KR101707690B1 - 개선된 칼럼 내 설치형 응축기 - Google Patents

개선된 칼럼 내 설치형 응축기 Download PDF

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Abstract

반응기 내 또는 칼럼 내에 설치되는 수직 플레이트형 열교환기는, 냉각 유체의 흐름을 위한 채널과, 이들 냉각 유체 채널 사이에 생성물 흐름을 위한 수직 통로를 구비한다. 생성물 수직 통로의 제1 구역과 제2 구역 사이에 분할기가 배치되고, 증기 생성물 입구가 제1 구역에서 생성물 수직 통로의 상부와 연통한다. 생성물 포집 용적이 생성물 수직 통로의 저부와 연통하고, 출구가 응축 생성물을 회수하도록 생성물 포집 용적과 연통한다. 미응축 증기 출구가 열교환기로부터 미응축 증기를 제거하도록 제2 구역에서 생성물 수직 통로의 상부와 연통한다.

Description

개선된 칼럼 내 설치형 응축기{IMPROVED COLUMN INSTALLED CONDENSER}
본 발명은 기타 용기 내에 설치되는 열교환기에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 플레이트형 열교환기, 보다 구체적으로는 반응기나 분리 또는 분별 칼럼 내에 응축기로서 설치되는 열교환기에 관한 것이다.
석유화학, 화학, 및 석유 정유와 같은 수많은 산업에서 혼합물을 분리하는 데에 칼럼을 이용하고 있다. 그러한 칼럼은 또한 원통형이고 수직으로 배향된 용기로서, 상승하는 증기와 하강하는 액체가 접촉하여 성분들을 전달한 후에 분리되어 각각 칼럼의 상부 및 하부 섹션을 쪽으로 이동하게 된다. 흔히, 그 칼럼은 증기상과 액상의 접촉 및 분리를 향상시키도록 증기-액체 접촉 장치를 수용하고 있다. 증기-액체 접촉 장치의 예로는 트레이 및 패킹(packing)을 포함한다. 수많은 그러한 증기-액체 접촉 장치는 광범위하게 다양한 구조를 갖고 있다. 예를 들면, 트레이 형태의 증기-액체 접촉 장치는 버블 캡(bubble cap), 시브(sieve), 밸브, 및 복수의 하강관 트레이(downcomer tray)를 포함하며, 이 하강관 트레이는 통상 이를 통해 액체는 하강하고 증기는 상승할 수 있게 한다. 패킹은 예를 들면 Raschig 링 또는 Berl 새들(saddle)이 채워진 랜덤 패킹, 및 체계적 패킹(structured packing)을 포함한다.
개개의 칼럼의 특정 작동 조건은 처리될 광범위하게 상이한 혼합물에 대한 무수한 분리를 달성하도록 현저히 다를 수 있다. 그러한 칼럼을 이용한 처리의 예로는 스트리핑(stripping), 정류(rectification), 그리고, 분별 증류, 스팀 증류(steam distillation), 반응 증류, 및 분할 벽 칼럼(divided wall column)에서의 증류와 같은 다양한 형태의 증류가 포함된다. 이들 처리는 배치(batch)식 또는 연속식 모드로 작동할 수 있다. 칼럼의 설치 및 작동 비용을 감소시키는 것이 설계 및 작동에 있어서의 공통된 과제이다. 많은 경우에, 그러한 노력은 칼럼에 대한 열의 공급 및 제거에 필요한 장비 및 설비에 집중하고 있다.
마찬가지로, 반응이 수행되는 용기도 역시 열교환기를 필요로 할 수 있다. 예를 들면, 반응보다 높은 증기 공간에서, 증발된 반응물을 응축시키는 한편 미응축 증기, 특히 생성물 증기를 제거할 수 있게 하는 데에 열교환기가 유용할 수 있다.
