(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化カルシウムと水との加水分解反応によりアセチレンガスを発生させるアセチレンの製造装置であって、
炭化カルシウムを充填した反応管と、
前記反応管の一端側に供給口が設けられた水を供給するための導管と、
前記反応管の他端側に設けられた生成ガスの取り出し口と、を備えることを特徴とするアセチレンの製造装置。
【請求項２】
前記供給口と前記取り出し口との間に、未反応の炭化カルシウムを存在させることを特徴とする請求項１に記載のアセチレンの製造装置。
【請求項３】
前記導管が複数の供給口を有し、
前記反応管の一端側から他端側に向かって所定の間隔で前記供給口が設けられるとともに、
前記導管から前記反応管へ水を供給する供給口が切り替え可能とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアセチレンの製造装置。
【請求項４】
前記供給口及び前記取り出し口が設けられた複数の前記反応管を有し、
前記反応管が切り替え可能とされていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアセチレンの製造装置。
【請求項５】
炭化カルシウムと水との加水分解反応によりアセチレンガスを発生させるアセチレンの製造方法であって、
炭化カルシウムが充填された反応管の一端側で、供給量を制御しながら水を供給してアセチレンガスを発生させ、
前記反応管内の未反応の炭化カルシウムと接触しながら当該反応管の一端側から他端側へ移動する前記アセチレンガスを、前記他端側から取り出すことを特徴とするアセチレンの製造方法。
【請求項６】
アセチレンガス中の水分濃度が１ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載のアセチレンの製造方法。
【請求項７】
前記反応管内に水を供給する位置を当該反応管の一端側から他端側へ切り替えることを特徴とする請求項５又は６に記載のアセチレンの製造方法。
【請求項８】
前記反応管への水の供給量に応じて、前記反応管内に水を供給する位置を切り替えることを特徴とする請求項７に記載のアセチレンの製造方法。
【請求項９】
前記反応管内の反応温度に応じて、前記反応管内に水を供給する位置を切り替えることを特徴とする請求項７に記載のアセチレンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アセチレンの製造装置及び製造方法の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アセチレンの製造方法としては、水と炭化カルシウムとを反応させてアセチレンを生成するカーバイド法のほか、天然ガスを含む石油系炭化水素を原料とする蓄熱式熱分解法、部分燃焼法、完全燃焼法、電弧法等が知られている。
【０００３】
これらの中でも、カーバイド法は、原料となる水及び炭化カルシウムが比較的安価に得られること、反応機構が単純であり、製造装置を安価に建設できること、及び製造条件が他の方法と比較して穏やかであり、高い温度を用いなくても済むこと等の利点がある。したがって、カーバイド法は、古典的な方法ながらもアセチレンの製造方法として広く一般的に行なわれている。
【０００４】
ところで、カーバイド法によるアセチレン製造装置には、以下の４つの方式が存在する。
第１の方式である投入式製造装置は、水を入れたタンクの中に炭化カルシウムの塊を投入してアセチレンを発生させる方式である。この方式では、副生する水酸化カルシウムと化学量論的に過剰分の水との混合物が発生して、泥乳状を呈する。
【０００５】
第２の方式である乾式製造装置は、投入式製造装置よりも減量である水の投入量を少なくして、粉末状の水酸化カルシウムが排出されるように注水を制御する方式である。
【０００６】
第３の方式である浸漬式製造装置は、炭化カルシウムを入れた籠を水に浸す構造をもつものである。
第４の方式である注水式製造装置は、ガスを発生させるときに必要な水を炭化カルシウムに注ぐ構造をもつものである。
【０００７】
