(57)【要約】  本発明の一実施形態に係る熱分解炉（１００）では、反応管（１）は、筐体（４）の底面と平行に伸び、側面（２０Ａ）・（２０Ｂ）の手前でＵ字に折れ曲がって垂直な方向に並ぶ複数段の平行部を形成しており、バーナー（２）は、反応管（１）の最も低い部分の高さ位置と最も高い部分の高さ位置との間の中央位置より下側に設けられているため、反応管（１）内における温度をより均一に保つことができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、当該筐体内に収納されている反応管と、当該反応管を加熱するためのバーナーとを備え、
上記反応管は、上記筐体内で上記筐体の底面と平行に伸びるとともに、上記筐体の第１の側面の手前および第１の側面と対向する上記筐体の第２の側面の手前でＵ字に折れ曲がることによって、上記底面に対して垂直な方向に並ぶ複数段の平行部を形成しており、
少なくとも１つの上記バーナーは、上記筐体の側面において、上記反応管の最も低い部分の高さ位置と最も高い部分の高さ位置との間の中央位置より下側に設けられている、熱分解炉。
【請求項２】
上記バーナーの何れもが、上記中央位置より下側に設けられている、請求項１に記載の熱分解炉。
【請求項３】
上記中央位置より下側に２つ以上の上記バーナーが設けられており、上記中央位置より下側にある上記バーナーの少なくとも何れか１つは第１の高さ位置に設けられており、上記中央位置より下側にある上記バーナーの別の少なくとも何れか１つは当該第１の高さ位置と異なる第２の高さ位置に設けられている、請求項１または２に記載の熱分解炉。
【請求項４】
上記第１の高さ位置は、上記最も低い部分の高さ位置と上記中央位置との間の中央位置よりも上側であり、上記第２の高さ位置は上記第１の高さ位置よりも低い位置である、請求項３に記載の熱分解炉。
【請求項５】
上記反応管は、
前半部および後半部を有しており、
当該前半部および当該後半部のそれぞれにおいて、上記筐体内で上記筐体の上記底面と平行に伸びるとともに、上記第１の側面の手前および上記第２の側面の手前でＵ字に折れ曲がることによって、上記底面と垂直な方向に並ぶ複数段の平行部を形成しており、
当該前半部の最下段に原料流入口を有し、当該後半部の最下段に生成物流出口を有しており、
当該前半部の最上段と当該後半部の最上段とが連結されてなるものである、請求項１〜４の何れか１項に記載の熱分解炉。
【請求項６】
上記バーナーは、炎が上記反応管に直接当たらない距離に配置されている、請求項１〜５の何れか１項に記載の熱分解炉。
【請求項７】
上記反応管よりも高い位置に排気口が設けられている、請求項１〜６の何れか１項に記載の熱分解炉。
【請求項８】
熱分解炉において反応管内に原料を通過させて熱分解する、熱分解生成物の製造方法であって、
上記熱分解炉の筐体内で当該筐体の底面と平行に伸びるとともに、当該筐体の第１の側面の手前および第１の側面と対向する当該筐体の第２の側面の手前でＵ字に折れ曲がることによって、当該底面に対して垂直な方向に並ぶ複数段の平行部を形成している反応管に、上記原料を通過させ、かつ
バーナーのうち少なくとも１つを、上記筐体の側面において、上記反応管の最も低い部分の高さ位置と最も高い部分の高さ位置との間の中央位置より下側で使用することによって上記反応管を加熱する、熱分解生成物の製造方法。
【請求項９】
バーナーの何れもを、上記中央位置より下側で使用することによって上記反応管を加熱する、請求項８に記載の熱分解生成物の製造方法。
【請求項１０】
上記反応管は、
前半部および後半部を有しており、
当該前半部および当該後半部のそれぞれにおいて、上記筐体内で上記筐体の上記底面と平行に伸びるとともに、上記第１の側面の手前および上記第２の側面の手前でＵ字に折れ曲がることによって、上記底面と垂直な方向に並ぶ複数段の平行部を形成しており、
当該前半部の最下段に原料流入口を有し、当該後半部の最下段に生成物流出口を有しており、
当該前半部の最上段と当該後半部の最上段とが連結されてなるものである、請求項８または９に記載の熱分解生成物の製造方法。
【請求項１１】
上記バーナーの炎を、上記反応管に直接当てない、請求項８〜１０の何れか１項に記載の熱分解生成物の製造方法。
【請求項１２】