통상적으로, 열은, 칼럼으로부터 스트림을 제거하여 이 스트림을 칼럼 쉘(shell) 외부의 열교환기를 통과시키고, 이로 인해 냉각 또는 가열된 스트림의 적어도 일부를 칼럼으로 되돌려 보냄으로써, 칼럼에 공급되거나 그로부터 제거된다. 예를 들면, 칼럼의 상부 섹션으로부터 오버헤드 증기(overhead vapor)를 인출하여 칼럼 쉘 외부의 오버헤드 시스템으로 보내는데, 이 오버헤드 시스템은 오버헤드 증기로부터 액체로 응축시키는 열교환기 및 응축된 액체의 적어도 일부를 칼럼으로 되돌려 보내 환류(reflux)를 제공하는 수단을 포함한다. 오버헤드 시스템은 흔히 미응축 증기로부터 응축 액체를 분리시키는 리시버(receiver), 그 액체를 리시버로부터 칼럼으로 이송시키기 위한 펌프, 파이프 및 밸브를 포함한다. 그러한 열교환기는 통상 응축기 또는 부분 응축기로서 불린다. 유사한 방식에서, 열교환기는 통상 칼럼의 저부 섹션으로부터 제거된 액체 스트림을 가열함으로써 칼럼에 증기를 제공하는 데에 이용되고 있다. 증기 및 액체 스트림은 칼럼의 상부 섹션과 저부 섹션 사이의 중앙 섹션에서 인출되고 가열 또는 냉각되어 칼럼으로 되돌려 보내질 수 있다.
복수의 열교환기가 점진적 방식으로 열 교환하도록 이용되고 있다. 예를 들면, 임의의 곳에서 이용하도록 제1 열교환기에서 증기상으로부터 열을 회수하여 스팀을 생성하고, 이어서 제2 열교환기에서 저장을 위한 것과 같은 온도 요건을 충족하도록 나머지 증기상을 더욱 냉각시킨다. 추가적인 예가 E. Kirschbaum의 Distillation and Rectification, 82-85(Chemical Publishing Co. 1948)에 예시되고 논의되어 있다. 이 문헌에서는 쉘의 상부 섹션 내부에 위치한 제1 열교환기와, 페이지 80의 도 49의 증류기의 쉘 및 페이지 310의 도 197의 충전 칼럼의 쉘의 외부에 위치한 제2 열교환기를 제시하고 있다.
미국 특허 제2,044,372호, 제4,218,289, 및 제5,507,356호와 독일 특허 출원 DE 198 30 163 A1 모두에는 칼럼의 상부 섹션에서 증기를 적어도 부분적으로 응축시키도록 칼럼 내부에 다양한 열교환기를 사용하는 것에 대해 개시하고 있다.
미국 특허 제2,044,372호에는 또한 단일 칼럼의 저압 섹션과 고압 섹션 사이에 수직형의 지수식 응축기(submerged condenser)를 사용하는 것에 대해 개시하고 있다.
또한, 미국 특허 제5,507,356호에는 칼럼 내부에서 그 상부의 포집 용기 개구 내에 위치한 2개의 충전 베드 또는 트레이 사이에 설치된 응축기로서 작동되는 플레이트형 열교환기의 사용에 대해 개시하고 있다.
칼럼 내부의 열교환기를 이용함으로써 칼럼 쉘의 외부에 위치하는 것에 비해 다양한 이점을 얻을 수 있다. 예를 들면, 응축기를 칼럼 내부에 배치하는 경우에 오버헤드 시스템의 일부 장비 및 관련 지지 구조가 제거될 수 있다. 이는 비용 및 공간 모두에서 있어서의 절감을 제공한다. 또한, 그러한 내부 열교환기를 통한 압력 강하는 등가의 외부 오버헤드 시스템에 비해 낮을 수 있다. 이러한 보다 낮은 압력 강하는 칼럼 내에서 처리되는 혼합물이 열에 민감한 경우와 같이 칼럼이 아대기압(subatmospheric pressure)에서 작동하는 경우에 특히 중요한 인자이다.
용접 플레이트형 열교환기가 칼럼 내에서 응축기로 사용되고 있다. 그러나, 그러한 열교환기가 차지하는 수직 공간은 중요하다. 따라서, 효과적이면서 효율적인 한편, 반응기 또는 칼럼 용기 내에 경제적으로 설치될 수 있는 컴팩트한 열교환기에 대한 필요성이 존재한다.