このように、カーバイド法のいずれの方式も、下記式（１）に示す反応式によって、水（Ｈ２Ｏ）と炭化カルシウム（ＣａＣ２）とを原料として、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）と副生する水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）とを製造する方法である。したがって、炭化カルシウムの全量を効率よく消費しつくすためには、一方の原料である水を化学量論的に過剰に加えることが望ましいとされている。
ＣａＣ２＋２Ｈ２Ｏ→ＣａＣ２＋Ｃａ（ＯＨ）２＋１３４ｋＪ  ・・・（１）
【０００８】
しかしながら、大量の水に少量の炭化カルシウムを反応させる場合、反応熱を水に吸収させて急激な発熱を防ぐメリットがあるが、反応残渣として水酸化カルシウムが含まれる大量の水が発生するため、汚泥処理やアルカリ排水の処理が必要となる。これにより、カーバイド法によるアセチレンの製造装置は大型化しやすいという問題があった（特許文献１を参照）。
【０００９】
一方で、適量の水を炭化カルシウムに反応させる場合では、反応熱により周辺温度が上がりやすい問題がある。この反応熱は、局在的に未反応の水を沸点まで上昇させるので、発生したアセチレンには多量の水蒸気が含まれる。この水蒸気を除去するために、冷却トラップ、吸着剤または反応剤などの後処理のための追加設備が必要となるという問題あった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−３４８５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、水蒸気を含まない高純度のアセチレンガスを簡便に得られるアセチレンの製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、炭化カルシウムと水との加水分解反応によりアセチレンガスを発生させるアセチレンの製造装置であって、炭化カルシウムを充填した反応管と、前記反応管の一端側に供給口が設けられた水を供給するための導管と、前記反応管の他端側に設けられた生成ガスの取り出し口と、を備えることを特徴とするアセチレンの製造装置である。
【００１３】
また、本発明の請求項２に係る発明は、前記供給口と前記取り出し口との間に、未反応の炭化カルシウムを存在させることを特徴とする請求項１に記載のアセチレンの製造装置である。
【００１４】
また、本発明の請求項３に係る発明は、前記導管が複数の供給口を有し、前記反応管の一端側から他端側に向かって所定の間隔で前記供給口が設けられるとともに、前記導管から前記反応管へ水を供給する供給口が切り替え可能とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアセチレンの製造装置である。
【００１５】
また、本発明の請求項４に係る発明は、前記供給口及び前記取り出し口が設けられた複数の前記反応管を有し、前記反応管が切り替え可能とされていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアセチレンの製造装置である。
【００１６】
また、本発明の請求項５に係る発明は、炭化カルシウムと水との加水分解反応によりアセチレンガスを発生させるアセチレンの製造方法であって、炭化カルシウムが充填された反応管の一端側で、供給量を制御しながら水を供給してアセチレンガスを発生させ、前記反応管内の未反応の炭化カルシウムと接触しながら当該反応管の一端側から他端側へ移動する前記アセチレンガスを、前記他端側から取り出すことを特徴とするアセチレンの製造方法である。
【００１７】
また、本発明の請求項６に係る発明は、アセチレンガス中の水分濃度が１ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載のアセチレンの製造方法である。
【００１８】
また、本発明の請求項７に係る発明は、前記反応管内に水を供給する位置を当該反応管の一端側から他端側へ切り替えることを特徴とする請求項５又は６に記載のアセチレンの製造方法である。
【００１９】
また、本発明の請求項８に係る発明は、前記反応管への水の供給量に応じて、前記反応管内に水を供給する位置を切り替えることを特徴とする請求項７に記載のアセチレンの製造方法である。
【００２０】
