ES1103681U - Reactor de intercambio de calor - Google Patents

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Abstract

1. Un reactor de intercambio de calor (100) para realizar reacciones endotérmicas y exotérmicas, que comprende: - una carcasa (101), - definiendo dicha carcasa una pared de reactor (102), - una pluralidad de tubos de transferencia de calor (103) dispuestos dentro de dicha carcasa para el suministro o retirada de calor en lechos de catalizador (104) dispuestos dentro o fuera de dichos tubos de transferencia de calor, - una primera cabecera de tubo (105) localizada en la parte superior de la carcasa para soportar la parte superior de los tubos de transferencia de calor, - una segunda cabecera de tubo (106) localizada en la parte inferior de la carcasa para soportar la parte inferior de los tubos de transferencia de calor, - al menos una primera cámara de fluido (107), una segunda cámara de fluido (108) y una tercera cámara de fluido (109) localizadas dentro de dicha carcasa, estando localizada dicha primera cámara de fluido en la parte superior de la carcasa por encima de la primera cabecera de tubo, estando localizada dicha segunda cámara de fluido en la sección media de la carcasa entre la primera y la segunda cabeceras de tubos y estando localizada dicha tercera cámara de fluido en la parte inferior de la carcasa debajo de la segunda cabecera de tubo, - al menos cuatro orificios de fluido en dicha carcasa: al menos un orificio de fluido (110) en la primera cámara de fluido, al menos dos orificios de fluido (111, 112) en la segunda cámara de fluido y al menos un orificio de fluido (113) en la tercera cámara de fluido, la primera y la segunda cabeceras de tubos tienen taladros para cada uno de los tubos de transferencia de calor, donde la parte inferior de cada tubo de transferencia de calor esta soportada fijada tanto hacia el lado como también hacia arriba por la segunda cabecera de tubo y la parte superior de cada tubo de transferencia de calor esta soportada de forma deslizante a la primera cabecera de tubo, de manera que la segunda cabecera de tubo soporta la carga de la pluralidad de tubos de transferencia de calor y previene que se muevan con relación a la segunda cabecera de tubo y la primera cabecera de tubo soporta la pluralidad de tubos de transferencia de calor en una dirección lateral que permite que los tubos de transferencia de calor se muevan hacia arriba y hacia abajo con relación a la primera cabecera de tubo y el soporte deslizante de la parte superior de los tubos de transferencia de calor comprende un sellado hermético a fluido (118). 2. Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha parte inferior de los tubos de transferencia de calor comprende un cuello de botella (114), de manera que el área de la sección trasversal del extremo inferior de los tubos de transferencia de calor y el área de la sección trasversal de cada taladro en la segunda cabecera de tubo es menor que el área de la sección transversal de los tubos de transferencia de calor por encima del cuello de botella. 3. Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con la reivindicación 2, en el que los lechos de catalizador están localizados dentro de los tubos de transferencia de calor y cada uno de dichos tubos de transferencia de calor comprende un soporte (115) localizado en la parte inferior de cada uno de los tubos de transferencia de calor por encima del cuello de botella para soportar los lechos de catalizador. 4. Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con la reivindicación 3, que comprende, además, un espaciador (116) localizado entre el cuello de botella y el soporte para adaptar la altura del soporte. 5. Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dicho soporte y dicho espaciador son una unidad integrada. 6. Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que al menos una de la primera y de la segunda cabecera de tubo tiene una forma concava. 7. Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la segunda cabecera de tubo tiene una forma elipsoidal, de manera que la carga de los tubos de transferencia de calor está distribuida hacia el borde de dicha segunda cabecera de tubo. 8. Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que al menos una de la primera y la segunda cabecera de tubo está aislada (117) sobre al menos un lado de la cabecera de tubo. 9. Un reactor de intercambio de calor de acuerdo la reivindicación 8, en el que el aislamiento (117) está localizado sobre el lado de la al menos una de la primera y la segunda cabecera de tubo, que mira hacia la segunda cámara de fluido y el espesor del aislamiento está adaptado para que el aislamiento tenga una superficie sustancialmente plana sobre la cara del aislamiento que está mirando hacia la segunda cámara de fluido. 10. Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 9, en el que la parte de cada uno de los tubos de transferencia de calor, que está localizada en la segunda cámara de fluido entre la primera y la segunda cabecera de tubo y el aislamiento, es sustancialmente de la misma longitud. 11. Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho sellado comprende para cada tubo de transferencia de calor una caja de relleno (119) con cuerda de empaquetadura (120) que esta comprimida alrededor del tubo de transferencia de calor por medios de compresión (121). 12. Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que al menos uno de los tubos de transferencia de calor está provisto con medios de fijación (122, 130) en la parte superior, permitiendo de esta manera la elevación de al menos todos los tubos de intercambio de calor y la segunda cabecera de tubo. 13. Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha pared de reactor forma al menos una primera sección tubular (124) dispuesta por la parte superior de la segunda cámara de fluido, una segunda sección tubular (125) dispuesta por la parte media de la segunda cámara de fluido y una tercera sección tubular (126) dispuesta por la parte inferior de la segunda cámara de fluido, teniendo dichas primera y tercera secciones tubulares un diámetro mayor que la segunda sección tubular para permitir que al menos dos cámaras anulares distribuyan de una manera uniforme el fluido hacia y desde los al menos dos orificios de fluido en la segunda cámara de fluido y hacia y desde la parte inferior y superior de la superficie de los tubos de transferencia de calor. 14. Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, un revestimiento (127) dispuesto alrededor de los tubos de transferencia de calor dentro de la segunda cámara de fluido, teniendo dicho revestimiento perforaciones (129) para distribución uniforme del fluido hacia y desde los al menos dos orificios de fluido en la segunda cámara de fluido y hacia y desde la parte inferior y superior de la superficie de los tubos de transferencia de calor. 15. Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con la reivindicación 14, en el que al menos una parte del área de dicho revestimiento, que está mirando hacia al menos uno de los al menos dos orificios de fluido en la segunda cámara de fluido está sin dichas perforaciones, de manera que dicha área puede actuar como una placa de incidencia del fluido.

Description

REACTOR DE INTERCAMBIO DE CALOR
La presente invención se refiere a un reactor de intercambio de calor para realizar-reacciones catalíticas endotérmicas o exotérmicas. En particular, la presente invención se refiere a un reactor de intercambio de calor con sellado mejorado al fluido para reacciones a altas temperaturas. El reactor de intercambio de calor puede ser parte de un aparato grande, tal como un aparato de producción.
