JP2000509645A - 気相／液相／固相反応実施用反応槽および上記反応槽を用いて上記反応を実施する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は気相／液相／固相反応の実施で用いるに適した反応槽に関し、この反応槽に、第一液相と固相と気相（上記チャンバに送り込まれる）を保持するための本質的に密封されている反応用チャンバ（２）を取り囲むハウジング（１）；上記反応用チャンバに連結していて第一液相を上記反応用チャンバ（２）に供給するための少なくとも１つの供給口（３）；物質の交換が中空繊維（４）の壁を貫いてフローチャンネルと該反応用チャンバ（２）の間で起こり得るように少なくとも第二液相を取り出すための内部フローチャンネルを限定している壁を有する少なくとも１つの中空繊維（４）；該フローチャンネルに連結していて該第二液相を取り出すための少なくとも１つの取り出し口（６）；使用位置の時に少なくとも１つの気体入り口（７）が本質的に該反応用チャンバ（２）の底の中に開放されておりかつ少なくとも１つの気体出口（８）が本質的に該反応用チャンバ（２）の上部に位置するように反応用チャンバ（２）に連結していて該気相を上記反応用チャンバ（２）の中に通して本質的に上方向に送り込むための少なくとも１つの気体入り口（７）と少なくとも１つの気体出口（８）を含める。本発明は更に上記反応槽を用いて気相／液相／固相反応を実施する方法にも関する。上記中空繊維を好適にはセラミック材料で作成する。上記反応槽は好適にはＤＡＭモジュールでありそして／または高温高圧下で用いるに適切である。

Description

【発明の詳細な説明】 気相／液相／固相反応実施用反応槽および上記反応槽を用いて 上記反応を実施する方法 本発明は気相／液相／固相反応の実施で用いるに適した反応槽に関する。 この種類の「気−液−固」（ＧＬＳ）反応槽は産業で幅広く用いられており、 とりわけ液相の水添および（部分）酸化ばかりでなくＦｉｓｃｈｅｒ Ｔｒｏｐ ｓ反応で用いられている。この種類の方法では一般に気相および液相を反応槽に 送り込んでこれらの相に反応体および化学反応で生じた生成物を入り込ませる一 方で固相は触媒材料である。 産業で現在用いられているＧＬＳ反応槽は固定床反応槽と懸濁固相反応槽に細 別される。 固定床反応槽では、触媒粒子を固定床内に存在させていて、その粒子サイズは 大きく、その中に通して気相および液相を送り込む（同時に）。上記固定床反応 槽は、更に、液体流れおよび気体流れの個々の方向（類）に応じて、いわゆる「 細流床」反応槽、「並流−上昇流」反応槽および「分割（ｓｅｇｍｅｎｔｅｄ） 床」反応槽に細別され得る。 懸濁固体反応槽では、小さい固体状の粒子が用いられていて、上記粒子は、例 えば撹拌または混合などで液相内に懸濁状態で保持される。この種類の反応槽の 例は、懸濁反応槽、流動床反応槽または撹拌懸濁反応槽である。 上記公知型ＧＬＳ反応槽の例およびそれらの具体的な用途がShah，Y. T.，Gas-liquid-solid reactor design，McGraw-Hill，New York 1979に与えら れている。 ＧＬＳ反応を上記公知反応槽内で実施する時に経験する一般的な問題点はとり わけ下記である： − いろいろな相の間の良好な接触または良好な伝達の実現化を得ることができ ること［それによって、変換速度が速くなりそして／または変換率を高くするこ とができるばかりでなく、接触時間および／または反応槽内の滞留時間を短くす ることができる］； − 反応槽から取り出される（液状または気体状）生成物流れが固相を伴出しな いように固相が反応槽内に保持されること［懸濁反応槽の場合のように固相が生 成物流れと一緒に反応槽から取り出されると、この固相を分離する分離段階を下 流に設ける必要があり、そしてその固相を反応槽に再循環させる手段を設ける必 要がある］； − 反応槽の中を通る流れを良好に維持すること、即ち反応槽内に存在している 固相が液相および／または気相の反応槽への／からの供給も取り出しも邪魔しな いこと； − 固相に充分な接触表面を与えること； − 反応条件（温度分布が均一なことを包含）および変換率の最適な管理の達成 ； − 現存ＧＬＳ反応槽は一般に下流の分離段階（反応槽から取り出した生成物流 れから反応生成物を分離する）を必要とする−その生成物流れには反応混合物の 他の成分が含まれていること； − 平衡反応の場合には平衡を所望生成物側に移行させそしてより高い収率およ び／またはより高い効率が得られるような様式で選択的に反応 生成物を反応混合物および／または反応ゾーンから取り出すことができないこと 。 従って、本発明の１番目の目的は、気／液／固反応の実施で用いるに適した改 良反応槽、特に運転が簡単で固相を例えば懸濁反応槽（を用いた場合）よりも簡 単な様式で維持することを可能にして幅広い用途で利用できるＧＬＳ反応槽を提 供することにある。 本発明のさらなる目的は、上述した欠点を全く持たないか或は欠点が少ない改 良ＧＬＳ反応槽を提供することにある。 分離または吸収技術、例えばミクロ濾過、限外濾過および逆浸透ばかりでなく 透析、気体分離、過蒸気／蒸気透過などで中空繊維を用いることは本技術分野で 公知でありかつこの目的の取り付けは従来技術に記述されている。