(57)【要約】【課題】高温の有機熱媒体を使用する化学プラントにおける、有機熱媒体の搬送、収納等の用に供する配管系について、漏出等によって有機熱媒体と保温材との接触が生じた場合における熱安定性に配慮した保温方法を提供する。【解決手段】伝熱操作に有機熱媒体を使用する化学プラントにおいて、ケイ酸カルシウムを用いてなる保温材を、有機熱媒体搬送用の配管系の外表面に覆設する。かかる保温方法の適用対象となる有機熱媒体としては、例えばアルキルビフェニル類、ビフェニル類とジフェニルオキサイド類との混合物、トリフェニル類等を含む有機溶液が挙げられる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝熱操作に有機熱媒体を使用する化学プラントにおいて、ケイ酸カルシウムを用いてなる保温材を、上記有機熱媒体搬送用の配管の外表面または上記有機熱媒体を収納する容器の外表面に覆設することを特徴とする有機熱媒体の保温方法。
【請求項２】
上記有機熱媒体が、アルキルビフェニル類、ビフェニル類とジフェニルオキサイド類との混合物、ビフェニル類とジフェニルエーテル類との混合物、トリフェニル類、ジベンジルトルエン類、アルキルベンゼン類、アルキルナフタリン類またはアリールアルキル類を含む有機溶液である請求項１記載の有機熱媒体の保温方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温の有機熱媒体を使用する化学プラントにおいて、有機熱媒体の搬送の用に供する配管系を安全にかつ効果的に保温する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
化学プラントにおける配管系には、製造工程で使用される反応原料等を導くプロセス配管だけでなく、反応器、熱交換器、蒸留塔等に熱量を運搬するための媒体（熱媒体）を搬送する配管や、これを収納する容器などがある。
これらの配管のうち、熱媒体搬送用の配管には、一般に、搬送時の熱損失を最小限にすることを目的として、その外表面に保温材（断熱材）を覆設する処理がなされている。かかる保温材は、断熱効果、耐熱温度、配管系への覆設に要するコスト等を考慮しつつ、公知の保温材の中から適宜選択されて用いられている。
【０００３】
一方、１５０〜３５０℃のような高温加熱を要する化学プラントでは、沸点が高く、蒸気圧が低く、熱安定性の良好な熱媒体が用いられている。熱媒体には、伝熱操作の効率を向上させる上で流動性や熱伝達能力に優れていること、配管に対する腐食性が低く、発火点が高いこと等の、さらなる要件も求められている。かかる要求を満たす熱媒体としては、例えばアルキルビフェニル類、ビフェニル類とジフェニルオキサイド類との混合物、ビフェニル類とジフェニルエーテル類との混合物、トリフェニル類、アルキルベンゼン類、アルキルナフタリン類、アリールアルキル類等を主成分とする有機溶液（いわゆる、有機熱媒体）が知られている。
【０００４】
しかしながら、有機熱媒体が何らかの原因により配管から漏れ出すなどして保温材に染み込むといった事態が生じ、さらに、その近くにボイラー等の熱源があって、有機熱媒体の染み込んだ部位が大気中で過度に加熱されるといった事態が生じた場合の熱安定性については、十分な知見が得られていない。
【０００５】
【非特許文献１】
「１４１０２の化学商品」、化学工業日報社、２００２年１月２９日発行、７６７〜７７２頁
【非特許文献２】
松村石油株式会社ホームページ「商品情報−自社製品−熱媒体油（バーレルサーム）」、［ｏｎ  ｌｉｎｅ  ］、松村石油株式会社、［平成１５年３月３日検索］、インターネット＜ＵＲＬ；ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍａｔｓｕｍｕｒａ−ｏｉｌ．ｃｏ．ｊｐ／ｍｅｎｕ１／１−３．ｈｔｍ＞
【非特許文献３】
