ES2202236T3 - Horno pirolitico para el craqueo termico de hidrocarburos. - Google Patents
Horno pirolitico para el craqueo termico de hidrocarburos.Info
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Abstract
Horno pirolítico para el craqueo térmico de hidrocarburos con una sección de radiación, quemadores montados en ella y tubos de craqueo, en que - los tubos de craqueo constan de piezas tubulares rectas que discurren verticalmente y están dispuestas paralelamente, y de empalmes acodados que unen éstas y se encuentran en la zona inferior de la sección de radiación, y dado el caso también de colectores de tubos, - los tubos de craqueo en la sección de radiación están dispuestos en grupos de tubos de flujo paralelo, - las piezas tubulares rectas y dado el caso los colectores de tubos de los distintos grupos están dispuestos en la dirección transversal del horno pirolítico en una fila, es decir por cada grupo en un plano - y en que los empalmes acodados unen con inversión de dirección respectivamente una pieza tubular recta o un colector de tubos con una pieza tubular recta no contigua en el plano, caracterizado porque la unión establecida con ayuda de los empalmes acodados conduce con las piezastubulares rectas y los colectores de tubos hacia fuera del plano a través de un primer arco en forma de S, después corta oblicuamente el plano con un arco semicircular o un arco semielíptico o semiovalado más plano y finalmente conduce nuevamente hacia dentro del plano a través de un segundo arco en forma de S.
Description
Horno pirolítico para el craqueo térmico de
hidrocarburos.
La invención se refiere a un horno pirolítico
para el craqueo térmico de hidrocarburos con una sección de
radiación, quemadores montados en ella y tubos de craqueo, en
que
- los tubos de craqueo en la sección de radiación
constan de piezas tubulares rectas que discurren verticalmente y
están dispuestas paralelamente, y de empalmes acodados que unen
éstas y se encuentran en la zona inferior de la sección de
radiación, y dado el caso también de colectores de tubos,
- los tubos de craqueo en la sección de radiación
están dispuestos en grupos de tubos de flujo paralelo,
- las piezas tubulares rectas y dado el caso los
colectores de tubos de los distintos grupos están dispuestos en la
dirección transversal del horno pirolítico en una fila, es decir
por cada grupo en un plan
- y en que los empalmes acodados unen con
inversión de dirección respectivamente una pieza tubular recta o un
colector de tubos con una pieza tubular recta no contigua en el
plano.
El craqueo (cracking) térmico de hidrocarburos se
produce habitualmente en hornos pirolíticos. Un horno pirolítico
habitual tiene una sección de radiación calentada con quemadores.
El craqueo térmico de los hidrocarburos se lleva a cabo en tubos de
craqueo en la sección de radiación. El craqueo de los hidrocarburos
puede facilitarse mediante el hecho de que los hidrocarburos son
precalentados en una sección de convección del horno pirolítico
antes de la introducción en la sección de radiación.
Un horno pirolítico con una disposición de tubos
de craqueo del tipo citado al principio se describe en el
documento EP 0 529 441 B1. En la figura 1 se representa esta
disposición de los tubos de craqueo a modo de ejemplo. En el
ejemplo mostrado se muestran tres grupos de tubos de craqueo A, B y
C. Los hidrocarburos a craquear son introducidos desde arriba en
los tubos correspondientemente a la dirección de la flecha. Los
tres grupos de los tubos de craqueo están desplazados
escalonadamente (dos acodamientos de 90°) en torno a tres
refrigeradores no representados de gases de craqueo, antes de que
penetren en la sección de radiación del horno pirolítico. Los
refrigeradores de gases de craqueo se encuentran en prolongación de
los tres tubos de salida (flechas que indican en la dirección Z).