上記方法は、 一般に、気相および／または液相のみを伴う分離方法に関する。 例えば、ドイツ特許出願公開第４３ ０８ ６９７号およびＣｈｅｍｉｃａｌ Ａｂｓｔｒａｃｔｓ、９２巻、Ｎｏ．１４（１９８０）には、液体流れを例え ば質量移動などで接触させる装置が記述されている。上記装置には膜モジュール （ｍｏｄｕｌｅｓ）が含まれていて、１番目の液体流れは繊維の中を通るように 送り込まれそして２番目の液体流れは繊維の上を通るように送り込まれる。しか しながら、このような装置はＧＬＳ反応槽として用いるに適切でなく、例えば明 確な反応用チャンバ（ｃｈａｍｂｅｒ）が存在しておらず、固相を懸濁状態に保 持する装置も存在しておらず、かつ気相および液相を反応用チャンバに供給する 場合の供給は個別ではない。 また、気相反応では膜反応槽も用いられており、特に触媒作用を示す 固相［これは繊維の壁を形成しているか或は中空繊維（これは支持体として働く ）上に固定されている］を触媒として用いた気相反応で膜反応槽が用いられてい る。この種類の装置は、例えばG．Saracco他，Journal of Membrane Science，9 5巻No.2，1994年10月，105-123頁に記述されている。 しかしながら、この種類の反応は液相を伴わず、相移動（ｐｈａｓｅ ｔｒａ ｎｓｆｅｒ）反応を実施するのは不可能である。更に、触媒作用を示す固相は膜 としてか或は膜上に存在しており、それによって、使用可能な触媒の数がかなり 制限され、従って実施可能な反応の数が制限される。 本出願者らが最近開発した方法は膜気体吸収方法である。この方法を用いると 、成分が気相から液相の中に吸収されて、気相と液相が（半透過性および／また は多孔質）膜によって分離された状態に保持される。所望成分を吸収材として用 いる液相内に吸収させている間に化学反応（これによって吸収させるべき物質が 結合する）が起こり得るが、このような技術をＧＬＳ反応で用いるのは不可能で ある、何故ならば、このような方法ではとりわけ気相と液相を厳格に分離した状 態に保持する必要があるからである。更に、膜気体吸収では、化学反応が起こる のは吸収させるべき物質（類）が膜を通過した後、即ち中空繊維の内腔の中に入 り込んだ後のみである。 3，1994年3月，362-365頁には、生分解を受け難い物質の変換で用いるに適した 生物学的反応槽が記述されている。上記反応槽は複数の膜モジュールから成る懸 濁膜反応槽を含んでいて、各モジュールは「反応用チャ ンバを取り囲むポリアクリロニトリル製管状膜から成り、ｄ₁＝１４．２ｍｍで Ａ＝０．０５ｍ²である」“aus einer der Reaktionsraum umschliessenden Tub ularmembran aus Polyacrylnitri d₁=14.2mm mit A=0.05ｍ² besteht”。この反 応槽の底に圧縮空気を分配装置から供給する。 しかしながら、上記論文に示されている反応槽は生物学的反応槽であり、ＧＬ Ｓ反応用の３相反応槽ではない。更に、上記論文の図１および２に従い、生物学 的反応は膜／繊維内で起こり、繊維の外側に位置する反応用チャンバは存在しな い。このことは、また、上記文献の引用に従うと反応混合物（即ち液相）の供給 および取り出しは両方とも中空繊維を通して行われる一方で本出願に従う中空繊 維は反応生成物が入る液相の取り出しでのみ働くように反応チャンバ内に位置し ていて反応槽には（液状または溶解している）出発材料用の個別の供給口が備わ っていてそれが反応用チャンバに連結していることからも分かるであろう。 更に、上記論文の図４から分かるであろうように、上記繊維は気体流れの方向 に対して水平および／または横方向に位置しておらず、従って繊維上への横方向 流れを達成するのは不可能である。最後に、上記反応槽内でセラミック繊維を用 いる記述も提案も熱交換要素を用いる記述も提案も全く成されていない。 ヨーロッパ特許出願公開第０ ６５９ ６９４号にも同様に生物学的反応槽が 記述されており、それは具体的に汚染水の処理で用いられる。上記反応槽には液 相循環用ガスリフトシステム（ｇａｓ ｌｉｆｔ ｓｙｓｔｅｍ）が備わってお り、その膜要素は反応槽内に配置されていて反応用チャンバの中に開放されてお り、それは明らかに単にその循環する液相を導く働きをし、反応生成物を取り出 す働きをするものでない。 更に、もう一度繰り返して、繊維上への横方向流れを達成するのは不可能である 一方、また、セラミック繊維の使用も熱交換要素の使用も記述されていない。 本分野の技術者がＧＬＳ反応で膜を用いる時に直面する一般的な問題は、一方 では、固相（好適には接触表面ができるだけ大きくなるように小さい粒子の形態 である）が沈降しないように上記固相を懸濁状態に保持する必要がある点と、他 方では、上記小さい粒子が膜（の孔）を詰まらせること（これが起こると反応槽 を通る液状媒体の通過量が悪化する）がないようにする必要がある点である。こ のような問題は、反応槽使用中に繊維の壁を貫通する正味の液体流れを存在させ ると上記流れによって固体粒子が膜に向かって／膜に対して「引き寄せられる」 ことから一層強くなる。 これらの全部が、恐らくは、ＧＬＳ反応槽で中空繊維を用いる提案が今日まで 従来技術で成されていなかった理由であろう。