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ES2928351T3 - Dispositivo y procedimiento para el calentamiento con corriente continua de un fluido en una tubería - Google Patents

Dispositivo y procedimiento para el calentamiento con corriente continua de un fluido en una tubería Download PDF

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ES2928351T3
ES2928351T3 ES19752714T ES19752714T ES2928351T3 ES 2928351 T3 ES2928351 T3 ES 2928351T3 ES 19752714 T ES19752714 T ES 19752714T ES 19752714 T ES19752714 T ES 19752714T ES 2928351 T3 ES2928351 T3 ES 2928351T3
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pipes
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ES19752714T
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Kiara Aenne Kochendoerfer
Heinrich Laib
Andrey Shustov
Heinz-Juergen Kuehn
Eric Jenne
Reiner Jacob
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Original Assignee
BASF SE
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Abstract

La invención se refiere a un dispositivo (110) para calentar un fluido. El dispositivo comprende: - al menos una tubería conductora de electricidad (112) y/o al menos un segmento de tubería conductora de electricidad (114) para recibir el fluido; y - al menos una fuente de corriente continua y/o de tensión continua (126), en la que a cada tubería (112) y/o a cada segmento de tubería (114) se le asigna una fuente de corriente continua y/o de tensión continua (126) que está conectada a la tubería (112) y/o al segmento de tubería (114). La fuente de corriente continua y/o tensión continua (126) está diseñada para generar una corriente eléctrica en la tubería (112) y/o en el segmento de tubería (114) que calienta la tubería (112) y/o el segmento de tubería (114) por calor Joule, que se crea cuando la corriente eléctrica pasa a través del material conductor de la tubería, para calentar el fluido. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo y procedimiento para el calentamiento con corriente continua de un fluido en una tubería
La invención se refiere a un dispositivo y un procedimiento para el calentamiento de un fluido en una tubería.
Tales dispositivos son conocidos básicamente. Por ejemplo, el documento WO 2015/197181 A1 describe un dispositivo para calentar un fluido con al menos una tubería conductora de la electricidad para la recepción del fluido, y al menos una fuente de voltaje unida a la por lo menos una tubería. La por lo menos una fuente de voltaje está configurada para generar una corriente eléctrica en la por lo menos una tubería que calienta la por lo menos una tubería para el calentamiento del fluido. La por lo menos una fuente de voltaje exhibe M conductores de fase, en donde M es un número natural mayor o igual a dos. La por lo menos una fuente de voltaje está configurada para suministrar a los conductores de fase un voltaje alterno. Esos voltajes alternos tienen un desplazamiento de fase, uno respecto a otro, de 2n/M. Los conductores de fase están conectados mediante conducción eléctrica con la por lo menos una tubería, de modo que se forma una conexión de estrella.
Los dispositivos para el calentamiento de un fluido en una tubería son conocidos básicamente. Por ejemplo, el documento FR 2831 154 A1 describe un calentamiento eléctrico para soportar reacciones exotérmicas de oxidación y endotérmica de pirólisis, a temperaturas elevadas en un reactor continuo para la reforma de hidrocarburos. El documento US 2014/238523 A1 describe un dispositivo para el calentamiento de un sistema de tuberías, que comprende por lo menos dos tuberías a lo largo de las cuales se extiende un elemento de calentamiento eléctrico por resistencia. El documento US 2016/115025 A1 es un sistema y procedimiento para facilitar una reacción química. El sistema puede exhibir un conductor eléctrico, que está dispuesto para recibir una mezcla química. El conductor está unido directamente a una fuente de energía y es calentado cuando la fuente de energía está calentada. Cuando la mezcla química está en el conductor y la fuente de energía está conectada, se calienta la mezcla química y puede transcurrir una reacción química. El documento CN 201135883 Y describe un reactor tubular del tipo de calentamiento inmediato, que comprende un reactor tubular dispuesto en el centro, una capa aislante del calor cubierta fuera del reactor tubular y un dispositivo de control de calentamiento eléctrico. El tubo de reacción está unido directamente con el dispositivo de control de calentamiento eléctrico. El tubo de reacción consiste en material conductor. El tubo de reacción es usado como elemento de calentamiento. El documento FR 2722359 A1 describe que un fluido entra a través de una perforación central uniforme de una tubería, cuyo grosor de pared aumenta de manera uniforme axialmente. Entre los extremos está conectada una fuente de energía eléctrica. El calentamiento por resistencia por unidad de longitud disminuye con el incremento en el espesor, en donde se alcanza la distribución de energía necesaria mediante la elección de dimensiones adecuadas. El documento US 2013/028580 A1 describe una tubería para el transporte de un hidrocarburo. La tubería comprende un tubo interior hueco que se extiende en dirección longitudinal, para transportar el fluido en el tubo interior, y exhibe una superficie exterior aislante de la electricidad. En el tubo interior está dispuesta una capa de calentamiento, que comprende fibras de carbono incorporadas en un material polimérico. Alrededor de la capa de calentamiento está dispuesta una capa aislante del calor. Alrededor de la capa aislante del calor está dispuesto un tubo exterior.
El tubo exterior está colocado de modo que resiste una presión exterior de por lo menos 100 bar. Agentes separadores mantienen el tubo exterior separado de manera fija del tubo interior. Baterías alimentan a la capa de calentamiento con una corriente eléctrica para calentar el tubo interior.
El documento DE 202013006214 U1 describe un intercambiador de calor para un aparato que exhibe los siguientes rasgos: a. por lo menos una tubería de refrigerante con un primer y un segundo extremos, a través de la cual puede conducirse un refrigerante y que consiste en material conductor de la electricidad, b. por lo menos una pinza de sujeción que soporta al menos parcialmente la tubería de refrigerante, y c1. una primera fuente de voltaje eléctrico, que puede estar unida con el primer y segundo extremos de la tubería de refrigerante o con los extremos de por lo menos una sección elegida de la tubería de refrigerante, de modo que en la tubería de refrigerante fluye una corriente eléctrica de calentamiento, y/o c2. una segunda fuente de voltaje eléctrico, que puede estar unida con por lo menos un arreglo de bobina adyacente a la por lo menos una tubería de refrigerante, de modo que a través de un campo magnético del arreglo de bobina es inducible una corriente eléctrica de calentamiento en la por lo menos una tubería de refrigerante.
Sin embargo, los dispositivos conocidos para el calentamiento de un fluido en una tubería son frecuentemente técnicamente complicados o son realizados sólo con elevado esfuerzo técnico. Por ello, es objeto de la presente invención suministrar un dispositivo y un procedimiento para el calentamiento de un fluido que evite al menos ampliamente las desventajas de los dispositivos y procedimientos conocidos. En particular, el dispositivo y el procedimiento deberían ser de realización y ejecución simple y también ser económicos. en particular deberían ser aplicables en el dispositivo y el procedimiento para el calentamiento de fluidos, que causan una disminución del aislamiento, por ejemplo carbonización en hornos de craqueo.
Este objetivo fue logrado mediante un dispositivo con los rasgos de la reivindicación 1 y mediante el procedimiento con los rasgos de la reivindicación 12. Las configuraciones preferidas de la invención son, entre otras, indicadas en las reivindicaciones subordinadas pertinentes y correlaciones de las reivindicaciones subordinadas.
En lo sucesivo se usan los conceptos "tener", "exhibir", "comprender" o "incluir" o cualquier derivación gramatical de ellos, de manera no excluyente. De acuerdo con ello, estos conceptos pueden referirse tanto a situaciones en las cuales, aparte de los rasgos introducidos por estos conceptos, no están presentes otros rasgos o a situaciones en las cuales están presentes uno o varios otros rasgos. Por ejemplo, la expresión "A tiene B", "A exhibe B ", "A comprende B" o "A incluye B" puede referirse tanto a la situación en la cual, excepto B, en A no está presente ningún otro elemento (es decir, en una situación en la cual A consiste exclusivamente en B), como también en la situación en la cual, adicionalmente a B, en A están presentes uno o varios otros elementos, por ejemplo elemento C, elemento C y D o incluso otros elementos.