綜研化学株式会社ホームページ「ＰＲＯＤＵＣＴ−装置・システム−熱媒体油」、［ｏｎ  ｌｉｎｅ  ］、綜研化学株式会社、［平成１５年２月１４日検索］、インターネット＜ＵＲＬ；ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｏｋｅｎ−ｃｅ．ｃｏ．ｊｐ／ｎｅｔｓｕ／１．ｈｔｍｌ＞
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の目的は、高温の有機熱媒体を使用する化学プラントにおける、当該有機熱媒体の搬送、収納等の用に供する配管系について、漏出等によって有機熱媒体と保温材との接触が生じた場合における熱安定性に配慮した保温方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、ケイ酸カルシウムを用いてなる保温材を、有機熱媒体を搬送する配管の断熱材料として用いたときは、有機熱媒体と保温材との接触による発熱現象を極めて高い温度に至るまで発生させないようにすることができ、それゆえ何らかの要因によって有機熱媒体が配管から漏れ出して、当該配管の外表面を覆っている保温材に染み込み、さらに当該箇所が過度に加熱されるといった事態が生じたとしても、染み込んだ有機熱媒体の熱安定性を大きく低下させないようにすることができる、という全く新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、上記課題を解決するための本発明に係る有機熱媒体の保温方法は、伝熱操作に有機熱媒体を使用する化学プラントにおいて、ケイ酸カルシウムを用いてなる保温材を、上記有機熱媒体搬送用の配管の外表面または上記有機熱媒体を収納する容器の外表面に覆設することを特徴とする。
本発明に係る有機熱媒体の保温方法によれば、化学プラントでの有機熱媒体の取扱い（搬送処理等）に関する安全性を確保しつつ、その効果的な保温を図ることができる。
【０００９】
本発明に係る有機熱媒体の保温方法において、その対象となる有機熱媒体には、アルキルビフェニル類、ビフェニル類とジフェニルオキサイド類との混合物、ビフェニル類とジフェニルエーテル類との混合物、トリフェニル類、ジベンジルトルエン類、アルキルベンゼン類、アルキルナフタリン類またはアリールアルキル類を含む有機溶液が挙げられる。
本発明に適用可能な有機熱媒体としては、上記例示のものに限定されるものではないが、少なくとも上記例示の有機熱媒体を使用することにより、当該有機熱媒体が実際の化学プラント等で用いられる程度の高温状態で、ケイ酸カルシウムを主成分とする保温材と接触したとしても、両者の反応による発熱等を生じにくくすることができる。それゆえ、万一の配管の損傷、継ぎ目部分の緩みといった非常事態に際しても、火災等が生じるおそれを十分に低下させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る有機熱媒体の保温方法について詳細に説明する。
〔保温材〕
本発明に係る有機熱媒体の保温方法において、配管や容器の外表面を覆う保温材（断熱材）には、ケイ酸カルシウムを用いてなるものが使用される。
ケイ酸カルシウムを用いてなる保温材の具体例としては、例えば日本ケイカル（株）製の商品名「ケイカルエース・スーパーシリカ（Ｒ）  」〔ケイ酸カルシウム水和物；ケイ酸と石灰を補強繊維とともに高温高圧の飽和蒸気下で水熱反応法によって結晶化したもの；ゾノトライト系の結晶構造を有する〕等が挙げられる。
【００１１】
〔有機熱媒体〕
本発明に係る保温方法を適用し得る有機熱媒体としては、例えば、（１）  新日鐵化学（株）製の登録商標「サームエス（Ｔｈｅｒｍ−Ｓ）」シリーズ、（２）  同社製の精製トリフェニルミクスチャー、（３）  綜研化学（株）製の商品名「ＫＳＫ−ＯＩＬ」シリーズ、（４）  同社製の商品名「Ｎｅｏ  ＳＫ」シリーズ、（５）  同社製の商品名「ＤＯＷＴＨＥＲＭ＊Ａ」（ビフェニルとジフェニルオキサイドとの混合物）、（６）  松村石油（株）製の登録商標「バーレルサーム」シリーズ等が挙げられる。
【００１２】
