KR20100015736A

KR20100015736A - 열분해관

Info

Publication number: KR20100015736A
Application number: KR1020097021907A
Authority: KR
Inventors: 구니히데 하시모토
Original assignee: 구보다코포레이션
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2010-02-12
Also published as: JP4860531B2; US20100143206A1; US8231837B2; KR101411658B1; CA2682470C; WO2008120699A1; EP2138796A1; EP2138796A4; CA2682470A1; ES2680597T3; JP2008249249A; EP2138796B1

Abstract

관내 유체에 대한 열전달 촉진 효과를 유지하면서, 압력 손실을 가급적 억제할 수 있는 열분해관을 제공한다. 관의 내면에, 관축에 대해 직교 또는 경사져 일주하는 복수의 돌기열을 가지며, 각 돌기열에는, 관 내면에 돌출하여 설치된된 복수의 돌기가 포함되고, 유체를 관의 한쪽으로부터 다른 쪽을 향해 흐르게 하는 열분해관에 있어서, 관의 내경을 D, 돌기열 α에 포함되는 임의의 돌기 A의 높이를 h, 돌기 A의 관축과 직교하는 방향의 원호 길이를 L, 돌기 A와, 돌기 A의 둘레 방향 양단으로부터 관축과 평행하게 연장되는 가상선 L1 및 L2와, 돌기열 α의 하류측의 돌기열 β에 의해 둘러싸이는 영역 R의 면적을 S로 했을 때에, S/10πD=0.2∼0.7, h/D=0.02∼0.05, L/πD=0.04∼0.5로 했다.

Description

열분해관{THERMAL DECOMPOSITION TUBE}

본 발명은, 에틸렌 등 제조용의 열분해 반응로에 이용되는 열분해관에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 관내 유체의 교반 작용을 높이는 돌기가 관 내면에 형성된 열분해관에 있어서, 관내 유체에 대한 뛰어난 열전달 효율을 확보하면서, 가급적 압력 손실의 저감을 도모할 수 있는 탄화수소용 열분해관에 관한 것이다.

에틸렌, 프로필렌 등의 올레핀은, 탄화수소(나프타, 천연가스, 에탄 등)의 원료 유체를 외부로부터 가열된 열분해관에 고속 유통시키고, 원료 유체를 반응 온도역까지 가열하여 열분해함으로써 생성된다.

열분해 반응을 효율 좋게 행하려면, 고속 유통하는 원료 유체를 단시간에 관로의 직경 방향 중심부까지 열분해 반응 온도역으로 가열 승온시키고, 또한, 과가열을 가능한 한 회피하는 것이 중요하다. 원료 유체를 과가열하면, 탄화수소류의 과도한 경질화(메탄, 유리 탄소 등의 생성)나 분해 생성물의 중축합 반응 등에 의해, 목적 제품의 수율 저하가 커진다. 또, 코킹(유리 탄소의 관 내면으로의 퇴적)이 조장되고, 관체의 열전달 계수의 저하를 초래하기 때문에, 디코킹 작업의 실시를 빈번하게 행할 필요가 발생한다.

그래서, 열분해관의 내면에 유통 유체의 교반 요소로서 돌기를 설치하는 것 이 행해져 있고, 고속 유통하는 유체는 돌기의 교반에 의해 열전달을 촉진하고, 급속히 가열 승온하는 것이 가능해진다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 이 결과, 반응은 단시간에 완결되고, 과분해에 따르는 경질화가 회피된다. 또, 열분해관의 열전달 효율의 향상에 의해, 열분해관의 가열 온도를 낮게 하는 것이 가능해지고, 열분해관의 내용 수명 향상의 효과가 초래된다.

특허 문헌 1에서는, 열분해관의 전체 길이에 걸쳐, 돌기가 형성되어 있지 않은 영역을 관축 방향과 평행하게 설치함으로써, 열전달 효율을 유지한 채로, 압력 손실을 저감하고 있다.

