intérieure 63 de la conduite de 20 décharge 37. • Un joint de vapeur analogue au joint de vaneur du passage annulaire 56 est ménagé pour le passage annulaire 60. La vapeur entre dans la chambre à vaneur 42 par l'intermédiaire de l'admission 49 à une pression supérieure à la pression dans le pas-25 sage d'effluent 30 et traverse le passage annulaire 60 vers le passage d'effluent 30. On prévoit des guides 61 dans le passage annulaire 60 pour disposer la buse de diffusion 47 au centre dans le passage, comme représenté à la fig. 4. Lors du fonctionnement, les chambres à vapeur 41 et 42 ser-30 vent également à protéger la paroi extérieure de l'enveloppe 31 de 1'effluent chaud passant à travers le passage 30. En particulier, la chambre à vapeur 41 disposée dans la zone de l'admission d'effluent chaud 51 protège l'enveloppe extérieure de la chaleur dans le passage d'effluent 30. Avec la présence de la. chambre à 35 vapeur 41, le seul trajet à travers lequel la chaleur peut atteindre l'enveloppe extérieure est un trajet de radiation, ce qui donne au métal extérieur une température bien plus froide. En pratique, on trouve que l'enveloppe 31 peut être formée avec un forgeage moins coûteux que cela ne serait nécessaire sans la protection. 6AD- ORIGINAl 69 24784 n 203243 En outre, la chicane de purgeage 53, bien qu'elle serve tout d'abord comme chicane pour la vapeur de purgeage afin de réduire le choc thermique sur le conduit d'admission intérieur 38, agit également pour réduire l'écoulement de chaleur depuis le conduit 5 d'admission chaud 38 par radiation à l'ensemble de transition. la chaleur demis le conduit d'admission 38 est conduite le long de la longueur de la chicane de purgeage 53 vers l'enveloppe qui est refroidie par l'agent de refroidissement dans la chambre 40. 1 Lors du fonctionnement, le processus d'échange thermique est 10 exécuté dans l'échangeur thermique 29 à mesure que de l'eau est introduitè dans la chambre de l'agent de refroidissement 40 par l'intermédiaire de l'admission 45 tandis que 1'effluent du four chaud est déchargé depuis le four dans le conduit d'admission 38 et passe ensuite à travers le passage 30 vers la sortie de 15 l'échangeur thermique. En même temps, de la vapeur, à une pression légèrement supérieure à celle du passage 30, est introduite en continu dans les chambres à vapeur 41 et 42 à travers les admissions 48 et, respectivement, 49. Etant donné que la pression absolue dans le passage d'effluent est généralement de l'ordre de 20 1,75 kg/cm2, la pression dans les chambres à vapeur 41 et 42 doit être d'environ 2,1 kg/cm2 ou au moins de 0,35 kg/cm2 supérieure à la pression dans le passage 30. Sous ces conditions, la vapeur provenant des chambres à vapeur 41 et 42 travérse les passages annulaires 56 et 60 vers le passage 30. 25 A mesure que 1'effluent traverse le passage 30, la pression de l'écoulement est accrue et .la vitesse diminue au niveau de la buse .39 de façon à ce que l'écoulement se déplace suivant un angle de divergence de 4 à 10°. l'écoulement continue à travers le passage 30 dans une section transversale constante jusqu'à 30 la sortie 52 de l'échangeur thermique dans laouelle une seconde dilatation de l'écoulement de 1'effluent apparaît. 1'effluent passe à travers la buse de diffusion 47 qui procure une dilatation d'un ancrle de 4 à 10° et, ainsi, la pression du gaz est accrue et sa vitesse est réduite. 35 La dilatation en deux opérations de l'écoulement de 1'effluent crée une expansion.de courant du gaz et réduit la formation de courants de turbulence en divers points où la vitesse d'écoulement est modifiée.- En outre, la perte de pression à travers l'échangeur thermique est réduite, ce qui aide l'écoulement de 1'effluent à T ' BAD OR1©,kM- 69 24784 12 2032438 travers le dispositif. La récupération de pression a une grande importance car toute perte de pression doit être compensée par un pompage intensif ou par l'équipement de compression en aval. Il résulte de l'opération de l'échangeur thermique que l'ef-5 fluent chaud qui entre dans l'échangeur thermique à une température d'environ 816°C ou plus est refroidi par échange thermique indirect à travers la paroi 44 à une température aussi basse que 454°C, l'agent de refroidissement dans la chambre 40 étant chauffé pour former de la vapeur à pression élevée ayant une pres-10 sion comprise dans la gamme de 14 à 175 kg/cm2. L'invention n'est pas limitée-à la forme de réalisation représentée et décrite en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. ' BAD ORIGINAL 69 24784 13 2032438 REVERDI CATIONS 1 - Echangeur thermique caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe extérieure présentant un passage pour l'écoulement de fluide chaud à travers cette enveloppe, le passage s'étendant de- 5 puis l'entrée de l'échangeur thermique vers sa sortie, une chambre de refroidissement dans l'enveloppe extérieure, un conduit d'admission agencé pour s'étendre depuis une source de fluide chaud vers un point intermédiaire dans le passage de l'échangeur thermique, de façon à ce que la surface du passage et la surface extérieure 10 du conduit d'admission définissent un premier passage annulaire et une première buse de diffusion ayant xm angle de divergence de 4 à 10° à l'extrémité du conduit d'admission à l'intérieur du passage de fluide chaud. 