ES2202236T3 - Horno pirolitico para el craqueo termico de hidrocarburos. - Google Patents

Horno pirolitico para el craqueo termico de hidrocarburos.

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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.

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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