上記（１）  「サームエス（Ｒ）  」シリーズの具体例としては、例えば「サームエス２００Ｓ」；ビフェニルとジフェニルエーテルとの共融混合物系の同「３００」；モノエチルジフェニル系の同「６００」；ジエチルジフェニル系の同「７００」；トリエチルジフェニル系の同「８００」；水素化トリフェニル系の同「９００」、同「１０００Ｓ」等が挙げられる。
上記（３）  の「ＫＳＫ−ＯＩＬ」シリーズの具体例としては、例えばアルキルナフタリン系の「ＫＳＫ−ＯＩＬ  ２６０」、同「２８０」等が挙げられる。
【００１３】
上記（４）  の「Ｎｅｏ  ＳＫ」シリーズの具体例としては、例えばアルキルベンゼン系の「Ｎｅｏ  ＳＫ−ＯＩＬ  １７０」；アルキルナフタリン系の同「２４０」；アルキルビフェニル系の同「３３０」、同「Ｌ−４００」；ベンジル系の同「１３００」；ジベンジルトルエン系の同「１４００」；アリールアルキル系の同「２５０ＬＨ」等が挙げられる。
上記（６）  の「バーレルサーム（Ｒ）  」シリーズの具体例としては、例えばアルキルベンゼン系の「バーレルサームＰＡ」、同「バーレルサーム１Ｈ」、同「バーレルサーム２Ｈ」、同「バーレルサーム２００」；水素化トリフェニル系の「バーレルサーム３００」；ビフェニルとジフェニルエーテルとの混合物系の「バーレルサーム３３０」；ジベンジルトルエン系の「バーレルサーム４００」等が挙げられる。
【００１４】
その他の有機熱媒体としては、主成分がジベンジルトルエンである商品名「コーロサーム」（ヒュルス社製）、主成分がアルキルベンゼンである商品名「マーロサームＮ」（ヒュルス社製）、主成分がアルキルナフテン系炭化水素の混合物である流動パラフィン〔松村石油（株）製の商品名「スモイル」シリーズ〕等が挙げられる。
【００１５】
【実施例】
以下、熱媒体を保温材に染み込ませた状態での自然発熱性の試験（実施例および比較例）を挙げて、本発明の作用／効果について詳細に説明する。なお、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【００１６】
（実施例１）
測定対象である有機熱媒体には、水素化トリフェニルを主成分とするもの〔新日鐵化学（株）製の商品名「サームエス（Ｒ）  ９００」〕を使用した。
上記有機熱媒体２．２ｇを、保温材形成材料としてのケイ酸カルシウム０．７ｇに染み込ませて、大気開放式ガラス容器（以下、「試料容器」という。）に収容した。次いで、試料容器内に空気を吹き込みつつ、当該試料容器を加温して、上記の有機熱媒体を染み込ませたケイ酸カルシウム（以下、「測定試料」という。）の状態変化を観察した。
試料容器は空間部を挟んで金属製のジャケット部に囲まれており、ジャケット部は、電気ヒーターにより加熱される。加熱されたジャケット部によって空間部の空気が加熱され、その空気が伝熱媒体として試料容器を均一に加熱する。ジャケット部の昇温速度は４０〜４００℃の範囲において０．５℃／ｍｉｎとし、試料容器内に吹き込んだ空気の流量は８０ｃｍ３  ／ｍｉｎとした。また、吹き込んだ空気の温度はジャケット部の温度（ジャケット温度）と等しくなるように、予熱して調整した。ジャケット部温度Ｔｊ（℃）および測定試料の温度Ｔｓ（℃）は、白金抵抗測温体を使用した温度センサにより測定した。
【００１７】
測定結果を、測定試料の温度Ｔｓ（℃）を横軸に、試料温度Ｔｓからジャケット温度Ｔｊを引いた値ΔＴ（℃）を縦軸にとって、図１（ａ）  （上段）に示す。
一方、測定試料の温度Ｔｓ（℃）を横軸に、上記ΔＴの時間微分値ｄ（ΔＴ）／ｄｔ（℃／ｍｉｎ）を縦軸にとって図１（ｂ）  （下段）に示す。ここで、ｄ（ΔＴ）／ｄｔが０．０２℃／ｍｉｎとなったときの温度を発熱開始温度として測定した（田村昌三編、「化学プロセス安全ハンドブック」、朝倉書店、２０００年３月１日、ｐ．７３参照）。
図１（ｂ）  中にＡで示すように、測定試料の発熱開始温度は２０５℃であった。
【００１８】
（比較例１）
