JPS6338888A - 熱交換器，同熱交換器の形成方法および同熱交換器を含む炭化水素分解炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は第１態様では熱交換器および特に熱分解炉に用
いるための熱交換器に関する。第２態様では、本発明は
特定の熱分解炉および熱分解炉の製造方法に関する。

炭化水素の熱分解は炭化水素工業界で広（行われている
方法であり、多くの形態の熱分解炉が提案されている。

例えば、ヨーロッパ特許明細書第００７４４３５号は炭
化水素と過熱蒸気との混合物を反応炉流路に貫流させる
と同時にこの流路を囲繞する加熱ガス流を流す形式の熱
分解炉を開示している。

ヨーロッパ特許明細書第００７４４３５号に述べられて
いるように、炭化水素の熱分解には特定の特徴が特に望
ましい。特に、短い滞留時間を容易にする高い反応温度
は熱分解の目的生成物の収率を一般に高め、しかも副生
成物の産出を最小にする。

そのため、熱分解反応炉はできるだけ短く、かつそれに
も拘らずその長さにわたって最大の伝熱を生ずることが
望ましい。

米国特許第４．４１２．９７５号は被分解炭化水素を含
む管が輻射囲いを貫通し、輻射囲いの中で炉壁からの輻
射によって加熱される形式の熱分解炉を述べている。こ
の系はヨーロッパ特許明細書第００７４４３５号に開示
されている系と同様に、煙道ガスが炉を通過するときに
冷却されるために、熱交換器の伝熱面が炉の長さに沿っ
て変化するという欠点をＨする。従って、伝熱面の長さ
全体に沿って最大伝熱をもたらすように伝熱面を最適温
度に維持することは不可能である。

ヨーロッパ特許第００．７４４３５号および米国特許第
４．４］、２，９４５号に開示されている種類の管状分
解炉の伝熱維持を限定する要素は一般に、−船釣に金属
である管状炉の熱破壊温度である。従って、米国特許第
４．４１２，９７５号の第２図の炉では炉の管がバーナ
ー隣接部分においてその熱破壊温度に近づくとしても、
その温度はバーナーの下流個所の温度よりも実質的に低
い温度であると考えられる。

米国特許第４．４１２，９７５号は、煙道ガスのパック
ミキシングおよび（先行技術の考察では）多重バーナー
の配置を用いた、この問題を克服するための種々の試み
を開示している。このような試みは限られた成功のみを
果しているにすぎない、反応炉の長さに沿った実質的な
温度勾配がまだ生じ、存在する煙道ガスの温度がかなり
高く、燃料効率が悪くなるからである。

本発明の第１態様では、例えば熱分解炉に用いるための
輻射熱交換器は外部ダクトの外壁と内部ダクトとの間の
実質的な輻射伝熱を可能にするために、周囲に好ましく
は共軸に配置された外部ダクト外壁限定手段を有する内
部ダクト限定手段から成り、外部ダクトの横断面は使用
時に前記外壁から内側に向う輻射熱フラックスを形成す
るように、外部ダクトの長さの少なくとも１部に沿って
変化し、輻射熱フラックスは外部ダクトに流入する流体
の温度低下を補償するように、外部ダクトの長さの前記
１部に沿って変化する。

外部ダクトの横断面の変化はダクトの横断面積の変化（
通常は減少）および／または外部ダクト外壁の単位長さ
あたりの表面積の増加、好ましく　゛は連続増加の形式
をとることができる。

内部ダクト末端にあるまたはこれに隣接したバーナーか
らの煙道ガスが外部ダクトを通して取出されるときに、
外部ダクト外壁の伝熱特性によって外部ダクトの前記部
分に対応する長さ部分にわたる内部ダクト外壁表面の温
度が運転時に実質的に定常になるような構造が好ましい
。

横断面が変化する、ダクト長さの前記部分はダクト長さ
の好ましくは少なくとも１／４、さらに好ましくは１／
２、さらにより好ましくは少なくとも３／４、最も好ま
しくは全長である。