Además, se menciona que el concepto “por lo menos un“ y “uno o varios", así como modificaciones gramaticales de estos conceptos o conceptos similares, cuando estos son usados en relación con uno o varios elementos o rasgos y debieran expresar que el elemento o rasgo puede ser suministrado de modo simple o múltiple, por regla general es usado sólo una vez, por ejemplo en la introducción por primera vez del rasgo o elemento. Para una subsiguiente nueva mención del rasgo o elemento, por regla general ya no se usa el correspondiente concepto "por lo menos un" o "uno o varios", sin limitar la posibilidad de que el rasgo o elemento pueda ser suministrado una vez o varias veces.
Además, en lo sucesivo los conceptos de "preferiblemente", "en particular", "por ejemplo" o conceptos opcionales son usados en unión con rasgos opcionales, sin que por ello se limiten formas de realización alternativas. Entonces, los rasgos que son acompañados por estos conceptos son rasgos opcionales, y no se pretende limitar mediante estos rasgos el alcance de protección de las reivindicaciones y en particular de las reivindicaciones independientes. De este modo, como reconocen los expertos, la invención puede también ser ejecutada usando otras configuraciones. De modo similar, los rasgos que son acompañados por "en una forma de realización de la invención" o por "en un ejemplo de realización de la invención", son entendidos como rasgos opcionales sin que por ello debieran limitarse configuraciones alternativas o el alcance de protección de las reivindicaciones independientes. Además, mediante estas expresiones acompañantes deberían permanecer sin afectación todas las posibilidades de combinar los rasgos introducidos por ello con otros rasgos, sean rasgos opcionales o no opcionales.
En un primer aspecto de la presente invención, se propone un dispositivo para el calentamiento de un fluido. En el marco de la presente invención, se entiende por un "fluido" un medio gaseoso y/o líquido. El fluido puede ser elegido por ejemplo de entre el grupo consistente en: agua, vapor de agua, un aire de combustión, una mezcla de hidrocarburos, un hidrocarburo que va a ser escindido. Por ejemplo, el fluido puede ser un hidrocarburo que va a ser escindido térmicamente, en particular una mezcla de hidrocarburos que van a ser escindidos térmicamente. Por ejemplo el fluido puede ser agua o vapor de agua y adicionalmente tener un hidrocarburo que va a ser escindido térmicamente, en particular una mezcla de hidrocarburos que van a ser escindidos térmicamente. El fluido puede ser por ejemplo una mezcla precalentada de hidrocarburos que van a ser escindidos térmicamente y vapor de agua. También son imaginables otros fluidos. Puede entenderse por "calentar un fluido" un procedimiento que conduce a un cambio de una temperatura del fluido, en particular a una elevación de la temperatura del fluido, por ejemplo a un calentamiento del fluido. El fluido puede ser calentado por ejemplo mediante el calentamiento hasta un valor de temperatura preestablecido o predeterminado. Por ejemplo puede calentarse el fluido a una temperatura en el intervalo de 400 °C a 1200 °C.
El dispositivo puede ser parte de una instalación. Por ejemplo, la instalación pueda ser elegida de entre el grupo consistente en: un aparato para craqueo con vapor, un aparato para reformar con vapor, un dispositivo para la deshidrogenación de alcanos. Por ejemplo la instalación puede estar dispuesta para ejecutar por lo menos un procedimiento elegido de entre el grupo consistente en: craqueo por vapor, reforma con vapor, deshidrogenación de alcanos.
El dispositivo puede ser por ejemplo parte de un aparato para craqueo con vapor. Puede entenderse por "craqueo por vapor" un procedimiento en el cual mediante el craqueo térmico se convierten hidrocarburos de cadena larga, por ejemplo nafta, propano, butano y etano y gasóleo e hidrocera, en presencia de vapor de agua en hidrocarburos de cadena corta. En el craqueo por vapor pueden generarse hidrógeno, metano, eteno y propeno como producto principal así como, entre otros, butenos y bencina de pirólisis. el aparato para craqueo por vapor puede estar dispuesto para calentar el fluido a una temperatura en el intervalo de 550 °C a 1100 °C.
Por ejemplo, el dispositivo puede ser parte de un horno de reforma. Puede entenderse por "reforma por vapor" un procedimiento para la fabricación de hidrógeno y óxidos de carbono a partir de agua y portadores de energía que contienen carbono, en particular hidrocarburos como gas natural, gasolina ligera, metano, biogás o biomasa. Por ejemplo puede calentarse el fluido a una temperatura en el intervalo de 200 °C a 800 °C, preferiblemente de 400 °C a 700 °C.
Por ejemplo, el dispositivo puede ser parte de un dispositivo para la deshidrogenación de alcanos. Puede entenderse por una "deshidrogenación de alcanos" un procedimiento para la fabricación de alquenos mediante deshidrogenación de alcanos, por ejemplo deshidrogenación de butano hasta butenos (BDH) o deshidrogenación de propano hasta propeno (PDH). El dispositivo para la deshidrogenación de alcanos puede estar dispuesto para calentar el fluido a una temperatura en el intervalo de 400 °C a 700 °C.
Sin embargo, también son imaginables otras temperaturas intervalos de temperatura.
El dispositivo comprende:
- por lo menos una tubería conductora de la electricidad y/o por lo menos un segmento de tubería conductora de la electricidad para la recepción del fluido, y
- por lo menos una fuente de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua, en donde a cada tubería y/o a cada segmento de tubería está asignada una fuente de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua, que está unida con la respectiva tubería y/o con el respectivo segmento de tubería, en donde la respectiva fuente de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua está configurada para generar una corriente eléctrica en la respectiva tubería y/o en el respectivo segmento de tubería, la cual calienta la respectiva tubería y/o el respectivo segmento de tubería mediante calentamiento de Joule, que surge por el paso de la corriente eléctrica a través del material tubular conductor.
En el marco de la presente invención, puede entenderse por una tubería un dispositivo formado de cualquier manera que está dispuesto para recibir el fluido y transportarlo. Puede entenderse por un segmento de tubería, una zona parcial de una tubería. La tubería puede exhibir por lo menos un tubo simétrico y/o por lo menos un tubo asimétrico. La geometría y/o superficies y/o material de la tubería pueden estar pendientes de un fluido que va a ser transportado. Puede entenderse por una "tubería conductora de la electricidad" que la tubería, en particular el material de la tubería, está dispuesta para conducir la corriente eléctrica. La tubería puede estar formada como un tubo de reacción de un horno de reforma. La tubería puede estar dispuesta como tubo de reacción de por lo menos una instalación elegida de entre el grupo consistente en: un aparato para craqueo con vapor, un aparato para reformar con vapor, un dispositivo para la deshidrogenación de alcanos.