従って、本発明のさらなる目的は 、このような具体的な問題に対する解決法を与えることにある。 従って、本発明の１番目の面は気相／液相／固相反応の実施で用いるに適した 反応槽に関し、この反応槽に、 − 第一液相と固相と気相［反応用チャンバ（２）の中を通して送り込む］を保 持するための本質的に密封されている反応用チャンバ（２）を取り囲むハウジン グ（１）、 − 該反応用チャンバ（２）に連結していて第一液相を該反応用チャンバ（２） に供給するための少なくとも１つの供給口（３）、 − 物質の交換が中空繊維（４）の壁を貫いてフローチャンネル（５） と該反応用チャンバ（２）の間で起こり得るように少なくとも第二液相を取り出 すための内部フローチャンネル（５）を限定している壁を有する少なくとも１つ の中空繊維（４）、 − 該フローチャンネル（５）に連結していて該第二液相を取り出すための少な くとも１つの取り出し口（６）、 − 使用位置の時に少なくとも１つの気体入り口（７）が本質的に該反応用チャ ンバ（２）の底の中に開放されておりかつ少なくとも１つの気体出口（８）が本 質的に該反応用チャンバ（２）の上部に位置するように該反応用チャンバ（２） に連結していて該気相を該反応用チャンバ（２）の中に通して本質的に上方向に 送り込むための少なくとも１つの気体入り口（７）と少なくとも１つの気体出口 （８）、 を含める。 本発明の２番目の面はこの上に記述した種類の反応槽内で気相／液相／固相反 応を実施する方法に関し、この方法に、 少なくとも１種の化学反応が反応用チャンバ（２）内で起こりそして第一液相の 少なくとも一部または少なくとも１つの成分が中空繊維（４）の壁を貫通しそし てフローチャンネル（５）を通って取り出し口（６）に向かう第二液相と一緒に ／第二液相として取り出されるような条件下で、 − 固相を該反応用チャンバ（２）内に保持し、 − 少なくとも該第一液相を少なくとも１つの供給口（３）に通して該反応用チ ャンバ（２）に供給し、 − 気相を少なくとも１つの気体入り口（７）に通して該反応用チャンバ（２） に供給しそして該気相を少なくとも１つの気体出口（８）に通 して取り出し、 − 該第二液相を少なくとも１つの中空繊維（４）のフローチャンネル（５）に 通して取り出して該取り出し口（６）に向かわせる、 ことを含める。 ここに、以下に行う説明を基礎にしかつ添付図１−３を参照して本発明をより 詳細に説明し、ここで、 − 図１に、反応槽からの第二液相取り出しで中空繊維を用いる本発明の反応槽 および態様を示し、 − 図２に、反応槽の中に通す第二液相の供給で中空繊維を用いる本発明の反応 槽および態様を示し、 − 図３に、第二液相を集めるか或は供給する手段を与えた本発明に従う反応槽 を示し、 − 図４に、直列連結させた数基の反応槽を含めた本発明の態様を示す。 上記反応槽のハウジング（１）は、反応条件下で不活性でありそして／または 反応で用いる条件、溶媒、反応体、温度および圧力に耐え得る適切な如何なる材 料で作られていてもよい。上記材料が満たす必要がある必要条件は、一般に、気 相反応［気相反応では一般に非常に高い温度（＞５００℃）および／または非常 に高い圧力が用いられる］用膜反応槽で用いられる材料のそれよりも厳格でない 。 本発明の反応槽で用いる通常の温度および圧力は、それぞれ、使用する液相の 融点から沸点の範囲、即ち−５０から５００℃の範囲であり、そして圧力は大気 圧以下の圧力から数気圧の範囲である（これに関連して、使用する液相の沸点温 度は反応を実施する時の圧力を高くすればするほど高くなることは本分野の技術 者に明らかであろう）。従って、本 発明に従う反応槽はそのような高温および／または高圧下で用いるに適するよう に設計可能である。 本発明に従う反応槽は、例えば金属、ガラスまたは適切なプラスチックなどで 作成可能である。ジョイント、連結具、シールなど［例えば、ハウジング（１） 内の中空繊維（４）の末端部を固定する目的で用いる材料（「ポッティング（ｐ ｏｔｔｉｎｇ）材料）など］も同様に非常に特殊な仕様に合致させる必要はなく そして／または非常に特別な特性を持たせる必要もない。 上記反応槽の形状および寸法は必須な特徴ではないが、好適には、本質的に円 柱形または平行六面体形状の反応槽を用い、好適には円柱形の反応槽または長方 形の断面を有する平行六面体形状の反応槽を用いる。この反応槽の寸法は一般に 所望規模に応じて自由に選択可能である。 上記中空繊維（４）は、反応条件下で不活性で取り出すべき物質を通し得る適 切な如何なる材料で作られていてもよい。適切な材料には多孔性および無孔性両 方の半透過性材料が含まれる。適切な材料は、例えばプラスチック、例えばポリ エチレン、ポリプロピレン、ポリスルホン、ＰＴＦＥなどばかりでなく金属であ る。 上記中空繊維（４）は、また、複合体材料で作られていてもよくそして／また は被覆膜、例えばシロキサンゴムで被覆されている膜材料などであってもよく、 そしてまた、非対称膜、例えばポリイミドまたはポリフェニレンオキサイド（Ｐ ＰＯ）膜などであってもよい。 しかしながら、好適には、上記中空繊維（４）をセラミック材料で作成し、こ のような材料を用いると高温高圧に対する耐性がより高くなりそして／または耐 化学品性がより高くなると言った利点が得られる。