특허 문헌 1:일본국 재공표특허 WO2004-046277호 공보

(발명이 해결하려고 하는 과제)

특허 문헌 1의 열분해관에는, 한층 더한 열전달 효율의 향상과, 압력 손실의 저감이 요구되고 있다.

발명자들은, 열분해관의 내경에 따라, 돌기의 높이나, 돌기의 길이, 돌기가 관내 유체에 대해서 미치는 면적 범위를 조정함으로써, 한층 더한 열전달 효율의 향상과, 압력 손실의 저감을 달성할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명에 이르렀다.

본 발명은, 관내 유체에 대한 열전달 촉진 효과를 유지하면서, 압력 손실을 가급적 억제할 수 있는 열분해관을 제공하는 것이다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명의 열분해관은,

관의 내면에, 관축에 대해 직교 또는 경사져 일주하는 복수의 돌기열을 가지며, 각 돌기열에는, 관내면에 돌출하여 설치된 복수의 돌기가 포함되고, 유체를 관의 한쪽으로부터 다른 쪽을 향해 흐르게 하는 열분해관에 있어서,

관의 내경을 D,

돌기열 α에 포함되는 임의의 돌기 A의 높이를 h,

돌기 A의 관축과 직교하는 방향의 원호 길이를 L,

돌기 A와, 돌기 A의 둘레 방향 양단으로부터 관축과 평행하게 연장되는 가상선 L1 및 L2와, 돌기열 α의 하류측의 돌기열 β에 의해 둘러싸이는 영역 R의 면적을 S로 했을 때에,

S/10πD=0.2∼0.7,

h/D=0.02∼0.05,

L/πD=0.04∼0.5

로 했다.

(발명의 효과)

상기와 같이, 열분해관의 내면에 형성되는 돌기 A의 높이 h, 관축과 직교하는 방향의 원호 길이 L, 및 면적 S를, 열분해관의 내경 D에 기초하여 규정함으로써, 뛰어난 열전달 효율을 유지하면서, 압력 손실을 가급적 억제할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 열분해관의 단면 사시도이다.

도 2는, 도 1의 선 X-X를 따르는 부분 단면도이다.

도 3은, 도 1의 관축 방향을 따르는 전개도이다.

도 4(A)∼(C)는, 본 발명의 다른 돌기 배열을 나타내는 전개도이다.

도 5(D), (E)는, 본 발명의 또 다른 돌기 배열을 나타내는 전개도이다.

열분해관(10)은, 일반적으로, 복수의 직관을 구부린 벤드관으로 접속하고, 사행한 형상으로 구성되며, 열분해로에 배치되어, 관 외부로부터 가열을 받는다.

도 1은, 본 발명의 열분해관(10)(직관)의 일 실시예를 나타내는 단면 사시도, 도 2는, 도 1의 선 X-X를 따르는 부분 단면도, 도 3은, 도 1의 관축 방향을 따르는 전개도이다. 도 1 및 도 3에서는, 지면 좌측을 상류측, 우측을 하류측으로 하고 있다.

도면에 나타내는 바와 같이, 열분해관(10)에는, 내면을 일주하는 복수의 돌기열 α, β가 형성되어 있다. 각 돌기열 α, β에는, 각각 복수의 돌기 A, B가 포함된다.

또한, 본 발명에 있어서, 돌기열이란, 열분해관(10)의 내면을 일주하는 돌기의 집합을 의미하고, 돌기열은, 길이, 면적 등을 규정하는 경우, 각 돌기의 중심을 통과하는 선(도 1, 도 3에 일점 쇄선으로 나타내는 돌기열 α, β)으로서 정의된다.

돌기열 α와 돌기열 β는, 관축에 직교하는 면에 대해서 경사각 θ로 나선 형상으로 연속해서 평행하게 형성할 수 있다(도 1, 도 3 참조). 이 경우, 경사각 θ는 20도 이하, 보다 바람직하게는 15도 이하가 되도록 형성되는 것이 바람직하 다. 물론, 1개의 돌기열 중에서 경사각 θ를 바꾸거나, 돌기열마다 경사각 θ를 바꾸거나 할 수도 있다.