El dispositivo exhibe una multiplicidad de tuberías y/o segmentos de tubería. El dispositivo puede tener L tuberías y/o segmentos de tubería, en donde L es un número natural mayor o igual a dos. Por ejemplo, el dispositivo puede tener por lo menos dos, tres, cuatro, cinco o también más tuberías y/o segmentos de tubería. El dispositivo puede tener por ejemplo hasta cien tuberías y/o segmentos de tubería. Las tuberías y/o segmentos de tubería pueden estar diseñados idénticos o diferentes. Las tuberías y/o segmentos de tubería pueden tener tubos simétricos y/o asimétricos y/o combinaciones de ellos. En un diseño puramente simétrico, el dispositivo puede tener tuberías y/o segmentos de tubería de un tipo idéntico de tubo. Puede entenderse por "tubos asimétricos" y "combinaciones de tubos simétricos y asimétricos" que el dispositivo puede exhibir cualquier combinación de tipos de tubos, que pueden estar interconectados por ejemplo además de cualquier modo paralelo o serie. Puede entenderse por un "tipo de tubo" una categoría o tipo de tubería y/o segmento de tubería caracterizado por determinados rasgos. El tipo de tubo puede ser caracterizado por lo menos mediante un rasgo elegido de entre el grupo consistente en: un diseño horizontal de la tubería y/o del segmento de tubería; un diseño vertical de la tubería y/o del segmento de tubería; una longitud (L1) en la entrada y/o salida (L2) y/o transición (L3); un diámetro (d1) en la entrada y salida (d2) y/o transición (d3); número n de pasos; longitud por paso; diámetro por paso; geometría; superficie; y material. El dispositivo puede tener una combinación de por lo menos dos diferentes tipos de tubos, que están interconectados de modo paralelo y/o en serie. Por ejemplo, el dispositivo puede tener tuberías y/o segmentos de tubería de diferentes longitudes (L1) en la entrada y/o salida (L2) y/o transición (L3). Por ejemplo, el dispositivo puede tener tuberías y/o segmentos de tubería con una asimetría del diámetro en la entrada (d1) y/o salida (d2) y/o transición (d3). Por ejemplo, el dispositivo puede tener tuberías y/o segmentos de tubería con un número diferente de pasos. Por ejemplo, el dispositivo puede tener tuberías y/o segmentos de tubería con pasos con diferentes longitudes por paso y/o diferente diámetro por paso. Básicamente son imaginables cualquier combinación en paralelo y/o en serie de todos los tipos de tubos. El dispositivo puede tener una multiplicidad de accesos de alimentación y/o de salidas de alimentación y/o de corrientes en producción. Puede entenderse por "alimentación" un flujo de corriente que es suministrado al dispositivo. las tuberías y/o segmentos de tubería de diferentes o idénticos tipos de tubo pueden estar dispuestos de modo paralelo y/o en serie con varios accesos de alimentación y/o salidas de alimentación. Las tuberías y/o segmentos de tubería pueden estar presentes en diferentes tipos de tubos en forma de un kit de construcción y ser elegidos dependiendo de un propósito de uso y combinados de cualquier manera. Mediante un uso de tuberías y/o segmentos de tubería de diferentes tipos de tubos, pueden hacerse posibles una conducción más exacta de temperatura, y/o un ajuste de la reacción para alimentación fluctuante y/o un rendimiento selectivo de la reacción y/o una técnica optimizada de procedimiento. Las tuberías y/o segmentos de tubería pueden tener idénticas o diferentes geometrías y/o superficies y/o materiales. las tuberías y/o segmentos de tubería pueden estar interconectados y formar así un sistema de tubo para la recepción del fluido. Puede entenderse por un "sistema de tubos" un dispositivo de por lo menos dos, tuberías y/o segmentos de tubería, en particular conectados mutuamente. El sistema de tubo puede tener tuberías de alimentación y descarga. El sistema de tubos puede tener por lo menos un acceso para la recepción del fluido. El sistema de tubos puede tener por lo menos una descarga para la entrega del fluido. Puede entenderse por "interconectado" que las tuberías y/o segmentos de tubería están conectados mutuamente por el fluido. Así, las tuberías y/o segmentos de tubería pueden estar dispuestas y conectadas de modo que el fluido atraviesa sucesivamente las tuberías y/o segmentos de tubería. Las tuberías y/o segmentos de tubería pueden estar conectados uno a otro de modo paralelo, de modo que el fluido puede atravesar en paralelo por lo menos dos tuberías y/o segmentos de tubería. Las tuberías y/o segmentos de tubería de entrega, en particular las tuberías y/o segmentos de tubería conectadas en paralelo, pueden estar dispuestas de modo que transporten en paralelo diferentes fluidos. En particular para un transporte de diferentes fluidos, las tuberías y/o segmentos de tubería conectados en paralelo pueden tener diferentes geometrías y/o superficies y/o materiales. En particular, para el transporte de un fluido, varias o todas las tuberías y/o segmentos de tubería pueden estar configurados en paralelo, de modo que el fluido puede ser dividido en aquellas tuberías configuradas en paralelo. También son imaginables combinaciones de una conexión en serie y en paralelo.
Las tuberías y/o segmentos de tubería y correspondientes tuberías de alimentación y descarga están unidos mutuamente por la conducción del fluido, en donde las tuberías y/o segmentos de tubería y las tuberías de alimentación y descarga están separados uno de otro galvánicamente. Puede entenderse por "separados uno de otro galvánicamente" que las tuberías y/o segmentos de tubería y las tuberías de alimentación y descarga están separados uno del otro de modo que no ocurre conducción eléctrica y/o una conducción eléctrica tolerable entre las tuberías y/o segmentos de tubería y las tuberías de alimentación y descarga. El dispositivo puede tener por lo menos un aislante, en particular una multiplicidad de aislantes. La separación galvánica entre las respectivas tuberías y/o segmentos de tubería y las tuberías de alimentación y descarga puede ser garantizada mediante los aislantes. Los aislantes pueden asegurar un flujo de paso libre del fluido.
Puede entenderse por una "fuente de corriente continua" un dispositivo que está dispuesto para suministrar corriente continua. Puede entenderse por una "fuente de voltaje de corriente continua", un dispositivo que está dispuesto para suministrar un voltaje de corriente continua. La fuente de corriente continua y/o la fuente de voltaje de corriente continua están dispuestas para generar una corriente continua en la respectiva tubería y/o el respectivo segmento de tubería. Puede entenderse por "corriente continua" una corriente eléctrica esencialmente continua en fuerza y dirección. Puede entenderse por un "voltaje de corriente continua" un voltaje eléctrico esencialmente constante. Puede entenderse por "esencialmente constante" una corriente o un voltaje, cuyas fluctuaciones son irrelevantes para el efecto preferido.
A cada una de las tuberías y/o para cada segmento de tubería puede asignarse una corriente continua y/o fuente de voltaje de corriente continua que está conectada con la respectiva tubería y/o con el respectivo segmento de tubería, en particular de modo eléctrico mediante por lo menos una conexión eléctrica. Para la conexión de la fuente de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua y la respectiva tubería y/o con el respectivo segmento de tubería, el dispositivo puede tener de 1 a N terminales y/o conductores positivos y 1 a N terminales y/o conductores negativos, en donde N es un número natural mayor o igual a dos.
El dispositivo exhibe una multiplicidad de fuentes de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua. A cada tubería y/o cada segmento de tubería se asigna una fuente de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua, que está conectada con la respectiva tubería y/o con el respectivo segmento de tubería, en particular de modo eléctrico mediante por lo menos una conexión eléctrica. Para la conexión de las fuentes de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua y las respectivas tuberías y/o con los respectivos segmentos de tubería, el dispositivo tiene 2 a N terminales y/o conductores positivos y 2 a N terminales y/o conductores negativos, en donde N es un número natural mayor o igual a tres. La respectiva corriente continua y/o fuente de voltaje de corriente continua puede estar dispuesta para generar una corriente eléctrica en la respectiva tubería y/o en el respectivo segmento de tubería. La corriente generada puede calentar la respectiva tubería y/o el respectivo segmento de tubería mediante calentamiento de Joule, que surge por el paso de la corriente eléctrica a través del material tubular conductor, para el calentamiento del fluido. Puede entenderse por "calentamiento de la tubería y/o del segmento de tubería" un procedimiento que conduce a un cambio de una temperatura de la tubería y/o del segmento de tubería, en particular una elevación de la temperatura de la tubería y/o del segmento de tubería.
Adicionalmente, el dispositivo puede exhibir por lo menos un filamento de calentamiento, que puede estar enrollado por ejemplo alrededor de la tubería y/o el segmento de tubería. La fuente de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua pueden estar conectadas con el filamento de calentamiento. La fuente de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua pueden estar dispuestas para generar una corriente en el filamento de calentamiento y así generar calor. El filamento de calentamiento puede estar dispuesto para calentar la tubería y/o el segmento de tubería, en particular calentarlos.