外部ダクトの横断面の変化は煙道ガスが外部ダクトを通
過するときに煙道ガスの温度低下を補償する傾向がある
。典型的な実施態様では、煙道ガスの温度がダクトに沿
って低下して、バーナー末端の約２０００°Ｃから排出
端部の約１５００°Ｃになる。外部ダクト横断面が上述
のように変化することによって、好ましいレベルの輻射
加熱を内部ダクトに与えうるほどに外壁温度を充分に高
く維持することが可能になる。本発明によると分解炉の
外部ダクト壁の温度は典型的にバーナー末端の１６００
°Ｃから排出端部の１２００℃まで、好ましくはバーナ
ー末端の１５００°Ｃから排出端部の１４５０℃まで変
化する。

特定の使用温度は装置によって異なり、系の形状大きさ
に依存するのみでなく、生ずるのが望ましい分解反応に
も依存する。

外部ダクト外壁に用いられる特定の温度プロフィルは、
被分解物質と接触する内部ダクト壁の温度をその長さの
実質的な部分にわたって少なくとも９５０°Ｃに維持す
るように選択する。

外部ダクト内壁の温度は、外部ダクトの実質的な部分に
わたって、できるだけ高い、典型的には１０７０°Ｃよ
り高い、材料限界が許すかぎり高いのが好ましい。

煙道ガスから輻射伝熱および対流伝熱によって若干の熱
が明白に内部ダクトに伝えられる。しかし、典型的な実
施態様では、内部ダクトへの伝熱の少なくとも６０％、
好ましくは少なくとも７５％が外部ダクト壁からの輻射
伝熱によるものである。

単位長さあたりの表面積は外部ダクトの内面に、外部ダ
クトの前記部分に沿って連続的に増加する横断面積をＧ
する、複数のリブを設けることによって増加する。

前記部分にわたる表面積の増加は、例えば、上述のよう
に横断面積が連続的に増加するリブを設けることによっ
て連続的であることが好ましい。

しかし、例えば単位長さあたりの内面積がそれぞれ少し
ずつ増加した複数のブロックをダクトの長さに沿って結
合させて外部ダクトを構成することによって外部ダクト
の横断面の形状を少しずつ段階的に多く変化させて、外
部ダクトの表面積を増加させることはあまり好ましくな
い。

外部ダクトの横断面積はその長さにわたってまたは少な
くともその長さの前記部分にわたって減少するのが好ま
しい。これは内部ダクトと外部ダクトとの間の空隙内の
ガス流の速度を高め、ガスと外部ダクト壁との間の対流
伝熱を強化する効果を有する。横断面積の前記減少は」
二連のようにサイズが増大する前記リブを設けることに
よって達成される。この代りにまたは付加的に、外部ダ
クトの直径を段階的または連続的に減することによって
、横断面積の減少が生ずる。

内部ダクトは一対の共袖管から成り、２個の共軸管の中
の内管は被加熱流体例えば蒸気と被分解炭化水素との混
合物を供給し、内管と外管との間の空隙は流体が実質的
に加熱される領域を構成し、分解炉の場合には分解が行
われる領域を構成する。

この配置は、外管壁（すなわち内部ダクトの外面）から
内管への輻射伝熱が被加熱流体（例えば蒸気／炭化水素
混合物）を介して非常に容易に行われるので、特に有利
である。従って、内管表面は周囲の流体の温度よりも高
い温度に加熱される。

これは内管に流入する液の予熱に役立つのみでなく、内
管と外管との間の空隙内の流体を内管からの輻射伝熱に
よって付加的に熱することにもなる。

本発明のこの第１態様によると、外部ダクトの熱交換特
性を上述のようにその長さにわたって連続的に変化させ
ることによって、内部ダクト内の流体の温度は増加し、
周囲の煙道ガスの温度は低下するとしても、内部ダクト
内の液体と熱交換を行う内部ダクトの外面（すなわち前
記実施態様において、２個の共軸管の外管の内側面）は
その全長に沿って実質的に一定温度に維持することがで
きる。さらに、一般に金属管である内部ダクトの外壁は
実質的にその全長に沿ってその熱破壊温度に非常に近い
温度で操作されて、最大伝熱を果すことができる。