Los reactores catalíticos para realizar reacciones endotérmicas o exotérmicas son bien conocidos en la técnica, cuyos ejemplos particulares son reactores para la conversión de hidrocarburos con vapor endotérmico y reactores para reacciones de síntesis de metanol exotérmico {sin limitar el alcance de la invención a estas reacciones}. Las reacciones se realizan típicamente en tubos cargados con un catalizador sólido adecuado a través del cual se pasa un calor de has de proceso que comprende los reactivos a presión elevada. Una pluralidad de tubos está dispuesta vertical u horizontalmente en el reactor. Los tubos se extienden ahora en paralelo a lo largo del eje principal del reactor catalítico, mientras que un medio de intercambio de calor fuera de los tubos calienta o refrigera los tubos. El catalizador sólido dentro de los tubos proporciona un lecho de catalizador, en el que tienen lugar las reacciones químicas requeridas. El catalizador puede estar provisto como partículas sólidas o como una estructura revestida, por ejemplo como una capa fija fijada sobre la pared interior de los tubos en reactores de conversión con vapor.
En otra configuración del reactor, que comprende una pluralidad de tubos, las partículas de catalizador sólido pueden estar dispuestas fuera de dichos tubos, referidos también en adelante como tubos de transferencia de calor, mientras que el medio de intercambio de calor pasa al interior. El catalizador sólido fuera de los tubos de transferencia de calor proporciona el lecho de catalizador, en el que tienen lugar las reacciones químicas requeridas.
Otros tipos de tubos de transferencia de calor y de reactores de intercambio de calor se conocen en la técnica. A continuación, se explica la invención con referencia a reactores de intercambio de calor y tubos de transferencia de calor con los catalizadores dispuestos en el interior de los tubos y donde los tubos y el reactor están dispuestos sustancialmente verticales. Sin embargo, el alcance de la invención no está limitado a estos tipos de tubos y reactores. Los términos "reactor catalítico", "reactor de intercambio de calor" y "reactor" se utilizan de forma intercambiable. Por "lecho catalítico" se entiende el volumen de catalizador sólido que forma dicho lecho y que está dentro de los tubos de transferencia de calor. Los términos "tubos de transferencia de calor" y "tubos" se utilizan de forma intercambiable y cubren los tubos que están en contacto con el catalizador así como un medio de intercambio de calor para la finalidad de realizar reacciones catalíticas.
Un proceso y un reactor, en los que un catalizador está en contacto indirecto con un medio de intercambio de calor se conocen a partir del documento EP O 271 299. Esta cita describe un reactor y un proceso que combina conversión con vapor y conversión autotérmica. La zona de conversión con vapor dispuesta en la región inferior del reactor comprende un número de tubos con catalizador dispuesto en el interior, mientas que sobre la región superior del reactor está dispuesto un catalizador de conversión autotérmica fuera de los tubos de conversión con vapor. El documento EP-A-1 106 570 describe un proceso para la conversión con vapor en reformadores (reactores) tubulares conectados en paralelo, que comprende un número de tubos de conversión con vapor y que son calentados por intercambio de calor indirecto. El catalizador está dispuesto en un reactor fuera de los tubos de conversión con vapor y dentro de los tubos de conversión con vapor en el otro reactor.
El documento W00156690 describe un reactor de intercambio de calor que incluye una cubierta exterior provista con orificios de entrada y salida de gas de proceso, una pluralidad de tubos de reactor soportados en sus extremos superiores, medios de cabecera para suministrar gas de proceso desde dicho orificio de entrada de cabecera hasta los extremos superiores de los tubos de reactor, incluyendo dichos medios dos o más cabeceras primarias de entrada dispuestas a través de la parte superior de dicha cubierta, teniendo cada cabecera primaria de entrada una profundidad mayor que su anchura, de manera que dichos tubos están soportados con relación a la carcasa directa o indirectamente por dichas cabeceras primarias de entrada.
El documento EP1048343A describe un reactor del tipo de intercambio de calor, que tiene una pluralidad de tubos que contienen un catalizador, una sección de cubierta, a través de la cual se pasa un medio de transferencia de calor para realizar la transferencia de calor con un fluido de reacción en dichos tubos, y láminas superior e inferior de tubos, estando unidos los extremos superiores de dichos tubos a dicha lámina superior de tubo por medio de primeras juntas de expansión fijadas al lado superior de dicha lámina superior de tubo, estando fijados los extremos inferiores de dichos tubos directamente a la lámina inferior flotante de tubo, estando formado un espacio flotante, que está dividido por dicha lámina inferior de tubo y una placa extrema interior (cabecera interior) unida a su lado inferior y tiene un orificio en la parte inferior, y estando unido dicho orificio por medio de una segunda junta de expansión a una salida del lado de los tubos hacia el exterior del reactor.
Debido a las condiciones del proceso de reacción catalítica, el reactor de intercambio de calor debe tener una estructura que puede absorber la expansión térmica diferencial entre los tubos y la carcasa debido a la diferencia de temperatura entre ellos. Además, la estructura debe ser capaz de absorber la expansión térmica diferencial entre los tubos, que es causada por la diferencia de la temperatura entre los tubos, producida por la diferencia en las condiciones de reacción y de transferencia de calor entre los tubos, siendo debida la diferencia a la tolerancia en el diámetro interior del tubo en el reactor, a la diferencia en la densidad de empaquetadura del catalizador en cada tubo, siendo debida la diferencia a la tolerancia en el diámetro interior del tubo, a la diferencia en la densidad de empaquetadura del catalizador en cada tubo, a la diferencia en la actividad del catalizador, a la distribución irregular de un gas de reacción que fluye a través de los tubos, a la distribución irregular de un medio de transferencia de calor que fluye a través de la sección de la carcasa, etc.
Los reactores convencionales de intercambio de calor con tubos fijados en las cabeceras de los tubos y las cabeceras de los tubos fijadas a la carcasa del reactor no pueden cumplir estos requerimientos debido a que no pueden hacer frente a la expansión térmica diferencial entre la carcasa y los tubos o entre los tubos. En el documento EP 1048343, la expansión térmica puede ser absorbida por primeras juntas de expansión para cada tubo y por una segunda junta de expansión en conexión con una cabecera de tubo inferior flotante. Por lo tanto, la solución a los problemas de expansión descritos por el documento EP 1048343 demanda tanto primeras juntas de expansión como también una segunda junta de expansión y, además, las primeras juntas de expansión deben tener resistencia suficiente que puedan soportar la carga debida al peso de los tubos, los catalizadores y la cabecera de tubo inferior así como la diferencia de la presión entre el lado del tubo y el lado de la cubierta. Además, la segunda junta de expansión del documento EP 1048343 está aislada de manera deseable del fluido de reacción o del fluido de intercambio de calor, si éstos tienen temperaturas, por ejemplo, de 500 oC o más, debido a que existe un problema de proporcionar juntas herméticas al gas para temperaturas tan altas. Otra solución es aceptar una fuga ligera de gas en la junta de expansión, proporcionando una junta laberíntica. Sin embargo, esto no es aceptable para todas las aplicaciones.