よ り特別には、国際特許出願９４／２３８２９（これの内容は引用することによっ て本明細書に組み入れられる）に記述されている方法に従って得られる如きセラ ミック製中空繊維を用いる。上記国際出願には上記中空繊維をミクロ濾過、限外 濾過および気体分離で用いることは記述されているが、それを化学反応で用いる ことは記述されておらず、それをＧＬＳ反応で用いることもＧＬＳ反応槽で用い ることも全く述べられていない。 従って、本発明のさらなる面は、セラミック製中空繊維、より詳細には国際特 許出願９４／２３８２９に従う繊維を化学反応、より詳細には気相／液相／固相 反応の実施で用いるか、或は本発明に従う反応槽で用いるか、或は本発明に従う 方法で用いることに関する。 上記中空繊維（４）を、好適には、１種以上の意図した物質のみを透過し得る 、特に反応生成物のみを透過し得る（任意に溶媒との組み合わせで）が出発材料 は透過しない材料で作成する。このようにすると、反応生成物からの出発材料の 分離を反応槽内で早くも達成することができ、かつまた、上記反応用チャンバ（ ２）内で実施する任意の平衡反応を更に生成物側に移行させることも可能になる 。その後、反応生成物を反応混合物に含まれる他の成分から分離する分離段階、 特に残存する出発材料および固相から分離する分離段階をもはや下流で行う必要 がなくなり、いくらか残存する溶媒を簡単に蒸発で除去することが可能になる。 本発明を具体的な寸法の中空繊維（４）に限定するものでないが、この中空繊 維に好適には０．０５−７ｍｍ、好ましくは０．１−３ｍｍの（外部）直径を持 たせ、そして第二液相を容易に取り出すことができるような内径を持たせる。こ れに関連して、ポリマー繊維を用いると一般 にそれにセラミック製中空繊維よりも小さい直径（０．０５ｍｍ以下）を持たせ ることができると言った利点が得られる。これに関連して、直径を小さくした方 が反応槽内に存在させる繊維の比表面積が大きくなる一方で内径を大きくすれば するほど時として中空繊維の中を通る流れが良好になり得ることは明らかであり 、本分野の技術者は、上記繊維に最適な直径を選択することができるであろう。 多孔質の中空繊維膜を用いる場合には、それらに持たせる孔直径を好適には０ ．５μｍ以下にし、このようにすると、直径が約１μｍの粒子を固相として上記 粒子が上記中空繊維（４）の壁または孔を貫通して第二液相と一緒に取り出され ることなく用いることが可能になる。このようにすると、中空繊維（４）によっ て、また、懸濁している固相（の粒子）が第二液相と一緒に取り出される可能性 がなくなり、従って反応用チャンバ（２）内に保持され得ることが確保される。 このことは、例えば、上記粒子のポンプ輸送を行う必要がなくなる可能性がある ことに関連してエネルギーの消費ばかりでなく粒子の摩耗が防止されることを意 味する。 上記反応槽内に入れる中空繊維（４）の数には制限がなく、その数は一般に反 応槽チャンバ（２）の大きさおよび所望処理量に依存する。好適な態様に従い、 反応槽チャンバ（２）に中空繊維（４）のアセンブリ（ａｓｓｅｍｂｌｙ）を少 なくとも１つ含めて、アセンブリ１つ当たりの中空繊維（４）の数を１０から１ ００００００、好適には１０００から１０００００にする。 使用位置では、中空繊維（４）をアセンブリの状態で好適には反応槽チャンバ （２）の中に均一に分布させ、より好適には本質的に平行に分 布させ、特に好適には反応用チャンバ（２）の中を通る気体流れに対して本質的 に垂直な面、即ち本質的に水平な面の中に位置させる。 また、反応用チャンバ（２）に中空繊維（４）のアセンブリをいくつか含める ことも可能である。これに関連して、いろいろなアセンブリを本質的に平行に位 置させることができ、上記アセンブリの中を通る流れの方向は同じ方向であって もよいか或は反対方向であってもよく、更に、上記アセンブリを互いに関して角 度をつけて位置させてもよく、好適には直角に位置させてもよい。以下に述べる 熱交換に関しても本質的に中空繊維（９）（のアセンブリ）に関して述べたこと を適用する。 上記反応槽に中空繊維（４）のアセンブリを１つ以上与える場合には、以下に より詳細に記述するように、この反応槽に１つ以上のチャンバ（６ａ）および／ または（１１ａ）を与えてもよく、それらを中空繊維（４）のフローチャンネル （５）に連結させることで、それぞれ、中空繊維（４）の各アセンブリの所で第 二液相の収集および供給を行う。 本発明に従う反応槽に、好適には、熱を反応用チャンバ（２）および／または その中に存在する物質、特に第一液相に供給する目的で熱交換要素（９）を１つ 以上含める。この熱交換要素を、特に、上記反応槽内で実施する反応が吸熱の時 には熱を供給するか或は反応の促進で熱を供給する目的で用いる。この目的でま た本質的に公知の加熱用要素を用いることも可能であることは本分野の技術者に 明らかであろう。 特に上記反応槽内で実施する反応が発熱反応である時にはまた上記熱交換要素 （９）を反応熱の除去で用いることも可能である。このようにして、反応槽内の 温度を管理しそして／または反応槽内の温度を予防する、即ち反応槽内に存在す る相の１つの温度が（局所的に）あまり高く ならないようにすることができる。 