FR2511698A1 - Tube pour le craquage ou reformage thermique des hydrocarbures et son procede de fabrication - Google Patents
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Abstract
LE TUBE DE REACTEUR POUR LE CRAQUAGE OU REFORMAGE THERMIQUE D'HYDROCARBURES SELON LA PRESENTE INVENTION COMPREND UN ELEMENT TUBULAIRE 2 EN ACIER FE-CR-NI RESISTANT A LA CHALEUR ET UNE COUCHE DE REVETEMENT 3 EN ALLIAGE AUTO-FONDANT AYANT FUSIONNE AVEC LA SURFACE INTERIEURE DE L'ELEMENT TUBULAIRE, CETTE COUCHE DE REVETEMENT ETANT EN UNE MATIERE RESISTANT A LA CHALEUR EXEMPTE DE NI OU PRESENTANT UNE FAIBLE TENEUR EN NI. L'ELEMENT TUBULAIRE EST FABRIQUE PAR COULEE CENTRIFUGE, ET LA COUCHE DE REVETEMENT EST FORMEE PAR APPLICATION DE LA POUDRE D'ALLIAGE AUTO-FONDANT PAR DISPERSION AVEC OU SANS AGENT ALUMINO-THERMIQUE OU PAR PULVERISATION DE L'ALLIAGE SUR LA SURFACE INTERIEURE DE L'ELEMENT TUBULAIRE.
Description
t Tube pour le craquage ou réformae thermique des hydrocarbures et son
procédé de fabrication La présente invention concerne un perfectionnement à un tube servant de réacteur pour le craquage ou réformage thermique des hydrocarbures et elle a trait à un procédé pour
fabriquer ce tube.
Quand on soumet un hydrocarbure liquide ou gazeux à la réaction chimique du craquage ou réformage thermique sous haute température et sous haute pression en présence ou en l'absence d'un catalyseur, du carbone solide se dépose et ce dép 8 t de carbone se constitue sous la forme lamellaire dans la zone de réaction sur la surface intérieure du tube servant de réacteur. Lorsque l'on fait passer un hydrocarbure a travers le tube en vue de la réaction chimique, le dép 8 t de carbone solide sur la surface intérieure du tube, si on le laisse se former, gene l'écoulement du fluide contenant l'hydrocarbure Le dépft de carbone se traduit également par une sérieuse réduction du rendement du transfert de chaleur lorsque la chaleur de réaction est fournie au tube à partir de l'extérieur ou bien en est évacuée vers l'extérieur pour effectuer la réaction chimique de craquage ou réformage Il devient par conséquent difficile
de continuer 'a faire fonctionner le réacteur.
Le matériau utilisé jusqu'à présent pour de tels réacteurs est l'acier austénitique Fe-Cr-Ni résistant à la chaleur, qui contient de grandes quantités de Ni et Cr en vue d'une utilisation dans des conditions de fonctionnement sous haute température et sous haute pression et qui est généralement utilisé pour fabriquer un matériel prévu pour des températures élevées Il est de pratique courante d'augmenter la teneur en Ni de l'acier résistant à la chaleur pour des tubes que l'on
utilise à des températures de fonctionnement élevées.
Toutefois, lorsque l'on utilise un tube que l'on réalise avec un acier austénitique Fe-Cr-Ni résistant à la chaleur, du carbone solide se dépose inévitablement sur la surface intérieure du tube, ce qui rend nécessaire larrgt de l'installation pour effectuer le décokage du réacteur à l'aide de divers procédés bien que, en règle générale, le réacteur doive fonctionner d'une façon continue. Le dépôt de carbone solide se produit de façon plus
prononcée si l'acier présente une teneur en Ni plus élevée.
Dans ce cas, le carbone solide se dépose sur la surface inté-
rieure du tube en un bref laps de temps et le dépôt de carbone se forme rapidement avec pour conséquence le problème qu'il
faut procéder au décokage du réacteur de façon plus fréquente.