外部ダクトの操作温度は一般に内部ダクトの温度よりも
実質的に高いので、外部ダクトの外面限定手段はセラミ
ック材料から形成するのが好ましい（ここで用いるかぎ
りセラミック材料なる用語は、その範囲内に、関連する
高温に耐え得る種々な種類の耐火材料を含む。）外部ダ
クトの表面積および横断面に望ましい変化を与えるよう
に、外部ダクト外壁の長さの一部または全長に沿って、
***したリブを設けることができる。このようなリブの
サイズと数の両方を外部ダクトの全長に沿って増すこと
ができる。

ダクトの外面は、例えば使い捨て小型を中心にしてセラ
ミック材料を成形することによるようなセラミック材料
の成形によって、外面に望ましい数のリブを有するよう
に形成するのが好ましい。

使い捨て小型は例えばポリスチレンのような発泡プラス
チック材料から製造することができる。セラミックを硬
化させた後、使い捨て小型を溶媒によって溶解すること
によって、またはより好ましくはセラミックをプラスチ
ック材料が熱分解する温度にまで単純に加熱することに
よって除去することができる。

従って、本発明の第２態様では、次の工程二〇少なくと
も１つの細長い小型の周囲にセラミック材料を注入成形
する； ０セラミツク材料を硬化させる；および０心型を破壊し
て少なくとも１つの細長い貫通路を有するセラミック・
ブロックを残す；ならびに ０熱交換管の周囲の流路内にガスダクトを限定するよう
に、前記の少なくとも１つの貫通路内に熱交換管を挿入
する から成る輻射熱交換器の形成方法を提供する。１回の注
入成形操作で複数の細長い流路を形成するために、幾つ
かの小型を用いることが好ましい。

本発明のこの態様の１実施態様では、セラミック鋳型の
長は７．５〜ｌＯｍである。この形成方法は材料コスト
および製造コストが低く、先行技術の構造に比べて熱応
力に関して実質的に強い構造を形成することができる。

これに代る好ましい方法では、例えば金属鋳型を用いる
圧縮成形方法によってセラミック材料を成形することが
できる。この方法を用いる場合には、例えば１ｍ以下の
最大長さを釘する多くの縦形材として外部ダクト限定セ
ラミック材料を成形することが一般に必要である。

セラミック材料の輻射面に沿って延長する複数の細長い
縦みぞを設けることが好ましい。このような細長いみぞ
はセラミック材料の熱衝撃に対する耐性を最大にするた
めに実質的に有利であることが判明している。この細長
いみぞは例えば深さ約１ｃｍ、幅０．５〜１ｍｍである
。このようなみぞはセラミック材料を焼成する前にセラ
ミック材料に歯付きくし様要素を通すことによって便利
に形成される。

本発明による熱交換器の内部ダクト限定手段は一対の共
軸管から成り、内管は内管と外管との間の熱交換が行わ
れる内部ダクトを限定する空隙内に熱交換流体を供給す
るために用いられる。２個の共軸管はそれらの一端にお
いて一般に連通しており、この端部は最も熱い煙道ガス
が占有する熱交換器部分にある。この配置では、内部ダ
クトに供給する熱交換流体を空間的な温度変動が起りう
るバーナー室に通す必要はない。このような温度変動は
又、内部ダクトの熱交換面の温度限界において熱交換器
を操作不能にする。

従って、本発明の他の態様では、フィードストック供給
口に連結し、分解生成物放出口に連通ずる第２管内に好
ましくは共軸に配置された第１管を−Ｇし、前記第１管
と第２管とが反応器の第１端部で連通している、少なく
とも１つの分解反応器と、第２管内のフィードストック
流と並流方向に、第２管周囲に熱い煙道ガス流を流すた
めに反　゛窓器の前記第１端部近くに配置されたバーナ
ーとから成り、反応器の前記第１端部がバーナーからの
煙道ガス流内に配置され、反応器が前記第１端部からの
煙道ガス流に関して下流に伸びている炭化水素分解炉を
提供する。

本発明による炭化水素分解炉の特定の配置は、局部的な
「ホットスポット」のない最適温度分布を反応器管に与
えることで有利である。本発明の前記他の実施態様によ
る分解炉は、本質的にではないが、本発明の第１態様に
よる熱交換器を含むことが好ましい。これと同様に、本
発明による熱交換器は熱分解炉への使用に特に適してい
るが、少なくとも１種類の熱交換流体の最低滞留時間と
ともに最大伝熱が望ましいような状況下で使用可能であ
ることが理解されるであろう。