従って、本発明の実用的実施で熱交換要素を所望に応じて反応槽への熱供給と 反応槽からの熱除去の両方の目的で用いることができるように熱交換要素を反応 槽に与えるのが好適であることは本分野の技術者に明らかであろう。 この熱交換要素を、好適には、熱交換用表面ができるだけ広くなるように中空 繊維（９）のアセンブリとして構成させる。各中空繊維（９）の壁は内部のフロ ーチャンネル（１０）［このフローチャンネル（１０）の中を流れる熱交換用流 体と反応用チャンバ（２）および／またはその中に存在する相の間で熱交換が起 こり得るように熱交換用流体を中に通して供給するための］を限定している。こ のような構造配置の場合、中空繊維（９）の末端部は、通常、流体用供給口また は取り出し口（示していない）の中に開放されているが、任意に、それらをさら なる熱交換要素、加熱用要素などに連結させることも可能である。 この中空繊維（９）は適切な如何なる材料で作られていてもよいが、特別には 適切な金属でか或はセラミック材料で作成し、より特別には上述した国際特許出 願９４／２３８２９に従うセラミック製の中空繊維で作成する。上記反応槽に、 また、熱交換用流体を中空繊維のアセンブリの上に分配するか或は上記流体を集 める手段（示していない）を与えることも可能である。 この熱交換用中空繊維（９）を好適には反応用チャンバ（２）全体に渡って均 一に分布させ、好適には気体流れの方向に対して本質的に垂直な面の中に位置さ せ、好ましくは、この上に記述したように本質的に平行に位置させる。 熱交換の目的で用いる中空繊維（９）は反応用チャンバ（２）に入れる如何な る成分も透過すべきでなく、好適には透過しないものであることは本分野の技術 者に明らかであろう。しかしながら、また、透過性または半透過性繊維を用いる ことも可能であるが、この場合の熱交換用流体は、例えば不活性で第一液相と混 和しないものであり、そしてまた、第一液相から如何なる成分も吸収し得ないも のである。 更に、この熱交換用繊維（９）を用いて１つまたはいくつかの反応体を加熱す ることも可能である。 また、図２に示す態様（この態様では、第一液相から１種以上の成分を抽出／ 吸収する目的で第二液相を中空繊維の中に通して送り込む）の場合には上記第二 液相をまた熱を反応用チャンバ（２）および／または第一液相から吸収する、即 ちそれから熱を取り除く目的で用いることも可能であることも理解されるべきで ある。 上記反応槽内の温度管理を、また、例えば（前以て）加熱または冷却しておい た気相を供給するか或は供給する液体を前以て加熱または冷却することなどを通 して行うことも可能であり、各場合とも、反応槽チャンバ（２）内の温度に関し て、流量を調節することを通して温度を調節することができる。 更に、温度の管理では適切な如何なる方法も使用可能であり、例えば反応体の 供給速度および／またはそれの濃度を調節することなどで反応槽内で起こる反応 の速度を管理することができる。本分野の技術者は、一般に、本説明をある程度 基礎にして、反応槽内の温度を適切な様式で調節および／または最適にすること ができるであろう。 反応用チャンバ（２）に中空繊維（４）および／または（９）（のア センブリ）をいくつか含める場合には、個々の中空繊維間の距離および個々の中 空繊維の互いに関する位置を、好適には、中空繊維（４）および／または（９） が実質的に処理量および／または反応用チャンバ（２）内の混合を邪魔すること がないようにし、特に、以下により詳細に記述するように、気体流れで望まれる 本質的に上方に向かう流れが得られそして第一液相で望まれる乱流が得られるよ うにし、また、固相の粒子が反応用チャンバ（２）内を自由に動き得るようにす るのが好適である。 本出願の文脈で、「第一液相」は反応用チャンバ（２）内に存在していて中空 繊維（４）および／または（９）の外側に存在する液相であると理解し、更に、 １つ以上の供給口（３）を通って反応用チャンバ（２）の中に送り込まれる液体 を定義する目的で用語「第一液相」を用いる。 反応は一般に上記第一液相内で起こり、その結果として、上記液相の組成は例 えば変換率および／または反応槽内の位置に応じて変わることは明らかであろう 。 ここで用いる如き用語「第一液相」には、一般に、反応用チャンバ（２）に送 り込まれそして／またはその中に存在しておりそして／またはその中で生じる全 ての溶媒、それに溶解しているか或はそれと混ざり合っている出発材料、そして それに溶解しているか或はそれと混ざり合っている反応生成物が含まれる［それ らが中空繊維（４）の壁を貫通してフローチャンネル（５）の中に入り込んでし まった後でない限り］。 この「第一液相」は、また、反応用チャンバ（２）に連結している１つ以上の 供給口（３）によって同時または個別に送り込まれるいくつかの液体の混合物も 包含し得る。また、この第一液相は懸濁液、特に微細な固相が入っている懸濁液 であってもよい。 従って、この第一液相の組成には特に制限がなく、この組成は、例えば、使用 する出発材料および反応槽内で起こる反応などに依存する。しかしながら、この 第一液相には一般に懸濁した固相が入っている。 用語「第二液相」は一般に１つ以上の中空繊維（４）の１つ以上のフローチャ ンネル（５）の中に存在する液相を定義すると理解する。上記第二液相は上記第 一液相に由来するか或はそれから派生したものであってもよい、即ち中空繊維（ ４）の壁を貫通して来た第一液相の成分（第二液相として取り出される）を１つ 以上含み得る。 