La demanderesse a effectué des recherches intensives sur le dép 8 t du carbone solide sur la surface intérieure du tube et s'est aperçu qu'il existe une corrélation entre la quantité du dépôt de carbone solide et la teneur en Ni de l'acier austénitique Fe-Cr-Ni résistant à la chaleur avec lequel on forme le tube du réacteur et, qu'en outre, le Ni présent dans l'acier, spécialement la fraction de Ni présente sur la surface intérieure du tube, agit de façon catalytique de manière a favoriser le dépôt du carbone solide à partir des hydrocarbures. Grâce à la présente invention, on empoche dans la mesure la plus grande possible le dépft de carbone solide sur un tube servant de réacteur (que l'on appellera plus simplement par la suite: tube réacteur) pendant que ce tube est utilisé pour le craquage ou réformage thermique des hydrocarbures* À cette fin, la surface du tube devant venir en contact avec un fluide contenant un hydrocarbure est recouverte d'une couche
d'une matière résistant à la chaleur, exempte de Ni ou présen-
tant une faible teneur en Ni, de manière à maintenir le Ni
contenu dans le tube réacteur hors de contact avec l'hydro-
carbure, grâce à quoi on surmonte fondamentalement les pro-
blèmes précités.
De façon plus specifique, la présente invention procure un tube réacteur pour le craquage ou réformage thermique des hydrocarbures, ce tube comprenant un élément
tubulaire en acier austénitique Fe-Cr-hi résistant à la cha-
leur et une couche de revêtement en alliage auto fondant déposéesur la surface intérieure de l'élément tubulaire et combinée avec cette surface. Un autre objet de la présente invention est de procurer un procédé pour fabriquer le tube réacteur en ayant recours à l'opération de fabrication de l'élément tubulaire, laquelle est une coulée centrifuge, de la façon la plus avantageuse par
diffusion ou pulvérisation d'une poudre de l'alliage auto-
fondant pendant la phase durant laquelle le corps tubulaire s'est solidifié mais o une température élevée est retenue dans ce corps ou par addition d'un agent alumino-thermique
simultanément avec ou après la diffusion de l'alliage auto-
fondant.
On va maintenant décrire de façon détaillée la présente invention en se référant à la figure unique du dessin annexé, qui représente une coupe d'un tube réacteur selon la présente invention O Un tube réacteur l selon la présente invention comprend un élément tubulaire 2 et une couche de revêtement 3 en alliage
auto-fondant forméesur la surface intérieure de l'élément tubu-
laire et combinéeavec cette surface.
L'élément tubulaire 2 est en acier austénitique Fe-Cr-
Ni résistant à la chaleur, que l'on utilise normalement pour les tubes du type décrit L'ébauche de tube pour l'élément tubulaire 2 est produite par coulée centrifuge Par contre, la couche de rev 8 tement 3 en alliage autofondant, couche qui est l'élément constitutif intérieur du tube réacteur 1, est formée d'un alliage auto-fondant exempt de Ni ou ayant une faible teneur en Ni, l'alliage auto-fondant étant fondu sur la surface intérieure de l'élément tubulaire 2 de manière à former la
couche de revêtement.
On fabrique le tube réacteur 1 à l'aide du procédé suivant* Au cours de la' première phase, on fabrique l'élément tubulaire par coulée ou moulage centrifuge à partir d'un acier
fondu résistant à la chaleur (comprenant un acier coulé résis-
tant à la chaleur).
On forme la couche de revêtement en dispersant un
alliage auto-fondant,de façon uniforme sur la surface inté-
rieure de l'élément tubulaire coulé aucours de chaque phase lorsque la surface intérieure de l'élément tubulaire s'est solidifié mais qu'une température élevée se maintient dans cet élément, c'est-à-dire l'état de chauffage au rouge* La poudre de l'alliage auto-fondant fond sous l'effet de la température élevée retenue dans l'élément tubulaire coulé, ce qui l'amène à former sur la surface intérieure de l'élément tubulaire une couche de revêtement se combinant intégralement avec cette surface On utilise un long réceptaele ouvert analogue à une gouttière comme appareil pour disséminer la poudre dtalliage
auto-fondant sur la surface intérieure de l'élément tubulaire.
On introduit ce long réceptacle rempli de poudre d'alliage auto-fondant à partir d'une des ouvertures du moule destiné à
la coulée centrifuge à travers le châssis du moule sur la tota-
lité de la longueur de l'élément tubulaire moulé, et on renverse le réceptacle dans le moule Du fait que le moule tourne à une vitesse élevée, par exemple 1000 à 1500 tours/min, lorsque le L 25 réceptacle est renversé, la poudre de l'alliage auto-fondant se disperse de façon uniforme sur la surface intérieure de
l'élément tubulaire.