同様に、本発明の第２態様による熱交換器の形成方法は
熱分解炉に用いるだめの本発明の第１態様による熱交換
器の形成に特に適している。しかし、この方法は他の形
式の熱交換器の形成にも有利に適用される。

本発明による熱分解炉は並行に配置された、多くの熱交
換要素を含むものが好ましい。このような各熱交換管は
長さの１部に沿って連続的に輻射面積が変化する一般に
六角形のセラミックブロック内に設けられる。このよう
な多角形ブロックは互いに都合良く係合して、最小重量
で最大の構造的結合性をａする。熱交換器は種々の熱交
換部分へのフィードストック供給を容易にするために管
か垂直方向にずれて配置されている配列状態で形成され
ている。代替フィードストックの分解にも容易に適用可
能である熱分解炉が製造可能であることが、セラミック
ブロック内に成形された複数の煙道ガスダクトを育する
、本発明による熱交換器の特に有利な特徴である。異な
るフィードストックは一般に異なる熱分解温度と反応熱
を必要にする。横断面が異なる***リブを有する種類の
熱交換器では、フィードストックが貫流する内部ダクト
の熱交換温度をセラミック材料上に形成するリブのサイ
ズと数を適当に選択することによって調節することがで
きる。従って、異なるフィードストックに適応するため
に、同一熱分解炉において異なる熱分解特性を有する異
なるセラミックブロックに取替えることができる。

さらに、本発明による熱分解炉の設計は既存の炉にセラ
ミックブロックと管構造体とを単に設けることによって
、既存の炉を本発明の炉に容易に転換できるような設計
である。

熱分解生成物を迅速に冷却するために炉領域からのその
放出口に少なくとも１つの付加的な熱交換器を設けるこ
とが好ましい。このような迅速な冷却によって、好まし
くない副生成物の生産を最少にする。好ましい実施態様
では、この付加的熱交換器は上述のような共軸タイプで
あり、高圧水を内管に供給することによって、外管内に
高圧蒸気を発生させるものである。

次に、添付図面に関連して、本発明の種々な態様の多く
の実施態様を説明する。

先ず第一に第１図と第２図に関して説明すると、炭化水
素熱分解炉は例えばセラミック材料である断熱材製の内
層２を有するケーシング１を含む。ケーシング１の１端
に存在するバーナー３はライン４から供給される適当な
炭化水素フィードＨ料を燃焼するために用いられる。バ
ーナー３用の燃焼空気はポンプ７によって流路６ａがら
供給され、熱交換器１８ａとＪ−８ｂの中で予熱され、
流路６ｂを介してバーナー３の近くに供給される。この
空気の付加的な加熱が望ましい場合には、バーナー３へ
の途中のケーシング１と断熱材２との間にこの空気を流
すことによって付加的な加熱が行われる。ライン４によ
って供給される炭化水素燃料は、望ましい場合には、バ
ーナー３に交付する前に加熱することができる。

炉は８個の熱交換器から成るブロックを含み、その中の
２個は第１図の８で一般的に示し、第２図と第３図でさ
らに詳細に説明する。熱交換器８はセラミックブロック
９から成り、セラミックブロック内には第１図に１０で
図示され、第２図ではさらに詳しくブロックつと管１２
との間に限定されたダクトが配置される。これについて
は以下でさらに詳しく説明する。例えば６個または８個
のような、多数のダクトが実際には典型的に用いられる
。

第３図は第１図の矢印３−３の方向からの概略図であり
、一般に複数の六角形セラミックブロック９ａ〜９ｈか
ら成る熱交換器８の外部ダクトの構造を示す。第３図の
ブロック９ａ〜９ｈは以下でさらに詳細に説明するよう
にその長さに沿って横断面が漸進的に変化する六角形セ
ラミックブロックを説明する。

ダクト１０内には、３個の同心管を有する内部ダクト１
１、その外面がバーナー３からの煙道ガスとの熱交換面
を限定する外管１２、希釈されたフィードストックを供
給するための中間管１３および高温蒸気希釈剤を供給す
るための内管１４が含まれる。

