(57)【要約】      （修正有）【課題】２つの熱交換作用流体分配システムを含む反応器の使用にともなう、複雑且つ困難な、作動状態の制御が不要で、単純で確実に擬似等温状態を維持して化学反応を行わせる方法を提供する。【解決手段】触媒床のような所定の環境において、主方向に沿って作用流体が通過、横断する少なくとも一つの熱交換器を配置する工程を含み、同じ作用流体流を主方向に沿って複数または多数の位置で導入する工程を含む。熱交換器は平板状であり、そのチャンバー内部に分配経路及びチャンバーを規定するバッフルを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
擬似等温状態下で、例えば触媒床のような所定の反応環境において化学反応を実行する方法であって、
主方向に沿って作用流体が通過する少なくとも一つの熱交換器（１）を前記環境に配置する工程を含み、
同じ作用流体流を、前記主方向に沿った複数位置で導入することを特徴とする化学反応を実行する方法。
【請求項２】
実質的に平板状で、外辺溶接部（４）によって所定の間隔を有して並置及び接合されてそれらの間にチャンバーを規定する、薄い２枚の金属プレート２、３を含み、
短側面（８ａ、８ｂ）にそれぞれ対向して位置する流体入口継手６と流体出口継手７とを介して外側と流体伝達する熱交換器であって、
前記チャンバー（５）内部に、前記熱交換器（１）において分配経路（１０）及び熱交換チャンバー（９）を規定する分割バッフル（１２）を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法を行うための熱交換器。
【請求項３】
前記分配バッフル（１２）が金属プレート（２、３）の塑性変形によって熱交換器において形成されていることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、その最も一般的な面において、反応温度が所定の最適値前後の限定された範囲内の値に制御された、いわゆる擬似等温状態下で化学反応を実行する方法に関する。
本発明は、特に、例えば、所定の化学反応を行う触媒床などの反応環境に埋没された熱交換器の使用に基づく、触媒反応の温度を制御するための上述したタイプの方法に関する。
【０００２】
より詳細には、限定されないが、本発明の方法は、触媒床に埋没し、熱交換作用流体が内通するプレート型熱交換器の使用を含む。
【背景技術】
【０００３】
発熱又は吸熱化学反応を最適に完了させるために、予め計算された理論値に極めて近い温度に制御するように、反応が行われる環境から、それぞれ、熱を取り除き又は熱を与えることが必要であることは知られている。
また、上述の目的のために、反応環境（一般に触媒床）に埋没し、適切な熱交換作用流体が内通する、非常に様々なタイプの熱交換器を利用する方法が広く使用されている。
【０００４】
発熱又は吸熱化学反応の擬似等温性を制御する目的に特に適しているのは、入口継手と出口継手が反対側に備わり、所定の方向に沿って熱交換作用流体を内通させることができるような、プレート型熱交換器である。
特に、そのような熱交換器には、所定の温度で、熱交換器の内部及び異なった位置で、新たな作用流体を導入することができる熱交換作用流体の補助的な分配用流路が備えられている。
【０００５】
熱交換器の異なった所定位置で新たな作用流体を導入し、その熱交換器の内部を流れる作用流体とのそれらとを混合することによって、熱交換器の温度を所定範囲内に制御することを可能にし、その結果、擬似等温状態を反応ゾーン内部において維持することができる。
上述の先行技術の方法は、ある観点からは有利であるが、重大で、公知の不利益がある。
【０００６】
そのような方法では、実際には２つの熱交換作用流体分配システムを含む反応器の使用が必要であり、一方は入口継手を介して熱交換器に直接導入し、他方は補助的分配用流路に熱交換作用流体を導入する。
この結果、２つの分配システムがそれぞれ独立し、熱交換器によって同時に流体伝達をしているので、先行技術による方法の実際の具体化及びそれぞれの熱交換器の反応ゾーンでの、結果として生じる作動状態の制御は、著しく複雑で困難となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の基礎を形成する技術的な問題は、上述したタイプの熱交換器の使用に基づく、いわゆる擬似等温状態において化学反応を行わせる方法を提供することであり、その方法は、一方で、単純で確実な方法で擬似等温状態を維持することを可能にし、他方で、上述した先行技術の不利益を解決できるように、簡便に実施するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した技術的な問題は、いわゆる擬似等温状態下で、例えば、触媒床のような所定の反応環境において化学反応を実行する方法により解決される。この方法は、前記環境において主方向に沿って作用流体が通過、横断する少なくとも一つの熱交換器を配置する工程を含み、同じ作用流体流を上述した主方向に沿って複数（例えば、２以上）又は多数の位置で導入することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、この方法を実行するのに適した構造上及び機能上の特徴に関する。