제1 실시예에서, 본 발명은 반응기나 분리 또는 분별 칼럼 내에 설치되는 열교환기에 관한 것이다.
본 발명의 제2 실시예는 반응기나 분리 또는 분별 칼럼 내에 응축기로서 설치되는 수직 플레이트형 열교환기에 관한 것이다.
본 발명의 제3 실시예는, 반응기나 분리 또는 분별 칼럼 내에 응축기로서 설치되고 분할기(divider)가 생성물 흐름을 위한 2개의 별개의 구역을 형성하는 수직 플레이트형 열교환기에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 반응기나 분리 또는 분별 칼럼 내에 응축기로서 설치되고, 분할기가 생성물 흐름을 위한 2개의 별개의 구역을 형성하며, 생성물 흐름의 방향이 두 구역 간에 반대로 되는, 수직 플레이트형 열교환기에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 반응기나 분리 또는 분별 칼럼 내에 응축기로서 설치되고, 분할기가 생성물 흐름을 위한 2개의 별개의 구역을 형성하며, 생성물 흐름의 방향이 두 구역 간에 반대로 되고, 제2 분할기가 생성물 흐름의 구역에 해당하는 냉각 유체 채널을 위한 별개의 구역들을 형성하는, 수직 플레이트형 열교환기에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예는 반응기나 분리 또는 분별 칼럼 내에 응축기로서 설치되는 수직 플레이트형 열교환기를 작동시키는 방법에 관한 것이다.
도 1은 반응기나 분리 또는 분별 칼럼 내에 응축기로서 설치되는 종래 기술의 수직 플레이트형 열교환기의 개략적 정면도이다.
도 2는 종래 기술의 수직 플레이트형 열교환기의 내부 및 그 배치를 보여주는 측면도이다.
도 3은 생성물 흐름을 위한 2개의 별개의 구역을 형성하는 제1 분할기를 갖는 수직 플레이트형 열교환기의 실시예의 내부 및 그 배치를 보여주는 개략적 측면도이다.
도 4는 각각의 별개의 흐름 구역이 해당 냉각제 공급원 및 출구를 갖고 있는 본 발명의 실시예의 개략적 평면도이다.
수직 플레이트형 열교환기는 반응기 용기나 분리 또는 분별 칼럼에서 그 내에서 흐르는 물질로부터 열을 인출하는 데에 이용되고 있다. 통상, 액체 응축물 스트림은 회수되고, 비응축성 물질, 즉 열교환기의 작동 조건에서 응축되지 않은 화합물은 별도로 회수된다. 그러한 열교환기는 당업자에게 공지되어 있다.
설명의 간략화 및 용이를 위해, 본 발명의 실시예들은 이들이 분리 또는 분별 칼럼이나 단순히 칼럼과 관한 것일 때의 그 특이성에 대해 설명할 것이다. 그러나, 그 실시예들의 대부분은 열을 제거해야 하는 반응기 용기 또는 기타 용기에도 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용하는 바와 같이, 스트림과 관련한 "생성물"이란 용어는 그 스트림이 프로세스에서 회수하도록 요구되는 원하는 생성물 또는 물질임을 의미하고자 하는 것은 아니다. 마찬가지로, 앞서 정의한 바와 같은 비응축성 물질 및 미응축 증기가 바람직하지 않거나 회수되지 않는 부산물 또는 화합물로 간주되지 않는다. 예를 들면, 비응축성 스트림이 프로세스의 바람직한 생성물일 수 있다.