上記原料は１−クロロ−１，１−ジフルオロエタンであり、上記熱分解生成物はフッ化ビニリデンである、請求項８〜１１の何れか１項に記載の熱分解生成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応管とバーナーとを備えている熱分解炉、および熱分解生成物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ある種の化学物質を製造する方法として、別の化学物質を熱分解して得る方法がある。例えば、フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）を製造する方法として、１−クロロ−１，１−ジフルオロエタン（Ｒ−１４２ｂ）を熱分解する方法がある（例えば、特許文献１）。Ｒ−１４２ｂを加熱する工程において、熱分解炉を用いる場合がある（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特許公報「特公昭４２−１６２８２号公報（１９６７年９月４日公開）」
【特許文献２】中国特許出願公開第ＣＮ１０１００３４６０号（２００７年７月２５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
熱分解炉では、例えば、液体または気体の原料を、加熱した反応管内を通過させ、その間に反応管内で熱分解させて、所望の生成物を製造する。この際、分解収率の観点から、反応管内における原料および生成物の温度を出来るだけ均一に保つことが好ましい。【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、反応管内における温度をより均一に保つ熱分解炉、および反応管内における温度をより均一に保ちつつ熱分解を行う熱分解生成物の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る熱分解炉は、筐体と、当該筐体内に収納されている反応管と、当該反応管を加熱するためのバーナーとを備え、上記反応管は、上記筐体内で上記筐体の底面と平行に伸びるとともに、上記筐体の第１の側面の手前および第１の側面と対向する上記筐体の第２の側面の手前でＵ字に折れ曲がることによって、上記底面に対して垂直な方向に並ぶ複数段の平行部を形成しており、少なくとも１つの上記バーナーは、上記筐体の側面において、上記反応管の最も低い部分の高さ位置と最も高い部分の高さ位置との間の中央位置より下側に設けられている。【０００７】
本発明に係る熱分解生成物の製造方法は、熱分解炉において反応管内に原料を通過させて熱分解する、熱分解生成物の製造方法であって、上記熱分解炉の筐体内で当該筐体の底面と平行に伸びるとともに、当該筐体の第１の側面の手前および第１の側面と対向する当該筐体の第２の側面の手前でＵ字に折れ曲がることによって、当該底面に対して垂直な方向に並ぶ複数段の平行部を形成している反応管に、上記原料を通過させ、かつバーナーのうち少なくとも１つを、上記筐体の側面において、上記反応管の最も低い部分の高さ位置と最も高い部分の高さ位置との間の中央位置より下側で使用することによって上記反応管を加熱する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によって、反応管内における温度をより均一に保つ熱分解炉、および反応管内における温度をより均一に保ちつつ熱分解を行う熱分解生成物の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱分解炉の横から見た部分分解図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る熱分解炉の上から見た断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る熱分解炉の正面から見た断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る熱分解炉に設けられているバーナーの構造の一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔熱分解炉〕
本発明に係る熱分解炉の一実施形態について、図１〜４を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態における熱分解炉の横から見た部分分解図を示しており、右半分が筐体の外側から見た状態、左半分が筐体内の状態を示している。図２は、本発明の一実施形態における熱分解炉の上から見た断面図を示している。図３は、本発明の一実施形態における熱分解炉の正面から見た断面図を示している。なお、図１〜３は模式図であり、正確な寸法および位置を示すものではない。
【００１１】
本実施形態の熱分解炉１００は、図１に示すように、筐体４、反応管１、筐体４に設けられたバーナー取付口（図示せず）に取り付けられている複数のバーナー２、および排気口３を備えている。また、バーナー２が取り付けられていないバーナー取付口には蓋１０が取り付けられている。熱分解炉１００は、原料を熱分解することによって熱分解生成物を製造するための炉である。原料およびその熱分解生成物は特に限定されないが、例えば、原料としてはＲ−１４２ｂ、その熱分解生成物としてはＶＤＦであることが挙げられる。