La línea discontinua simboliza el extremo superior de la sección
de radiación del horno pirolítico. Las piezas tubulares rectas,
dispuestas verticalmente (dirección Z) de los tubos de craqueo
llegan hasta la zona inferior de la sección de radiación. Allí,
respectivamente dos tubos de craqueo están agrupados en un tubo
mediante un colector de tubos. Los ocho tubos de craqueo
resultantes por grupo tienen como continuación ocho empalmes
acodados, de los cuales respectivamente cuatro tienen una dirección
de acodamiento aproximadamente igual. Una cierta desviación en la
dirección de accdamiento está condicionada por los salientes de los
empalmes acodados. Las piezas tubulares rectas de los grupos están
situadas en el plano de disposición de los tubos de craqueo (plano
X/Z). Las ocho piezas tubulares rectas con flujo desde abajo hacia
arriba de cada grupo son agrupadas a través de colectores de tubos
primeramente en dos tubos de craqueo y a través de otro colector de
tubos más en un tubo de salida. Mediante los tres tubos de salida,
los refrigeradores, no representados, de gases de craqueo se
encuentran en una prolongación recta de los tubos de salida.
Es desventajoso en esta disposición de los tubos
de craqueo que los empalmes acodados tienen salientes (en la
dirección Y) en la zona inferior de la sección de radiación y
sobresalen fuera del plano de disposición (plano X/Z) de los tubos
de craqueo (documento EP 0 529 441 Bl, columna 3, líneas 39 hasta
41). Esto tiene como consecuencia que el centro de gravedad de los
empalmes acodados está situado fuera del plano de disposición de
los tubos de craqueo y por ello se ejerce un par de flexión sobre
los tubos, altamente cargados térmicamente, colgados en una parte
superior del espacio de radiación en el horno pirolítico.
La invención tiene por ello como base la tarea de
mostrar un horno pirolítico del tipo citado al principio, que
evite esta desventaja.
Esta tarea se resuelve conforme a la invención
con un horno pirolítico con las características de la
reivindicación 1. Estructuraciones de la invención son objeto de
las reivindicaciones subordinadas.
Es característico en el horno pirolítico conforme
a la invención que la unión, establecida respectivamente con ayuda
de los empalmes acodados, conduce a través de un primer arco en
forma de S hacia fuera del plano con las piezas tubulares rectas y
los colectores de tubos, a continuación corta oblicuamente el plano
con un arco semicircular o un arco semielíptico o semiovalado más
plano, y finalmente conduce a través de un segundo arco en forma de
S nuevamente hacia dentro del plano.
Mediante el recurso de que los arcos de unión
cortan el plano formado con las piezas tubulares rectas verticales
y conducen nuevamente de vuelta al plano desde ambos lados del
plano, el centro de gravedad conjunto de los arcos de unión está
situado en el plano. La ventaja consiste en el hecho de que a
través del considerable peso propio de los empalmes tubulares, que
forman los arcos, no se ejerce ningún par de flexión sobre las
piezas tubulares rectas. La unión, formada a partir de dos arcos en
forma de S y de otro arco por ejemplo semicircular, es además
elástica respecto a fuerzas y pares que son introducidos por las
piezas tubulares rectas calentadas.
En una estructuración ventajosa del horno
pirolítico conforme a la invención, los tubos de craqueo de un
grupo de tubos de craqueo situados antes de la inversión de
dirección están alineados con sus piezas tubulares rectas
paralelamente uno junto a otro en un plano y los tubos de craqueo
de otro grupo de tubos de craqueo situados tras la inversión de
dirección están alineados con sus piezas tubulares rectas
paralelamente uno junto a otro en el mismo plano.
La inversión de dirección tiene lugar en un arco
de amplio recorrido, que corta el plano de las piezas tubulares
rectas en un ángulo plano. El arco de amplio recorrido permite un
montaje con tensiones particularmente escasas. Las piezas tubulares
situadas antes de la inversión de dirección y las piezas tubulares
situadas después de la inversión de dirección ocupan en el plano dos
superficies situadas una junto a otra, que pueden ser calentadas
por los quemadores opuestos a las superficies, dado el caso también
de forma diferente.
Los arcos en forma de S, semicirculares,
semielipticos o semiovalados de un grupo pueden estar realizados
respectivamente de forma geométricamente igual. Una realización así
de los arcos hace posible ahorros de costes de fabricación y de
mantenimiento.
Los arcos semicirculares, semielípticos o
semiovalados de un grupo pueden cortar el plano bajo el mismo
ángulo con las piezas tubulares rectas. La ventaja consiste en que
para un ángulo pequeño los arcos están estrechamente juntos,
soportan mutuamente los tubos de radiación y a través de ello
adoptan también la función de un costoso sistema de colocación
necesario en otro caso.
La invención se explica más detalladamente con
ayuda de una forma de realización con dos figuras.