L'appareil pour disséminer la poudre ne se limite pas au long réceptacle ouvert analogue à une gouttière, N'importe quel type dtappareil ou de dispositif qui convient à l'objet de la présente invention peut être utilisé pour disséminer la poudre d'alliage auto-fondant dans l'élément tubulaire O L'élément tubulaire coulé a une longueur d'environ 2000 5000 mm, un diamètre intérieur d'environ 50 200 mm et une épaisseur de paroi d'environ 8 25 mmn L'alliage fondu résistant à la chaleur pour l'élément tubulaire se solidifie à la température de 1370 14000 C tandis que le point de est bien en dessous de la température de solidification de l'élément tubulaire, la poudre d'alliage auto-fondant étant amenée fondre par la chaleur retenue dans l'télmen% tubulaire moulé. La quantité de poudre d'alliage auto-fondant qui est disséminée sur la surface intérieure de l'élément tubulaire est d'environ 0,1-1 gramme pars cm 2 de surface intérieure de
l'élém ent tubulaire.
On effectue la dissémination de la poudre d'alliage
auto-fondant de préférence immédiatement après la solidifica-
tion de la surface intérieure de l'élément tubulaire Si on dissémine l'alliage auto-fondant trop t 8 t alors que la surface intérieure de l'élément tubulaire est à l'état non-solidifié, l'alliage auto-fondant se mélange avec l'élément tubulaire formé d'un alliage résistant à la chaleur et contenant une proportion élevée de Ni, ce qui fait que l'on n'obtient pas la formation de la couche de revêtement voulue exempte de Ni
ou présentant une faible teneur en Ni.
Il existe un autre inconvénient si l'alliage auto-
fondant est disséminé trop tôt alors que la surface intérieure de l'élément tubulaire se trouve à l'état encore non-solidifié, l'épaisseur de la couche d'alliage de revêtement résultante devenant, dans ce cas, irrégulière alors que dans le domaine
des récipients sous pression devant être utilisés aux tempéra-
tures et aux pressions élevées, récipients qui font l'objet de la présente invention, une épaisseur de paroi uniforme du
substrat formé par la matière résistant à la chaleur et résis-
tant à la pression est strictement nécessaire; par conséquent, une épaisseur non-uniforme de la couche de revêtement rend
impropres les produits complets obtenus.
Il est souhaitable d'ajouter un agent fondant à l'élément tubulaire moulé afin d'empêcher l'oxydation de la surface intérieure de cet élément tubulaire pendant la période s'étendant jusqu'au moment de la dispersion de l'alliage auto-fondant et afin de favoriser la liquidité de la poudre d'alliage auto-fondant par réaction avec l'alliage O
L'application de l'agent fondant à, l'élément tubu-
laire moulé renforce la fusion de la couche de revêtement d'alliage autofondant sur l'élément tubulaire* L'agent fondant contient les proportions suivantes en pourcentage en poids: Ca O 30 -50 % Si O 2 15 25 % B 203 le complément Un des procédés pour ajouter l'agent fondant à l'élément tubulaire moulé consiste à disperser ou disséminer l'agent fondant sur la surface du métal fondu présent dans la poche de coulée, ce qui entraîne la liquéfaction de cet agent fondant, et à le couler dans le moule conjointement avec l'alliage fondu résistant à la chaleurs Un autre procédé pour ajouter l'agent fondant à l'élément tubulaire moulé consiste à appliquer cet agent fondant à la surface intérieure de l'élément tubulaire moulé
immédiatement après la coulée en introduisant un long récepta-
cle ouvert rempli d'agent fondant dans le moule qui tourne et à disperser ou disséminer l'agent fondant en renversant le réceptacle dans le moule ou bien en jetant dans l'élément tubulaire moulé des paquets remplis d'agent fondante Dans les deux procédés, la quantité d'agent fondant devant être ajoutée à l'élément tubulaire moulé est d'environ
0,1 _ gramme par om 2 de surface.