La fuente de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua pueden ser reguladas o no reguladas. La fuente de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua pueden estar equipadas con o sin posibilidad de regulación de por lo menos una variable de salida eléctrica. Puede entenderse por una "variable de salida eléctrica", una corriente y/o un valor de voltaje y/o una corriente y/o una señal de voltaje. El dispositivo puede exhibir de 2 a M diferentes fuentes de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua, en donde M es un número natural mayor o igual a tres. Las fuentes de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua pueden ser regulables eléctricamente, independientemente una de otra. Así, pueden generarse por ejemplo una corriente diferente en las respectivas tuberías y alcanzarse diferentes temperaturas en las tuberías. En el marco de la presente invención, en otro aspecto se propone un procedimiento para el calentamiento de un fluido. En el procedimiento se usa un dispositivo de acuerdo con la invención. El procedimiento comprende las siguientes etapas:
- Suministro de por lo menos una tubería conductora de la electricidad y/o por lo menos un segmento de tubería conductora de la electricidad para la recepción del fluido;
- recepción del fluido en la tubería y/o el segmento de tubería;
- suministro de por lo menos una fuente de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua, en donde a cada tubería y/o a cada segmento de tubería se asigna una fuente de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua, que está conectada con la respectiva tubería y/o con el respectivo segmento de tubería,
- generación de una corriente eléctrica en la respectiva tubería y/o en el respectivo segmento de tubería, mediante la respectiva fuente de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua, lo cual calienta la respectiva tubería y/o el respectivo segmento de tubería mediante calentamiento de Joule, que surge por el paso de la corriente eléctrica a través del material tubular conductor, para el calentamiento del fluido.
Respecto a formas de realización y definiciones, puede remitirse a la descripción anterior de la unidad. Las etapas de procedimiento pueden ser ejecutadas en el orden indicado, en donde una o varias de las etapas pueden ser ejecutadas al menos parcialmente también simultáneamente y en donde pueden repetirse varias veces una o varias de las etapas. Además, independientemente de si se mencionan o no en la presente inscripción, pueden realizarse adicionalmente otras etapas.
El fluido puede pasar a través de las respectivas tuberías y/o segmentos de tubería del dispositivo y calentarse en estas, en lo cual las tuberías se calientan mediante una corriente continua aplicada en estas tuberías y/o segmentos de tubería desde las fuentes de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua, de modo que en las tuberías y/o segmentos de tubería se genera calor de Joule que se transfiere al fluido, de modo que éste se calienta por el flujo a través de las tuberías y/o segmentos de tubería.
Por ejemplo como fluido puede calentarse un hidrocarburo que va a ser escindido térmicamente, en particular una mezcla de hidrocarburos que van a ser escindidos térmicamente.
Por ejemplo como fluido puede calentarse agua o vapor de agua, en donde esa agua o ese vapor de agua es calentado en particular a una temperatura en el intervalo de 550 °C a 700 °C, y el fluido exhibe, en particular contiene adicionalmente un hidrocarburo que va a ser escindido térmicamente, en particular una mezcla de hidrocarburos que van a ser escindidos térmicamente. El fluido que va a ser calentado puede ser una mezcla precalentada de hidrocarburos que van a ser escindidos térmicamente y vapor de agua.
Por ejemplo, como fluido puede precalentarse o calentarse aire de combustión de un horno de reforma, por ejemplo a una temperatura en el intervalo de 200 °C a 800 °C, preferiblemente 400 °C a 700 °C.
Por ejemplo la tubería puede estar diseñada como tubo de reacción de un horno de reforma.
Corta descripción de las figuras. A partir de la siguiente descripción de ejemplos preferidos de realización surgen como resultado otros detalles y rasgos de la invención, en particular en conexión con las reivindicaciones subordinadas. Con esto, los respectivos rasgos pueden ser materializados mutuamente por sí mismos o hasta dar varias combinaciones. La invención no está limitada a los ejemplos de realización. En la descripción y las figuras se indican también ejemplos de realización que no caen bajo las reivindicaciones. Éstas formas de realización no son abarcadas por las reivindicaciones. Con esto no se trata de formas de realización de la invención, sino de aspectos que pueden facilitar la comprensión de la invención.
En las figuras se representan esquemáticamente los ejemplos de realización. Iguales cifras de referencia en las figuras individuales denominan al respecto elementos iguales o funcionalmente iguales o correspondientes uno a otro respecto sus funciones.
En detalle, se muestra:
Figuras 1a a 1c representaciones esquemáticas de ejemplos de realización de un dispositivo;
Figura 2 una representación esquemática de otro ejemplo de realización del dispositivo de acuerdo con la invención; Figura 3 una representación esquemática de otro ejemplo de realización del dispositivo;
Figuras 4a y b representaciones esquemáticas de otros ejemplos de realización del dispositivo de acuerdo con la invención;
Figuras 5a a 5c representaciones esquemáticas de ejemplos de realización de un dispositivo;
Figura 6 una representación esquemática de otro ejemplo de realización del dispositivo de acuerdo con la invención; Figura 7 una representación esquemática de otro ejemplo de realización del dispositivo;
Figuras 8a y 8b representaciones esquemáticas de otros ejemplos de realización del dispositivo de acuerdo con la invención; Figuras 9Ai a Cvi representación esquemática de tipos de tubos; y
Figuras 10a a y un kit de construcción con tipos de tubos y ejemplos de realización de acuerdo con la invención de combinaciones de tuberías y/o segmentos de tubería.
Ejemplos de realización
Las Figuras 1a y 1c muestran en cada caso una representación esquemática de un ejemplo de realización de un dispositivo 110 de acuerdo con invención para el calentamiento de un fluido. El dispositivo 110 comprende por lo menos una tubería 112 conductora de la electricidad y/o por lo menos un segmento 114 de tubería conductora de la electricidad para la recepción del fluido. El fluido puede ser un medio gaseoso y/o líquido. El fluido puede ser elegido por ejemplo de entre el grupo consistente en: agua, vapor de agua, un aire de combustión, una mezcla de hidrocarburos, un hidrocarburo que va a ser escindido. Por ejemplo, el fluido puede ser un hidrocarburo que va a ser escindido térmicamente, en particular una mezcla de hidrocarburos que van a ser escindidos térmicamente. Por ejemplo el fluido puede ser agua o vapor de agua y adicionalmente puede exhibir un hidrocarburo que va a ser escindido térmicamente, en particular una mezcla de hidrocarburos que van a ser escindidos térmicamente. El fluido puede ser por ejemplo una mezcla precalentada de hidrocarburos que van a ser escindidos térmicamente y vapor de agua. También son imaginables otros fluidos. El dispositivo 110 puede estar dispuesto para calentar el fluido, en particular para causar una elevación de la temperatura del fluido. El fluido puede ser calentado por ejemplo mediante el calentamiento hasta un valor de temperatura preestablecido o predeterminado. Por ejemplo el fluido puede ser calentado a una temperatura en el intervalo de 400 °C a 1200 °C.
Por ejemplo, el dispositivo 110 puede ser parte de una instalación. Por ejemplo, la instalación puede ser elegida de entre el grupo consistente en: un aparato para craqueo con vapor, un aparato para reforma con vapor, un dispositivo para la deshidrogenación de alcanos. Por ejemplo, el dispositivo 110 puede estar dispuesto para ejecutar por lo menos un procedimiento elegido de entre el grupo consistente en: craqueo con vapor, reforma con vapor, deshidrogenación de alcanos. El dispositivo 110 puede ser parte por ejemplo de un aparato para craqueo con vapor. El aparato para craqueo con vapor puede estar dispuesto para calentar el fluido a una temperatura en el intervalo de 550 °C a 1100 °C. Por ejemplo, el dispositivo 110 puede ser parte de un horno para reforma. Por ejemplo, el fluido puede ser un aire de combustión de un horno de reforma, que es precalentado o calentado, por ejemplo a una temperatura en el intervalo de 200 °C a 800 °C, preferiblemente de 400 °C a 700 °C. Por ejemplo, el dispositivo 110 puede ser parte de un dispositivo para la deshidrogenación de alcanos. El dispositivo para la deshidrogenación de alcanos puede estar dispuesto para calentar el fluido a una temperatura en el intervalo de 400 °C a 700 °C. También son imaginables otras temperaturas e intervalos de temperatura.