La figura 2 muestra la disposición de los tubos
de craqueo de un horno pirolitico conforme a la invención en una
vista lateral.
La figura 3 muestra una vista desde arriba sobre
la disposición de la figura 2.
La figura 2 muestra esquemáticamente una vista
lateral de la disposición de tubos de craqueo de un horno
pirolitico conforme a la invención. Para simplificar, se
representa el trazado de los tubos de sólo un grupo de tubos de
craqueo en la zona inferior de la sección de radiación de un horno
así. Respectivamente dos de los dieciséis tubos de craqueo 1 están
agrupados en un tubo a través de un colector de tubos 2. Los ocho
tubos resultantes tienen como continuación respectivamente un arco
en forma de S 3, después un arco semiovalado 4, luego nuevamente un
arco en forma de S 5 y finalmente de forma respectiva una pieza
tubular 6, es decir en conjunto ocho piezas tubulares rectas. Los
tubos de craqueo están dispuestos con sus piezas tubulares rectas,
paralelas y dispuestas verticalmente en el horno pirolítico y con
los colectores de tubos en un plano. En conjunto, al producirse la
transición de los tubos de craqueo a las ocho piezas tubulares
rectas a través de los arcos tubulares se consigue una inversión de
dirección. En la figura 2 no está representado que estas ocho
piezas tubulares rectas son guiadas tras salir de la sección de
radiación a uno o varios refrigeradores de gases de craqueo.
Junto con la figura 3, una vista desde arriba
sobre lo representado en la figura 2, se muestra que
respectivamente dos tubos de craqueo 1 están agrupados,
conducen con las piezas tubulares rectas hacia fuera del plano 7 a través de un arco en forma de S 3, cortan el plano 7 con un arco siguiente (180°) y finalmente conducen de vuelta al plano 7 con otro arco en forma de S.
conducen con las piezas tubulares rectas hacia fuera del plano 7 a través de un arco en forma de S 3, cortan el plano 7 con un arco siguiente (180°) y finalmente conducen de vuelta al plano 7 con otro arco en forma de S.
Claims (4)
1. Horno pirolítico para el craqueo térmico de
hidrocarburos con una sección de radiación, quemadores montados en
ella y tubos de craqueo, en que
- los tubos de craqueo constan de piezas
tubulares rectas que discurren verticalmente y están dispuestas
paralelamente, y de empalmes acodados que unen éstas y se
encuentran en la zona inferior de la sección de radiación, y dado
el caso también de colectores de tubos,
- los tubos de craqueo en la sección de radiación
están dispuestos en grupos de tubos de flujo paralelo,
- las piezas tubulares rectas y dado el caso los
colectores de tubos de los distintos grupos están dispuestos en la
dirección transversal del horno pirolítico en una fila, es decir
por cada grupo en un plano
- y en que los empalmes acodados unen con
inversión de dirección respectivamente una pieza tubular recta o un
colector de tubos con una pieza tubular recta no contigua en el
plano,
caracterizado porque la unión establecida
con ayuda de los empalmes acodados conduce con las piezas tubulares
rectas y los colectores de tubos hacia fuera del plano a través de
un primer arco en forma de S, después corta oblicuamente el plano
con un arco semicircular o un arco semielíptico o semiovalado más
plano y finalmente conduce nuevamente hacia dentro del plano a
través de un segundo arco en forma de S.
2. Horno pirolítico según la reivindicación 1,
caracterizado porque los tubos de craqueo de un grupo de
tubos de craqueo situados antes de la inversión de dirección están
alineados con sus piezas tubulares rectas paralelamente uno junto a
otro en un plano y los tubos de craqueo de un grupo de tubos de
craqueo situados tras la inversión de dirección están alineados con
sus piezas tubulares rectas paralelamente uno junto a otro en el
mismo plano.
3. Horno pirolítico según la reivindicación 2,
caracterizado porque los arcos en forma de S,
semicirculares, semielípticos o semiovalados de un grupo están
realizados respectivamente de forma geométricamente igual.
4. Horno pirolítico según la reivindicación 2,
caracterizado porque los arcos semicirculares, semielípticos
o semiovalados de un grupo cortan el plano bajo el mismo ángulo
con las piezas tubulares rectas.
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