Les procédés mentionnés ci-dessus permettent de
fabriquer un tube réacteur revêtu de façon voulue et compre-
nant un élément tubulaire en acier austénitique Fe-Cr-Ni résistant à la chaleur, cet élément tubulaire étant fabriqué par coulée centrifuge et comportant sur la totalité de sa
surface intérieure une couche de revêtement en alliage auto-
fondant. L'acier contenant Ni, résistant à la chaleur et formant l'élément tubulaire du tube réacteur de la présente invention est un acier austénitique Fe-Cr-Ni résistant à la chaleur Plus sépcifiquement, un exemple d'un tel acier avantageux comprend 20 à 30 % (en poids, de même que pour tout ce qui suit) de Cr, 18 à 40 % de Ni, 0,1 à 0,6 %, de Ce jusqu'à 2,5 % de Si, jusqu'à 2 % de Mn, jusqu'à 0,15 % de N, le complément étant essentiellement Feo On peut aussi utiliser un alliage de la composition ci-dessus dans lequel Fe est partiellement remplacé par au moins l'un des métaux Mo, W et Nb en une quantité combinée pouvant atteindre 5 %O Un exemple d'une telle poudre d'alliage auto-fondant devant être utilisé pour fabriquer la couche de revêtement comprend 13 à 40 % de Cr, O à 5 % de Ni, 0,01 à 4 % de C, jusqu'à lo de Si, jusqu'à 2 % de Mn, jusqu'à 0,15 p de N,
jusqu'à 5 % de B, le complément étant essentiellement Fe.
Toutefois, les proportions des composants peuvent se situer à l'extérieur des plages ci-dessus et certains composants peuvent être ajoutés à ces matières ou en être enlevés dans la mesure o l'objet technique de la présente invention peut être atteint.
On utilise ordinairement une poudre d'alliage auto-
fondant pour une pulvérisation métallique, mais la poudre d'alliage autofondant mentionnée ici est différente de celle utilisée ordinairement pour une pulvérisation métallique par le fait qu'elle est du type que l'on fait fondre après la
pulvérisation métallique.
Une autre variante du procédé pour fabriquer le tube réacteur consiste à appliquer un alliage auto-fondant par une opération de pulvérisation métallique sur la surface intérieure de l'élément tubulaire moulé fabriqué à l'aide de la coulée centrifuge en introduisant un long pistolet à partir d'une des ouvertures du moule de coulée centrifuge à travers le chassis
tout en faisant tourner le moule.
Il est souhaitable d'ajouter un agent fondant à l'élément tubulaire moulé simultanément lors de la coulée ou immédiatement après la coulée pour favoriser la liquidité de l'alliage auto-fondant et pour empêcher l'oxydation de la surface intérieure de l'élément tubulaire moulé pendant la période s'étendant jusqu'à l'exécution de la pulvérisation métallique. Il est aussi préférable de mélanger l'agent fondant k la poudre d'alliage auto-fondant et d'appliquerpar pulvérisation métallique?à la surface intérieure du tube moulé le mélange
comprenant la poudre d'alliage auto-fondant et l'agent fondant.
On effectue la pulvérisation de l'alliage auto-fondant de pré-
férence après la solidification de la surface intérieure de l'élément tubulaire moulé afin d'égaliser l'épaisseur de la
couche de revêtement.
Toutefois, dans le cas o la pulvérisation métallique est effectuée après la solidification de la surface intérieure de l'élément tubulaire moulé, il est nécessaire d'effectuer cette opération de pulvérisation métallique immédiatement après la solidification et de finir l'opération en un bref laps de temps car, bien que le rayonnement de la chaleur à partir de la surface intérieure de l'élément tubulaire juste après le moulage soit très fort, ce rayonnement diminue progressivement en fonction de refroidissement de l'élément tubulaire C'est pourquoi, dans l'opération de pulvérisation de poudre d'alliage
auto-fondant, il est nécessaire d'améliorer le rendement opéra-
toire en augmentant la quantité de poudre devant être appliquée
par unité de temps.
A cette fin, il est souhaitable d'utiliser un appareil
de pulvérisation métallique ayant une grande capacité d'appli-
cation de poudre* Plus particulièrement, il est préférable que l'appareil de pulvérisation ait une capacité de pulvérisation
de poudre de 100 à 500 grammes par minute.
Du fait que la zone d'extrémité du pistolet de l'appareil de pulvérisation métallique est introduite dans l'élément tubulaire moulé et se trouve exposée à la chaleur élevée c par la surfacc -ntéric Ue de cet élément tubulaire, il est nécessaire que le pistolet soit du type refroidi à l'eau pour empocher qu'il soit surchauffé Le pistolet de pulvérisation métallique qu'il faut utiliser dans ce procédé doit être suffisamment long pour 8 tre introduit sur
la totalité de la longueur de l'élément tubulaire moulé.