La tubería 112 y/o el segmento 114 de tubería pueden estar dispuestos para recibir y transportar el fluido. La tubería 112 y/o el segmento 114 de tubería pueden comprender por lo menos una rama 116 del tubo o una espira. La tubería 112 puede exhibir por lo menos un tubo simétrico y/o por lo menos uno asimétrico. La Figura 1c muestra una forma de realización con tres tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería simétricos. La geometría y/o superficies y/o material de la tubería 112 pueden depender de un fluido que va a ser transportado. La tubería 112 y/o el segmento 114 de tubería pueden estar dispuestos para conducir la corriente eléctrica. La tubería 112 puede estar conformada como un tubo de reacción de un horno de reforma.
La Figura 1b muestra un dispositivo, en el cual el dispositivo exhibe una tubería 112. De acuerdo con la invención, el dispositivo 110 exhibe una multiplicidad de tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería, por ejemplo dos como se muestra en la Figura 1a o tres como se muestra en la Figura 1c. El dispositivo 110 puede exhibir L tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería, en donde L es un número natural mayor o igual a dos. Por ejemplo, el dispositivo 110 puede exhibir por lo menos dos, tres, cuatro, cinco o también más tuberías 112 y/o segmentos de tubería 114. El dispositivo 110 puede exhibir por ejemplo hasta cien tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería. Las tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería pueden estar diseñados de modo idéntico o diferente. Las tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería están interconectados y pueden de este modo formar un sistema 118 de tubo para la recepción del fluido. El sistema 118 de tubo exhibe tuberías 112 de alimentación y descarga. El sistema 118 de tubo puede exhibir por lo menos un acceso 120 para la recepción del fluido. El sistema 118 de tubo puede exhibir por lo menos una salida 122 para la descarga del fluido. La Figura 1 muestra una forma de realización en la cual las tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería están dispuestos y conectados de modo que el fluido fluye sucesivamente a través de las tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería.
Las tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería y correspondientes tuberías de alimentación y descarga están unidos mutuamente por la conducción de fluido, en donde las tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería y las tuberías de alimentación y descarga están separados galvánicamente uno de otro. El dispositivo 110 puede exhibir por lo menos una separación galvánica, en particular por lo menos un aislante 124, en particular una multiplicidad de aislantes 124. La separación galvánica entre las respectivas tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería y las tuberías de alimentación y descarga puede ser garantizada mediante los aislantes 124. Los aislantes 124 pueden asegurar un flujo de paso libre del fluido.
El dispositivo 110 comprende por lo menos una fuente 126 de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua. El dispositivo 110 puede exhibir una multiplicidad de fuentes 126 de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua, por ejemplo tres como se muestra de modo ejemplar en la Figura 1c. El dispositivo 110 puede exhibir 2 a M diferentes fuentes 126 de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua, en donde M es un número natural mayor o igual a tres. La fuente 126 de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua está conectada con la respectiva tubería 112 y/o con el respectivo segmento 114 de tubería, en particular de modo eléctrico mediante por lo menos una conexión eléctrica. Para la conexión de las fuentes 126 de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua y las respectivas tuberías 112 y/o con los respectivos segmentos 114 de tubería, el dispositivo 110 puede exhibir de 2 a N terminales y/o conductores 128 positivos y 2 a N terminales y/o conductores 130 negativos, en donde N es un número natural mayor o igual a tres. Las fuentes 126 de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua pueden estar reguladas o no reguladas. Las fuentes 126 de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua pueden estar acondicionadas con o sin posibilidad de regulación de por lo menos una variable de salida eléctrica. Las fuentes 126 de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua pueden ser regulables eléctricamente, independientemente una de otra. De este modo puede generarse por ejemplo una corriente diferente en las respectivas tuberías 112 y pueden alcanzarse diferentes temperaturas en las tuberías 112.
La respectiva fuente 126 de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua puede estar dispuesta para generar una respectiva corriente eléctrica en la respectiva tubería 112 y/o en el respectivo segmento 114 de tubería. La corriente generada puede calentar la respectiva tubería 112 y/o el respectivo segmento 114 de tubería mediante calentamiento de Joule, que surge por el paso de la corriente eléctrica por el material tubular conductor, para calentar el fluido.
Las Figuras 5a a 5c muestra en cada caso una representación esquemática de un ejemplo de realización de un dispositivo 110 para el calentamiento de un fluido, en donde en los ejemplos de realización de las Figuras 5a a 5c se representa además en cada caso un espacio 111 reactivo del dispositivo 110. Respecto a los otros elementos de la Figura 5a puede remitirse a la descripción de la Figura 1a. Respecto a los otros elementos de la Figura 5b puede remitirse a la descripción de la Figura 1b. Respecto a los otros elementos de la Figura 5c puede remitirse a la descripción de la Figura 1c.
La Figura 2 muestra otra forma de realización del dispositivo 110 de acuerdo con la invención. Respecto a la configuración del dispositivo se remite a la descripción en la Figura 1, con las siguientes particularidades. En esta forma de realización, el dispositivo 110 exhibe segmentos 114 de tubería con tres ramas 116 de tubo o espiras, que están unidos mediante el fluido. El dispositivo 110 exhibe el acceso 120 y la salida 122. El fluido puede pasar en serie a través de los segmentos 114 de tubería desde el acceso 120 hasta la salida 122. Para la separación galvánica, el dispositivo 110 puede exhibir los aislantes 124, por ejemplo como se muestra en Figura 2, dos aislantes 124. En esta forma de realización, el dispositivo 110 exhibe una fuente 126 de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua. Para la conexión de la fuente 126 de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua y con el respectivo segmento 114 de tubería, el dispositivo 110 puede exhibir un terminal y/o conductor 128 positivo y un terminal y/o conductor 130 negativo.
La Figura 6 muestra una representación esquemática de un ejemplo de realización de un dispositivo 110 para el calentamiento de un fluido, en donde en el ejemplo de realización de la Figura 6 se representa además en cada caso un espacio 111 reactivo del dispositivo 110. Respecto a los otros elementos de la Figura 6, puede remitirse a la descripción de la Figura 2.
La Figura 3 muestra otra forma de realización de un dispositivo 110 de acuerdo con la presente descripción. Respecto a la configuración del dispositivo se remite a la descripción en la Figura 1 con las siguientes particularidades. En esta forma de realización, el dispositivo 110 exhibe una tubería 112 y/o segmentos 114 de tubería con una rama del tubo 116 o una espira. Para la separación galvánica, el dispositivo 110 puede exhibir los aislantes 124, por ejemplo como se muestra en la Figura 3, dos aislantes 124. En esta forma de realización, el dispositivo 110 exhibe una fuente 126 de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua. Además, el dispositivo 110 puede exhibir por lo menos un filamento 132 de calentamiento, que está enrollado por ejemplo alrededor de la tubería y/o el segmento de tubería. La fuente 126 de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua puede estar conectada con el filamento 132 de calentamiento. La fuente 126 de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua puede estar dispuesta para generar una corriente en el filamento 132 de calentamiento y así generar calor. El filamento 132 de calentamiento puede estar dispuesto para calentar la tubería 112 y/o el segmento 114 de tubería.
La Figura 7 muestra una representación esquemática de un ejemplo de realización de un dispositivo 110 para el calentamiento de un fluido de acuerdo con la presente descripción, en donde en el ejemplo de realización de la Figura 7 se representa además un espacio 111 reactivo del dispositivo 110. Respecto a los otros elementos de la Figura 7 puede remitirse a la descripción de la Figura 3.
En los ejemplos de realización de las Figuras 1a y 1c las tuberías 112 están dispuestas en serie. Las Figuras 4a y 4b muestra formas de realización con tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería conectados en paralelo, en la Figura 4a con dos tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería en paralelo y en la Figura 4b con 3 tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería en paralelo. También son imaginables otros números de tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería en paralelo. En las Figuras 4a y 4b el dispositivo 110 exhibe un acceso 120 y una salida 122. Las tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería pueden estar conectados mutuamente de modo que el fluido puede pasar en paralelo a través de por lo menos dos tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería. Las tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería conectados en paralelo pueden exhibir geometrías y/o superficies y/o materiales mutuamente diferentes. Por ejemplo, las tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería conectados en paralelo pueden exhibir diferentes números de ramas 116 de tubo o espiras.