칼럼에서의 수직 플레이트형 열교환기 설비가 도 1에 종래 기술의 설비의 정면도로 도시되어 있다. 열교환기(2)는 칼럼(1) 내에 설치된 것으로 도시되어 있다. 열교환기(2)가 칼럼(1) 내에 어떠한 식으로 설치되는 가에 대한 세부 사항은 당업자에게 공지되어 있어 도 1에서는 도시하지 않는다. 열교환기(2)는 칼럼의 형상에 부합할 수 있지만, 통상은 도면에 도시하지 않은 배플, 덕트 및 기타 장치를 이용하여 증기든 액체이든 간에 생성물 흐름을 안내하도록 설치된다. 그러한 추가적인 흐름 전환 장치는 당업자에게 공지되어 있어 도시 생략한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래 기술의 열교환기(2)는 유체 냉각을 위한 냉각제 흐름 입구(3) 및 출구(4)를 구비한다. 편의상, 도면에서는 생성물과 냉각제의 향류식 흐름(counter-current flow)에 대해 나타낼 것이다. 냉각제 흐름은 또한 적절한 온도의 냉각제의 이용 기능성 및 소유자의 작동 선호도에 따라 반대로 될 수 있다. 냉각제 흐름은 또한 하나 이상의 가로-통로(cross-pass)에서 수평 가로-흐름으로 배치될 수 있는데, 그 가로-패스들은 생성물과 향류식으로 배치되거나 그 반대로 배치될 수 있다.
냉각 유체는 냉각 유체 채널 및 생성물 유동 공간 또는 통로를 형성하는 수직 플레이트 조립체에서 흐른다. 생성물 증기는 도 1에 흐름 방향 화살표(5)로 나타낸 바와 같이 생성물 유동 공간을 통해 아래쪽으로 흘러 적어도 부분적으로 응축하여, 액체와 증기의 혼합물을 형성하고, 이 혼합물은 생성물 포집 용적, 즉 액체-증기 분리 공간(6)에서 포집된다. 증기상 생성물 및 비응축성 물질은 액체-증기 분리 공간(6)으로부터 덕트(7)를 통해 제거된다. 응축된 생성물(액체)은 도관(8)에 의해 제거된다.
도 2에서는 칼럼(1)이 없는 상태에서 종래 기술의 열교환기(2)의 개략적 측면도를 도시하고 있다. 도 2는 냉각제 유동 플레이트 조립체(9)들의 배치 상태를 도시하고 있다. 각각의 조립체는 소위 플레이트 또는 채널 간극으로도 불리는 소정 간극을 두고 서로 떨어져 배치되어 냉각 유체의 도입을 위한 냉각제 흐름 경로를 형성하도록 용접 또는 기타 방식으로 밀봉된 2개의 플레이트를 포함한다. 생성물 증기는 흐름 방향 화살표(5)로 나타낸 바와 같이 수직 생성물 유동 공간 또는 통로(10) 혹은 통로 간극으로도 불리는 플레이트 조립체들 사이의 간극을 통해 아래쪽으로 흐른다. 그 생성물은 적어도 부분적으로 응축하면서 아래쪽으로 액체-증기 분리 공간(6) 내로 흐른다. 증기상 생성물 및 비응축성 물질은 액체-증기 분리 공간(6)으로부터 덕트(7)를 통해 제거된다. 응축된 생성물(액체)은 도관(8)에 의해 제거된다.
이러한 종래 기술의 열교환기에서, 액체-증기 분리 공간(6)은 액체 생성물과 증기상 생성물 및 비응축성 물질의 분리를 제공하기에 충분한 용적을 가져야 한다. 액체-증기 분리 공간의 필요한 수직 높이는, 열교환기가 커지게 할 뿐만 아니라, 그 열교환기가 설치되는 용기 또는 칼럼의 높이도 증가시킨다는 점에서 비용이 많이 든다. 추가적인 칼럼 높이는 칼럼 비용을 증가시키기 때문에, 열교환기의 높이를 감소시킬 필요가 있다. 또한, 2개의 별개의 냉각제 스트림을 사용하면, 칼럼에 설치되는 2개의 별개의 응축기 설비[예를 들면, 주 응축기와 배기 응축기(vent condenser)](이들은 어쩌면 동일한 칼럼 내에 수직 방향으로 직렬로 설치될 수 있음)를 한 위치로 합쳐 열교환기에 요구되는 총 칼럼 높이를 감소시킬 수 있다.