Lorsque l'alliage auto-fondant est pulvérisé par le pistolet, la température de la surface intérieure de l'élément tubulaire
peut être de 1320 à 14000 C et cet élément tubulaire peut tour-
ner à la vitesse de 1000 à, 1500 tours/min.
La composition et la proportion de la poudre d'alliage auto-fondant et d'agent fondant, ainsi que d'autres détails tels que, par exemple, la coulée centrifuge, le procédé pour ajouter l'agent fondant à l'élément tubulaire moulé, sont les
mômes que pour la première variante du procédé de fabrication.
Le procédé correspondant à la première variante est pratique lorsque le point de fusion de l'alliage auto-fondant est inférieur d'au moins 3000 C au point de fusion de l'alliage résistant à la chaleur qui constitue l'élément tubulaire O Dans ce cas, l'alliage auto-fondant peut fusionner avec la surface intérieure de l'élément tubulaire moulé sans exiger de source
de chaleur, cela uniquement par dispersion de l'alliage auto-
fondant sur la surface intérieure de l'élément tubulaire moulé immédiatement après son moulage Toutefois, dans le cas o le point de fusion de la poudre d'alliage auto-fondant n'est pas inférieur de 3000 C au point de fusion de l'alliage résistant à la chaleur qui constitue l'élément tubulaire, le procédé selon la première variante n'est plus d'un usage pratique car, en raison de l'insuffisance de chaleur, il n'est pas possible d'obtenir la fusion de l'alliage auto-fondant avec la surface intérieure simplement par une dispersion ou discrimination de la poudre d'alliage auto-fondanto Dans le cas mentionné ci-dessus, le procédé selon la seconde variante présente l'avantage, qu'en plus d'utiliser la chaleur irradiée par l'élément tubulaire moulé, on utilise
également comme source de chaleur la chaleur issue de la pul-
vérisation métallique pour que la poudre d'alliage auto-fondant fusionne fermement avec la surface intérieure de l'élément
tubulaire moulé.
Le procédé selon la seconde variante présente donc l'avantage important d'alléger la limitation de condition
pour la fabrication du tube réacteur.
Les produits fabriqués à l'aide du procédé selon la seconde variante présentent une qualité plus élevée en ce qui concerne la fusion de la couche de revêtement par rapport à la première variante cela en raison de l'accroissement de la
source de chaleur résultant de la pulvérisation métallique.
Le tube réacteur de la présente invention peut 9 tre
fabriqué à l'aide d'autres variantes de procédé.
On fabrique l'élément tubulaire par coulée centrifuge.
Quand la surface intérieure de l'élément tubulaire s'est solidifiée, on disperse ou dissémine la poudre d'alliage auto-fondant et un agent alumino-thermique sur la surface intérieure de l'élément tubulaire pour obtenir la fusion de le, poudre d'alliage auto-fondant sous l'effet de la chaleur
engendrée par la réaction exothermique de l'agent alumino-
thermique. Un applique l'agent alumino-thermique sous la forme pulvérulente qui est un mélange d 1 hématite et d'aluminium ou
un mélange de magnétite et d'aluminium.
On peut mélanger l'agent alumino-thermique avec la poudre d'alliage autofondant dans un rapport de 0,5 à 2 fois l'alliage auto-fondant et le disperser ou disséminer sur l'élément tubulaire en même temps que l'alliage auto-fondant,
Un autre procédé d'addition de l'agent alumino-
thermique consiste, après la dispersion ou dissémination de l'alliage auto-fondant sur la surface intérieure de l'élément
tubulaire moulé, de disperser ou disséminer l'agent alumino-
il thermique séparément de l'alliage auto-fondant sur la couche
d'alliage auto-fondant de la m 9 me façon que cet alliage auto-
fondant en utilisant un long réceptacle ouvert,rempli d'agent aluminothermique, et en le renversant dans le moule, ou bien en disposant l'agent alumino-thermique dans des paquets et en
jetant ceux-ci dans le moule à partir d'une ou des deux ouver-
tures du moule.
Comme la quantité d'agent alumino-thermique est réglée avec soin, il se produit une réaction exothermique modérée en quelques secondes après l'application de cet agent
à l'élément tubulaire moulé.