【００１２】
以下に熱分解炉１００の各構成の詳細を説明する。
【００１３】
（反応管１）
反応管１は、Ｕ字型連続構造を有している１本の管である。反応管１は、図１に示すように、熱分解炉１００の筐体４の内部に設けられている。ただし、反応管１の両端は、筐体４を貫通し、筐体４外に出ている。反応管１の一端である原料流入口５から原料が流入し、反応管１の内部を通って、反応管１の他端である生成物流出口６から熱分解生成物および未反応の原料等が流出する。
【００１４】
より具体的に反応管１の構造を説明する。反応管１は、筐体４の側面２０Ａ（第１の側面）を筐体４外から筐体４内へと貫いて、筐体４内で筐体４の底面と平行に伸びて平行部を形成し、側面２０Ａと対向する側面２０Ｂ（第２の側面）の手前で上方向（底面と垂直で底面から離れる方向）にＵ字に折れ曲がっている。そして、側面２０Ａに向かって筐体４の底面と再び平行に伸びて平行部を形成し、側面２０Ａの手前で上方向にＵ字に折れ曲がっている。再び側面２０Ｂへ向かって筐体４の底面と平行に伸びて平行部を形成し、側面２０Ｂの手前で上方向にＵ字に折れ曲がっている。これを繰り返して、反応管１は、筐体４内で筐体４の底面と平行に伸びるとともに、側面２０Ａの手前および側面２０Ｂの手前でＵ字に折れ曲がることによって、筐体４の底面に対して垂直な方向に並ぶ複数段の平行部を形成している上昇管部（前半部）７を構成している。反応管１は、一定の高さまで達したところで側面２０Ｄ側にＵ字に折れ曲がり、上昇管部７と同様に筐体４の底面と平行に伸びて平行部を形成し、側面２０Ａの手前および側面２０Ｂの手前で繰り返し下方向（底面と垂直で底面に近づく方向）にＵ字に折れ曲がっている。このようにして、反応管１は、筐体４内で筐体４の底面と平行に伸びるとともに、側面２０Ａの手前および側面２０Ｂの手前でＵ字に折れ曲がることによって、筐体４の底面に対して垂直な方向に並ぶ複数段の平行部を形成している下降管部（後半部）８を構成している。そして、反応管１は側面２０Ａを筐体４内から筐体４外へと貫いて、筐体４外に出ている。なお、熱分解炉１００では、反応管１の両端は側面２０Ａから筐体４外に出ているが、原料流入口５および生成物流出口６の何れか一方が側面２０Ｂから筐体４外に出ていてもよい。上昇管部７の最下段には原料流入口５が設けられ、下降管部８の最下段には生成物流出口６が設けられている。また、上昇管部７の最上段と下降管部８の最上段とは連結されている。
【００１５】
ここで、図１および図３に示すように、上昇管部７と下降管部８とは、上昇管部７の平行部と下降管部８の平行部とが同一水平面にないように、互いにずれて配置されている。上昇管部７と下降管部８とが互いにずれて配置されていることによって、バーナー２から反応管１への伝熱効率が良いという利点がある。なお、熱分解炉１００では、上昇管部７が下降管部８よりも上にずれて配置されているが、上昇管部７が下降管部８よりも下にずれて配置されていてもよい。折り返された反応管１の平行部は、等間隔で底面と垂直な方向に並んでいる。等間隔であることによって、反応管１の各段の温度の均一性が保ち易いという利点がある。上昇管部７および下降管部８の段数は特に限定されず、筐体４の寸法、反応管１の内径および長さ、ならびに原料およびその熱分解生成物等に応じて適宜決めればよい。一例として、熱分解炉１００では、上昇管部７および下降管部８はそれぞれ１９段である。すなわち、上昇管部７は下から上に向かって反応管１の１〜１９段目を構成し、下降管部８は上から下に向かって反応管１の２０〜３８段目を構成している。
【００１６】
なお、本明細書において「Ｕ字型連続構造」とは、このように、１本の管が２箇所以上でＵ字に折れ曲がっている構造を指す。Ｕ字型連続構造を有している反応管は、１本の管を複数回折り曲げて作製されたものでもよいし、複数の管を溶接等によって１本の反応管にしたものでもよい。したがって、熱分解炉１００の反応管１は、例えば、上昇管部７と下降管部８とを別々に作製し、溶接によって１本としたものであってもよい。また、反応管の各段は他の段と接触していてもよいし、接触していなくてもよい。
【００１７】
反応管１の寸法は、特に限定されないが、例えば、内径４１ｍｍ〜１０３ｍｍ、長さ１００ｍ〜４００ｍであり、好ましくは内径５３ｍｍ〜９０ｍｍ、長さ１５０ｍ〜３００ｍであり、特に好ましくは内径７８ｍｍ、長さ約２３０ｍである。
【００１８】
反応管１の材質は、特に限定されないが、高温における耐蝕性の観点からニッケル、ステンレス鋼、およびチタン等が好ましく、なかでも、ニッケルがより好ましい。