この第二液相は、また、特に図２に示す態様の場合、上記第一液相から独立し て中空繊維（４）を通して供給される液体であってもよい。この場合の第二液相 は、好適には、１種以上の所望物質を上記第一液相から上記中空繊維（４）の壁 を通して吸収し得るか或は取り上げ得るか或は抽出し得る作用剤である。 従って、この第二液相には１種以上の溶媒が入るばかりでなく出発材料、反応 生成物、および上記第一液相から１つ以上の物質を吸収しそして／または上記物 質と結合する物質が入る可能性がある。従って、この第二液相の組成にも特に制 限はなく、その組成は、反応槽内で実施する反応、膜の特性などに依存する。 以下により詳細に記述する如く、出発材料と反応生成物の分離が反応槽自身の 中で既に達成されかつまた反応用チャンバ（２）内で実施する任意の平衡反応が 生成物側に移行し得るように、好適には、上記第二液相に１つ以上の反応生成物 が入り込むが出発材料が入り込まないか或は出発材料が入り込むとしても含有量 が低くなるようにする。 気相を１つ以上の気体入り口（７）に通して供給して１つ以上の気体 出口（８）に通して取り出す。この少なくとも１つの気体入り口（７）および少 なくとも１つの気体出口（８）を、使用位置において気相が反応用チャンバ（２ ）の中を本質的に上方に向かって送り込まれるようにする目的で、上記少なくと も１つの気体入り口（７）が本質的に上記反応用チャンバ（２）の底の中に開放 されておりそして上記少なくとも１つの気体出口（８）が本質的に上記反応用チ ャンバ（２）の上部に位置するように反応用チャンバ（２）に連結させる。これ に関連して、この目的で必要なことは、最も幅広い意味で、気体入り口（７）が 使用位置において上記１つ以上の気体出口（８）の位置よりも低い位置で反応用 チャンバ（２）の中に開放されていて通常は上記少なくとも１つの気体入り口（ ７）が反応槽の底の中に開放されているか或はそれの近くに位置している一方で 上記少なくとも１つの気体出口（８）が反応槽の屋根部分内にか或はそれの近く に位置しているが、しかしながらまた上記少なくとも１つの気体入り口（７）お よび／または少なくとも１つの気体出口（８）を反応槽の側壁の中に設けること も可能であることは明らかであろう。 本発明に従い、反応用チャンバ（２）内で第一液相の乱流が得られるような様 式で気相を上記反応用チャンバ（２）の中に送り込む。 上記乱流によって下記の利点が個別および／または組み合わせて得られる： − 固相が第一液相中で懸濁状態に保持される； − 第一液相の徹底的な混合または第一液相と固相の徹底的な混合が起こる結果 として反応用チャンバ（２）の全体に渡って液相および／または固相の均一な分 布が得られかつ不利な勾配の発生および／または局所 的な熱発生が防止される； − 反応槽内で起こさせる乱流および／またはその中に送り込む気相の混合効果 の結果として、また、より高い密度を有する固相粒子（そのようにしないと反応 槽の底に沈降する可能性がある）を用いることが可能になる； − 反応槽内で起こさせる乱流の結果として、１つ以上の中空繊維（４）上で起 こる固相のケーキング（ｃａｋｉｎｇ）が防止され、それによって、反応槽の中 を流れる液体の良好なスルーフロー（ｔｈｒｏｕｇｈ−ｆｌｏｗ）が保証される ； − 混合で気体流れを用いていることから、例えば撹拌装置を用いた場合に比較 して、結果として起こる固体状粒子の摩耗度合が小さくなる。 上記反応槽内の乱流を得る目的で強力な気体流れを用いることができる。また 、乱流が得られるように１つ以上の気体入り口（７）を設けることも可能である 。最後に、上記反応槽に気体流れを導きそして／または分配する要素（１２）を １つ以上与えることも可能であり、例えば反応槽の底に分配板（ｄｉｓｔｒｉｂ ｕｔｏｒ ｐｌａｔｅ）を位置させることも可能である。また、このような手段 を組み合わせて用いることも可能である。 気体流れ用の分配要素を用いると、また、気体流れが反応用チャンバ（２）お よび第一液相の中に（比較的）小さい気泡の形態で送り込まれる結果として気相 と第一液相の間の接触および交換用表面積が大きくなり、それによって反応が助 長され得ると言ったさらなる利点も得られる。 本分野の技術者は、一般に、所望の乱流および所望の微細な気体流れ分布が得 られるように反応槽を設計することができる、即ち使用する条 件をそのように調節することができ、特に気体の速度および気体の流量を調節す ることができるであろう。 図１を参照して、本発明の反応槽および方法の好適な第一態様は以下の通りで ある。 固相が好適には第一液相中に懸濁しているか或は懸濁状態に保持されている小 さい粒子（黒点で示す）の形態で中に存在している反応用チャンバ（２）に第一 液相を１つ以上の供給口（３）に通して供給する。同時に気相を反応用チャンバ （２）に１つ以上の気体入り口（７）に通して本質的に反応用チャンバ（２）の 中を上方に向かって流れる気体流れが得られるように供給する。上記上昇流を、 好適には、第一液相の混合または乱流（これは固相が懸濁状態に保持されること に寄与する）が得られるような流れにする。 