La réaction exothermique de l'agent alumino-thermique est déclenchée par la chaleur rayonnée par l'élément tubulaire
moulé et élève la température de la couche d'alliage auto-
fondant de 200 à 4000 C La chaleur engendrée par la réaction
exothermique de l'agent alumino-thermique fait fusionner l'al-
liage auto-fondant avec la surface intérieure de l'élément tubulaire de manière à former la couche de revêtement sur cette surface. Dans le procédé d'addition d'agent alumino-thermique,
la couche de revêtement contient non seulement l'alliage auto-
fondant mais également les métaux produits par la réaction chimique de cet agent alumino-thermique, par exemple Fe et
jusqu'à 5 G/o en poids de Al produit par la réaction alunino-
thermique.
il est souhaitable d'ajouter un agent fondant à
l'élément tubulaire moulé pour la même raison que celle expli-
quée à propos du procédé selon la première variante* L'agent fondant doit être ajouté à l'élément tubulaire séparément par dispersion ou dissémination de la poudre d'alliage auto-fondant et de l'agent aluminothermique, ou être mélangé avec la poudre
d'alliage auto-fondant ou bien avec le mélange de poudre d'al-
liage auto-fondant et d'agent alumino-thermique,ou encore avec
l'agent alumino-thermique.
L'avantage de ce procédé réside dans le fait qu'il n'est pas nécessaire de disperser ou disséminer la poudre d'alliage auto-fondant immédiatement après le moulage de l'élément tubulaire et que l'on peut disperser ou disséminer l'alliage auto-fondant lorsque l'élément tubulaire moulé se refroidit jusqu'à une température relativement faible car, dans ce procédé, on utilise comme source de chaleur la chaleur
engendrée par la réaction exothermique de l'agent alumino-
thermique pour obtenir la fusion de l'alliage auto-fondant en
plus de la chaleur irradiée par l'élément tubulaire moulé.
ho Le procédé selon la troisième variante permet d'obte-
nir une fusion de l'alliage avec la surface intérieure de l'élément tubulaire même dans le cas o le point de fusion de l'alliage autofondant n'est pas inférieur de 3000 C au point de fusion de l'alliage résistant à la chaleur qui constitue l'élément tubulaire; toutefois, le procédé selon la première
variante ne peut pas être utilisé dans le cas mentionné ci-
dessus en raison de l'insuffisance de chaleur pour obtenir la fusion de l'alliage avec la surface intérieure de l'élément tubulaire. À l'aide du procédé de l'une quelconque des première à troisième variantes, on fabrique un tube réacteur voulu, ce
tube réacteur comprenant un élément tubulaire en acier austé-
nitique Fe-Cr-Ni résistant à la chaleur et une couche de revêtement en alliage auto-fondant ayant fusionné avec la
surface intérieure de l'élément tubulaire.
Du fait que la couche de revêtement en alliage auto-
fondant exempt ou presque exempt de Ni constitue la surface
intérieure du tube réacteur qui doit être exposée à l'écoule-
ment d'un fluide contenant un hydrocarbure, la présente inven-
tion réduit considérablement la probabilité d'un action nuisible de Ni comme catalyseur, grâce à quoi on peut neutraliser efficacement le dépôt de carbone solides Avec les tubes réacteurs classiques, le carbone se séparant du fluide envahit la paroi du réacteur et forme des carbures dans la microstructure de l'acier résistant à la chaleur qui forme la paroi du réacteur, ce qui entraîne ce que l'on appelle une cémentation qui fragilise inévitablement ou endommage sérieusement le réacteur, tandis que lorsque la couche
de revêtement a été formée sur la surface intérieure de l'élé-
ment tubulaire, la présence de l'alliage de cette couche de revêtement neutralise la séparation du carbone per se, grâce à
quoi on peut prévenir efficacement la cémentation.
Du fait que l'on utilise le tube réacteur à des tempé-
ratures et à des pressions élevées, il faut bien entendu que l'acier austénitique Fe-Cr-Ni résistant à la chaleur formant l'élément tubulaire ait une résistance suffisante vis-à-vis de la chaleur et une solidité suffisante vis-à-vis des hautes
pressions pour supporter la température et la pression opéra-
toires, tandis que la couche de l'alliage auto-fondant formant la couche de revêtement peut avoir une épaisseur de paroi voulue. Pour faire fonctionner le tube réacteur, il est habituellement nécessaire d'élever la température de la paroi du tube en proportion de l'augmentation de l'épaisseur de cette
paroi.