【００１９】
反応管１は、Ｕ字型連続構造を有することによって、筐体４内に収容可能な長さを長くすることができる。そのため、原料の滞留時間を長くすることができる。原料の滞留時間を長くすることによって、反応温度を従来よりも低く設定することができる。
【００２０】
（バーナー２）
バーナー２は、反応管１を加熱するために用いられる。バーナー２は、反応管１を加熱することによって、反応管１内の温度を上昇させる。なお、本明細書において、「反応管を加熱する」とは反応管に熱を加えることを指し、反応管に炎を直接当てて反応管に熱を加えることも、反応管に炎を直接当てずに反応管の周りの空間の温度を上昇させ、輻射熱によって反応管に熱を加えることも包含される。
【００２１】
各バーナー２は、炎照射口３１を筐体４内に向けた状態で、筐体４の側面２０Ｃまたは側面２０Ｄに設けられている。バーナー２は、炉（例えば、熱分解炉）において用いられる公知のバーナーでよい。バーナー２は、炎が広がるタイプであることが好ましい。炎が広がるタイプのバーナーを用いることによって、一点に集中して照射するよりも、反応管１内の温度をより均一に保つことができる。バーナー２の具体的な構造の一例を図４に示す。図４は、バーナー２の一部分を示している。図４に示すバーナー２はフラットフレームバーナーである。バーナー２の燃料としては、例えば、空気およびＬＮＧ（例えば、メタン、エタン、およびプロパン等）等が挙げられるが、用いるバーナー２のタイプ等に応じて選択すればよい。バーナー２が、炎が広がらないタイプである場合、炎照射口３１と反応管１との間に、炎を広げるための金網を設けることが好ましい。
【００２２】
バーナー２の個数は特に限定されず、１個または２個以上である。熱分解炉１００では、側面２０Ｃに８個、側面２０Ｄに８個の合計１６個のバーナー２が設けられている。側面２０Ｃおよび側面２０Ｄには、それぞれバーナー２が下段に４個、中段に４個設けられている。
【００２３】
ここで、下段および中段のバーナー２は何れも、反応管１の最も低い部分の高さ位置（図３では３８段目の下部に相当する高さ位置）と最も高い部分の高さ位置（図３では１９段目の上部に相当する高さ位置）との間の中央の位置（以下、「反応管１の５０％の高さ位置」という）より下側に設けられている。下段および中段のバーナー２によって、反応管１のうち低い位置にある部分を効率的に加熱することができる。そして、暖められた気体は密度が低く上方へ向かう性質があるため、下段および中段のバーナー２によって暖められた反応管１の周りの空気は、上方へと流れる。そのため、反応管１のうち中段よりも高い位置にある部分を、当該空気からの熱によって加熱することができる。したがって、反応管１内における温度差を抑え、反応管１内における温度をより均一に保つことができる。
【００２４】
バーナー２は、反応管１の５０％の高さ位置より上側にある上段にさらに設けられていてもよいが、下段および中段にのみ設けられていることが好ましい。上段にバーナー２を設けない（あるいは、設けるが使用しない）方が、上段にバーナー２を設けて使用する場合と比べて、反応管１内における温度差がより小さくなるからである（下記の実施例も参照）。上段にバーナー２を設けない（あるいは、設けるが使用しない）方が、反応管１のうち高い位置における温度の上昇が抑えられる。そのため、上段にバーナー２を設けて使用する場合と比べて、下段および中段のバーナー２の火力を強くすることができる。よって、反応管１のうち低い位置における温度をより高くすることができる。そのため、反応管１内における温度差をより抑え、反応管１内における温度をさらに均一に保つことができる。
【００２５】
例えば、筐体４の底面から反応管１の最も高い位置までの高さが５００ｃｍであり、当該底面から反応管１の最も低い位置までの高さが１０ｃｍである場合、中段のバーナー２は、当該底面から（５００ｃｍ−１０ｃｍ）×０．５＋１０ｃｍ＝２５５ｃｍよりも下側に設けられている。なお、バーナー２の位置は、バーナー２の炎照射口３１の中心部の位置を基準とする。
【００２６】
熱分解炉１００では、中段は反応管１の５０％の高さ位置より下側であって、反応管１の最も低い部分の高さ位置と反応管１の５０％の高さ位置との間の中央の位置（反応管１の２５％の高さ位置）よりも上側であり、かつ下段は中段よりも低い位置にある。バーナーの高さは２通りであるため、反応管１内の温度制御がより簡易になる。また、反応管１内における温度差をより抑え、反応管１内における温度をさらに均一に保つことができるからである。さらに、中段が上記の高さ位置にあることによって、反応管１のうち中段よりも上側に位置する部分が効率的に加熱される。そのため、中段が上記の高さ位置にない場合と比べて下段のバーナー２の火力を抑えることができるため、エネルギー効率がより良くなり、かつ反応管１の寿命もより長くなる。