또, 각 돌기열은, 열이 독립된 환상(環狀)으로서 관축에 대해 직교하는, 혹은 경사각을 가지도록 형성할 수 있다. 또, 나선 형상 돌기열의 경우, 돌기열은 1조로 한정되지 않고, 복수조로 해도 된다.

돌기는, 예를 들면, 분체 플라즈마 용접(PTA 용접) 등의 육성용접법에 의해, 육 성 비드로서 효율적으로 형성할 수 있다. 돌기는, 돌기열에 대해서 평행 또는 경사지게 형성할 수 있다.

돌기는, 열분해관(10)과 동종의 내열 합금 재료로 형성할 수 있고, 25Cr-Ni(SCH22), 25Cr-35Ni(SCH24), 인콜로이(상표명)를 예시할 수 있다. 이 외, 열분해관(10)의 사용 환경에 견딜 수 있는 여러 가지의 내열합금 재료를 적절히 사용할 수 있다.

여기서, 도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같이, 열분해관(10)의 내경을 D(㎜), 돌기열 α에 포함되는 임의의 돌기 A의 높이를 h(㎜), 돌기 A의 관축과 직교하는 방향의 원호 길이를 L(㎜), 돌기열 α와 하류측의 돌기열 β까지의 중심간 거리를 P(㎜), 돌기 A와, 돌기 A의 둘레 방향 양단으로부터 관축과 평행하게 연장되는 가상선 L1 및 L2와, 돌기열 α의 하류측의 돌기열 β에 의해 둘러싸이는 영역 R의 면적을 S(㎟), 돌기열 α 중에서 돌기 A에 서로 이웃하는 돌기 A＇의 단부(端部)간의 원호 거리의 관축과 직교하는 방향의 원호 길이를 s(㎜), 돌기열 α의 관축에 직교하는 면에 대한 경사각을 θ로 규정한다.

＜열분해관의 내경 D＞

열분해관(10)의 내경 D는, 30㎜∼200㎜로 하는 것이 바람직하다. 내경 D의 하한은, 돌기열을 형성하기 위해서 필요한 공간을 확보하기 위해서이며, 상한은, 돌기에 의한 유체 교반 작용이나 가열 효율을 고려하여 결정할 수 있다.

＜돌기열 α, β간의 중심간 거리 P＞

돌기열이 나선 형상인 경우, 돌기열 α, β간의 중심간 거리 P는, 열분해관(10)의 내경 D와 상기 경사각 θ에 의해 결정되고, 바람직하게는, 20∼100㎜이다. 복수조의 나선 형상 돌기열의 경우에 대해서도, 서로 이웃하는 돌기열간의 중심간 거리 P는, 20∼100㎜로 하는 것이 바람직하다.

복수조의 나선 형상의 돌기열의 경우, 또 돌기열이 서로 독립된 환상으로서, 돌기열을 관축에 대해 직교, 혹은 경사각을 가지는 경우의 어느 상태에 있어서도, 서로 이웃하는 돌기열간의 중심간 거리 P는, 20∼100㎜로 하는 것이 바람직하다.

＜영역 R의 면적 S에 대해＞

영역 R의 면적 S는, S/10πD=0.2∼0.7로 한다. 또한, 바람직하게는 S/10πD=0.3∼0.6이다.