第３図では、ブロック９ａ〜９ｈの各々にダクト１０が
存在するが、簡明のためにブロック９ａにおいてのみダ
クト１０を説明する。種々な管１２．１３および１４は
管１０の端部１５において連通ずる。

バーナー３からの煙道ガスはダクト１０を貫流して、セ
ラミックブロックつと熱交換する。管１２との熱交換は
主としてセラミックブロック９の内面からの輻射によっ
て行われる。バーナー３からの煙道ガスは管１２を通過
した後に、熱交換塔２０を通って導かれる。熱交換塔２
０は通常の形態の種々の熱交換器を倉み、空気予熱のた
めに炭化水素フィードを予熱し、炭化水素フィード希釈
用に蒸気を予熱する。熱交換塔２０を用いて、上述のよ
うに、バーナー３の燃料を予熱することもできる。

詳しくは、熱交換塔２０は」二連のように、燃焼空気予
熱用の熱交換器１８ａと１８ｂとを含む。塔２ｏはまた
ライン２３から供給される被分解フィードストックを予
熱するために熱交換器２２ａ　、　２２ｂおよび２２ｃ
をも含む。高温蒸気はライン２５ａと２５ｂを介してラ
イン２５から熱交換器２６ａと２６ｂに供給される。熱
交換器２８ａと２６ｂ内で生成した高温蒸気は、加熱さ
れたフィードストックとともに、ダクト１１に１共給さ
れる。

フィードストックは（第２図に関連して）詳しく説明す
ると、管１４から供給され、過熱された蒸気は管１３か
ら供給される。ナフサの熱分解に炉を用いる場合には、
典型的にナフサフィードストックを約６２０°Ｃの温度
において管１４に供給され、過熱蒸気は約１１００℃の
温度において管１３に供給される。

熱交換塔２０は熱交換器１７に用いるだめのボイラー供
給水の０ｒ熱用の付加的な熱交換要素２８をも含む。

第２図に関連して、内部ダクト１１の構造をさらに詳し
く説明する。

第２図は被分解炭化水素（例えばナフサ）を流路３０か
ら内管１４に供給する、第１図に示すような種類の内部
ダクトを説明する。比較的少量の希釈蒸気を対流部分の
炭化水素に加えることが好ましい。例えば、ＬＰＧ、ナ
フサおよびガス浦の分解に用いられる蒸気希釈比は好ま
しくは（重量比で）それぞれ、０．３〜０．８　、０．
４〜０．８および０．６〜１．０であり、さらに好まし
くはそれぞれ、約０．４゜０．５および０．８である。

過熱蒸気は流路３１から管１４と１３との間に限定され
た空隙に供給される。管１４の長さに沿ってオリフィス
（図示せず）が設けられているため、ナフサフィードス
トックを流路３１から供給される過熱蒸気と混合するこ
とができる。炭化水素フィードと過熱蒸気との混ご物は
管１３内に含まれている時には、比較的低温であり、実
質的に熱分解を行うには不充分である。炭化水素フィー
ド／蒸気混合物はダクト１１の端部１５において管１３
と管１２とによって限定される空隙内に入る。ここで、
外管１２の金属面との熱交換が行われる。ブロック９の
内面の表面積が増加するために、管１２の外面の温度は
、単位長さあたりの輻射面積が増加する長さ部分にわた
って実質的に定常に維持される。

内部に管１２が配置されているダクト１０の内面には、
第３図に関連してさらに詳細に説明するような、内側に
突出するリブが設けられている。

第３図はブロック９の長さに沿った内部横断面の変化を
示す概略図である。第３図には４種類の一般型のブロッ
クを示し、全てのダクト１０はその長さに沿った如何な
る横断点においても同じ横断面を有するが、第３図の種
々なブロック９ａ〜９ｈはブロック９の長さに沿った種
々の個所における横断面を示す。このように、ブロック
９ｃ。