また、本発明の請求項９に係る発明は、前記反応管内の反応温度に応じて、前記反応管内に水を供給する位置を切り替えることを特徴とする請求項７に記載のアセチレンの製造方法である。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明のアセチレンの製造装置及び製造方法によれば、炭化カルシウムを充填した反応管と、反応管の一端側に供給口が設けられた水を供給するための導管と、反応管の他端側に設けられた生成ガスの取り出し口と、を備えており、炭化カルシウムが充填された反応管の一端側で、供給量を制御しながら水を供給してアセチレンガスを発生させ、反応管内の未反応の炭化カルシウムと接触しながら反応管の一端側から他端側へ移動するアセチレンガスを、他端側から取り出す構成となっている。
このため、炭化カルシウムと水との加水分解反応時の発熱によって未反応の水が水蒸気となり、アセチレンガスに同伴されて生成ガスの取り出し口に向かう際に未反応の炭化カルシウムと反応させることができる。これにより、水蒸気を効率よく除去することができる。したがって、水蒸気を含まない高純度のアセチレンガスを簡便に得られるアセチレンの製造装置及び製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明を適用した第１の実施形態であるアセチレンの製造装置を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明を適用した第２の実施形態であるアセチレンの製造装置を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明を適用した第３の実施形態であるアセチレンの製造装置を示す模式図である。
【図４】図４は、従来のアセチレンの製造装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明を適用したアセチレンの製造装置の第１の実施形態について、これを用いるアセチレンの製造方法とともに、図面を用いて詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００２４】
図１は、本発明を適用したアセチレンの製造装置の第１の実施形態を示すものである。図１に示すように、本実施形態のアセチレンの製造装置（以下、単に「製造装置」という）１０は、炭化カルシウム１ａが充填された反応管１と、供給口２ａを有する導管２と、取り出し口３ａを有する取り出し経路３とを備えて概略構成されている。
【００２５】
反応管１は、耐薬品性及び耐圧性を備えた筒状の反応容器である。容器の形状については、特に限定されるものではない。反応管１の内部には、アセチレンの原料である炭化カルシウム１ａが充填されている。また、反応管１の周壁部には、一端側１Ａから他端側１Ｂに向かって所定の間隔を空けて複数の温度計４ａ〜４ｃが設けられており、反応管１の内部の温度を計測可能とされている。さらに、反応管１には、内部の圧力を確認するための圧力計５が設けられている。なお、反応管１の内部の圧力は、アセチレン発生時に０．２ＭＰａゲージ程度となる。したがって、反応管１は、少なくともそれ以上の耐圧性能を有することが好ましい。
【００２６】
炭化カルシウム１ａは、反応管１の形状に対して粒子のサイズや形状が大きいと、炭化カルシウム粒子間の空間が大きくなり、水蒸気と反応する表面積が不足して発生したアセチレンガスに同伴される水分量も多くなってしまう。これを抑制するために、反応管１内への炭化カルシウム１ａの充填密度は、１．０ｋｇ／Ｌ以上であることが好ましく、１．３ｋｇ／Ｌ以上であることがより好ましい。したがって、本実施形態の炭化カルシウム１ａには、上記充填密度が得られる程度の粒子のサイズ及び形状を選択することが好ましい。
【００２７】
しかしながら、反応管１への炭化カルシウム１ａの充填密度が過多になると、反応管１中における生成したアセチレン等のガスの流れが悪くなってしまう。反応管１の他端側（出口側）１Ｂが閉塞していない場合であっても反応管１内部の圧力が高くなってしまうため、具体的には、アセチレン発生時において反応管１内部の圧力が０．２ＭＰａゲージを超えないような充填密度とすることが好ましい。
【００２８】
導管２は、反応管１内に水を供給するために設けられた水の供給経路である。導管２の先端は、供給口２ａとなっている。そして、この供給口２ａは、反応管１の内部であって一端側１Ａに配置されている。
【００２９】
なお、本実施形態において導管２の供給口２ａから反応管１の内部への水分添加は、直接液体の水を添加する方法に限定されるものではなく、ガスに同伴した水蒸気を添加する方法としてもよい。