열분해관(10)의 내면 표층에서는, 고온의 유체가 체류하고, 고온의 경막이 형성되고, 열분해관(10)과 관내 유체의 사이에서 열전달이 충분히 행해지지 않는 현상이 생긴다. 열분해관(10)의 내면에 돌기 A가 형성되어 있는 경우, 돌기 A에 의해 유체는 교반되고, 상기 경막이 파괴됨으로써 적절히 열전달이 행해진다고 추정된다. 다수의 돌기가 열분해관(10)의 내면에 형성되어 있는 경우, 각각의 돌기 에 의해 유체가 교반되게 되지만, 발명자들은, 개개의 돌기가 유체를 교반하는 작용을 미치는 돌기 하류측의 면적을 소정의 면적으로 설정함으로써, 돌기에 의한 유체의 교반이, 그 설정된 면적 전체에 남김없이 작용하고, 이로 인해 열분해관과 관내의 유체의 열전달이, 그 설정된 면적 내에서 온도 불균일 없이 행해지는 것을 발견했다. 즉, 돌기와 돌기의 하류측의 돌기열로 둘러싸이는 면적, 즉, 돌기 A에 대해서는, 돌기 A와 하류측의 돌기열 β의 사이에 형성되는 영역 R(도 1 참조)의 면적 S를, 관 직경 D에 있어서의 단위 관 길이 10㎜의 관 내면적과 비교했을 때, 그 값이 상기 0.2∼0.07의 범위(바람직하게는 0.3∼0.6의 범위)이면, 상기한 열전달 작용이 유효하게 행해지는 것을 발견한 것이다.

여기서, 돌기 A의 하류측에 형성되는 영역 R은, 돌기 A와, 돌기 A의 둘레 방향 양단으로부터 관축과 평행하게 연장되는 가상선 L1 및 L2와, 돌기 A의 하류측의 돌기열 β를 둘러싼 영역이 된다. 영역 R의 면적 S는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 돌기 A와 돌기열 β가 평행한 경우에는, 평행사변형의 면적이 된다. 돌기열 α와 돌기열 β가 모두 관축에 대해 직교하는 경우에는, 영역 R은 직사각형이 된다.

또, 돌기열 β의 경사각 θ와, 돌기열 β의 돌기 B의 경사각이 다른 경우에는, 도 5(D), (E)에 나타내는 바와 같이, 영역 R은, 돌기 A, 돌기 B 및 가상선 L1, L2에 의해 둘러싸이는 범위가 된다.

돌기 A가 유체에 교반 작용을 미치는 영역 R의 면적 S는, 단위 관 길이 10㎜의 관 내면적 10πD에 대한 비의 상한을 0.7(바람직하게는 0.6)로 함으로써, 실시 예를 참조하여 이해되는 바와 같이, 유체의 열전달 특성의 향상과, 압력 손실의 저감을 달성할 수 있다. 또, 비의 하한을 0.2(바람직하게는 0.3)로 한 것은, 이 비를 0.2(바람직하게는 0.3)보다 작게 하기 위해서는, 돌기 A의 길이 및/또는 돌기열 β와의 중심간 거리 P를 작게 하지 않을 수 없고, 결과적으로, 열분해관(10)의 내면에 필요 이상 다수의 돌기가 형성되게 되고, 이들 돌기에 의해 열분해관(10)의 내면 표층에 적절하지 않은 난류가 생겨 압력 손실이 증대하고, 소기의 유체 교반 효과를 얻을 수 없기 때문이다.

또한, 열분해관(10)의 내면에 형성되는 모든 돌기에 대한 면적 S의 총합 ΣS는, 열분해관(10)의 내면 면적의 80% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 열분해관(10)의 거의 전체 길이에 걸쳐, 상기와 같이, 열전달 특성의 향상과, 압력 손실의 저하를 달성할 수 있다.

＜돌기 A의 높이 h에 대해서＞

돌기 A의 높이 h는, h/D=0.02∼0.05로 한다.

돌기 A의 높이 h는, 유체의 교반 작용에 큰 영향을 준다.

돌기 A의 높이 h가 커지면, 돌기 A가 저항이 되어, 압력 손실이 커지고, 열분해관(10)으로서의 압력 손실의 저감이 곤란해진다. 따라서, 열분해관(10)의 내경 D에 대한 돌기 A의 높이 h의 비는, 상한을 0.05로 한다.