Cependant, dans le tube réacteur de la présente invention, on applique les mêmes conditions opératoires que celles pratiquées de façon classiques en dépit de l'existence de la couche de revêtement car, après la fusion de la couche de l'alliage auto-fondant sur la surface intérieure de l'élément tubulaire, on peut aléser la couche de revêtement à l'aide d'une machine afin de réduire de façon appropriée l'épaisseur
de la paroi (par exemple jusqu'à 0,5 mm ou moins).
On peut utiliser le présent tube dans les mêmes conditions opératoires que celles pratiquées de façon classiques car la quantité du dépôt de carbone solide diminue en empêchant en conséquence l'augmentation de la température de la paroi du tube pendant le fonctionnement de sorte que l'on peut concevoir
le tube pour une température inférieure dans les mêmes condi-
tions opératoires que celles utilisées jusqu'icio Il est par conséquent possible de construire le tube réacteur avec une épaisseur totale de paroi plus faible que celle des tubes classiques et de faire fonctionner le tube pendant une durée,
par année, qui n'est pas inférieure à celle du cas classique.
Le tube de la présente invention est utilisable avantageusement pour le craquage thermique des hydrocarbures isolément ou mélangés avec de la vapeur d'eau, un gaz contenant de l'oxygène, ou similaire, pour obtenir des hydrocarbures de poids moléculaire inférieur et pour fabriquer un fluide gazeux contenant de l'hydrogène, des oxydes de carbone, etc, dans les conditions d'au moins 5000 C en température et sous une pression
qui n'est pas inférieure à la pression atmosphérique, ce qui i M-
plique la nécessité d'utiliser un acier résistant à la chaleur
et contenant Ni.
Il est bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus et que des variantes ou des modifications peuvent y 9 tre apportées dans le cadre de la présente invention,
Claims (11)
1 Tube réacteur pour le craquage ou réformage thermique d'un hydrocarbure caractérisé par le fait qu'il comprend: un élément tubulaire en acier austénitique Fe-Cr-Ni résistant à la chaleur; et une couche de revêtement d'un alliage auto-fondant
exempt de Ni ou à teneur faible en Ni, cette couche de revête-
ment étant formée sur la surface intérieure de l'élément
tubulaire.
2 Tube réacteur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément tubulaire comprend les composants ci-après dans les proportions suivantes exprimées en pourcentage en poids: Cr 20 30 % Ni 18 40 %
C 0,1 0,6 %
Si jusqu'à 2,5 % Mn jusqu'à 2,0 % N jusqu'à 0,15 % le complément étant essentiellement Feo 3 Tube réacteur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément tubulaire comprend les composants ci-après dans les proportions suivantes exprimées en pourcentage en poids: Cr 20 30 Ni 18 40 %
C 0,1 0,6 %
Si jusqu'à 2,5 % Mn jusqu'à 2,0 % N jusqu'à 0,15 % l'élément tubulaire comprenant en outre au moins l'un des métaux Mo, W, Nb dans une proportion combinée atteignant 5 %
en poids, le complément étant essentiellement Fe.
4 Tube réacteur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la couche de revêtement comprend
les composants ci-après dans les proportions suivantes expri-
mées en pourcentage en poids: Cr 13 40 % Ni O 5 %
C 0,01 4 %
Si jusqu'à 5 % Mn jusqu'à 2,0 % N jusqu'à 0,15 % B jusqu'à 5 % le complément étant sensiblement Fe, Tube réacteur suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que la couche de revêtement comprend
en outre AI jusqu'à 5 % en poids.
6 Procédé pour fabriquer un tube réacteur pour le craquage ou réformage thermique d'un hydrocarbure, caractérisé par le fait que: on moule un élément tubulaire à partir d'un acier fondu Fe-Cr-Ni résistant à la chaleur par coulée centrifuge; et
on disperse et dissémine une poudre d'alliage auto-
fondant exempt de Ni ou à faible teneur en Ni sur la surface intérieure du corps tubulaire pendant la phase durant laquelle la surface intérieure de l'élément tubulaire pendant la phase durant laquelle la surface intérieure de l'élément tubulaire s'est solidifiée mais une température élevée se maintient dans cet élément tubulaire, l'alliage auto-fondant étant fondu par la chaleur de l'élément tubulaire moulé et une couche d'alliage auto-fondant étant forméesur la surface intérieure de l'élément
tubulaire et fusionnant avec cette surface.