９ｄ、９ｃおよび９ｈはバーナー３に隣接する熱交換器
の端部に用いるブロック９の横１折面を説明する。ブロ
ック９はこの長さ部分に沿って、約３ｍの長さにわたっ
て実質的に定常な横断面を白゛する。゛ブロック９には
管１２を支持し配置するために大きなサポートレグ３個
３６．３７および３８が存在するにすぎない。ダクト１
０の次の隣接部分的３ｍにわたっては、第３図の参照番
号９ｆと９ｏによって示すブロック内に図示するように
、主要サポートリブ３１３．３７および３８の間に小さ
な歯４０が存在する。これらのサポートリブのサイズは
ダクト１０の中央部分にわたって連続的に増加し、バー
ナー３から６ｍの距離ではリブ４０が約２．５ｃｍの高
さを−６する。ダクト１０の総直径はバーナ−３隣接点
での約３４ｃｍからバーナー３から６ｍの距離での２７
ｃｍまで減少する。ブロック９ａはバーナー３から遠位
の約９ｍの距離の端部におけるブロック９の横断面を説
明する。この点におけるダクト１０の直径は約２７ｃｍ
であり、歯４０の高さは約３．２ｃｍである。歯４０の
高さの変化とダクト１０の総直径の変化の両方はダクト
１０の長さの少なくとも１部にわたって実質的に連続的
である。

異形ブロック９ａ〜９ｈを支持するために、付加的なセ
ラミックブロック４Ｉが設けられる。

第１図には、熱分解に通常用いられる種類で、その機能
を詳細に説明する必要がない、種々なライン、道管およ
び熱交換器、例えば蒸気ドラム４５およびトランスファ
ーライン交換器４６をも図示する。

上述の熱分解炉は通常の熱分解炉に比べて多くの実質的
な利点をｈ゛する。通常の炉では、熱交換管が大きな耐
火ブロック内に配置され、表面積／体積の比が増大する
ように、単独の大きな熱交換の代りに幾つかの小熱交換
管を用いることによって短い滞留時間が可能になる。し
かし、１個の耐火ブロック内に間隔をおいて配置された
、このような熱交換器を用いて、管表面全体に均一な熱
分布を得ることは、特にこれらの管のサイズが小さいこ
とを考えると非常に困難である。このことから種々な熱
交換器によって異なるコークス比が生じ、実質的な圧力
低下が生ずる。

上記の炉では、各熱交換器が固有のフィードストック供
給源を何するため、各熱交換器を経ると流速度と圧力は
低下し、独立的に調節可能である。

特に上述した実施態様以外に本発明の種々の実施態様が
特許請求の範囲内で明らかに可能である。

特に、別の実施態様の内部ダクト１０ａ（図示せず）で
は、炭化水素フィードストックと過熱蒸気が単独の内部
管腔中に供給される。

ここに説明した実施態様によると、反応器の温度プロフ
ィルが良好であるため９５０°Ｃ以上のような高い反応
器内壁温度によって、長期間にわたって反応器が熱破壊
することなく、熱分解を実施することが可能であると判
明した。このような高温度においては、反応器内の炭素
堆積を分解する化学反応（いわゆる「シフト反応」）速
度は炭素堆積を生ずる化学反応速度よりも大きくなるた
め、このことは重要である。シフト反応が炭素形成反応
よりも迅速であるようなこの臨界温度よりも高い温度で
反応器は操作されるため、反応器は実質的にコークスを
形成することなく長期間にわたって使用可能になる。