出発材料を上記第一液相と一緒および／または上記気相と一緒に反応用チャン バ（２）に供給すると、結果として、上記出発材料が上記反応用チャンバ（２） 内に存在する固相と接触することで１種以上の化学反応が起こって上記出発材料 が反応生成物に変化する。その結果として、上記第一液相の組成が変わる。 上記反応生成物は、任意に溶媒と一緒に、中空繊維（４）の壁を通り抜けてフ ローチャンネル（５）の中に入り込み、その中で、それが第二液相を形成する。 上記液相は、フローチャンネル（５）に連結している取り出し口（６）を通して 取り出される。この目的で、中空繊維（４）の１つの末端のみを取り出し口（６ ）に連結させて上記中空繊維のもう１つの末端を閉じてもよいが、好適には、反 応槽からの第二液相の最適な取り出しを達成する目的で、上記中空繊維の両末端 を１つまたは２つ の個々の取り出し口（類）（６）に連結させる。最も好適には、液体がフローチ ャンネル（５）から反対側方向に取り出され得るように、中空繊維（４）の両末 端を２つの（個々の）取り出し口（６）に連結させる。 その後、上記第二液相を更に取り出して、所望生成物を分離する。任意に、残 存分を第一液相の一部として反応槽に再び送り込むことも可能である。 余分な気相は反応槽の上部で集められて１つ以上の気体出口（８）を通して取 り出される。任意に、この気相をそこから気体入り口（７）に再循環させること も可能である。 反応中、熱を１つ以上の熱交換要素、特に中空繊維（９）（この中に通して熱 交換用流体を供給する）を用いて反応用チャンバ（２）に供給するか或はそこか ら熱を取り出すことができる。 上記反応槽に、更に、余分な第一液相を除去するための取り出し口（図１には 示していない）を少なくとも１つ、特に反応用チャンバ（２）の上部に設けるこ とも可能である。上記取り出し口を、今度は、好適には上記第一液相の再循環効 率を高める目的でポンプを用いて、１つ以上の供給口（３）に連結してもよい。 また、上記取り出し口を、特に好適には、この上に記述した如き中空繊維の（個 別の）アセンブリとして構成させる。 図２に示す本発明の好適な２番目の態様は下記の通りである。個別の第二液相 を、中空繊維（４）につながっている供給口（１１）に通してフローチャンネル （５）の中に送り込んで中空繊維（４）のもう１つの末端の所で取り出し口（６ ）に通して取り出す。このような構造配置の場合の第二液相は、上記相が１つ以 上の所望成分を第一液相から中空繊 維（４）の壁を通して取り上げるか或は吸収するか或は抽出するような相である 。この第二液相を更に取り出し口（６）から取り出した後、所望生成物を分離し 、次に、残存抽出剤を供給口（１１）に再循環させてもよい。他の面において、 この態様は、この上に記述した第一態様と本質的に同じであるが、但し、上記反 応槽に好適には反応槽の中を通る第一液相の連続的な処理が可能なように第一液 相用の取り出し口（１３）を１つ以上設ける（任意に、この取り出される第一液 相と一緒に固相が伴出されないようにする手段、例えば格子またはフィルターな どを設けてもよい）ことを条件とする。 上記取り出し口（１３）を、特に好適には、反応槽内の中空繊維の少なくとも １つの（個別の）アセンブリとして構成させる。従って、この態様に従い、反応 槽に中空繊維の個別のアセンブリを少なくとも２つ存在させ、具体的には、第二 液相を供給して所望の生成物を抽出するための第一アセンブリと、余分な第一液 相を除去するための第二アセンブリを存在させ、加うるに、好適には熱交換用の 第三アセンブリを少なくとも１つ存在させる。 本発明は最も幅広い意味でこの上に記述した反応槽と方法を包含するが、本発 明は、また、効率および変換率の観点ばかりでなく工程技術の観点から評価でき る利点を与える反応槽および方法にも関する。この態様に従い、図３に示す中空 繊維（４）は、第一アセンブリの中空繊維（４）が有するフローチャンネル（５ ）がチャンバ（６ａ）の中に開放されていて第二液相を集めることができるよう にように上記チャンバに連結しているアセンブリを形成している。このような構 造配置では、チャンバ（６ａ）（好適には反応槽の壁の中に位置する）に、その 集めた第 二液相をチャンバ（６ａ）から取り出すための取り出し口（６ｂ）を少なくとも １つ設ける。従って、この態様は、取り出し口（６）をチャンバ（６ａ）と取り 出し口（６ｂ）で構成させるような態様であると解釈することができる。 本反応槽および本方法をこの上に概略を示した第一態様に従って機能させる時 、本分野の技術者に明らかなように、第一アセンブリの中空繊維（４）が有する ２つの末端は２つの個別のチャンバ（６ａ）の中に開放されている。 本反応槽および本方法をこの上に記述した第二態様に従って機能させる時、第 一アセンブリの中空繊維（４）の１つの末端に取り出し口（６ｂ）を伴うチャン バ（６ａ）を位置させる一方、このアセンブリの中空繊維（４）のもう１つの末 端をチャンバ（１１ａ）に連結させることで、第二液相が上記第一アセンブリの 中空繊維（４）が有するフローチャンネル（５）の全体に渡って分布するように し、チャンバ（１１）に供給口（１１ｂ）を少なくとも１つ設けることで、上記 第二液相がチャンバ（１１ａ）に送られるようにする。従って、この態様は、供 給口（１１）を全体としてチャンバ（１１ａ）と供給口（１１ｂ）で構成させる ような態様であると解釈されるべきである。 