保温材形成材料として、ケイ酸カルシウムに代えてガラスウールを用いた。そのほかは実施例１と同様にして、測定試料〔ガラスウール０．７ｇに有機熱媒体（前出の商品名「サームエス（Ｒ）  ９００」）２．２ｇを染み込ませたもの〕の状態変化を観察した。
Ｔｓと、ΔＴ（＝Ｔｓ−Ｔｊ）との関係を図２（ａ）  （上段）に示す。一方、Ｔｓとｄ（ΔＴ）／ｄｔとの関係を図２（ｂ）  （下段）に示す。図２（ｂ）  中にＡで示すように、測定試料の発熱開始温度は１６５℃であった。
【００１９】
実施例１と比較例１との対比により、有機熱媒体を使用する配管系の保温材としては、ガラスウールよりもケイ酸カルシウムを主成分とするものであるのが好ましいことが分かった。また、かかる組合せを採用することで、有機熱媒体の搬送用配管や収納容器を保温するのに際して、その取扱いをより安全に行い得ることが分かった。
【００２０】
（実施例２）
測定対象である有機熱媒体には、ジベンジルトルエンを主成分とするもの〔松村石油（株）製の商品名「バーレルサーム（Ｒ）  ４００」〕を使用した。
上記有機熱媒体３ｇを、保温材形成材料としてのケイ酸カルシウム１．２ｇに染み込ませて、試料容器に収容した。次いで、試料容器内に空気を吹き込みつつ、当該試料容器を加温して、測定試料（上記の有機熱媒体を染み込ませたケイ酸カルシウム）の状態変化を観察した。なお、試料容器の昇温速度、吹き込んだ空気の流量およびその温度、ならびに測定試料の温度やジャケット温度の測定方法については、実施例１と同様とした。
ＴｓとΔＴとの関係を図３（ａ）  （上段）に示す。一方、Ｔｓとｄ（ΔＴ）／ｄｔとの関係を図３（ｂ）  （下段）に示す。図３（ｂ）  中にＡで示すように、測定試料の発熱開始温度は２１５℃であった。
【００２１】
（比較例２）
保温材形成材料として、ケイ酸カルシウム１．２ｇに代えてガラスウール０．７ｇを用いた。そのほかは実施例２と同様にして、測定試料〔ガラスウール０．７ｇに有機熱媒体（前出の商品名「バーレルサーム（Ｒ）  ４００」）３ｇを染み込ませたもの〕の状態変化を観察した。
ＴｓとΔＴとの関係を図４（ａ）  （上段）に示す。一方、Ｔｓとｄ（ΔＴ）／ｄｔとの関係を図４（ｂ）  （下段）に示す。図４（ｂ）  中にＡで示すように、測定試料の発熱開始温度は１６０℃であった。
【００２２】
（実施例３）
測定対象である有機熱媒体には、前出の「バーレルサーム（Ｒ）  ４００」３ｇに代えて、ジベンジルトルエンを主成分とするもの〔綜研化学（株）製の商品名「Ｎｅｏ  ＳＫ−ＯＩＬ  １４００」〕３ｇを使用した。そのほかは実施例２と同様にして、測定試料〔ケイ酸カルシウム１．２ｇに上記有機熱媒体（「バーレルサーム（Ｒ）  ４００」）３ｇを染み込ませたもの〕の状態変化を観察した。
ＴｓとΔＴとの関係を図５（ａ）  （上段）に示す。一方、Ｔｓとｄ（ΔＴ）／ｄｔとの関係を図５（ｂ）  （下段）に示す。図５（ｂ）  中にＡで示すように、測定試料の発熱開始温度は２００℃であった。
【００２３】
実施例２または３と、比較例２との対比により、有機熱媒体を使用する配管系の保温材としては、ガラスウールよりもケイ酸カルシウムを主成分とするものであるのが好ましいことが分かった。また、かかる組合せを採用することで、有機熱媒体の搬送用配管や収納容器を保温するのに際して、その取扱いをより安全に行い得ることが分かった。
【００２４】
なお、上記実施例および比較例の結果を表１にまとめて示す。
【００２５】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１での測定結果を示すグラフである。
【図２】比較例１での測定結果を示すグラフである。
【図３】実施例２での測定結果を示すグラフである。
【図４】比較例２での測定結果を示すグラフである。
【図５】実施例３での測定結果を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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