さらに、本発明による特定の設計の分解炉は一定のスル
ーブツトに対して炉の総容積を実質的に減することを可
能にする。例えば、通常の設計によって３００ｍ３の容
積を有する炉を必要とするスループットは、本発明によ
る約２５ｍ３の容積を有する炉の使用によって典型的に
処理される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による熱交換器を含む熱分解炉の概略図
であり、 第２図は内部ダクトの１実施態様の拡大図であり、 第３図は第１図の炉の１部の矢印３−３の方向からの概
略端部断面図である。 １・・・ケーシング　　　２・・・内　　層３・・・バ
ーナー　　　４・・・フィード供給ライン６ａ、ｂ・・
・流路　　７・・・ポンプ８・・・熱交換器　　　９・
・・セラミックブロック１０・・・ダ　り　ト１８ａ、
ｂ・・・熱交換器２０・・・熱交換器 手　　続　　補　　正　　　書 昭和６２年１０月７日 １、事件の表示 昭和６２年特許！ｌＴ第１７６９２２号同熱変換器を含
む炭化水素分解炉 く ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所 名ａ　　（７２３）ザ・グラ・ケミカル・カンパニー４
、代理人 ５、補正の対象 明細書の［特許請求の範囲］の欄 （別紙） １、特許請求の範囲を次のように訂正する。 ［（１）外部ダクト外壁と内部ダクトとの間の実質的な
輻射伝熱のために周囲に配置された外部ダクト外壁を画
定する手段を有する内部ダクトを画定する手段からなり
、外部ダクトの横断面がその良さの少なくとも１８′ｌ
Ｓ分に沿って運転時ｌこ前記外壁から内側に向かう輻射
熱７ラツク久が生ずるように変化し、前記輻射熱７ラツ
クスが外部ダクト長さの前記部分に沿って外部ダクトに
流入する流体の温度低下を補償するように変化する熱交
換器。 （２）前記外部ダクト外壁画定手段が、外部ダクト長さ
の前記部分に沿って連続的に横断面積が増加する内側に
突呂した複数のリブな備える特許請求の範囲第１項記載
の熱交換器。 （３）内部ダクト限定手段が１対の共軸管から成り、２
個の共軸管の中の内側の管が内管と外管との開に限定さ
れた空隙に１次熱交換流体を供給するために用いられる
特許請求の範囲第１項記載の熱交換器。 （４）外部ダクト外壁がセラミックブロックから成る特
許請求の範囲第１項記載の熱交換器。 （５）内部ダクト限定手段が外部ダクト内に配置された
金属管から成る特許請求の範囲第１項記載の熱交換器。 （６）外部ダクトの横断面積が外部ダクト長さの前記部
分にわたって減少する特許請求の範囲第１項記載の熱交
換器。 （７）　　九１」１供給口に連結し、分解生、我物放出
口に連通する第２管内に配置された第１管を有し、前記
第１管と第２管とが反応器の第１″４部で連通している
、少なくとも１つの分解反応器と、肚と　２　との門に
画　されたダクト　のフィーストック流と並流方向に第
２管周囲に熱い煙道ガス流を流すために反応器の前記第
１端部近くに配置されたバーナーとから成り、反応器の
前記第１端部がバーナーからの煙道ガス流に関して下流
に伸びている炭化水素分解炉。 （８）煙道ガスダクトの横断面が煙道ガスダクトの長さ
の少なくとも１部に沿って外壁から内側に向う輻射熱７
ラツクスが運転時に生ずるように変化し、前記輻射熱７
ラツクスが煙道がスグクトに流入する流体の温度低下を
補償するように、外壁の前記部分に沿って変化するよう
に形成された、外壁を有する煙道〃スグクト内に前記第
１管と第２管とが配置されている特許請求の範Ｆｆ５＄
７項記載の炭化水素分解炉、 （９）外部ダクトの横断面積が外部ダクトの長さの前記
部分にわたって変化する特許請求の範囲第８項記載の炭
化水素分解炉。 （１０）煙道ガスダクトの外壁が内側に突出した複数の
リブを有し、前記リブの横断面積が外部ダクト長さの前
記部分に沿って連続的に増加する特許請求の範囲第８項
記載の炭化水素分解炉。 （１１）特許請求の範囲第７項記載の炉のフィードスト
ック供給口に被分解炭化水素フィードを供給し、前記バ
ーナーから煙道ガス流を煙道がスグクト内に発生させて
、炭化水素フィードを加熱し分解することから成る炭化
水素分解方法。 （１２）　第２ｇの温度を第２管氏さの少なくとも煙道
ガスダクトの前記部分に対応する部分にわたって実質的
に定常に維持するように、炉を操作する特許請求の範囲
第１１項記載の方法。 （１３）少なくとも１　（１ｉ５の細長い使い捨１文ヱ
）の周囲にセラミック材料を注入し、セラミック材料を
硬化させ、前区裏工）を破壊して、少なくとも１つのｍ
長い貫通路を有するセラミックブロックを残し、前記少
なくとも１つの細長い貫通路内に熱交換管を挿入して、
熱交換管の周囲の流路内にガスダクトが限定されるよう
にすることから成る輻射熱交換器形成方法、」 以　　　上