【００３０】
また、反応管１の形状と、導管２の供給口２ａの設置状態によっては、水分を添加する位置が局所的になり、この局所的な反応だけで反応が終了してしまうおそれがある。かかる場合、さらに水を添加しても反応管１に充填された未反応の炭化カルシウム１ａとの反応が進行しないため、導入した炭化カルシウムに対する量的な反応効率が低下してしまうおそれがある。このため、導管２の供給口２ａの形態としては、例えば、透過膜を用いた形態とすることにより、反応管１内への水分の添加位置が局所的になることをさけることができる。これにより、反応管１内の炭化カルシウム１ａと水との反応が全体的に進行するため、導入した炭化カルシウムに対する量的な反応効率を向上させることができる。
【００３１】
取り出し経路３は、反応管１内から生成したアセチレンガスを取り出す（排出する）ために設けられたガスの取り出し経路である。取り出し経路３の一端３ａは、反応管１の他端側１Ｂに接続されている。また、取り出し経路３の他端３ｂは、アセチレンガスを取り出し可能とされている。なお、取り出し経路３の一端３ａが、アセチレンガス（生成ガス）の取り出し口となる。
【００３２】
次に、アセチレンの製造装置１０を用いた本実施形態のアセチレンの製造方法（以下、単に「製造方法」という）について説明する。
本実施形態のアセチレンの製造方法は、反応管１内に水を供給する工程と、反応管１内から生成したアセチレンガスを取り出す工程と、から概略構成されている。
【００３３】
（水の供給工程）
先ず、反応管１内に水を供給する。具体的には、図１に示すように、導管２の先端の供給口２ａから反応管１内の一端側１Ａに、水を少量ずつ制御しながら添加する。これにより、下記式に示すような加水分解反応が進行して、アセチレンガスが発生する。
ＣａＣ２＋２Ｈ２Ｏ→ＣａＣ２＋Ｃａ（ＯＨ）２＋１３４ｋＪ
【００３４】
本実施形態の製造方法では、反応管１内への水の供給量は、加水分解反応での反応熱を温度計４ａ〜４ｃによってモニターし、過剰な温度上昇が起きないように制御する。加えて、反応管１の内部圧力を圧力計５によってモニターし、過剰に高くならないように制御する。具体的には、水の供給量としては、例えば３００ｃｃの反応管に対して、１〜５ｍｌ程度とし、反応による圧力上昇および温度上昇を加味しながら、供給量と時間を調整する。
【００３５】
（アセチレンの取り出し工程）
次に、反応管１内から生成したアセチレンガスを取り出す。具体的には、図１に示すように、反応管１の一端側１Ａで生成したアセチレンガスを当該反応管１の他端側１Ｂに設けられた取出し口（一端）３ａから取り出し経路３を経て他端３ｂから回収する。
【００３６】
ところで、図４に示すように、従来のアセチレンガスの製造装置１１０は、底部側（一端側）１Ａに炭化カルシウム１０１ａを充填した反応管１０１と、反応管１０１の上部側（他端側）１０１Ｂに供給口１０２ａが設けられた水を添加するための供給管１０２と、反応管１０１の上部側（他端側）１０１Ｂに設けられた生成ガスの取り出し口１０３ａを有する排出管１０３と、を備えて概略構成されている。
【００３７】
そして、この製造装置１１０を用いた従来のアセチレンガスの製造方法は、図４に示すように、反応管１０１の上部側１０１Ｂに設けられた供給口１０２ａから水を添加して炭化カルシウムと反応させ、生成するアセチレンガスを反応管１０１の同じく上部側１０１Ｂに設けられた取出し口１０３ａから回収する構成となっている。
【００３８】
ここで、従来の製造方法では、供給口１０２ａから反応管１０１へ水を添加する際、特段供給量を制御することなく、大量に添加していた。このため、水の添加とともに炭化カルシウムと激しく反応して大量の熱が発生し、反応管１０１の内部圧力が高くなる。したがって、従来の製造装置１１０に用いる反応管１０１は、耐熱性及び耐圧性が必要となるため、装置コストが上昇するという問題があった。
【００３９】
また、反応時の熱によって反応管１０１内の温度が上昇するため、未反応の水が水蒸気となり、アセチレンガスに同伴されて取り出し口１０３ａから排出されてしまっていた。したがって、水分濃度が低いアセチレンガスを製造するには、製造装置１１０の後段に水分除去設備を設ける必要があった。
【００４０】