돌기 A의 높이 h가 작아지면, 돌기 A에 의한 유체의 교반 작용이 현저하게 저하하기 때문에, 열분해관(10)의 내경 D에 대한 돌기 A의 높이 h의 비는, 하한을 0.02로 한다.

＜돌기 A의 관축과 직교하는 방향의 원호 길이 L에 대해서＞

돌기 A의 관축과 직교하는 방향의 원호 길이 L은, L/πD=0.04∼0.5로 한다. 또한, 바람직하게는 L은, L/πD=0.04∼0.2이다.

돌기 A의 관축과 직교하는 방향의 원호 길이 L은, 돌기열에 포함되는 돌기수, 즉, 돌기 단부간의 원호 거리의 관축과 직교하는 방향의 원호 길이 s의 수에 관련하고, 압력 손실에 큰 영향을 준다.

돌기 A의 관축과 직교하는 방향의 원호 길이 L이 커지면, 유체가 통과하는 돌기 단부간의 수가 적어지고, 압력 손실이 증대한다. 따라서, 열분해관(10)의 둘레 길이 πD에 대한 돌기 A의 관축과 직교하는 방향의 원호 길이 L의 비는, 상한을 0.5(바람직하게는 0.2)로 한다.

돌기 A의 관축과 직교하는 방향의 원호 길이 L이 작아지면, 돌기가 부여하는 영향 면적 S가 너무 작아져 구성할 수 없게 되기 때문에, 적절한 교반 난류를 얻을 수 없게 된다. 따라서, 열분해관(10)의 둘레 길이 πD에 대한 돌기 A의 관축과 직교하는 방향의 원호 길이 L의 비는, 하한을 0.04로 한다.

＜돌기 A와 돌기 A＇의 단부간의 원호 거리의 관축과 직교하는 방향의 원호 길이 s에 대해서＞

돌기열 α 중에서, 돌기 A와, 돌기 A에 서로 이웃하는 돌기 A＇의 단부간의 원호 거리의 관축과 직교하는 방향의 원호 길이 s, 즉, 돌기 A와 돌기 A＇의 간격은, s/πD≤0.05로 하는 것이 바람직하다.

돌기끼리의 단부간의 원호 거리의 관축과 직교하는 방향의 원호 길이 s는, 유체가 통과할 수 있는 범위에 영향을 미치고 압력 손실에 영향을 준다. 따라서, 단부간의 원호 거리의 관축과 직교하는 방향의 원호 길이 s의 열분해관(10)의 둘레 길이 πD에 대한 비는, 0.05 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 돌기 A의 관축과 직교하는 방향의 원호 길이 L과, 상기 단부간의 원호 거리의 관축과 직교하는 방향의 원호 길이 s를 규정함으로써, 돌기열 α 중에 존재하는 돌기수가 결정되고, 돌기수는, 돌기열당 2∼25개가 된다.

＜돌기열 β에 대해서＞

돌기 A의 하류측에 위치하는 돌기열 β에 대해서, 돌기 A의 관축 방향 하류측의 가상선 L1과 L2에 끼워지는 구간에는, 돌기 A와 대향하도록 1 또는 복수의 돌기 B가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 구간에 돌기열 β의 돌기 B가 형성되어 있지 않으면, 돌기 A에 의한 유체의 교반 작용이 미치는 영향 범위에 상한이 있기 때문에, 관 내면의 교반 작용의 유지가 곤란해지고, 효율적인 열전달 효율을 유지할 수 없기 때문이다. 돌기열 β는, 상기 구간의 원호 길이 중, 50% 이상을 막도록 형성되는 것이 더 바람직하다.

상기와 같이 돌기열 α 및 β, 돌기 A 및 B 등에 대해 규정함으로써, 이하의 실시예에 나타나는 바와 같이, 관내 유체에 대해, 뛰어난 열전달 효율을 확보하면서, 가급적 압력 손실의 저감을 도모할 수 있다.