Un objeto de la presente invención es proporcionar un reactor de intercambio de calor que resuelve los problemas mencionados, especialmente los problemas de expansión. Otro objeto es proporcionar un reactor de intercambio de calor mejorado que puede operar a altas temperaturas, pero que puede tener todavía un sellado hermético al gas entre los tubos y las cabeceras de los tubos.
Características de la invención
1. Un reactor de intercambio de calor (100) para realizar reacciones endotérmicas y exotérmicas, que comprende:
•
una carcasa (101),
•
definiendo dicha carcasa una pared de reactor (102),
•
una pluralidad de tubos de transferencia de calor (103) dispuestos dentro de dicha carcasa para el suministro o retirada de calor en lechos de catalizador (104) dispuestos dentro o fuera de dichos tubos de transferencia de calor,
•
una primera cabecera de tubo (105) localizada en la parte superior de la carcasa para soportar la parte superior de los tubos de transferencia de calor,
•
una segunda cabecera de tubo (106) localizada en la parte inferior de la carcasa para soportar la parte inferior de los tubos de transferencia de calor,
•
al menos una primera cámara de fluido (107), una segunda cámara de fluido (108) y una tercera cámara de fluido (109) localizadas dentro de dicha carcasa, estando localizada dicha primera cámara de fluido en la parte superior de la carcasa por encima de la primera cabecera de tubo, estando localizada dicha segunda cámara de fluido en la sección media de la carcasa entre la primera y la segunda cabeceras de tubos y estando localizada dicha tercera cámara de fluido en la parte inferior de la carcasa debajo de la segunda cabecera de tubo,
•
al menos cuatro orificios de fluido en dicha carcasa: al menos un orificio de fluido (110) en la primera cámara de fluido, al menos dos orificios de fluido (111, 112) en la segunda cámara de fluido y al menos un orificio de fluido (113) en la tercera cámara de fluido,
la primera y la segunda cabeceras de tubos tienen taladros para cada uno de los tubos de transferencia de calor, donde la parte inferior de cada tubo de transferencia de calor está soportada fijada tanto hacia el lado como también hacia arriba por la segunda cabecera de tubo y la parte superior de cada tubo de transferencia de calor está soportada de forma deslizante a la primera cabecera de tubo, de manera que la segunda cabecera de tubo soporta la carga de la pluralidad de tubos de transferencia de calor y previene que se muevan con relación a la segunda cabecera de tubo y la primera cabecera de tubo soporta la pluralidad de tubos de transferencia de calor en una dirección lateral que permite que los tubos de transferencia de calor se muevan hacia arriba y hacia abajo con relación a la primera cabecera de tubo y el soporte deslizante de la parte superior de los tubos de transferencia de calor comprende un sellado hermético a fluido (118).
2.
Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con la característica 1, en el que dicha parte inferior de los tubos de transferencia de calor comprende un cuello de botella (114), de manera que el área de la sección trasversal del extremo inferior de los tubos de transferencia de calor y el área de la sección trasversal de cada taladro en la segunda cabecera de tubo es menor que el área de la sección transversal de los tubos de transferencia de calor por encima del cuello de botella.
3.
Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con la característica 2, en el que los lechos de catalizador están localizados dentro de los tubos de transferencia de calor y cada
uno de dichos tubos de transferencia de calor comprende un soporte (115) localizado en la parte inferior de cada uno de los tubos de transferencia de calor por encima del cuello de botella para soportar los lechos de catalizador.
4.
Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con la característica 3, que comprende, además, un espaciador (116) localizado entre el cuello de botella y el soporte para adaptar la altura del soporte.
5.
Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con la característica 4, en el que dicho soporte y dicho espaciador son una unidad integrada.
6.
Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las características precedentes, en el que al menos una de la primera y de la segunda cabecera de tubo tiene una forma cóncava.
7.
Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las características precedentes, en el que la segunda cabecera de tubo tiene una forma elipsoidal, de manera que la carga de los tubos de transferencia de calor está distribuida hacia el borde de dicha segunda cabecera de tubo.
8.
Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las características precedentes, en el que al menos una de la primera y la segunda cabecera de tubo está aislada (117) sobre al menos un lado de la cabecera de tubo.
9.
Un reactor de intercambio de calor de acuerdo la característica 8, en el que el aislamiento (117) está localizado sobre el lado de la al menos una de la primera y la segunda cabecera de tubo, que mira hacia la segunda cámara de fluido y el espesor del aislamiento está adaptado para que el aislamiento tenga una superficie sustancialmente plana sobre la cara del aislamiento que está mirando hacia la segunda cámara de fluido.
10.
Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las características 8 a 9, en el que la parte de cada uno de los tubos de transferencia de calor, que está localizada en la segunda cámara de fluido entre la primera y la segunda cabecera de tubo y el aislamiento, es sustancialmente de la misma longitud.
11.
Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las características precedentes, en el que dicho sellado comprende para cada tubo de transferencia de calor una caja de relleno (119) con cuerda de empaquetadura (120) que está comprimida alrededor del tubo de transferencia de calor por medios de compresión (121).
12.
Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las características precedentes, en el que al menos uno de los tubos de transferencia de calor está provisto con medios de fijación (122, 130) en la parte superior, permitiendo de esta manera la elevación de al menos todos los tubos de intercambio de calor y la segunda cabecera de tubo.
13.
Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las características precedentes, en el que dicha pared de reactor forma al menos una primera sección tubular (124) dispuesta por la parte superior de la segunda cámara de fluido, una segunda sección tubular (125) dispuesta por la parte media de la segunda cámara de fluido y una tercera sección tubular (126) dispuesta por la parte inferior de la segunda cámara de fluido, teniendo dichas primera y tercera secciones tubulares un diámetro mayor que la segunda sección tubular para permitir que al menos dos cámaras anulares distribuyan de una manera uniforme el fluido hacia y desde los al menos dos orificios de fluido en la segunda cámara de fluido y hacia y desde la parte inferior y superior de la superficie de los tubos de transferencia de calor.
14.
Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las características precedentes, que comprende, además, un revestimiento (127) dispuesto alrededor de los tubos de transferencia de calor dentro de la segunda cámara de fluido, teniendo dicho revestimiento perforaciones (129) para distribución uniforme del fluido hacia y desde los al menos dos orificios de fluido en la segunda cámara de fluido y hacia y desde la parte inferior y superior de la superficie de los tubos de transferencia de calor.