【００２７】
下段はより低い位置にあることが好ましい。暖められた気体は密度が低く上方へ向かう性質があるため、下段のバーナー２によって暖められた反応管１の周りの空気は、上方へと流れる。そのため、反応管１は、低い位置にある部分が低い温度になる傾向がある。反応管１の最下段と同じ高さにバーナーを設けることによって、最下段の温度を上げることができ、反応管１内における温度差をより抑え、反応管１内における温度をさらに均一に保つことができる。
【００２８】
また、同じ高さにある側面２０Ｃ側のバーナー２と側面２０Ｄ側のバーナー２とは、図２に示すように、水平方向にずれた位置に配置されている。水平方向にずれた位置に配置することによって、両側面から同じ部位を集中的に加熱するよりも、反応管１内の温度をより均一に保つことができる。
【００２９】
バーナー２と反応管１との距離は特に限定されないが、熱分解炉１００では、バーナー２は炎が反応管１に直接当たらない距離に配置されている。すなわち、熱分解炉１００は、バーナー２の炎によって反応管１の周りの空間の温度を上昇させ、輻射熱によって反応管１を加熱するものである。これにより、バーナー２の炎が反応管１に直接当たる場合と比較して、反応管１の一点の温度が集中的に上昇することを抑えることができる。したがって、バーナー２の炎が反応管１に直接当たる場合と比較して、反応管１内の温度をより均一に保つことができる。また、反応管１がより長持ちするという利点もある。
【００３０】
筐体４の側面２０Ｃおよび側面２０Ｄには、バーナー２を取り付けるための開口であるバーナー取付口９が設けられている。バーナー取付口９には、バーナー２を固定することができる公知の部品が取り付けられていてもよい。また、バーナー２は筐体４から取り外し可能であってもよく、バーナー２が取り外されたバーナー取付口９を塞ぐための公知の部品が設けられていてもよい。図３は、下段、中段および上段にバーナー取付口９が設けられており、下段および中段のバーナー取付口９にバーナー２が取り付けられ、上段のバーナー取付口９が蓋１０によって塞がれている状態を示している。
【００３１】
なお、本実施形態における熱分解炉１００では、バーナー２は２段（下段および中段）または３段（下段、中段および上段）に取り付け可能であるが、これらに限定されない。すなわち、他の実施形態において、バーナー２を１段のみまたは４段以上に取り付け可能な構成を有していてもよいし、バーナー２が１段または４段以上に取り付けられていてもよい。
【００３２】
（排気口３）
排気口３は、バーナー２の燃焼によって生成した燃焼ガス（例えば、一酸化炭素および二酸化炭素等）を筐体４外へ排出するための開口である。熱分解炉１００では、排気口３は、反応管１よりも高い位置に設けられている。反応管１の周囲には、熱分解炉１００外へ繋がる排気口３へ向う気流が発生するため、バーナー２からの熱が排気口３へ向かって流れる。ここて、排気口３が反応管１よりも高い位置に設けられていることにより、発生した熱が排気口３へ向かって流れやすくなり、反応管１のうちバーナー２の位置よりも高い部分にも熱が伝わりやすくなる。これによって、反応管１内における温度差が生じることを低く抑え、反応管１内における温度をより均一に保つことができる。なお、本実施形態においては、排気口３は反応管１の直上に設けられている。これによって、バーナー２からの熱がより均等に排気口３へ向かって流れやすくなる。したがって、反応管１により均一に熱が伝わることとなり、反応管１内の温度をさらに均一に保つことができる。
【００３３】
また、図１に示すように、熱分解炉１００では、反応管１よりも高い位置において、筐体４の側面をすぼめて排気筒１１が形成されている。このように排気口３の面積を小さくすることによって、排気口３へ向かう気流をより発生しやすくできる。排気筒１１の形状および寸法は特に限定されず、反応温度、排気量、および炉内圧力等に応じて設計すればよい。
【００３４】
排気筒１１は、内側にダンパー１２を備えている。ダンパー１２は、排気口３への排気量を調節するための弁である。ダンパー１２は、公知のダンパーでよい。ダンパー１２の形状および寸法は、特に限定されず、排気筒１１の形状および寸法に応じて決定すればよい。また、ダンパー１２の排気筒１１内における配置も特に限定されない。ダンパー１２は、手動制御されるものでもよいし、温度、排気量、および炉内圧力等に応じて自動制御されるものでもよい。ダンパー１２を調節することによって、反応管１の周りの空気の温度を制御することができる。これによって、反応管１内の温度を調節することができる。