さらに、水と炭化カルシウムとの反応が、反応管１０１の上部側１０１Ｂにおいて局所的に進行し、反応管１０１の底部側１０１Ａにおいて反応が進行しない場合が生じるため、反応管１０１内に導入した炭化カルシウムに対する量的な反応効率が低くなるという問題があった。
【００４１】
これに対して、本実施形態の製造装置１０を用いた製造方法によれば、導管２の先端の供給口２ａから供給量を制御しながら水を添加するため、反応管１の反応熱及び内部圧力の過剰な上昇を抑制することができる。これにより、製造装置１に用いる反応管１として簡便な容器を適用することができる。
【００４２】
また、図１に示すように、製造装置１０では、供給口２ａと取り出し口３ａとを反応管１の両端側となるように離して設けることにより、供給口２ａと取り出し口３ａとの間に、未反応の炭化カルシウム１ａを存在させる構成としている。これにより、反応管１内の未反応の炭化カルシウム１ａと接触しながら当該反応管１の一端側１Ａから他端側１Ｂへ移動するアセチレンガスを、他端側１Ｂから取り出すことになる。したがって、未反応の水が水蒸気となり、アセチレンガスに同伴された場合であっても、未反応の炭化カルシウムによって確実に取り除くことができ、取り出し口３ａから排出されることがない。
なお、本実施形態の製造方法によれば、各種条件と調整することにより、アセチレンガス中の水分濃度を１ｐｐｍ以下にすることも可能である。
【００４３】
さらに、本実施形態の製造方法によれば、反応管１内への水分の添加位置が局所的になることをさけることにより、反応管１内の炭化カルシウム１ａと水との反応が全体的に進行させて、導入した炭化カルシウムに対する量的な反応効率を向上させることができる。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態のアセチレンの製造装置１０によれば、炭化カルシウム１ａを充填した反応管１と、反応管１の一端側１Ａに供給口２ａが設けられた水を供給するための導管２と、反応管１の他端側１Ｂに設けられた生成ガスの取り出し口３ａと、を備えた構成となっている。
また、本実施形態のアセチレンの製造方法によれば、炭化カルシウム１ａが充填された反応管１の一端側１Ａで、供給量を制御しながら水を供給してアセチレンガスを発生させ、反応管１内の未反応の炭化カルシウム１ａと接触しながら反応管１の一端側１Ａから他端側１Ｂへ移動するアセチレンガスを、他端側１Ｂから取り出す構成となっている。
このため、炭化カルシウムと水との加水分解反応時の発熱によって未反応の水が水蒸気となり、アセチレンガスに同伴されて生成ガスの取り出し口３ａに向かう際に未反応の炭化カルシウム１ａと反応させることができる。これにより、水蒸気を効率よく除去することができる。したがって、水蒸気を含まない高純度のアセチレンガスを簡便に得られるアセチレンの製造装置１０及び製造方法を提供することができる。
【００４５】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明を適用した第２の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態のアセチレンの製造装置１０とは異なる構成となっている。このため、図２を用いて本実施形態のアセチレンの製造装置及び製造方法について説明する。したがって、本実施形態のアセチレンの製造装置については、第１の実施形態と同一の構成部分については同じ符号を付すると共に説明を省略する。
【００４６】
図２に示すように、本実施形態のアセチレンの製造装置２０では、図１に示す導管２に代えて、３つの供給口２２ａ，２２ｂ，２２ｃを有する導管２２を備える構成となっている。したがって、それ以外の構成については、第１の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【００４７】
本実施形態の導管２２は、図２に示すように、３つの供給経路に分岐されており、反応管１の一端側１Ａから他端側１Ｂに向かってそれぞれの供給口２２ａ，２２ｂ，２２ｃが所定の高さに所定の間隔で配置されている。また、３つの供給経路には、それぞれ開閉バルブＶ１〜Ｖ３が設けられており、これらのバルブの開閉状態を適宜選択することにより、反応管１に水を供給する際、任意の高さの供給口を選択可能とされている。
【００４８】
次に、本実施形態の製造装置２０を用いたアセチレンの製造方法について説明する。先ず、導管２２の開閉バルブＶ１を開放し、開閉バルブＶ２及びＶ３を閉止する。これにより、反応管１の一端側１Ａに設けられた供給口２２ａから反応管１内に水を供給する。そして、炭化カルシウムと水との加水分解反応によって生成したアセチレンを取り出し口３ａから回収する。