이로 인해, 원료 유체를 관로의 직경 방향 중심부까지 열분해 반응 온도역으로 신속하게 가열 승온하면서, 과가열을 회피할 수 있고, 목적 제품의 수율 향상을 달성할 수 있다. 또, 코킹도 억제되기 때문에 디코킹 작업을 삭감할 수 있고, 조 업 일수의 증가에 의한 수량 증대를 달성할 수 있다.

＜다른 돌기 배열＞

도 4(A)∼(C) 및 도 5(D), (E)는, 돌기 A, B가 다른 배열예를 나타내고 있다. 도면에서는, 돌기열 α, β를, 열이 독립된 환상으로서 관축에 대해 직교하도록 배치하고 있지만, 돌기열을 도 3에 나타내는 바와 같이, 관축에 대해서 경사지게 설치해도 된다.

도 4(A)는, 돌기 A와 하류측의 돌기 B를 평행하게 형성함과 더불어, 돌기 A의 가상선 L1, L2간을 돌기 B가 모두 막고 있는 돌기 배열을 나타내고 있다.

도 4(B) 및 (C)는, 돌기 A의 가상선 L1, L2간의 50% 이상(100% 미만)을 돌기 B가 막고 있는 돌기 배열이며, 도 4(B)는, 가상선 L1 또는 L2와 돌기열 β의 돌기 단부간이 교차하고 있고, 도 4(C)는, 가상선 L1과 L2 사이에 돌기열 β의 돌기 단부간이 전체 길이에 걸쳐 포함되어 있는 배열을 나타내고 있다.

도 5(D)는, 돌기열 α, β에 대해서, 돌기 A, B가 같은 방향으로 경사진 상태의 배열예, 도 5(E)는, 돌기열 α, β에 대해서, 돌기 A, B가 역방향으로 경사진 상태의 배열예이다. 도 5(D)의 경우, 영역 R의 면적 S는, 도면에 나타내는 바와 같이 평행사변형 형상이 되고, 도 5(E)의 경우, 영역 R의 면적 S는, 사다리꼴 형상이 된다.

도 4, 도 5의 어느 경우도, 돌기열 α, 돌기열 β, 돌기 A, 돌기 B 등에 대해서, 상기 규정을 만족함으로써, 관내 유체에 대해, 뛰어난 열전달 효율을 확보하면서, 가급적 압력 손실의 저감을 도모할 수 있다.

(실시예)

공시관으로서, 발명예 1∼발명예 6 및 비교예 1∼비교예 18을 제작하고, 각각의 공시관에 대해서, 열전달 특성과 압력 손실을 측정했다. 각 공시관의 제작 조건을 표 1에 나타내고 있다. 또한, 표 1 중, 길이의 단위는 ㎜, 면적은 ㎟, 돌기수의 단위는 개이다.

실험 조건은 다음과 같다.

·시험 유체：공기

·유체 온도：열전달 특성 측정 250∼350℃의 가열 공기

압력 손실 측정 실온

·레이놀즈수:열전달 특성 측정 25,000∼120,000

압력 손실 측정 40,000∼120,000

·압력 손실의 측정 구간:1000㎜∼1500㎜

열전달 특성 측정은, 열풍 발생기를 이용해 300℃부근에까지 가열한 공기를 열분해관에 흘려 보내고, 유체의 온도 변화와 관벽의 온도 변화를 측정하여, 평균 누셀트수를 산출했다. 유체 온도는, 아네모마스터에 의해 측정했다.

압력 손실 측정은, 블로워를 이용해 상온 공기를 열분해관에 흘려 보내고, 디지털마노메터를 이용해 차압을 측정함으로써 행했다. 유체 온도 및 유속은, 아네모마스터에 의해 측정했다.

표 1에 측정 결과를 나타내고 있다. 표 1에 있어서의 ○, ×의 평가 방법은, 종래품인 돌기가 둘레 방향으로 중단되는 일 없이 연속해서 형성된 열분해관의 특성치를 기준으로 하고, 이 값과 대비하여, 소정비 이상의 향상이 보여질 때에 ○를, 보여지지 않을 때를 ×로 했다.