【００３５】
また、排気筒１１は、ガスサンプリング口１３を備えている。ガスサンプリング口１３は、筐体４内（反応管１外）の気体を採取するための開口である。例えば、残存酸素量を測定する場合に、気体を採取する。また、ガスサンプリング口１３は、採取した気体をガス検知器等の別の装置に送るためのパイプ等を取り付けるフランジ（例えば、板フランジ等）を備えていてもよい。
【００３６】
（筐体４）
筐体４は、反応管１を収納する容器である。筐体４の材質は、熱分解炉に用いる公知のものでよい。筐体４の形状および寸法は、上記構成を実現できる限り、特に限定されない。
【００３７】
〔熱分解生成物の製造方法〕
本発明に係る熱分解生成物の製造方法の一実施形態について説明する。
【００３８】
本実施形態では、上述の熱分解炉１００を用いて、Ｒ−１４２ｂ（原料）を熱分解し、ＶＤＦ（熱分解生成物）を製造する。
【００３９】
まず、反応管１の上昇管部７の原料流入口５からＲ−１４２ｂを流入させる。このときの流速は特に限定されないが、例えば、９０〜２５０Ｎｍ３／ｈであり、１２５〜２２０Ｎｍ３／ｈであることが好ましく、１５０〜１９０Ｎｍ３／ｈであることがより好ましい。
【００４０】
Ｒ−１４２ｂは、反応管１の上昇管部７内を上方に向かって通過する。このとき、反応管１は下段および中段のバーナー２によって加熱されているため、Ｒ−１４２ｂは通過ともに温度が上昇し、熱分解反応が起こる。これにより、熱分解生成物であるＶＤＦが徐々に生成する。
【００４１】
本実施形態に係る製造方法では、少なくとも下段および中段のバーナー２を使用することによって、反応管１を加熱する。すなわち、バーナー２のうち少なくとも１つを、筐体４の側面において、反応管１の最も低い部分の高さ位置と最も高い部分の高さ位置との間の中央位置より下側で使用することによって、反応管１を加熱する。バーナー２を上段において使用してもよいが、下段および中段のバーナー２のみを使用することが好ましい。上述のように、上段においてバーナー２を使用しない方が、上段においてバーナー２を使用する場合と比べて、反応管１内における温度差がより小さくなるからである。そのため、反応管１内における温度差を抑え、反応管１内における温度をより均一に保ちつつ熱分解を行うことができる（下記の実施例も参照）。なお、反応管１内の温度は、反応管１内における原料およびその熱分解生成物の種類等に応じて設定すればよいが、例えば、原料がＲ−１４２ｂであり熱分解生成物がＶＤＦである場合、５００〜６００℃にすることが好ましい。
【００４２】
反応管１の下降管部８の生成物流出口６から熱分解生成物および未反応の原料等が流出する。原料がＲ−１４２ｂであり熱分解生成物がＶＤＦである場合、Ｒ−１４２ｂの熱分解反応によるＶＤＦへの転化率は、例えば、８０〜９０％であり得る。
【００４３】
なお、本発明に係る製造方法において、Ｒ−１４２ｂおよびＶＤＦは好適な一例であり、原料およびその熱分解生成物はこれらに限定されない。
【００４４】
〔まとめ〕
本発明に係る熱分解炉は、筐体と、当該筐体内に収納されている反応管と、当該反応管を加熱するためのバーナーとを備え、上記反応管は、上記筐体内で上記筐体の底面と平行に伸びるとともに、上記筐体の第１の側面の手前および第１の側面と対向する上記筐体の第２の側面の手前でＵ字に折れ曲がることによって、上記底面に対して垂直な方向に並ぶ複数段の平行部を形成しており、少なくとも１つの上記バーナーは、上記筐体の側面において、上記反応管の最も低い部分の高さ位置と最も高い部分の高さ位置との間の中央位置より下側に設けられている。
【００４５】
上記構成によれば、上記反応管の最も低い部分の高さ位置と最も高い部分の高さ位置との間の中央位置より下側に設けられている少なくとも１つのバーナーによって、反応管のうち低い位置にある部分を効率的に加熱することができる。当該中央位置より下側に設けられているバーナーによって暖められた反応管の周りの空気は、上方へと流れる。そのため、当該中央位置よりも高い位置にある部分を、当該空気からの熱によって加熱することができる。したがって、反応管内における温度差を抑え、反応管内における温度をより均一に保ち得る。
【００４６】
また、本発明に係る熱分解炉において、上記バーナーの何れもが、上記中央位置より下側に設けられていることが好ましい。
【００４７】
上記構成によれば、上記反応管の加熱は、上記反応管の最も低い部分の高さ位置と最も高い部分の高さ位置との間の中央位置より下側に設けられているバーナーのみによって行われる。そのため、反応管のうち高い位置における温度の上昇が抑えられる。これによって、当該バーナーの火力をより強くすることができ、反応管のうち低い位置における温度を高くすることができる。したがって、反応管内における温度差をより抑え、反応管内における温度をさらに均一に保ち得る。