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）外部ダクト外壁と内部ダクトとの間の実質的な輻
   射伝熱のために周囲に配置された外部ダクト外壁を画定
   する手段を有する内部ダクトを画定する手段からなり、
   外部ダクトの横断面がその長さの少なくとも１部分に沿
   って運転時に前記外壁から内側に向う輻射熱フラックス
   が生ずるように変化し、前記輻射熱フラックスが外部ダ
   クト長さの前記部分に沿って外部ダクトに流入する流体
   の温度低下を補償するように変化する熱交換器。
2. （２）前記外部ダクト外壁画定手段が、外部ダクト長さ
   の前記部分に沿って連続的に横断面積が増加する内側に
   突出した複数のリブを備える特許請求の範囲第１項記載
   の熱交換器。
3. （３）内部ダクト限定手段が１対の共軸管から成り、２
   個の共軸管の中の内側の管が内管と外管との間に限定さ
   れた空隙に１次熱交換流体を供給するために用いられる
   特許請求の範囲第１項記載の熱交換器。
4. （４）外部ダクト外壁がセラミックブロックから成る特
   許請求の範囲第１項記載の熱交換器。
5. （５）内部ダクト限定手段が外部ダクト内に配置された
   金属管から成る特許請求の範囲第１項記載の熱交換器。
6. （６）外部ダクトの横断面積が外部ダクト長さの前記部
   分にわたって減少する特許請求の範囲第１項記載の熱交
   換器。
7. （７）フィードストック供給口に連結し、分解生成物放
   出口に連通する第２管内に配置された第１管を有し、前
   記第１管と第２管とが反応器の第１端部で連通している
   、少なくとも１つの分解反応器と、第２管内のフィード
   ストック流と並流方向に第２管周囲に熱い煙道ガス流を
   流すために反応器の前記第１端部近くに配置されたバー
   ナーとから成り、反応器の前記第１端部がバーナーから
   の煙道ガス流中に配置され、反応器が前記第１端部から
   の煙道ガス流に関して下流に伸びている炭化水素分解炉
   。
8. （８）煙道ガスダクトの横断面が煙道ガスダクトの長さ
   の少なくとも１部に沿って外壁から内側に向う輻射熱フ
   ラックスが運転時に生ずるように変化し、前記輻射熱フ
   ラックスが煙道ガスダクトに流入する流体の温度低下を
   補償するように、外壁の前記部分に沿って変化するよう
   に形成された、外壁を有する煙道ガスダクト内に前記第
   １管と第２管とが配置されている特許請求の範囲第７項
   記載の炭化水素分解炉。
9. （９）外部ダクトの横断面積が外部ダクトの長さの前記
   部分にわたって変化する特許請求の範囲第８項記載の炭
   化水素分解炉。
10. （１０）煙道ガスダクトの外壁が内側に突出した複数の
    リブを有し、前記リブの横断面積が外部ダクト長さの前
    記部分に沿って連続的に増加する特許請求の範囲第８項
    記載の炭化水素分解炉。
11. （１１）特許請求の範囲第７項記載の炉のフィードスト
    ック供給口に被分解炭化水素フィードを供給し、前記バ
    ーナーから煙道ガス流を煙道ガスダクト内に発生させて
    、炭化水素フィードを加熱し分解することから成る炭化
    水素分解方法。
12. （１２）第２管の温度を第２管長さの少なくとも煙道ガ
    スダクトの前記部分に対応する部分にわたって実質的に
    定常に維持するように、炉を操作する特許請求の範囲第
    １１項記載の方法。
13. （１３）少なくとも１個の細長い使い捨て心型の周囲に
    セラミック材料を注入し、セラミック材料を硬化させ、
    前記心型を破壊して、少なくとも１つの細長い貫通路を
    有するセラミックブロックを残し、前記少なくとも１つ
    の細長い貫通路内に熱交換管を挿入して、熱交換管の周
    囲の流路内にガスダクトが限定されるようにすることか
    ら成る輻射熱交換器形成方法。