15.
Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con la reivindicación 14, en el que al menos una parte del área de dicho revestimiento, que está mirando hacia al menos uno de los al menos dos orificios de fluido en la segunda cámara de fluido está sin dichas perforaciones, de manera que dicha área puede actuar como una placa de incidencia del fluido.
En una forma de realización de la invención, el reactor de intercambio de calor para realizar reacción endotérmica o exotérmica comprende una carcasa con una pared de reactor, tubos de transferencia de calor, cabeceras de tubos, cámaras de fluido y orificios de fluido. La carcasa y los tubos de transferencia de calor están dispuestos en una posición sustancialmente vertical, que es ventajosa para la resistencia estructural de los componentes especialmente en operación a temperatura y presión elevadas. El reactor está dividido en al menos tres cámaras de fluido por las cabeceras de los tubos. En la primera cámara de fluido localizada en la parte superior de la carcasa por encima de la primera cabecera de tubo, se introduce un primer fluido a través de un orificio de fluido y es distribuido a los tubos de transferencia de calor. El primer fluido fluye dentro de los tubos hacia abajo hacia la tercera cámara de fluido localizada en la parte inferior de la carcasa debajo de la segunda cabecera de tubo, donde el flujo desde cada tubo es recogido y conducido fuera de un orificio de flujo. En la segunda cámara de fluido localizada en la sección media de la carcasa del reactor, se introduce un segundo fluido a través de un orificio de fluido localizado en la parte inferior de la sección media. El segundo fluido fluye hacia arriba hasta la sección media, mientras realiza un intercambio de calor con el primer fluido a través de las paredes del tubo de transferencia de calor. En la parte superior de la sección media, el segundo fluido es descargado a través de otro orificio de fluido. Se pueden disponer lechos de catalizador dentro de los tubos o fuera de los tubos en la segunda cámara de fluido. Los tubos de transferencia de calor están soportados por las dos cabeceras de tubos. Los tubos están soportados de forma deslizante en taladros en la primera cabecera del tubo superior, por lo que mientras la parte superior de cada tubo está soportada y fijada contra movimiento en direcciones horizontales, están libres . para moverse en direcciones verticales independientemente uno del otro. Es particular de la presente invención que los tubos están fijados en la segunda cabecera del tubo inferior, no pueden moverse en ninguna dirección con relación a la segunda cabecera de los tubos. La parte inferior de cada tubo está fijada a la segunda cabecera del tubo en la localización de un taladro correspondiente en dicha cabecera; se puede fijar con el extremo inferior de cada tubo directamente por encima del taladro correspondiente, se puede fijar con el extremo del tubo dentro del taladro o se puede fijar con la parte extrema del tubo dentro del taladro y el extremo del tubo debajo de la cabecera del tubo. La fijación del tubo a la segunda cabecera del tubo se puede realizar de cualquier manera conocida, como por ejemplo por soldadura, que es preferido debido a que es hermética al gas. Es importante que el método de fijación pueda resistir las temperaturas de funcionamiento. Se entiende que puesto que los tubos están fijados solamente de forma deslizante a la primera cabecera de tubo en direcciones verticales, es la segunda cabecera de tubo la que soporta la carga de la pluralidad de tubos de transferencia de calor.
El primer fluido puede fluir en una dirección descendente: a través de un orificio de fluido en la primera cámara de fluido fluye desde la primera cámara de fluido, a través de los tubos de transferencia de calor hasta la tercera cámara de fluido y fuera de un orificio de fluido;
o en otra forma de realización puede fluir en la dirección opuesta. En una forma de realización, el segundo fluido puede fluir en una dirección ascendente desde un orificio de fluido en la parte inferior de la segunda cámara de fluido, hacia arriba a través de la segunda cámara de fluido alrededor de los tubos y fuera de la segunda cámara de fluido a través de un orificio de fluido en la parte superior de la segunda cámara de fluido. En la forma de realización, en la que el primer fluido fluye hacia abajo, el segundo fluido fluye hacia arriba, el lecho del catalizador está colocado dentro de los tubos de transferencia de calor y la reacción es endotérmica, el segundo fluido debe transferir calor al primer fluido. Por lo tanto, es ventajoso que los tubos estén fijados, por ejemplo, por soldadura a la segunda cabecera de tubo, donde la temperatura es la máxima.
En una forma de realización de la invención, los tubos de transferencia de calor tienen un cuello de botella en su parte inferior, de manera que se reducen los diámetros exterior e interior de los tubos. De acuerdo con ello, la parte extrema inferior de los tubos, que está fijada a la segunda cabecera de tubo, necesita un taladro correspondiente en la segunda cabecera de tubo, que es solamente suficientemente grande para corresponder al diámetro reducido del tubo, que, a su vez, incrementa la resistencia de la segunda cabecera de tubo comparado con una cabecera de tubo perforada por taladros de un diámetro mayor.
En otra forma de realización de la invención, en la que 105 lechos de catalizadores están localizados dentro de 105 tubos de transferencia de calor, un soporte para el lecho de catalizador está localizado dentro de 105 tubos en la parte inferior de 105 tubos por encima del cuello de botella. El soporte puede ser de cualquier construcción adecuada, por ejemplo una malla de alambre sobre la parte superior de una rejilla de soporte rodeada por un anillo de soporte. El cuello de botella sirve como un tope de soporte inferior para el soporte de catalizador y un espaciador puede estar colocado entre el cuello de botella y el soporte de catalizador para ajustar la altura del lecho de catalizador en cada tubo. El soporte y el espaciador pueden estar integrados también en una sola unidad, entonces se puede variar la altura de la unidad para ajustar la altura del lecho de catalizador en cada tubo, como se ha mencionado.
Todavía en otra forma de realización de la invención, al menos una de la primera y la segunda cabecera de tubo tiene una forma cóncava. Especialmente para la segunda cabecera de tubo, que soporta la carga de 105 tubos de transferencia de calor y el lecho del catalizador, una forma cóncava, por ejemplo una forma elipsoidal es ventajosa, ya que transfiere la carga sobre la parte central de la cabecera de tubo fuera de la periferia de la cabecera de tubo, donde la cabecera de tubo puede estar soportada por la pared del reactor. Los espaciadores que ajustan la altura de 105 soportes de catalizador en cada tubo se pueden adaptar para compensar la forma cóncava de la segunda cabecera de tubo, de tal manera que la parte inferior del lecho de catalizador en cada tubo tiene la misma altura en el reactor. Esto es ventajoso cuando se desea una actividad catalítica uniforme en todos 105 tubos.