Las Figuras 8a y 8b muestra una representación esquemática de un ejemplo de realización de un dispositivo 110 de acuerdo con la invención para el calentamiento de un fluido, en donde en los ejemplos de realización de las Figuras 8a y 8b se representa además en cada caso un espacio 111 reactivo del dispositivo 110. Respecto a los otros elementos de la Figura 8a puede remitirse a la descripción de la Figura 4a. Respecto a los otros elementos de la Figura 8b puede remitirse a la descripción de la Figura 4b.
El dispositivo 110 puede exhibir tubos simétricos y/o asimétricos y/o combinaciones de ellos. En una configuración puramente simétrica, el dispositivo 110 puede exhibir tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería de un tipo de tubo idéntico. El dispositivo 110 puede exhibir cualquier combinación de tipos de tubos que pueden estar interconectados por ejemplo, además, de cualquier modo en paralelo o serie. El tipo de tubo puede caracterizarse por lo menos mediante un rasgo elegido de entre el grupo consistente en: una configuración horizontal de la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería; una configuración vertical de la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería; una longitud (L1) en la entrada y/o salida (L2) y/o transición (L3); un diámetro (d1) en la entrada y salida (d2) y/o transición (d3); número n de pasos; longitud por paso; diámetro por paso; geometría; superficie y material. Alternativa o adicionalmente, el tipo de tubo puede ser elegido de entre por lo menos una tubería 112 y/o por lo menos un segmento 114 de tuberías con o sin separación galvánica y/o toma 125 de tierra. La separación galvánica puede estar configurada por ejemplo mediante uso de un aislante 124. Por ejemplo, puede suministrarse una separación galvánica en el acceso 120 de la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería y una separación galvánica en la salida 122 de la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería. Por ejemplo puede suministrarse una separación galvánica en el acceso 120 de la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería y una conexión 125 a tierra en la salida 122 de la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería. Por ejemplo puede suministrarse una separación galvánica sólo en el acceso 120 de la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería. Por ejemplo puede suministrarse una conexión 125 a tierra sólo en el acceso 120 de la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería. Por ejemplo puede suministrarse la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería sin conexión 125 a tierra en el acceso 120 y salida 122 y/o sin separación galvánica en el acceso 120 y salida 122. Alternativa o adicionalmente, puede caracterizarse el tipo de tubo por una dirección de flujo del fluido. El fluido puede fluir básicamente en dos direcciones de flujo, denominadas como primera y segunda dirección de flujo. La primera y la segunda direcciones de flujo pueden ser opuestas. Alternativa o adicionalmente, el tipo de tubo puede caracterizarse por una aplicación de la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería, con corriente continua. Por ejemplo puede ocurrir un suministro de la corriente continua en cualquier posición de la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería entre por lo menos dos terminales y/o conductores negativos. Por ejemplo puede ocurrir el suministro en el centro entre dos terminales negativos, de modo que se divida una resistencia de la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería, en dos resistencias R1 y R2 parciales. Una mitad de la corriente continua puede fluir hasta un primer terminal negativo y una segunda mitad hasta un segundo terminal negativo. El suministro puede ocurrir también en cualquier posición entre los dos terminales/conductores negativos, de modo que resulten diferentes resistencias parciales. Por ejemplo puede ocurrir un suministro de la corriente continua mediante un terminal y/o conductor negativo y un terminal y/o conductor positivo en la tubería 112 y/o el segmento 114 de tubería. Por ejemplo la corriente continua puede fluir desde el terminal positivo hasta el terminal negativo y considerarse la tubería 112 y/o el segmento 114 de tubería como resistencia R total. Al respecto, es posible cualquier combinación de los tipos de tubos.
Las Figuras 9Ai a Civ muestran de modo ejemplar posibles formas de realización de tipos de tubos, en representación esquemática de acuerdo con la presente descripción. Al respecto, en las Figuras 9A1 a Civ se indica en cada caso el tipo de tubo. Éste puede ser clasificado en las siguientes categorías, en donde son posibles todas las combinaciones imaginables de las categorías:
- La categoría A indica un curso de la tubería 112 y/o un segmento 114 de tuberías, en donde A1 caracteriza un tipo de tubo con curso vertical y A2 caracteriza un tipo de tubo con curso vertical, por consiguiente un curso perpendicular al curso horizontal.
- La categoría B indica una relación de longitudes en la entrada (L1) y/o salida (L2) y/o diámetro en la entrada (d1) y/o salida (d2) y/o transición (d3), en donde en el kit 138 de construcción se citan seis diferentes posibilidades de combinación.
- La categoría C indica relaciones de longitud en la entrada (L1) y/o salida (L2) y longitudes de pasos. Aquí son imaginables todas las conmutaciones que son caracterizadas en el presente documento con Ci.
- La categoría D indica si la por lo menos una tubería 112 y/o el por lo menos un segmento 114 de tuberías está configurado con o sin separación galvánica y/o conexión 125 a tierra. La separación galvánica puede estar configurada por ejemplo por el uso de un aislante 124. D1 denomina un tipo de tubo, en el cual se suministra una separación galvánica en el acceso 120 de la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería y una separación galvánica en la salida 122 de la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería. D2 denomina un tipo de tubo, en el cual se suministra una separación galvánica en el acceso 120 de la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería y una conexión 125 a tierra en la salida 122 de la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería. D3 denomina un tipo de tubo, en el cual se suministra una separación galvánica sólo en el acceso 120 de la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería. D4 denomina un tipo de tubo, en el cual se suministra una conexión 125 a tierra sólo en el acceso 120 de la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería. D5 denomina un tipo de tubo, en el cual se suministra la tubería 112 y/o el segmento 114 de tubería sin conexión 125 a tierra en el acceso 120 y salida 122 y/o sin separación galvánica en el acceso 120 y salida 122.
- La categoría E indica una dirección de flujo del fluido. El fluido puede fluir básicamente en dos direcciones de flujo. un tipo de tubo, en el cual el fluido fluye en una primera dirección de flujo es denominado como tipo de tubo E1, y un tipo de tubo, en el cual el fluido fluye en una segunda dirección de flujo, es denominado como tipo E2 de tubo. La primera y la segunda direcciones de flujo pueden ser opuestas.
- La categoría F caracteriza una aplicación de la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería con corriente continua. F1 denomina un tipo de tubo, en el cual ocurre un suministro de la corriente continua en cualquier posición de la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería entre por lo menos dos terminales y/o conductores negativos. Por ejemplo el suministro puede ocurrir en el centro entre dos terminales negativos, de modo que una resistencia de la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería, es dividida en dos resistencias R1 y R2 parciales. Una mitad de la corriente continua puede fluir hasta un primer terminal negativo y una segunda mitad puede fluir hasta un segundo terminal negativo. El suministro puede ocurrir también en cualquier posición entre los terminales/conductores negativos, de modo que pueden resultar diferentes resistencias parciales. F2 denomina un tipo de tubo, en el cual un suministro o la conexión de la corriente continua ocurre mediante un terminal y/o conductor negativo y un terminal y/o conductor positivo en la tubería 112 y/o el segmento 114 de tubería. Por ejemplo, la corriente continua puede fluir desde el terminal positivo hasta el negativo y la tubería 112 y/o el segmento 114 de tubería pueden ser considerados como resistencia R total. Al respecto, es posible una combinación cualquiera de los tipos de tubos.