【００４８】
本発明に係る熱分解炉において、上記中央位置より下側に２つ以上の上記バーナーが設けられており、上記中央位置より下側にある上記バーナーの少なくとも何れか１つは第１の高さ位置に設けられており、上記中央位置より下側にある上記バーナーの別の少なくとも何れか１つは当該第１の高さ位置と異なる第２の高さ位置に設けられていることが好ましい。
【００４９】
上記構成によれば、バーナーの高さは少なくとも２通りあるため、反応管内の温度制御がより簡易になる。また、反応管内における温度差をより抑え、反応管内における温度をさらに均一に保ち得る。
【００５０】
本発明に係る熱分解炉において、上記第１の高さ位置は、上記最も低い部分の高さ位置と上記中央位置との間の中央位置よりも上側であり、上記第２の高さ位置は上記第１の高さ位置よりも低い位置であることが好ましい。
【００５１】
上記構成によれば、反応管のうち上記最も低い部分の高さ位置と上記中央位置との間の中央位置よりも上側に位置する部分が、第１の高さ位置に設けられているバーナーによって効率的に加熱される。そのため、第２の高さ位置に設けられているバーナーの火力を抑えることができる。したがって、エネルギー効率がより良くなり得る。また、反応管の寿命がより長くなり得る。
【００５２】
本発明に係る熱分解炉において、上記反応管は、前半部および後半部を有しており、当該前半部および当該後半部のそれぞれにおいて、上記筐体内で上記筐体の上記底面と平行に伸びるとともに、上記第１の側面の手前および上記第２の側面の手前でＵ字に折れ曲がることによって、上記底面と垂直な方向に並ぶ複数段の平行部を形成しており、当該前半部の最下段に原料流入口を有し、当該後半部の最下段に生成物流出口を有しており、当該前半部の最上段と当該後半部の最上段とが連結されてなるものであることが好ましい。
【００５３】
上記構成によれば、筐体内に収容可能な反応管の長さが長くなっている。そのため、原料の滞留時間が長くなる。したがって、反応温度を従来よりも低く設定し得る。
【００５４】
本発明に係る熱分解炉において、上記バーナーは、炎が上記反応管に直接当たらない距離に配置されていることが好ましい。
【００５５】
上記構成によれば、バーナーの炎によって反応管の周りの空気の温度を上昇させ、輻射熱によって反応管を加熱する。これにより、バーナーの炎が反応管に直接当てる場合と比較して、反応管の一点の温度が集中的に上昇することを抑えることができる。したがって、反応管内の温度をさらに均一に保ち得る。
【００５６】
本発明に係る熱分解炉において、上記反応管よりも高い位置に排気口が設けられていることが好ましい。
【００５７】
上記構成によれば、反応管の周囲に、熱分解炉外へ繋がる排気口へ向う気流が発生する。したがって、発生した熱が排気口へ向かって流れやすくなり、反応管のうち高い位置にある部分にも熱が伝わりやすくなる。したがって、反応管内における温度差をより抑え、反応管内における温度をさらに均一に保ち得る。
【００５８】
本発明に係る熱分解生成物の製造方法は、熱分解炉において反応管内に原料を通過させて熱分解する、熱分解生成物の製造方法であって、上記熱分解炉の筐体内で当該筐体の底面と平行に伸びるとともに、当該筐体の第１の側面の手前および第１の側面と対向する当該筐体の第２の側面の手前でＵ字に折れ曲がることによって、当該底面に対して垂直な方向に並ぶ複数段の平行部を形成している反応管に、上記原料を通過させ、かつバーナーのうち少なくとも１つを、上記筐体の側面において、上記反応管の最も低い部分の高さ位置と最も高い部分の高さ位置との間の中央位置より下側で使用することによって上記反応管を加熱する。
【００５９】
上記構成によれば、上記反応管の最も低い部分の高さ位置と最も高い部分の高さ位置との間の中央位置より下側に設けられている少なくとも１つのバーナーによって、反応管のうち低い位置にある部分を効率的に加熱することができる。当該中央位置より下側に設けられているバーナーによって暖められた反応管の周りの空気は、上方へと流れる。そのため、当該中央位置よりも高い位置にある部分を、当該空気からの熱によって加熱することができる。したがって、反応管内における温度差を抑え、反応管内における温度をより均一に保ちつつ熱分解を行い得る。
【００６０】
本発明に係る熱分解生成物の製造方法において、バーナーの何れもを、上記中央位置より下側で使用することによって上記反応管を加熱することが好ましい。
【００６１】