En una forma de realización, al menos una de la primera y la segunda cabeceras de tubo está aislada sobre el lado de la cabecera de tubo que mira hacia la segunda cámara de fluido. En casos donde la temperatura en la segunda cámara de fluido es mayor que la temperatura en la primera y la tercera cámara de fluido y dentro de 105 tubos, el aislamiento protege la cabecera de tubo aislado de las altas temperatu8ras y, por lo tanto, el espesor de la cabecera de tubo se puede reducir para requerimientos de resistencia dados. Esto es especialmente ventajoso para la segunda carga que soporta la cabecera de tubo. Además, el espesor del aislamiento, lo mismo que la altura del soporte del catalizador, se puede adaptar para compensar una forma cóncava dada de la primera y/o la segunda cabecera de tubo, de manera que la superficie del aislamiento es sustancialmente plana y la longitud de 105 tubos entre las superficies opuestas de aislamiento o entre la superficie de aislamiento y la cabecera de tubo opuesta puede ser sustancialmente igual para todos 105 tubos. En otra forma de realización, la parte superior y la parte inferior de los lechos de catalizador en cada tubo de transferencia de calor están localizadas a la misma o casi a la misma altura que la superficie de aislamiento.
En una forma de realización de la invención, la parte superior de cada tubo de transferencia de calor está sellada hacia la cabecera de tubo superior. El sellado proporciona el soporte lateral de los tubos en los taladros de la cabecera de tubo y una conexión sustancialmente estanca a fluido, pero permite el movimiento deslizante descrito de los tubos en los taladros con relación a la primera cabecera de tubo. En una forma de realización, el sellado comprende una caja de relleno para cada tubo. La caja de relleno se puede fijar (por ejemplo, por soldadura u otros medios conocidos) a la primera cabecera de tubo alrededor de cada taladro. El sellado puede ser una cuerda de empaquetadura cerámica, que está comprimida entre la caja de relleno y la pared exterior de cada tubo alrededor del tubo por medio de compresión, tal como tuerca roscada o cualquier otro medio de compresión conocido. La caja de relleno puede comprender, además, medios de bloqueo, tal como un bulón de bloqueo para prevenir el desmontaje de los medios de compresión.
Es una ventaja particular de la invención que en la forma de realización, en la que fluido relativamente caliente entra en la segunda cámara de fluido a través de un orificio de fluido en la parte inferior de la segunda cámara de fluido y fluido relativamente frío (que debe ser calentado por el fluido relativamente caliente) fluye a través de los tubos de transferencia de calor, el sellado localizado en la caja de relleno en la primera cámara de fluido está expuesto a temperaturas considerablemente inferiores a la temperatura máxima del fluido relativamente caliente. Esto significa que se puede conseguir un sellado sustancialmente estanco a fluido incluso para procesos donde el gas de entrada más caliente está considerablemente por encima del máximo admisible para un material de sellado dado.
En otra forma de realización de la invención, al menos uno de los tubos de transferencia de calor está provisto con medios de fijación en la parte superior de los tubos. Esto permite el montaje de topes mecánicos, que previene que los tubos de transferencia de calor se deslicen fuera de la primera cabecera de tubo cuando se eleva, por ejemplo en orejetas de elevación fijadas a la primera cabecera de tubo. Los medios de fijación pueden ser de cualquier tipo conocido, tal como una rosca, taladros a través del tubo, bloqueos de encaje elástico, uniones, conectores o similares; y se pueden montar sobre el lado exterior, el lado interior o tanto sobre el lado exterior como sobre el lado interior del tubo. Los medios de fijación proporcionan un montaje sencillo de los tubos de transferencia de calor y las cabeceras de tubos en el reactor: Un número de topes mecánicos suficiente para soportar el peso total de los tubos y las cabeceras de tubos están montados en los medios de fijación sobre la parte superior de un número correspondiente de tubos, donde después de todo se pueden elevar los tubos y la primera y segunda cabecera de tubo. Después del montaje de las cabeceras de tubos y de los tubos en el reactor, se retiran los topes mecánicos.
En una forma de realización de la invención, dos cámaras anulares de distribución de fluido están provistas en conexión con los dos orificios de fluido en la segunda cámara de fluido. Las cámaras anulares proporcionan una distribución uniforme del fluido desde el orificio de entrada de fluido hasta la zona alrededor de todos los tubos de transferencia de calor más próximos a un extremo y una distribución uniforme de fluido desde la zona alrededor de todos los tubos de transferencia de calor más próximos al otro extremo del orificio de salida de fluido. Dichas cámaras anulares están construidas como secciones de la pared del reactor alrededor de la segunda cámara de fluido con un diámetro ampliado, que permite que el fluido fluya alrededor de haz de tubos. Estas secciones de diámetro ampliado de la pared del reactor están localizadas en la parte superior y la parte inferior de la segunda cámara de fluido. La parte media de la cámara de fluido tiene un diámetro de la pared del reactor sólo ligeramente mayor que el diámetro del haz de tubos para reducir al mínimo el consumo de material. En una forma de realización de la invención, la entrada de fluido en la segunda cámara de fluido está en la parte inferior de la segunda cámara de fluido y la salida de fluido desde la segunda cámara de fluido está en la parte superior de la segunda cámara de fluido. La distribución uniforme del fluido en la segunda cámara de fluido alrededor de todos los tubos de transferencia de calor así como una distribución uniforme de los lechos de catalizador en longitudes uniformes de tubos de transferencia de calor, como se ha mencionado anteriormente, aseguran un nivel de reacción uniforme y una transferencia de calor uniforme entre el fluido dentro y fuera de los tubos de transferencia de calor.
En una forma de realización de la invención, se asegura, además, una distribución uniforme del fluido alrededor de todos los tubos de transferencia de calor por un revestimiento localizado dentro de la pared del reactor en la segunda cámara de fluido y que rodea todos los tubos de transferencia de calor (el haz de tubos). Al menos en una parte de la zona de las cámaras anulares, dicho revestimiento está provisto con orificios distribuidos alrededor del revestimiento, que está formado, en otro caso, como una lámina que encierra el haz de tubos. A través de los orificios en el revestimiento en la zona de la cámara anular para la entrada de fluido, el fluido en la segunda cámara de fluido fluye desde la entrada de fluido hasta la cámara anular correspondiente y dentro del espacio alrededor de los tubos de transferencia más próximos a un extremo de los tubos. De la misma manera, a través de los orificios en el revestimiento en la zona de la cámara anular para la salida de fluido, el fluido en la segunda cámara de fluido fluye desde el espacio alrededor de los tubos de transferencia de calor más próximos al otro extremo de los tubos, a través de los orificios en el revestimiento en la zona de la cámara anular para la salida de fluido, hasta la cámara anular correspondiente y hacia fuera a través de la salida de fluido de la segunda cámara de fluido. El revestimiento puede estar fijado estanco sellado a la pared del reactor para asegurar que no se desvía fluido entre el haz de tubos y la pared del reactor, debido a que el paso de fluido entre la pared del reactor y el haz de tubos desde la entrada de la segunda cámara de fluido hasta la salida de la segunda cámara de fluido reduciría la eficiencia de la transferencia de calor.