7 Procédé suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que l'on applique un agent fondant sur la surface du métal fondu simultanément avec le moulage de l'élément tubulaire ou sur la surface intérieure de l'élément tubulaire
moulé immédiatement après le moulage de celui-ci.
8 Procédé suivant la revendication 7, caractérisé
par le fait que l'agent fondant comprend les composants ci-
après dans les proportions suivantes exprimées en pourcentage en poids: Ca O 30 50 % Si O 2 15 25 % B 203 complément 9 Procédé pour fabriquer un tube réacteur destiné au craquage ou réformage thermique d'un hydrocarbure, caractérisé par le fait que: on moule un élément tubulaire à partir d'un acier fondu Fe-Cr-Ni résistant à la chaleur par coulée centrifuge; et on pulvérise une poudre d'alliage auto-fondant sur la
surface intérieure de l'élément tubulaire moulé après solidifi-
cation de la surface intérieure de cet élément tubulaire, l'alliage autofondant pulvérisé subissant une fusion et une couche d'alliage autofondant se formant sur la surface intérieure de l'élément tubulaire, Procédé suivant la revendication 9, caractérisé par le fait que l'agent fondant est ajouté a la surface du
métal fondu simultanément avec le moulage de l'élément tubu-
laire ou bien est ajouté à la surface intérieure de l'élément
tubulaire moulé immédiatement après le moulage de celui-ci.
11 Procédé suivant la revendication 9, caractérisé par le fait que l'on mélange l'agent fondant à la poudre d'alliage auto-fondant et que l'on pulvérise simultanément le mélange contenant l'agent fondant sur la surface intérieure de
l'élément tubulaire.
12 Procédé suivant les revendications 10 ou 11,
caractérisé par le fait que l'agent fondant comprend les composants ciaprès dans les proportions suivantes exprimées en pourcentage en poids: Ca O 30 505 Si O 2 15 25 B 203 complément 13 Procédé pour fabriquer un tube réacteur destiné au craquage ou réformage thermique d'un hydrocarbure, caractérisé par le fait que: on moule un élément tubulaire à partir d'un acier fondu Fe-Cr-Ni résistant à la chaleur à l'aide d'un procédé de coulée centrifuge; et
on disperse ou dissémine une poudre d'alliage auto-
fondant et un agent alumino-thermique sur la surface intérieure de l'élément tubulaire, la poudre d'alliage auto-fondant étant amenée à fondre sous l'effet de la chaleur de la réaction exothermique de l'agent alumino-thermique et une couche de revêtement en alliage auto-fondant se formant sur la surface intérieure de l'élément tubulaire et fusionnant avec cette surface. 14 Procédé suivant la revendication 13, caractérisé par le fait qu'après solidification de l'élément tubulaire, on ajoute l'agent alumino-thermique à la surface intérieure de l'élément tubulaire successivement après la dispersion ou
dissémination de la poudre d'alliage auto-fondant.
15 Procédé suivant la revendication 13, caractérisé par le fait que l'on mélange l'agent alumino-thermique avec la poudre d'alliage auto-fondant et qu'on le disperse ou dissémine sur la surface intérieure de l'élément tubulaire conjointement
avec l'alliage auto-fondant.
16, Procédé suivant l'une quelconque des revendications
13 à 15, caractérisé par le fait que l'on ajoute l'agent fondant à la surface du métal fondu,simultanément lors du moulage de l'élément tubulaire,ou à la surface intérieure de l'élément
tubulaire immédiatement après le moulage de celui-ci.
17 Proc 6 dé suivant la revendication 16, cariéctérisé par le fait que l'on mélange l'agent fondant avec la poudre d'alliage auto-fondant, ou avec la poudre du mélange de poudre d'alliage auto-fondant et d'agent alumino-thermique, ou encore avec l'agent alumino-thermiqueo 18 Procédé suivant la revendication 17, caractérisé
par le fait que l'agent fondant comprend les composants ci-
après dans les proportions suivantes exprimées en pourcentage en poids: Ca O 30 50 % Si O 2 t 15 25 % B 203 complément
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