En la Figura 9Ai se muestra una tubería 112 y/o un segmento 114 de tubería del tipo A1D1F2 de tubo. La tubería 112 y/o el segmento 114 de tubería exhibe un curso horizontal. En esta forma de realización, el dispositivo 110 exhibe dos aislantes 124 que están dispuestos después del acceso 120 y antes de la salida 122. Respecto a los otros elementos de la Figura 9Ai puede remitirse a la descripción de la Figura 5b. En la Figura 9Ai se representan de modo ejemplar posibles direcciones Ei de flujo con una flecha doble en el acceso 120 y la salida 122. En las otras Figuras 9 se denominan conjuntamente el acceso 120 y la salida 122. El ejemplo de realización en la Figura 9Aii muestra un tipo A1D2F2 de tubo y se diferencia de la figura 9Ai en que el dispositivo 110 exhibe sólo un aislante 124, en donde en lugar del segundo aislante se suministra una conexión 125 a tierra. El ejemplo de realización en la Figura 9Aiii muestra un tipo A1D3F2 de tubo y se diferencia de la figura 9Aii en que no se suministra ninguna conexión 125 a tierra. En la Figura 9Aiv, tipo A1D4F2 de tubo, el dispositivo 110 exhibe, en comparación con la Figura 9Aiii, en lugar del aislante sólo una conexión 125 a tierra. También son posibles formas de realización sin aislantes 124 o conexiones 125 a tierra, como se representa en la Figura 9Av, tipo A1D5F2 de tubo. Las Figuras 9Ai a 9Avi muestran tipos de tubos, en los cuales ocurre un suministro de la corriente continua mediante un terminal y/o conductor negativo y un terminal y/o conductor positivo en la tubería 112 y/o el segmento 114 de tubería. La Figura 9Avi muestra un tipo A1F1 de tubo, en el cual ocurre un suministro de la corriente continua en cualquier posición de la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería entre por lo menos dos terminales y/o conductores negativos.
En la Figura 9Bi, tipo BiD1F2 de tubo, se representan longitudes en la entrada (L1), salida (L2) y transición (L3) así como diámetros en la entrada (d1), salida (d2) y transición (d3). El dispositivo 110 puede exhibir tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería con diferentes longitudes en la entrada (L1) y/o salida (L2) y/o transición (L3) y/o diámetros en la entrada (d1) y/o salida (d2) y/o transición (d3). Respecto a los otros elementos de la Figura 9Bi puede remitirse a la descripción de la Figura 5b. El ejemplo de realización en Figura 9Bii muestra un tipo BiD2F2 de tubo y se diferencia de la figura 9Bi en que el dispositivo 110 exhibe sólo un aislante 124, en donde en lugar del segundo aislante se suministra una conexión 125 a tierra. El ejemplo de realización en Figura 9Biii muestra un tipo BiD3F2 de tubo y se diferencia de la figura 9Bii en que no se suministra ninguna conexión 125 a tierra. En la Figura 9Biv, tipo BiD4F2 de tubo, el dispositivo 110 exhibe, en comparación con la Figura 9Biii, en lugar del aislante sólo una conexión 125 a tierra. También son posibles formas de realización sin aislantes 124 o conexiones 125 a tierra, como se representa en la Figura 9Bv, tipo BiD5F2 de tubo. Las Figuras 9Bi a 9Bvi muestran tipos de tubos, en los cuales ocurre un suministro de la corriente continua mediante un terminal y/o conductor negativo y un terminal y/o conductor positivo en la tubería 112 y/o el segmento 114 de tubería. La Figura 9Bvi muestra un tipo BiF1 de tubo, en el cual ocurre un suministro de la corriente continua en cualquier posición de la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería entre por lo menos dos terminales y/o conductores negativos.
La Figura 9Ci, tipo CiD1F2 de tubo, muestra un ejemplo de realización en el cual el dispositivo 110 exhibe tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería con una multiplicidad de pasos, por ejemplo como se representan tres en este caso. Los pasos pueden tener diferentes longitudes L3, L4, L5 y/o diámetros d3, d4, d5. Respecto a los otros elementos de la Figura 9Ci puede remitirse a la descripción de la Figura 6. El ejemplo de realización en Figura 9Cii muestra un tipo CiD2F2 de tubo y se diferencia de la figura 9Ci en que el dispositivo 110 exhibe sólo un aislante 124, en donde en lugar del segundo aislante se suministra una conexión 125 a tierra. El ejemplo de realización en la Figura 9Ciii muestra un tipo CiD3F2 de tubo y se diferencia de la figura 9Cii en que no se suministra ninguna conexión 125 a tierra. En la Figura 9Civ, tipo CiD4F2 de tubo, el dispositivo 110 exhibe, en comparación con la Figura 9Ciii, en lugar del aislante sólo una conexión 125 a tierra. También son posibles formas de realización sin aislantes 124 o conexiones 125 a tierra, como se representa en la Figura 9Cv, tipo CiD5F2 de tubo. Las Figuras 9Ci a 9Cvi muestran tipos de tubos, en los cuales ocurre un suministro de la corriente continua mediante un terminal y/o conductor negativo y un terminal y/o conductor positivo en la tubería 112 y/o el segmento 114 de tubería. La Figura 9Cvi muestra un tipo CiF1 de tubo, en el cual ocurre un suministro de la corriente continua en cualquier posición de la tubería 112 y/o del segmento 114 de tubería entre por lo menos dos terminales y/o conductores negativos.
El dispositivo 110 puede exhibir una combinación de por lo menos dos diferentes tipos de tubos, que están conectados en paralelo y/o en serie. Por ejemplo, el dispositivo 110 puede exhibir tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería de diferentes longitudes en la entrada (L1) y/o salida (L2) y/o transición (L3). Por ejemplo, el dispositivo puede exhibir tuberías y/o segmentos de tubería con una asimetría del diámetro en la entrada (d1) y/o salida (d2) y/o transición (d3). Por ejemplo, el dispositivo 110 puede exhibir tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería con un número diferente de pasos. Por ejemplo, el dispositivo 110 puede exhibir tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería con pasos con diferentes longitudes por paso y/o diferentes diámetros por paso.
Básicamente son imaginables cualesquier combinaciones en paralelo y/o en serie de todos los tipos de tubos. Las tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería pueden estar presentes en diferentes tipos de tubos en forma de un kit 138 de construcción y, en función de un propósito de aplicación, ser elegidos y combinados de cualquier forma. La Figura 10A muestra una forma de realización de un kit 138 de construcción con diferentes tipos de tubos. Las Figuras 10 b a y indican ejemplos de realización de combinaciones de tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería de igual y/o diferente tipo de tubo. La Figura 10b muestra un ejemplo de realización con tres tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería horizontales del tipo A1 de tubo, que están dispuestas sucesivamente. La Figura 10c muestra dos tubos verticales conectados en paralelo del tipo de tubo A2 y una tubería 112 conectada en serie y/o un segmento 114 de tubería conectado en serie, así mismo del tipo A2 de tubo. En la Figura 10d se muestra una multiplicidad de tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería del tipo A2 de tubo, en la que todos están conectados en paralelo. En la Figura 10e se muestra una forma de realización en la cual está dispuesta sucesivamente una multiplicidad de tipos de tubos de la categoría B. Las tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería pueden ser con esto tipos de tubos de la categoría B, idénticos o diferentes, lo cual está caracterizado con Bi. La Figura 10f muestra una forma de realización con seis tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería de la categoría B, en donde están dispuestas en dos líneas paralelas, en cada caso dos tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería, y otras dos tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería están conectadas en serie. La Figura 10g muestra una forma de realización con tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería de la categoría C, en donde dos tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería están conectadas en paralelo y una tubería 112 y/o un segmento 114 de tubería está conectada en serie. También son posibles formas mixtas de las categorías A, B y C, como se muestra en las Figuras 10h a m. El dispositivo 110 puede exhibir una multiplicidad de entradas de alimentación y/o de salidas de alimentación y/o corrientes de producción. Las tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería de diferente o idéntico tipo de tubo pueden estar dispuestas en paralelo y/o en serie con varias entradas de alimentación y/o salidas de alimentación, como se representa por ejemplo en las Figuras 10k y 10m.