En otra forma de realización de la invención, los orificios en dicho revestimiento están distribuidos de una manera uniforme alrededor de la circunferencia de cada extremo del revestimiento, excepto las zonas del revestimiento que miran directamente hacia los orificios de fluido de la segunda cámara de fluido. En estas zonas, al menos una parte del revestimiento no tiene orificios, por lo que esta parte del revestimiento actúa como una placa de incidencia del fluido, que proporciona, además, una distribución uniforme del fluido alrededor de los tubos de transferencia del calor.
Como se conoce bien en la técnica, el haz de tubos puede estar provisto con deflectores, por ejemplo del tipo de disco o de dónus para mejorar adicionalmente la transferencia de calor entre el fluido fuera y el fluido dentro de los tubos.
La presente invención se describirá con más detalle con referencia a algunas formas de realización de la invención, como se muestra en los dibujos, en los que: La figura 1 es una vista de lateral de la sección transversal de una forma de realización de un reactor de intercambio de calor. La figura 2 muestra una vista superior de la sección trasversal de la entrada y la salida de fluido de la segunda cámara de fluido. La figura 3 muestra una vista lateral de la sección trasversal del reactor de intercambio de calor antes del montaje.
La figura 4 es una vista de detalle de la primera cabecera de tubo aislada.
La figura 5 es una vista de detalle de la segunda cabecera de tubo aislada.
La figura 6 es una vista de detalle del revestimiento y de la primera cabecera de tubo con deflectores y barras de unión. La figura 7 es una vista de detalle de la parte inferior de un tubo de transferencia de calor. La figura 8 es una vista de detalle de una forma de realización de la caja de relleno en la parte superior de un tubo de transferencia de calor. La figura 9 es una vista de detalle de una parte superior de un tubo que incluye medios de fijación. La figura 10 es una vista de detalle de la segunda cabecera de tubo aislada y de la tercera cámara de fluido. La figura 11 es una vista de detalle de una sección del tubo de transferencia de calor.
La figura 12 es una vista de detalle de una forma de realización de la caja de relleno.
Resumen de los números de posición
100 Reactor de intercambio de calor
101 Carcasa
102 Pared de reactor
103 Tubos de transferencia de calor
104 Lecho de catalizador
105 Primera cabecera de tubo
106 Segunda cabecera de tubo
107 Primera cámara de fluido
108 Segunda cámara de fluido
109 Tercera cámara de fluido
110 Orificio de fluido, primera cámara de fluido
111 Orificio de fluido, parte superior de la segunda cámara de fluido
112 Orificio de fluido, parte inferior de la segunda cámara de fluido
113 Orificio de fluido, tercera cámara de fluido
114 Cuello de botella
115 Rejilla de soporte
116 Espaciador
117 Aislamiento
118 Sellado
119 Caja de relleno
120 Cuerda de empaquetadura
121 Medios de compresión 121a Medios de bloqueo
122 Medios de fijación (rosca) 123 Orejetas de elevación
124 Primera sección tubular superior de la pared del reactor
125 Segunda sección media tubular de la pared del reactor 126 Tercera sección tubular inferior de la pared del reactor 127 Revestimiento 128 Deflector 129 Perforaciones del revestimiento 130 Tuerca de bloqueo
Debe entenderse que las siguientes son solamente algunas formas de realización específicas de la invención. Una ventaja de la invención es que es escalable, por lo que otras dimensiones y números de tubos son un alcance de la presente invención.
El HTER, como se muestra en la figura 1, es un reformador de intercambio de calor tubular. Es un reactor de intercambio de calor 100, que comprende una carcasa 101 con paredes de reactor 102 Y con catalizador 104 dentro de los tubos de transferencia de calor 103. Tiene dos flujos separados; un gas de proceso (PG) que fluye sobre el lado de los tubos (dentro de los tubos) y un gas efluente (EG) que fluye sobre el lado de la cubierta (fuera de los tubos). Existen 1300 tubos. En esta forma de realización, la reacción catalítica es una reacción endotérmica. Por lo tanto, el gas de proceso dentro de los tubos necesita calor transferido desde un gas efluente sobre el lado de la cubierta de los tubos.
Flujo de gas de proceso
El gas de proceso relativamente frío (frío con relación al gas efluente) entre en la primera cámara de fluido 107 en la parte muy alta del reactor a través del orificio de fluido 110 en la primera cámara de fluido y se distribuye a través de la primera cabecera de tubo 105 hasta los tubos de transferencia de calor. El PG fluye a través de los tubos que están llenos con catalizador y tiene lugar una reacción de conversión mientras reciben calor desde el lado de cubierta. El PG abandona los tubos a través de la segunda cabecera de tubo 106, fluye hasta la tercera cámara de fluido 109 Y sale a través del orificio de fluido 113.
Flujo de gas efluente
EL EG relativamente caliente (caliente con relación al gas de proceso) entra en la segunda cámara de fluido 108 sobre el lado de cubierta de los tubos a través del orificio de fluido 112 en la parte inferior de la segunda cámara de fluido. El flujo pasa por los tubos en una configuración de deflectores suministrando el calor a la reacción dentro de los tubos. El EG sale a través del orificio de fluido 111 en la parte superior de la segunda cámara de fluido. Los deflectores 128 son de configuración de disco y dónus y causan un grado grande de flujo transversal por delante de los tubos. La distribución del flujo de EG hacia I desde el haz de tubos se realiza a través de una cámara anular en la primera sección tubular superior de la pared del reactor 124 y en la tercera sección tubular inferior de la pared del reactor 126 y un revestimiento 127 que proporciona una entrada radial deseada hacia y una salida radial desde el haz de tubos, como se puede ver en la figura 2. Cuando el EG entra en el reactor, es distribuido sobre la circunferencia en una cámara anular alrededor del revestimiento. El EG fluye entonces a través de perforaciones 129 realizadas en el revestimiento. Existen menos perforaciones en la posición de la tobera. De esta manera, el revestimiento actúa como una placa de incidencia. El revestimiento que se extiende desde la parte inferior hasta la parte superior del reactor está perforado también en la parte superior para obtener un flujo radial cuando el EG sale de la configuración de deflector. El revestimiento está soldado a la pared del reactor 102 para evitar la desviación del EG. En la segunda sección tubular media de la pared del reactor 125, el revestimiento está cerca del haz de tubos, ya que o existe ningún fluido inclinado a desviarse en esta sección.