표 1을 참조하면, 발명예 1∼6은, 열전달 특성이 뛰어나고, 압력 손실이 저감되어 있는 것을 알 수 있다.

한편, 비교예 1∼비교예 18은, 열전달 특성, 압력 손실 중 어느 한 쪽 또는 양쪽이 떨어져 있는 것을 알 수 있다.

비교예가 본 발명에 비해 떨어지는 것은, 돌기의 형성 조건, 돌기열의 형성 조건에 대해서, 면적 S/단위 관 길이 10㎜의 관 내면적 10πD, 돌기 높이 h/내경 D, 돌기의 관축과 직교하는 방향의 원호 길이 L/둘레 길이 πD, 단부간 거리의 관축과 직교하는 방향의 원호 길이 s/둘레 길이 πD 중 어느 한 쪽이 본 발명에 규정한 범위를 만족하지 않기 때문이다.

열전달 특성이 떨어짐으로써, 수율의 저하 외, 코킹이 발생하는 문제가 생긴다.

또, 압력 손실이 커짐으로써, 수율의 저하를 초래하게 된다.

본 발명은, 관내 유체에 대한 열전달 촉진 효과를 유지하면서, 압력 손실을 가급적 억제할 수 있는 열분해관으로서 유용하다.

Claims

관의 내면에, 관축에 대해서 직교 또는 경사져 일주하는 복수의 돌기열을 가지며, 각 돌기열에는, 관 내면에 돌출하여 설치된 복수의 돌기가 포함되고, 유체를 관의 한쪽으로부터 다른 쪽을 향해 흐르게 하는 열분해관에 있어서,

관의 내경을 D,

돌기열 α에 포함되는 임의의 돌기 A의 높이를 h,

돌기 A의 관축과 직교하는 방향의 원호 길이를 L,

돌기 A와, 돌기 A의 둘레 방향 양단으로부터 관축과 평행하게 연장되는 가상선 L1 및 L2와, 돌기열 α의 하류측의 돌기열 β에 의해 둘러싸이는 영역 R의 면적을 S로 했을 때에,

S/10πD=0.2∼0.7,

h/D=0.02∼0.05,

L/πD=0.04∼0.5

인 것을 특징으로 하는 탄화수소용 열분해관.
청구항 1에 있어서,

돌기열 α 중에서 돌기 A와, 돌기 A에 서로 이웃하는 돌기 A＇의 단부(端部)간의 원호 거리의 관축과 직교하는 방향의 원호 길이를 s로 했을 때에,

s/πD≤0.05

인, 탄화수소용 열분해관.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

돌기열 β에는, 돌기열 α의 돌기 A의 관축 방향의 하류측의 가상선 L1 및 L2간에, 돌기 A와 대향하는 1 또는 복수의 돌기 B가 형성되어 있는, 탄화수소용 열분해관.
청구항 3에 있어서,

1 또는 복수의 돌기 B는, 가상선 L1 및 L2 사이에 끼워진 구간에서, 가상선 L1과 L2를 잇는 원호 길이 중 50% 이상 막도록 형성되어 있는, 탄화 수소용 열분해관.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

돌기열 α와 돌기열 β는 대략 평행하게 형성되고, 영역 R은 대략 평행 사변형인, 탄화수소용 열분해관.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,

관의 내면에 형성된 모든 돌기에 대한 상기 면적 S의 총합 ΣS는, 관의 총 내면적의 80% 이상인, 탄화수소용 열분해관.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,

돌기열 α와 돌기열 β는 나선 형상으로 연속해서 형성되는, 탄화수소용 열분해관.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,

돌기열 α와 돌기열 β는, 각각 관축에 직교하여 형성되는, 탄화수소용 열분해관.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,

관의 내경 D는 30∼200㎜인, 탄화수소용 열분해관.