Las Figuras 10n a 10p muestran una combinación ejemplar de tuberías 112 y/o de segmentos 114 de tubería de las categorías A, D y F. Las Figuras 10q y 10r muestran una combinación ejemplar de tuberías 112 y/o de segmentos 114 de tubería de las categorías B, D y F. La Figura 10s muestra una combinación ejemplar de tuberías 112 y/o de segmentos 114 de tubería de las categorías C, D y F. La Figura 10t muestra una combinación ejemplar de tuberías 112 y/o de segmentos 114 de tubería de las categorías A, D y F. La Figura 10u muestra una combinación ejemplar de tuberías 112 y/o de segmentos 114 de tubería de las categorías A, C, D y F. La Figura 10v muestra una combinación ejemplar de tuberías 112 y/o de segmentos 114 de tubería de las categorías B, C, D y F. La Figura 10w y 10 y muestran combinaciones ejemplares de tuberías 112 y/o de segmentos 114 de tubería de las categorías A, B, C, D y F. La Figura 10x muestra una combinación ejemplar de tuberías 112 y/o de segmentos 114 de tubería de las categorías A, B, D y F. El dispositivo 110 puede exhibir una multiplicidad de entradas de alimentación y/o salidas de alimentación y/o corrientes de producción. Las tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería de diferentes o idénticos tipos de tubo de las categorías A, B, C, D, E y F pueden estar dispuestos en paralelo y/o en serie con varias entradas de alimentación y/o salidas de alimentación. Los ejemplos de una multiplicidad de entradas de alimentación y/o salidas de alimentación y/o corrientes de producción son representados en las Figuras 10o, 10p, 10r, 10s, 10v a 10 y.
Mediante un uso de tuberías 112 y/o segmentos 114 de tubería de diferentes tipos de tubos puede hacerse posible una conducción más exacta de la temperatura, y/o un ajuste de la reacción ante alimentación fluctuante y/o un rendimiento selectivo de la reacción y/o una técnica optimizada de procedimiento.
Lista de signos de referencia
110 dispositivo
111 espacio reactivo
112 tubería
114 segmento de tubería
116 rama
118 sistemas de tubos
120 entrada
122 salida
124 aislante
125 conexión a tierra
126 fuente de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua
128 terminal/conductor positivo
130 terminal/conductor negativo
132 filamento
134 primera tubería
136 segunda tubería
138 kit de construcción

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo (110) para el calentamiento de un fluido, que comprende
- por lo menos una tubería (112) conductora de la electricidad y/o por lo menos un segmento (114) de tubería conductora de la electricidad para la recepción del fluido, y
- por lo menos una fuente (126) de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua, en donde cada tubería (112) y/o cada segmento (114) de tubería está asignado a cada una fuente (126) de corriente continua o de voltaje de corriente continua, que está unida a la respectiva tubería (112) y/o con el respectivo segmento (114) de tubería, en donde la respectiva fuente (126) de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua está formada para generar una corriente eléctrica en la respectiva tubería (112) y/o en el respectivo segmento (114) de tubería, que calienta la respectiva tubería (112) y/o el respectivo segmento (114) de tubería mediante calentamiento de Joule que surge por el paso de la corriente eléctrica a través de material tubular conductor, para calentar el fluido, en donde el dispositivo (110) exhibe una multiplicidad de tuberías (112) y/o segmentos (114) de tubería, en donde las tuberías (112) y/o segmento (114) de tubería están transconectados y con ello forman un sistema de tubo (118) para la recepción del fluido, en donde las tuberías (112) y/o segmentos (114) de tubería y de modo correspondiente las tuberías que alimentan y descargan están unidas mutuamente por la conducción de fluido, caracterizado porque las tuberías (112) y/o segmentos (114) de tubería y las tuberías de alimentación y descarga están separadas una de otra de modo galvánico.
2. Dispositivo (110) de acuerdo con la reivindicación precedente, caracterizado porque el dispositivo (110) exhibe L segmentos (114) de tubería, en donde L es un número natural mayor igual a dos, en donde el segmento (114) de tubería exhibe tubos asimétricos y/o una combinación de ellos.
3. Dispositivo (110) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el dispositivo (110) exhibe aislantes (124), que están configurados para dar separación galvánica entre las respectivas tuberías (112) y/o segmentos (114) de tubería y las tuberías de alimentación y descarga, en donde los aislantes (124) están configurados para asegurar un flujo libre del fluido.
4. Dispositivo (110) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque varias o todas las tuberías (112) y/o segmentos (114) de tubería están configurados en serie y/o en paralelo.
5. Dispositivo (110) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el dispositivo (110) exhibe una multiplicidad de fuentes (126) de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua, en donde las fuentes (126) de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua están diseñadas con o sin posibilidad de regulación de por lo menos una variable de salida eléctrica.
6. Dispositivo (110) de acuerdo con la reivindicación precedente, caracterizado porque el dispositivo (110) para la unión de las fuentes (126) de corriente continua o de voltaje de corriente continua y la respectiva tubería (112) y/o con los respectivos segmentos (114) de tubería exhibe 2 a N terminales positivos y/o conductores (128) y 2 a N terminales negativos y/o conductores (130), en donde N es un número natural mayor o igual a tres.
7. Dispositivo (110) de acuerdo con una de las dos reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las respectivas fuentes (126) de corriente continua o de voltaje de corriente continua están diseñadas para ser idénticas o diferentes.
8. Dispositivo (110) de acuerdo con la reivindicación precedente, caracterizado porque el dispositivo exhibe 2 a M diferentes fuentes (126) de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua, en donde M es un número natural mayor o igual a tres, en donde las fuentes (126) de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua son regulables eléctricamente independientemente una de otra.
9. Instalación que comprende por lo menos un dispositivo (110) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes.
10. Instalación de acuerdo con la reivindicación precedente caracterizada porque la instalación es elegida de entre el grupo consistente en: un aparato para craqueo con vapor, un aparato para reformar con vapor, un dispositivo para la deshidrogenación de alcanos.
11. Procedimiento para el calentamiento de un fluido mediante el uso de un dispositivo (110) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes que se refieren a un dispositivo, en donde el procedimiento comprende las siguientes etapas:
- Suministro de por lo menos una tubería (112) conductora de la electricidad y/o por lo menos un segmento (114) de tubería conductora de la electricidad para la recepción del fluido, en donde las tuberías (112) y/o segmentos (114) de tubería y correspondientes tuberías de alimentación y descarga están unidas mutuamente por la conducción de fluido, en donde las tuberías (112) y/o segmento (114) de tubería y las tuberías de alimentación y descarga están separadas una de otra galvánicamente;
- recepción del fluido en la tubería (112) y/o el segmento (114) de tubería;
- suministro de por lo menos una fuente (126) de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua, en donde cada tubería (112) y/o cada segmento (114) de tubería está asignado a cada una fuente (126) de corriente continua o de voltaje de corriente continua, que está unida con la respectiva tubería (112) y/o con el respectivo segmento (114) de tubería,
- generación de una corriente eléctrica en la respectiva tubería (112) y/o en el respectivo segmento (114) de tubería mediante la respectiva fuente (126) de corriente continua y/o de voltaje de corriente continua, lo cual calienta la respectiva tubería (112) y/o el respectivo segmento (114) de tubería mediante calentamiento de Joule, que surge por el paso de la corriente eléctrica a través del material tubular conductor, para el calentamiento del fluido.
12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación precedente, caracterizado porque como fluido se calienta un hidrocarburo que va a ser escindido térmicamente, en particular una mezcla de hidrocarburos que van a ser escindidos térmicamente.
13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, que se refiere a un procedimiento, caracterizado porque como fluido se calienta agua o vapor de agua, se calientan esa agua o ese vapor de agua en particular a una temperatura en el intervalo de 550 °C a 700 °C, y el fluido exhibe adicionalmente un hidrocarburo que va a ser escindido térmicamente, en particular una mezcla de hidrocarburos que van a ser escindidos térmicamente, en donde el fluido que va a ser calentado es una mezcla precalentada de hidrocarburos que van a ser escindidos térmicamente y vapor de agua.
14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, que se refiere a un procedimiento, caracterizado porque como fluido se precalienta aire de combustión de un horno de reforma, por ejemplo a una temperatura en el intervalo de 200 °C a 800 °C, preferiblemente 400 °C a 700 °C.
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