本発明のさらなる特徴及び利点は、以下、説明のためであって限定する意図のない添付図面を参照することにより、本発明による方法の実施形態の詳述から一層明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
上述の図面を参照すると、本発明の方法を実行するための熱交換器は、通常、図１に示される。
熱交換器１は、平板状の平行六面体形状であり、塑性変形を可能にするために薄く、実質的に平板状で、外辺溶接部４によって所定の間隔を有して並置及び接合された２枚の金属プレート２、３を備えている。
【００１１】
チャンバー５は、金属プレート２、３間に規定されており、短側面８ａ及び８ｂにそれぞれ対向して位置する流体入口継手６と流体出口継手７とを介して外部と流体伝達する。
分配用流路１０及び熱交換チャンバー９は、図１において、好ましくは、同軸Ａ−Ａ上に位置し、対向する短側面８ａ、８ｂに対し実質的に垂直であり、金属プレート２、３の塑性変形により熱交換器１内に形成された分配バッフル１２によって、熱交換器１内に規定されている。
【００１２】
分配用流路１０は、流体入口継手６を介して外側と流体伝達し、パッセージ１１を通して熱交換チャンバー９と流体伝達する。分配用流路１０は、分配路としても認識され、軸Ａ−Ａに沿った分配バッフル１２と交互に配置されている。また、熱交換チャンバー９は、流体出口継手７を介して外側と流体伝達する。
本発明の方法を実行するために、上述したタイプの熱交換器は、内部に反応ゾーン（例えば触媒床、好ましくは粒状触媒で固定されたタイプ）が配置される。反応ゾーンでは、例えば連続的に、例えばメタノール合成のような発熱の化学反応が行われる。
【００１３】
使用される各熱交換器に対して、所定の温度及び圧力で、熱交換作用流体流が、継手６を通して熱交換器内部に導入される。
作用流体は、分配用流路１０に沿って下方へ流れ、パッセージ１１を通して熱交換チャンバー９内部を流れる。
そのようなパッセージ１１は、作用流体の分配器の機能を有しており、熱交換チャンバー９への所定流量の作用流体の導入を可能にするような大きさであることに注意すべきである。
【００１４】
熱交換チャンバー９の内部を流れる作用流体は、反応ゾーン内で化学反応により生じる熱の少なくとも一部を取り除く役割を果たしており、その結果、反応ゾーン自体における内部の擬似等温状態を維持することができる。
作用流体は、チャンバー９の内部を流れるので、反応ゾーンでの上述した熱交換により緩やかに温度上昇する。
【００１５】
その後の導入によって新たな作用流体を供給することにより、熱交換チャンバー９における温度を、所定範囲内に維持することができ、よって、熱交換器の全長にわたってほぼ一定の熱を取り除くことを確実にする。
単一の作用流体入口（継手６）とすることにより、有利にも、分配器１１の全体を通して、熱交換チャンバー９に単一の所定圧で流体を導入するようなことができる。これにより、第２の独立した作用流体分配システムの必要性を排除し、本発明による方法の実行の簡素化、並びに熱交換チャンバー９内部の温度制御の簡素化及び信頼性に非常に有利である。
【００１６】
言い換えれば、本発明の方法によれば、技術的な観点から、単一の作用流体分配用流路が必要不可欠であり、結果として有利な簡素化をもたらし、その結果、上述の熱交換器を利用する反応器が作動し、維持される場合に、時間及び資源を節約する。
このように考案された本発明は、当業者の能力の範囲内で、特許請求の範囲によって規定されるように、本発明自体の保護範囲内に含まれる全てにおいて、さらなる変形及び改良が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による方法を実行するために使用される熱交換器の概略斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線の概略断面図である。
【図３】図１のＩ−Ｉ線の概略断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  熱交換器
２、３  金属プレート
４  外辺溶接部
５  チャンバー
６  流体入口継手
７  流体出口継手
８ａ、８ｂ  短側面
９  熱交換チャンバー
１０  分配用流路
１１  パッセージ
１２  分配バッフル
【図１】
2005138104.tif 000003
【図２】
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【図３】
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