2 - Echangeur thermique suivant la revendication 1, caracté-15 risé en ce qu'il comprend une deuxième buse de diffusion disposée à la sortie du passage de fluide chaud, cette buse de diffusion ayant un angle total de divergence de 4 à 10° et une conduite de sortie s'étendant de l'échangeur thermique de façon à ce que la seconde buse de diffusion s'étende dans la conduite de sortie et 20 que la surface extérieure de la seconde buse de diffusion et la surface intérieure de la conduite de sortie définissent un second passage annulaire. 3 - Echangeur thermique suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le conduit d'admission est fixé rigi- 25 dement à l'enveloppe extérieure de l'échangeur thermique à l'entrée du passage de fluide chaud dans l'enveloppe extérieure. 4 - Echangeur thermique suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif pour étanchéi-fier le premier passage annulaire du fluide chaud traversant le 30 passage de fluide chaud, un joint d'expansion agencé pour relier le passage de fluide chaud à la conduite de sortie et dans lequel la surface extérieure de la seconde buse de diffusion et la surface intérieure du joint d'expansion définissent le second pa.ssage annulaire, l'échangeur présentant un dispositif pour étanchéifier 35 le premier et le second passage annulaire du fluide chaud traversant le passage de fluide chaud. 5 - Echangeur thermique suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif pour étanchéifier le premier passage annulaire comprend un joint à vapeur muni d'une source S 2032438 69 24784 de vapeur à une pression supérieure à la pression dans le passage de fluide chaud, une première chambre à vapeur en communication avec la source de vapeur et un dispositif de communication de la première chambre à vapeur'au premier passage annulaire, l'échan-5 geur comportant également un dispositif pour étanchéifier le second passage annulaire qui est un joint à vapeur composé d'une source de vapeur à une pression supérieure à la pression dans le passage de fluide chaud, et une seconde chambre à vapeur en liaison avec la source de vapeur ainsi qu'un dispositif de communication entre 10 la seconde chambre à vapeur et le second passage annulaire. 6 - Echangeur thermique suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend une chicane de purgeage agencée pour s'étendre en amont de la partie d'amont du premier passage annulaire dans la première chambre à vapeur et autour de la sur- 15 face extérieure du conduit d'admission. 7 - Echangeur thermique suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un réseau de guides fixé à la surface extérieure du conduit d'admission, agencé pour maintenir le conduit d'admission et le passage de l'échangeur de chaleur sui-20 vant une relation d'espacement et un réseau de guides fixe à la surface extérieure de la seconde buse pour maintenir celle-ci et la conduite de sortie suivant une relation espacée ainsi que la seconde buse et le joint d'expansion suivant une même relation. 8 - Echangeur thermique suivant l'une des revendications 1 à 25 7» caractérisé en ce que le conduit d'admission est fabriqué en "IÎTHOLOY 800" et en ce que l'enveloppe extérieure est réalisée en acier. 9 - Echangeur thermique suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la chicane de purgeage comporte une 30 ouverture d'évacuation qui y est formée. 10 - Procédé pour refroidir un fluide chaud et produire de la vapeur à pression élevée, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire un fluide chaud dans un passage de l'échangeur thermique, à dilater l'écoulement de fluide chaud suivant un angle de 4 à 10° 35 dans l'échangeur thermique, à faire passer de l'eau à travers l'échangeur thermique suivant une relation d'échange de chaleur indirecte avec l'écoulement de fluide chaud qui circule dans l'échangeur et à dilater l'écoulement de fluide chaud suivant un deuxième angle de 4 à 10° avant de le décharger de l'échangeur BAD QftKà'NAL. 15 2032438 69 24784 thermique, le fluide chaud étant un effluent de four provenant d'un traitement de craquage d'hydrocarbures.