【００４９】
ここで、供給口２２ａからの水の供給による反応管１内の局所的な加水分解反応が終了したことを、温度計４ａの温度上昇を確認したら、開閉バルブＶ１を閉止するとともに開閉バルブＶ２を開放する。これにより、供給口２２ａよりも取り出し口３ａに近い高さに設けられた供給口２２ｂから、新たに反応管１内に水を供給することができる。温度計４ｂの温度上昇を確認した場合も同様に、開閉バルブＶ２を閉止するとともに開閉バルブＶ３を開放する。
【００５０】
このように、反応管１内に水を供給する位置を当該反応管１の一端側１Ａから他端側１Ｂへ順次切り替えて水分添加位置を移動させることで、反応管１内に充填された炭化カルシウム１ａに対する量的な反応効率を向上させることができる。
また、発生したアセチレンの流れ場に対して、上流側から水分を順に添加することで、反応熱で発生した水蒸気を下流側の炭化カルシウムで反応させて確実に除去することができる。
【００５１】
なお、反応管１内に水を供給する位置を切り替えるタイミングとしては、上述したように、反応管１内の反応温度に応じて行なうことが好ましい。
また、反応管１内への水の供給量に応じて、反応管１内に水を供給する位置を切り替えても良い。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態のアセチレンの製造装置２０によれば、反応管１の一端側１Ａから他端側１Ｂに向かって異なる位置に複数の供給口２２ａ，２２ｂ，２２ｃを有する構成となっている。また、本実施形態のアセチレンの製造方法によれば、反応管１内に水を供給する位置を当該反応管１の一端側１Ａから他端側１Ｂへ順次切り替えて水分添加位置を移動させる構成となっている。これにより、反応管１内に充填された炭化カルシウム１ａに対する量的な反応効率を向上させることができる。
【００５３】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明を適用した第３の実施形態について説明する。本実施形態では、第１及び第２の実施形態のアセチレンの製造装置１０，２０とは異なる構成となっている。このため、図３を用いて本実施形態のアセチレンの製造装置及び製造方法について説明する。したがって、本実施形態のアセチレンの製造装置については、第１及び第２の実施形態と同一の構成部分については同じ符号を付すると共に説明を省略する。
【００５４】
図３に示すように、本実施形態のアセチレンの製造装置３０では、図２に示した導管２を備えた反応管１と、同様の構成を有する反応管１’とを２筒備える構成となっている。さらに、図３に示すように、この反応管１，１’同士を接続する経路Ｌ１〜Ｌ１０と、開閉バルブＶ１〜Ｖ１６とを備える構成となっている。したがって、それ以外の構成については、第１及び第２の実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【００５５】
次に、本実施形態の製造装置３０を用いたアセチレンの製造方法について説明する。
先ず、第２の実施形態の製造方法と同様に、導管２２の開閉バルブＶ１を開放し、開閉バルブＶ２及びＶ３を閉止する。これにより、反応管１の一端側１Ａに設けられた供給口２２ａから反応管１内に水を供給する。そして、炭化カルシウムと水との加水分解反応によって生成したアセチレンを取り出し口３３ａから回収する。
【００５６】
次に、供給口２２ａからの水の供給による反応管１内の局所的な加水分解反応が終了したことを、温度計４ａの温度上昇を確認したら、開閉バルブＶ１を閉止するとともに開閉バルブＶ２を開放する。これにより、供給口２２ａよりも取り出し口３３ａに近い高さに設けられた供給口２２ｂから、新たに反応管１内に水を供給することができる。
【００５７】
さらに、温度計４ｂの温度上昇を確認した場合も同様に、開閉バルブＶ２を閉止するとともに開閉バルブＶ３を開放する。これにより、供給口２２ｂよりも取り出し口３３ａに近い高さに設けられた供給口２２ｃから、新たに反応管１内に水を供給することができる。
【００５８】
ここで、反応管１に水を供給する際に、供給口２２ａ〜２２ｃへと切り替えていくと、生成するアセチレンガスに同伴される水蒸気の除去及び反応管１内に充填された炭化カルシウム１ａに対する量的反応を効率よく実施することができる。