La cubierta del reactor, incluyendo el revestimiento y el haz de tubos, se muestra en la figura 3 separadamente como se ve antes de que el haz esté montado dentro del reactor. La carga desde los 1300 tubos es absorbida por la cabecera de tubo elipsoidal en la parte inferior del reactor. La cabecera de tubo está aislada 117 por encima de la cabecera de tubo, dado como resultado una temperatura de cabecera de tubo del gas de proceso de sale desde los tubos. La carga de la cabecera superior elipsoidal del tubo, los deflectores y las barras de unión es absorbida en la pestaña superior de la cubierta. La cabecera superior de tubo está aislada debajo de la cabecera dándole temperaturas de entrada de PG. La carga desde el revestimiento es absorbida por la cubierta en la conexión de cono.
Expansión térmica
Los tubos están fijados en la cabecera inferior del tubo. Los alargamientos térmicos de los tubos son absorbidos por un mecanismo -una caja de relleno 119 por tubo en la cabecera superior del tubo. Esto permite diferencias individuales en el alargamiento de los tubos, como se ve en la figura 4. La configuración del deflector depende de la cabecera superior del tubo con las barras de unión y se mueve hacia abajo cuando se calienta.
El revestimiento está soldado a la cubierta. Los dos extremos del revestimiento se expandirán desde este punto hacia arriba y hacia abajo, respectivamente.
Conjunto de cabecera superior del tubo
La cabecera superior del tubo tiene un número de orejetas 123 para elevación en la actividad de instalación del haz. La cabecera está aislada desde abajo con un material cerámico fibroso, que está retenido en posición por una placa de revestimiento. La cabecera del tubo está perforada para los 1300 tubos. En cada perforación existe un conjunto de caja de relleno por encima de la cabecera.
Conjunto de cabecera inferior del tubo
La cabecera está aislada desde arriba con un material cerámico fibroso, que está retenido en posición por una placa de revestimiento metálico, ver la figura 5.
Conjunto de revestimiento y deflectores
El revestimiento está soldado a un cono sobre la cubierta. Está perforado en la parte superior y en la parte inferior. Los deflectores están retenidos en posición por barras de unión. Las barras de unión están conectadas a la cabecera superior de tubo, como se puede ver en la figura 6.
Conjunto de tubos
Los tubos tienen longitud variable debido a las cabeceras elipsoidales de los tubos.
Existen medios de fijación 122, tales como una sección roscada en la parte superior del tubo en una parte de los tubos. Ésta se utiliza para el montaje de tuercas de bloqueo 130 cuando se levanta el haz por las orejetas de elevación.
Malla de alambre
Con referencia la figura 7, el catalizador descansa sobre una rejilla de soporte 115. Unos espaciadores 116 tal como tubos cilíndricos de pared fina mantienen la rejilla de soporte de catalizador en altura correcta. El diámetro del tubo se reduce en un cuello de botella 114 en la parte inferior de los tubos. Esto se realiza para obtener un ligamento mayor y, por lo tanto, una cabecera de tubo más fina. Una forma de realización diferente se muestra en la figura 11, que omite la necesidad de un espaciador variando en su lugar la longitud de la parte inferior de diámetro reducido de los tubos de transferencia de calor y en lugar del cuello de botella, se reduce el diámetro de la parte inferior de los tubos por medio de un reborde.
Conjunto de caja de relleno
Las 1300 cajas de relleno 119 están compuestas de una caja de relleno, en las que se coloca un sellado 118 que comprende una cuerda de empaquetadura 120. Como se puede ver en la figura 8, existen medios de compresión 121 tales como un anillo de prensaestopas que trabaja como un bulón hueco que gira alrededor del tubo cuando se comprimen las cuerdas. Entre las cuerdas y el anillo de prensaestopas existe un anillo seguidor que protege la cuerda de empaquetadura frente a fuerzas de fricción cuando la caja está apretada. El conjunto de caja de relleno está soldado a la cabecera de tubo desde el interior. Otra forma de realización de las cajas de relleno se ve en la figura 12. Aquí el anillo de prensaestopas de compresión está bloqueado por otro anillo 121a.
Montaje en el sitio
Para montar el haz de tubos dentro de la cubierta, se levantan las orejetas de elevación en la cabecera superior del tubo. La cabecera inferior del tubo es levantada por los tubos que están retenidos en posición por una tuerca de bloqueo en la cabecera superior. Figura 9: el conjunto de caja de relleno mostrado con tuerca de bloque 130 (parte superior izquierda). Las tuercas de bloqueo actúan como conexiones entre la cabecera superior del tubo, donde la grúa está conectada y los tubos y la cabecera inferior del tubo. Cuando el haz está colocado en posición, se realiza la soldadura sellada entre la cabecera inferior del tubo y la conexión de la cubierta.
Figura 10: Etapas finales de montaje de la parte inferior de reactor. El haz es bajado y la cabecera elipsoidal del tubo y las conexiones de la cubierta están soldadas selladas.
Ejemplo
El gas de proceso frío a -410°C entre la parte muy alta del reactor y se distribuye hacia los tubos. El PG fluye a través de los tubos que están rellenos con catalizador y tiene lugar la reacción de conversión, mientras se recibe calor desde el lado de la cubierta. El PG abandona los tubos a -750°C y sale a través de la salida inferior.
El EG caliente a -1005°C entra en el lado de la cubierta a través de la tobera inferior. El flujo pasa por los tubos en una configuración de deflector que suministra el calor a la reacción dentro del tubo. El EG sale a través de la tobera lateral superior de la cubierta a una temperatura de -600°C.
La cabecera superior tiene un diámetro interior de 4250 mm, tiene 85 mm de espesor y está fabricada de SA-387 gr22 c12. La cabecera está aislada desde abajo con un material cerámico fibroso que está retenido en posición por una placa de revestimiento de Inconel 693 de 3 mm de espesor.
La cabecera inferior tiene 50 mm de espesor y tiene un diámetro interior de 3600 mm. La cabecera está fabricada o bien de Inconel 625 o de Haynes 230. La cabecera está aislada por arriba con un material cerámico fibroso, que está retenido en posición por una placa de revestimiento de Inconel 693 fina de 3 mm. El revestimiento, los deflectores y las barras de unión están fabricados de Inconel 693.