上記構成によれば、上記反応管の加熱は、上記反応管の最も低い部分の高さ位置と最も高い部分の高さ位置との間の中央位置より下側に設けられているバーナーのみによって行われる。そのため、反応管のうち高い位置における温度の上昇が抑えられる。これによって、当該バーナーの火力をより強くすることができ、反応管のうち低い位置における温度を高くすることができる。したがって、反応管内における温度差を抑え、反応管内における温度をより均一に保ちつつ熱分解を行い得る。
【００６２】
本発明に係る熱分解生成物の製造方法において、上記反応管は、前半部および後半部を有しており、当該前半部および当該後半部のそれぞれにおいて、上記筐体内で上記筐体の上記底面と平行に伸びるとともに、上記第１の側面の手前および上記第２の側面の手前でＵ字に折れ曲がることによって、上記底面と垂直な方向に並ぶ複数段の平行部を形成しており、当該前半部の最下段に原料流入口を有し、当該後半部の最下段に生成物流出口を有しており、当該前半部の最上段と当該後半部の最上段とが連結されてなるものであることが好ましい。
【００６３】
上記構成によれば、筐体内に収容可能な反応管の長さが長くなっている。そのため、原料の滞留時間が長くなる。したがって、反応温度を従来よりも低く設定し得る。
【００６４】
本発明に係る熱分解生成物の製造方法において、上記バーナーの炎を、上記反応管に直接当てないことが好ましい。
【００６５】
上記構成によれば、バーナーの炎によって反応管の周りの空気の温度を上昇させ、輻射熱によって反応管を加熱する。これにより、バーナーの炎が反応管に直接当てる場合と比較して、反応管の一点の温度が集中的に上昇することを抑えることができる。したがって、反応管内の温度をさらに均一に保ちつつ熱分解を行い得る。
【００６６】
本発明に係る熱分解生成物の製造方法において、上記原料は１−クロロ−１，１−ジフルオロエタンであり、上記熱分解生成物はフッ化ビニリデンであることが好ましい。
【００６７】
上記構成によれば、フッ化ビニリデンをより効率的に製造し得る。
【００６８】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例】
【００６９】
図１に示されている熱分解炉を用いて、バーナーの位置と反応管内の温度（気体の温度）との関係を調べた。なお、反応管はニッケル製である。【００７０】
（方法）
実施例１では、下段および中段にそれぞれ８個ずつ設けたバーナーを使用して反応管を加熱した。実施例２では、下段、中段および上段にそれぞれ８個ずつ設けたバーナーを使用して反応管を加熱した。下段のバーナーは２段目と３段目との間の高さ位置および３７段目の高さ位置に設けられている。中段のバーナーは７段目と８段目との間の高さ位置および３２段目の高さ位置に設けられている。上段のバーナーは１３段目の高さ位置および２６段目と２７段目との間の高さ位置に設けられている。【００７１】
予め約３０℃にしたＲ−１４２ｂを約１２５Ｎｍ３／ｈの流速で反応管の原料流入口から流入させた。１０日間連続運転し、５、１０、１５、１９、２４、２９、３４および３８段目における温度を１日１回測定した。なお、実施例１および実施例２のどちらにおいても、最高温度が約６００℃となるように制御運転した。【００７２】
（結果）
実施例１および実施例２の結果を表１に示す。なお、表１の値は、１回／日で１０日の平均値である。【００７３】
【表１】
2013179786.tif 000003
【００７４】
実施例１は、実施例２に比べて反応管内における温度差が小さかった。すなわち、上段のバーナーを使用しないことによって、反応管内における温度をさらに均一に保つことができることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明に係る熱分解炉および熱分解生成物の製造方法は、原料を反応管内で熱分解して熱分解生成物を製造する際に利用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１      反応管
２      バーナー
３      排気口
４      筐体
５      原料流入口
６      生成物流出口
７      上昇管部（前半部）
８      下降管部（後半部）
９      バーナー取付口
１０    蓋
１１    排気筒
１２    ダンパー
１３    ガスサンプリング口
２０Ａ  側面（第１の側面）
２０Ｂ  側面（第２の側面）
２０Ｃ  側面
２０Ｄ  側面
３１    炎照射口
１００  熱分解炉
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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