도 3에서는 본 발명의 열교환기의 실시예의 개략적 측면도를 도시하고 있다. 냉각제는 냉각제 흐름 입구(3)(도 3에서는 도시 생략)에서부터 냉각제 유동 플레이트 조립체(9)에 형성된 채널을 거쳐 냉각제 흐름 출구(4)(도 3에서는 도시 생략)로 흐른다. 수직 생성물 유동 공간 또는 통로(10)는 인접한 냉각제 유동 플레이트 조립체(9)들 사이의 수직 통로이다. 인접한 냉각제 유동 플레이트 조립체(9)들 사이에는 분할기(11)가 배치되어, 제1 구역의 생성물 유동 통로(10A)와 제2 구역의 생성물 유동 통로(10B)를 형성한다.
생성물 증기는 흐름 방향 화살표(5)로 나타낸 바와 같이 칼럼에서 열교환기 위에 형성된 증기 생성물 입구(12)로부터 아래쪽으로 흐른다. 이 생성물 증기는 생성물 유동 통로(10A)로 흘러 그 내에서 적어도 부분적으로 응축된다. 액체 및 증기상 생성물과 비응축성 물질은 생성물 유동 통로(10A)의 저부에서 나와 생성물 포집 용적, 즉 액체-증기 분리 공간(6) 내로 흐른다.
그러한 증기와 액체는 생성물 포집 용적, 즉 액체-증기 분리 공간(6)의 수직 높이 및 용적이 액체와 증기의 양호한 분리를 생성하기에는 충분하지 않아 액체-증기 분리 공간(6) 내에서 효과적으로 분리되지 않는다. 본 발명의 실시예에서, 제2 구역의 생성물 흐름 통로(10B)에서 추가적인 액체-증기 분리가 이루어진다. 증기상 생성물과 비응축성 물질은 흐름 방향 화살표(15)의 방향으로 제2 구역의 생성물 흐름 통로, 즉 생성물 흐름 통로(10B)를 통해 위쪽으로 흐른다. 이러한 식으로, 생성물의 응축은 물론, 증기상 생성물 및 비응축성 물질로부터의 액체의 분리에 대한 추가적인 기회가 존재한다. 따라서, 본 발명의 실시예는 액체-증기 분리에 액체-증기 분리 공간(6) 및 수직 생성물 유동 통로(10B)를 이용한다. 이러한 실시예는 통로 아래에 액체-증기 분리 공간의 필요성을 감소시켜 칼럼 높이를 낮춘다.
전술한 바와 같이, 생성물 증기와 비응축성 물질이 생성물 유동 통로(10B)에서 위쪽으로 흐르는 경우, 추가적인 생성물이 분리된다. 그러면, 그 액체 생성물은 생성물 포집 용적으로 아래쪽으로 흐른다. 이어서, 그 액체 생성물은 도관(8)을 통해 별도로 회수된다. 응축되지 않은 생성물 및 비응축성 물질은 매니폴드(17)에서 포집되어, 비응축성 물질을 비롯한 미응축 증기를 위한 출구로서 기능하는 덕트(7)를 통해 반응기로부터 제거된다.
본 발명의 열교환기의 다른 실시예에서, 열교환기의 제2 구역은 제1 구역과는 다르다. 특히, 플레이트의 기하학적 형상 및 플레이트의 작동 온도가 조절된다. 그러한 하나의 실시예에서, 생성물 유동 통로(10B)(통로 간극)로서 기능하는 수직 통로가 생성물 유동 통로(10A)(통로 간극)보다 좁거나 넓다. 다른 실시예에서, 냉각제 유동 플레이트 조립체(9B)(채널 간극)가 냉각제 유동 플레이트 조립체(9A)(채널 간극)보다 좁거나 넓다. 플레이트의 기하학적 형상과 작동 온도 모두를 변화시킨 실시예도 생각할 수 있다.