しかしながら、供給口２２ａ及び供給口２２ｂから水を供給する際に、他端側１Ｂの炭化カルシウムは水蒸気との反応が進み、ついには反応管１内の未反応の炭化カルシウムが完全に消費されて無くなってしまう。よって反応管１内で発生したアセチレンからは時間が経過するにしたがい、水蒸気の同伴が多くなってしまうおそれがある。
【００５９】
したがって、本実施形態の製造装置３０は、反応管を２筒以上用意して、一方の反応管１から発生させたアセチレンを他方の反応管１’を通気させて、反応管１’内に充填されている未反応の炭化カルシウムによって水蒸気を除去する構成となっている。
【００６０】
具体的には、反応管１における導管２２の開閉バルブＶ１及びＶ２を閉止し、開閉バルブＶ３を開放すると同時に、装置３０において開閉バルブＶ４〜Ｖ９を開放状態とし、開閉バルブＶ１１〜Ｖ１６を閉止状態とする。これにより、反応管１で生成したアセチレンは取り出し口３３ａから経路Ｌ１〜Ｌ４を経て反応管１’の底部となる一端側１Ａ’から当該反応管１’に供給される。そして、反応管１’内でアセチレンガスに同伴される水蒸気が反応管１’内に充填されている炭化カルシウム１ａ’と反応することとなる。水蒸気が除去されたアセチレンガスは、反応管１’の上部となる他端側１Ｂ’に設けられた取り出し口３３ａ’から経路Ｌ５〜Ｌ７を経て装置外へと供給する。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態のアセチレンの製造装置３０及び製造方法によれば、一方の反応管１で発生させたアセチレンを他方の反応管１’に通気させることで、アセチレンの発生箇所と取り出し口３３ａ’との間に未反応の炭化カルシウムを十分確保することができる。これにより、一方の反応管１に充填された炭化カルシウムの全てをアセチレンの発生に用いることができる。したがって、反応管１内に充填された炭化カルシウム１ａに対する量的な反応効率をさらに向上させることができる。
【００６２】
また、一方の反応管１での加水分解反応が収束し、十分な量の炭化カルシウムがなくなった時点で、他方の反応管１’での水分添加を開始する。これにより、アセチレンの発生を止めることなく反応管を切り替えることができる。
この直後に反応終了後の反応管１を新しい炭化カルシウムが充填された反応管と交換し、その後他方の反応管１’で発生させているアセチレンガスを新しい反応管に通気することで、水蒸気を除去したアセチレンを連続的に発生させることができる。
【００６３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記第１〜第３の実施形態では、水の供給口を反応管の底部に、ガスの取り出し口を上部に設ける構成としているが、反対側であっても構わない。
【００６４】
また、上記第１〜第３の実施形態では、水の供給口及びガスの取り出し口を反応管の上下方向となるように縦置きに設置しているが、水の供給口及びガスの取り出し口を反応管の左右方向となるように横置きに設置しても構わない。
【００６５】
以下、具体例を示す。
（実施例）
図３に示すアセチレンの製造装置を用いてアセチレンガスを発生させた。そして、発生させたアセチレンのスペクトルを、フーリエ変換赤外分光光度計を用いて測定した。
その結果、発生させたアセチレンガスからは、水分は検出されなかった。
なお、測定に用いたフーリエ変換赤外分光光度計の水分の検出下限は、およそ１ｐｐｍ程度であった。
【００６６】
（比較例）
図４に示すアセチレンの製造装置を用いてアセチレンガスを発生させた。そして、発生させたアセチレンのスペクトルを、フーリエ変換赤外分光光度計を用いて測定した。
その結果、発生させたガスには、およそ４０００ｐｐｍ程度の水蒸気が含まれていることを確認した。
【符号の説明】
【００６７】
１，１’・・・反応管
１Ａ・・・一端側
１Ｂ・・・他端側
１ａ・・・炭化カルシウム
２，２２・・・導管
２ａ・・・供給口
３・・・取り出し経路
３ａ・・・取り出し口
４ａ〜４ｃ・・・温度計
５・・・圧力計
１０，２０，３０・・・アセチレンの製造装置
【図１】
0005557535.tif 000002
【図２】
0005557535.tif 000003
【図３】
0005557535.tif 000004
【図４】
0005557535.tif 000005