Los tubos tienen aproximadamente 11 metros de largo con un diámetro interior de 50 mm y un diámetro exterior de 60 mm. Todas las partes del conjunto de tubos están fabricadas de Inconel 693.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un reactor de intercambio de calor (100) para realizar reacciones endotérmicas y exotérmicas, que comprende:
    •
    una carcasa (101),
    •
    definiendo dicha carcasa una pared de reactor (102),
    •
    una pluralidad de tubos de transferencia de calor (103) dispuestos dentro de dicha carcasa para el suministro o retirada de calor en lechos de catalizador (104) dispuestos dentro o fuera de dichos tubos de transferencia de calor,
    •
    una primera cabecera de tubo (105) localizada en la parte superior de la carcasa para soportar la parte superior de los tubos de transferencia de calor,
    •
    una segunda cabecera de tubo (106) localizada en la parte inferior de la carcasa para soportar la parte inferior de los tubos de transferencia de calor,
    •
    al menos una primera cámara de fluido (107), una segunda cámara de fluido (108) Y una tercera cámara de fluido (109) localizadas dentro de dicha carcasa, estando localizada dicha primera cámara de fluido en la parte superior de la carcasa por encima de la primera cabecera de tubo, estando localizada dicha segunda cámara de fluido en la sección media de la carcasa entre la primera y la segunda cabeceras de tubos y estando localizada dicha tercera cámara de fluido en la parte inferior de la carcasa debajo de la segunda cabecera de tubo,
    •
    al menos cuatro orificios de fluido en dicha carcasa: al menos un orificio de fluido (110) en la primera cámara de fluido, al menos dos orificios de fluido (111, 112) en la segunda cámara de fluido y al menos un orificio de fluido (113) en la tercera cámara de fluido,
    la primera y la segunda cabeceras de tubos tienen taladros para cada uno de los tubos de transferencia de calor, donde la parte inferior de cada tubo de transferencia de calor está soportada fijada tanto hacia el lado como también hacia arriba por la segunda cabecera de tubo y la parte superior de cada tubo de transferencia de calor está soportada de forma deslizante a la primera cabecera de tubo, de manera que la segunda cabecera de tubo soporta la carga de la pluralidad de tubos de transferencia de calor y previene que se muevan con relación a la segunda cabecera de tubo y la primera cabecera de tubo soporta la pluralidad de tubos de transferencia de calor en una dirección lateral que permite que los tubos de transferencia de calor se muevan hacia arriba y hacia abajo con relación a la primera cabecera de tubo y el soporte deslizante de la parte superior de los tubos de transferencia de calor comprende un sellado hermético a fluido (118).
  2. 2. Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha parte inferior de los tubos de transferencia de calor comprende un cuello de botella (114), de manera que el área de la sección trasversal del extremo inferior de los tubos de transferencia
    de calor y el área de la sección trasversal de cada taladro en la segunda cabecera de tubo es menor que el área de la sección transversal de los tubos de transferencia de calor por encima del cuello de botella.
  3. 3.
    Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con la reivindicación 2, en el que los lechos de catalizador están localizados dentro de los tubos de transferencia de calor y cada uno de dichos tubos de transferencia de calor comprende un soporte (115) localizado en la parte inferior de cada uno de los tubos de transferencia de calor por encima del cuello de botella para soportar los lechos de catalizador.
  4. 4.
    Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con la reivindicación 3, que comprende, además, un espaciador (116) localizado entre el cuello de botella y el soporte para adaptar la altura del soporte.
  5. 5.
    Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dicho soporte y dicho espaciador son una unidad integrada.
  6. 6.
    Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que al menos una de la primera y de la segunda cabecera de tubo tiene una forma cóncava.
  7. 7.
    Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la segunda cabecera de tubo tiene una forma elipsoidal, de manera que la carga de los tubos de transferencia de calor está distribuida hacia el borde de dicha segunda cabecera de tubo.
  8. 8.
    Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que al menos una de la primera y la segunda cabecera de tubo está aislada (117) sobre al menos un lado de la cabecera de tubo.
  9. 9.
    Un reactor de intercambio de calor de acuerdo la reivindicación 8, en el que el aislamiento (117) está localizado sobre el lado de la al menos una de la primera y la segunda cabecera de tubo, que mira hacia la segunda cámara de fluido y el espesor del aislamiento está adaptado para que el aislamiento tenga una superficie sustancialmente plana sobre la cara del aislamiento que está mirando hacia la segunda cámara de fluido.
  10. 10.
    Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 9, en el que la parte de cada uno de los tubos de transferencia de calor, que está localizada en la segunda cámara de fluido entre la primera y la segunda cabecera de tubo y el aislamiento, es sustancialmente de la misma longitud.
  11. 11.
    Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho sellado comprende para cada tubo de transferencia de calor una caja de relleno (119) con cuerda de empaquetadura (120) que está comprimida alrededor del tubo de transferencia de calor por medios de compresión (121).
  12. 12.
    Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que al menos uno de los tubos de transferencia de calor está provisto con medios de fijación (122, 130) en la parte superior, permitiendo de esta manera la elevación de al menos todos los tubos de intercambio de calor y la segunda cabecera de tubo.
  13. 13.
    Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha pared de reactor forma al menos una primera sección tubular (124) dispuesta por la parte superior de la segunda cámara de fluido, una segunda sección tubular (125) dispuesta por la parte media de la segunda cámara de fluido y una tercera sección tubular (126) dispuesta por la parte inferior de la segunda cámara de fluido, teniendo dichas primera y tercera secciones tubulares un diámetro mayor que la segunda sección tubular para permitir que al menos dos cámaras anulares distribuyan de una manera uniforme el fluido hacia y desde los al menos dos orificios de fluido en la segunda cámara de fluido y hacia y desde la parte inferior y superior de la superficie de los tubos de transferencia de calor.
  14. 14.
    Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, un revestimiento (127) dispuesto alrededor de los tubos de transferencia de calor dentro de la segunda cámara de fluido, teniendo dicho revestimiento perforaciones (129) para distribución uniforme del fluido hacia y desde los al menos dos orificios de fluido en la segunda cámara de fluido y hacia y desde la parte inferior y superior de la superficie de los tubos de transferencia de calor.
  15. 15.
    Un reactor de intercambio de calor de acuerdo con la reivindicación 14, en el que al menos una parte del área de dicho revestimiento, que está mirando hacia al menos uno de los al menos dos orificios de fluido en la segunda cámara de fluido está sin dichas perforaciones, de manera que dicha área puede actuar como una placa de incidencia del fluido.
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