본 발명의 열교환기의 다른 실시예는 제2 구역의 열교환기, 즉 냉각제 유동 플레이트 조립체(9B)를 냉각제 유동 플레이트 조립체(9A)의 작동 온도와는 다른 온도, 통상은 그 온도보다 낮은 온도로 작동시키는 것에 관한 것이다. 그 온도차는 상이한 온도의 동일한 냉각제 또는 상이한 냉각제를 이용함으로써 유지할 수 있다. 냉각제의 상이한 온도를 달성하기 위한 장치가 도 4에 평면도로 개략적으로 도시되어 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 열교환기(2)는 분할기(11)에 의해 2개의 별개의 구역으로 분할되어 있다. 제1 구역은 냉각제 유동 플레이트 조립체(9A), 및 수직 통로 형태의 생성물 유동 통로(10A)를 포함한다. 생성물 증기는 열교환기의 상부로 유입되어 아래쪽으로 액체-증기 분리 공간(6)(도시 생략) 내로 흐른다. 이어서, 생성물 증기와 비응축성 물질은 생성물 유동 통로(10B)(도시 생략)를 통해 위쪽으로 흐른다. 응축되지 않은 모든 물질은 매니폴드(17)에서 포집되어 덕트(7)를 통해 열교환기로부터 제거된다.
도 4에 역시 도시한 바와 같이, 냉각제는 냉각제 흐름 입구(3)(도시 생략)를 통해 열교환기의 제1 구역으로 도입된다. 별도의 냉각제 흐름 입구(13)가 열교환기의 제2의 생성물 상향 흐름 섹션에 결합되어 있다. 냉각제 흐름 입구(13)는 도면에서 냉각제 흐름 출구(4)가 냉각제 흐름 입구(3)를 가리고 있는 것과 같이 냉각제 흐름 입구(14)를 가리고 있다. 당업자라면, 본 발명의 실시예들이 열교환기에서의 향류식 흐름에 대해 설명하고 있다는 점에서 열교환기의 제2의 생성물 상향 흐름 섹션에서의 흐름 방향이 냉각제 유동 플레이트 조립체(9B)의 상부에서 더 낮은 온도의 유입 냉각제 흐름을 갖는 한편, 열교환기의 제1 섹션이 냉각제 유동 플레이트 조립체(9A)의 저부에서 더 낮은 온도의 유입 냉각제 흐름을 갖는다는 점을 이해할 것이다.
열교환기의 제2 구역이 열교환기의 제1 구역보다 낮은 냉각제 온도에서 작동하는 실시예에서, 제2 구역은, 생성물 스트림의 실질적으로 전부를 응축시키고 실질적으로 비응축성 물질만을 매니폴드(17) 및 덕트(7)를 통해 열교환기로부터 제거하도록 남기게 되는 온도에서 작동하는 경우에 배기 응축기로서 기능할 수 있다.
본 발명의 실시예 내에서 구조 및 작동에 대한 많은 파라미터가 조절될 수 있다. 예를 들면, 열교환기의 제2 섹션에 대한 제1 섹션의 열교환 면적의 상대비를 조절할 수 있다. 이 비는 다수의 방식으로 조절될 수 있다. 예를 들면, 플레이트 또는 채널 간극(9A, 9B)을 통로 간극(10A, 10B)과 같이 상이하게 할 수 있다. 대안적으로, 분할기의 위치 설정(이는 분할기 양측에서의 통로 및 플레이트 조립체들의 수량을 변경함)이 구역들의 비를 조절하기 위한 간단한 방식이다.
두 구역들의 상대적 온도 또한 다양한 작동 모드를 허용하도록 조절될 수 있다. 이러한 조절들 중 일부 또는 전부가 동시에 이루어질 수 있다.
그 파라미터들은 기본적인 고려 사항을 고려하여 조절된다. 예를 들면, 열교환기의 제2의 상향 흐름 섹션에서, 생성물 증기와 비응축성 물질의 속도는 액체 생성물이 비응축성 물질 및 미응축 생성물에 혼입되어 이들에 의해 운반되는 속도를 초과하지 않아야 한다. 또한, 냉각제 유동 플레이트 조립체의 표면적은 냉각제의 상대 온도와 조합되어 바람직한 응축 정도를 달성하기에 충분해야 한다.
제1 구역은 통상적으로 이용 가능한 열교환 면적의 적어도 약 50%를 포함하고, 보다 통상적으로는 약 60%, 가장 통상적으로는 약 75%를 포함한다. 본 명세서에서 제공하는 교시라면, 당업자들은 본 발명의 범위 내에서 열교환기를 구성 및 작동시킬 수 있을 것이다.
