Thermoplongeurs

Les thermoplongeurs électriques peuvent s’utiliser pour de nombreuses applications industrielles à différentes échelles. Un thermoplongeur est un moyen rapide d’augmenter la température du liquide ou du gaz visé. Ils sont également efficaces à utiliser dans l’industrie pétrochimique. Les applications d’un thermoplongeur s’étendent du stockage de pétrole brut extrait au chauffage intermédiaire de processus dans une raffinerie pétrochimique.

Il existe différents types et configurations de thermoplongeurs pouvant être utilisés dans les processus de raffinage du pétrole ; cependant, tous ont quelque chose d’important en commun : les éléments chauffants.  Un réchauffeur (ou élément chauffant) est un tube métallique utilisé pour chauffer le liquide ou le gaz via un chauffage par contact direct. Chaque élément chauffant possède un tube en matériau de gaine métallique qui renferme un fil de résistance nickel-chrome entouré de poudres d’oxyde de magnésium. Les tubes des éléments chauffants sont recourbés et recuits afin de maximiser l’efficacité du transfert de chaleur et de s’adapter à l’application visée, par exemple pour le chauffage de réservoirs de stockage d’huile.

Une sélection populaire de thermoplongeurs électriques WATTCO™ inclut le thermoplongeur à bride. Ce type d’appareil de chauffage électrique consiste en un faisceau de tubes d’éléments chauffants qui est fixé à une bride en acier, laquelle est utilisée pour l’ensemble source électrique et la régulation de la température (voir la figure 1). Un thermoplongeur à bride constitue le meilleur choix pour chauffer un réservoir de liquide visqueux tel qu’une grande cuve de stockage de pétrole brut. Dans le processus de raffinerie, le pétrole brut doit être chauffé avant la distillation fractionnée pour la séparation du produit. Le processus de préchauffage se réalise généralement effectué dans un grand fourneau à une température élevée d’environ 370 à 425°C. Avant d’envoyer le pétrole brut vers l’unité de four, la température du pétrole doit être suffisamment élevée pour que sa viscosité ne réduise pas le débit du traitement du pétrole. Un retard dans le transport du pétrole brut depuis la cuve entraînera finalement un délai plus long dans le cadre du processus de raffinage. Ce problème peut se résoudre facilement en utilisant des éléments chauffants pour le préchauffage du pétrole brut. La longueur du tube et la forme du thermoplongeur à bride sont sélectionnées en fonction de l’application souhaitée.

Que sont les réchauffeurs à circulation ?? Une autre variante du thermoplongeur est le réchauffeur à circulation (réchauffeur en ligne) qui consiste en un réchauffeur à bride enfermé dans un boîtier cylindrique (Figure 2). La caractéristique unique de ce réchauffage est sa capacité à chauffer les liquides en circulation et à traiter les liquides. Un réchauffeur à circulation est conçu pour maintenir le débit du liquide ou du gaz entrant, tout en fournissant la chaleur nécessaire par le biais des éléments chauffants. Le réchauffeur à circulation peut s’utiliser dans la raffinerie pour des procédés intermédiaires nécessitant une augmentation rapide et précise de la température du liquide de traitement. Les éléments chauffants ne se limitent pas à l’utilisation d’huile de traitement, mais aussi à divers liquides tels que l’eau. En outre, le réchauffeur à circulation est idéal pour le chauffage à l’huile usée. L’huile usée est un sous-produit issu du processus de raffinage ou de l’environnement. Cette huile a perdu sa fonction et sa valeur d’origine. Cependant, au lieu de rejeter l’huile usée dans l’environnement, elle peut être raffinée et mélangée pour produire des produits de valeur et d’économiser des frais d’élimination inutiles. Des matériaux spéciaux peuvent être envisagés pour le chauffage de liquides corrosifs.

Figure 2 – Composants d’un réchauffeur à circulation

Un thermoplongeur latéral peut s’utiliser pour chauffer des réservoirs de liquide de plus petite taille. La figure 3 présente une illustration de la forme particulière d’un thermoplongeur latéral. Une caractéristique unique de ce thermoplongeur est que la paroi latérale du réservoir de liquide ne requiert pas d’ouverture pour l’insertion du réchauffeur. Les éléments chauffants peuvent être insérés dans le système simplement par une entrée supérieure du réservoir (telle qu’une buse). Le chauffage latéral, en dépit de sa taille réduite, est particulièrement efficace pour le contrôle précis de la chaleur. Contrairement aux autres thermoplongeurs, le réchauffeur latéral ne requiert pas de vider complètement le réservoir de son liquide avant son retrait. Un exemple d’application d’un dispositif de chauffage latéral comprend le préchauffage du réservoir de liquide, dans un environnement ambiant froid, afin de maintenir une bonne viscosité du liquide. Différentes formes d’éléments chauffants latéraux peuvent être sélectionnées en fonction de l’application cible.

Figure 3 – Schéma d’un processus de chauffage avec un réchauffeur latéral

La grande diversité des applications des thermoplongeurs peut procurer le chauffage nécessaire à de nombreux processus importants dans une raffinerie de pétrole. Si vous souhaitez savoir comment l’élément du thermoplongeur peut fournir la chaleur nécessaire à votre application cible, les conseillers techniques de WATTCO™ sont toujours disponibles pour répondre à vos questions. Pour plus d’informations sur les thermoplongeurs, veuillez vous reporter au catalogue en ligne de WATTCO™.

Référence 

1.       U.S. Environmental Protection Agency. “Chapter 5: Petroleum Industry.” AP42. 5th ed. Vol. 1. Research Triangle Park, NC: U.S. Environmental Protection Agency, 1995. 5.1-7. <http://www.epa.gov/ttnchie1/ap42/ch05/final/c05s01.pdf> 

2.       U.S. Department of Energy. “Used Oil Re-refining Study to Address Energy Policy Act of 2005” National Energy Policy Act of 2005: Section 1838: Used Oil Refining Study. Office of Fossil Energy, 2006. 5.1-1 to 5.1-5.