본 발명을 실시하기 위한 현재의 바람직한 방식을 포함한 특정 실시예에 대해 본 발명을 설명하였지만, 당업자라면 전술한 시스템 및 기법에 대해 첨부된 청구의 범위에 기재된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위 내에 포함되는 수많은 변형 및 치환이 존재한다는 점을 이해할 것이다.

Claims (9)

  1. 반응기 내 또는 칼럼 내에 설치되고 열교환 면적을 갖는 수직 플레이트형 열교환기로서,
    냉각 유체 입구로부터 냉각 유체 출구로 냉각 유체가 흐르게 하는 냉각 유체 채널들;
    상기 냉각 유체 채널들 사이에 배치되어 생성물이 흐르도록 되어 있고 상부 및 저부를 갖는 생성물 수직 통로들;
    상기 생성물 수직 통로들의 제1 구역과 제2 구역 사이에 배치된 분할기;
    상기 제1 구역에서 생성물 수직 통로들의 상부와 연통하는 증기 생성물 입구;
    응축 생성물 및 미응축 증기를 포집하도록 생성물 수직 통로의 저부와 연통하는 생성물 포집 용적;
    응축 생성물을 회수하도록 생성물 포집 용적과 연통하는 응축 생성물 출구; 및
    생성물 포집 용적 내에 존재하는 미응축 증기를 제거하도록 상기 제2 구역에서 생성물 수직 통로들의 상부와 연통하는 미응축 증기 출구
    를 포함하는 수직 플레이트형 열교환기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 냉각 유체 채널들은 상기 생성물 수직 통로들의 제1 구역에 해당하는 냉각 유체 채널의 제1 구역과, 상기 생성물 수직 통로들의 제2 구역에 해당하는 냉각 유체 채널들의 제2 구역을 포함하는 것인 수직 플레이트형 열교환기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 냉각 유체 채널들의 제1 및 제2 구역을 위한 별개의 냉각 유체 입구 및 출구들을 포함하는 것인 수직 플레이트형 열교환기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생성물 수직 통로들은 통로 간극을 형성하고, 상기 생성물 수직 통로들의 제2 구역에서의 통로 간극은 상기 생성물 수직 통로들의 제1 구역에서의 통로 간극과는 상이한 것인 수직 플레이트형 열교환기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 냉각 유체 채널들은 채널 간극을 형성하고, 상기 생성물 수직 통로들의 제2 구역에 해당하는 채널 간극은 상기 생성물 수직 통로들의 제1 구역에서의 채널 간극과는 상이한 것인 수직 플레이트형 열교환기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 생성물 수직 통로들의 제1 구역은 열교환기의 열교환 면적의 적어도 50%를 포함하는 것인 수직 플레이트형 열교환기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 생성물 수직 통로들의 제1 구역은 열교환기의 열교환 면적의 적어도 75%를 포함하는 것인 수직 플레이트형 열교환기.
  8. 반응기 또는 칼럼 내에서 수직 플레이트형 열교환기를 작동시키는 방법으로서,
    열교환기의 제1 부분 내의 통로들을 통해 생성물 증기를 아래쪽으로 보내는 것;
    상기 생성물 증기의 적어도 일부를 응축시켜 증기-액체 혼합물을 형성하는 것;
    상기 증기-액체 혼합물을 분리하여 제1 증기상과 제1 액상을 형성하는 것;
    상기 열교환기의 제2 부분 내의 통로들을 통해 상기 제1 증기상을 위쪽으로 보내어 제2 증기상 및 제2 액상을 형성하는 것;
    상기 제1 및 제2 액상을 포집하는 것; 및
    상기 열교환기의 제2 부분의 상부로부터 제2 증기상을 제거하는 것
    을 포함하는 수직 플레이트형 열교환기의 작동 방법.
  9. 제8항에 있어서, 제1 냉각제를 상기 열교환기의 제1 부분 내의 채널들을 통과시키는 한편, 제2 냉각제를 상기 열교환기의 제2 부분 내의 채널들을 통과시키는 것을 더 포함하는 것인 수직 플레이트형 열교환기의 작동 방법.
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