更に、この上に記述した如き反応槽を例えば図４に示すように数個直列連結さ せることも可能である。このようにすると「ステージング（ｓｔａｇｉｎｇ）」 効果が得られる結果として、高い変換率を簡単な様式で達成することができる。 図４に、数個の反応槽を直列連結した状態で示し、それらの取り出し口（６ａ ／６ｂ）を１つ以上のライン（１４）によって次の反応槽の少 なくとも１つの供給口（３）に連結させる［明瞭さの目的で、この図には、反応 槽毎に２つの取り出し口（６ａ／６ｂ）の１つのみがライン（１４）／供給口（ ３）に連結しているように示すが、実際上、両方の取り出し口とも連結している ］。第一反応槽に由来する第一液相はこの第一反応槽に由来する第二液相として 中空繊維（４）、フローチャンネル（５）そして取り出し口（６ａ／６ｂ）を通 って取り出された後、第一液相としてライン（１４）そして供給口（３）を通っ て第二反応槽に送り込まれ、上記第一液相は、次に、上記第二反応槽から第二液 相として取り出し口（６ａ／６ｂ）を通って取り出されて次の反応槽に向かう。 これに関連して、反応槽内で最適な変換率を達成するにはしばしばプラグ流れ （ｐｌｕｇ ｆｌｏｗ）を起こさせるのが望ましいことを指摘する。しかしなが ら、実際上、本質的に全ての種類の反応槽内で軸方向混合が起こり、その結果と して、反応槽内に存在する反応体の平均濃度は達成すべき所定の最終変換率にな った時点で低下する。その結果として、反応槽単位体積当たりの生産率が低下す る。本発明に従う膜反応槽でも同様に強力な軸方向混合が起こる可能性があり、 特に非常に大規模な反応槽の場合には起こる可能性がある。しかしながら、大型 の反応槽を一基用いる代わりに数基の反応槽を直列連結で用いることを通して、 そのような欠点を補うことができる。 この上に記述した如き直列連結の場合、生じる生成物（類）の濃度は直列連結 反応槽の各後続反応槽に向かって増大する一方、反応体（類）の量は直列連結反 応槽の各後続反応槽に向かって低下する。その結果、全体として、反応を１基の 大型反応槽内で実施する場合よりも高い濃度レベルで反応体を用いて作業を行う ことが可能になる。結局のところ、 混合が理想的である（本発明に従う反応槽内で起こる混合は極めて理想的な混合 に近い）と仮定すると、１基の反応槽内で反応を実施する時に反応槽内の全ての 場所に行き渡っている反応体濃度は数基の反応槽を直列連結した場合の最後の反 応槽内でのみ達成される濃度であろう。このことは、軸方向の混合の影響が制限 され、上流反応槽全部で達成可能な単位体積当たりの変換率がより高くなること を意味する。 反応槽の構成をこの上に記述したようにすると、更に、第一モジュールの取り 出し口（６ｂ）をそれと直列連結した次の第二モジュールの供給口（１１ｂ）に つなげそして任意に今度は上記第二モジュールの個々の取り出し口（６ｂ）を次 のモジュールの供給口（１１ｂ）につなげてもよい意味で、反応槽を１つ以上の モジュールで組み立てることが可能になる。 この種類の構造配置は国際特許出願９１／０９６６８および９４／０１２０６ ７（これらは引用することによって本明細書に組み入れられる）に開示されてい る。上記公開に記述されている（モジュールの）取り付けを、本明細書では一般 的に、「横方向供給モジュール」または「ｄｗａｒｓｇｅｓｔｒｏｏｍｄｅモジ ュール」（「ＤＡＭ」）と表示する。 しかしながら、好適に用いる本発明に従う反応槽は第二液相を複数のアセンブ リの中空繊維（４）の中に通して供給する様式に関する限り本質的に上記ＤＡＭ モジュールに相当するが本出願の反応槽と上記国際特許出願９１／０９６６８お よび９４／０１２０６７のＤＡＭモジュールの間には本質的に数多くの差が存在 し、そのような差は本反応槽ではそれをＧＬＳ反応で用いることと上記反応槽の いろいろな要素の使用位置における位置に関する差にあることを理解すべきであ る。このような差 はとりわけ下記である： − 本出願に従う反応槽には、第一液相を繊維の外側でチャンバに供給する手段 と気相を上記チャンバに供給する手段の両方が備わっていること、 − 本発明に従い、中空繊維（４）を反応条件下で不活性な材料、好適にはセラ ミック材料で作成すること、 − 本出願に従い、使用位置において少なくとも１つの気体入り口（７）を反応 槽の底に位置させる一方で少なくとも１つの気体出口を反応槽の上部に位置させ ることが必須であること、 − 本発明に従い、好適には、逐次的中空繊維モジュールを互いの上に本質的に 平行に水平な面で積み重ねること。 上記国際出願に従うＤＡＭモジュールには、そのような気体供給口と液体供給 口の組み合わせが与えられておらず、繊維の外側を流れる媒体の流れは本質的に 水平であり、その末端部に繊維モジュールが水平面の中で１つがもう１つの後ろ に位置する。このことは、供給口および／または取り出し口が繊維の外側でチャ ンバに連結していて本質的に同じ高さに位置していることを意味する。 更に、上記国際特許出願には、そこに記述されている装置を化学反応、用いる ことができることは開示も提案も成されておらず、それは確かにＧＬＳ反応用で はない。 好適に用いる本出願に従う反応槽はＤＡＭ−モジュールと共通したモジュール 構造を持つのは真実であり、繊維の外側に存在する媒体（気相＋液相）の流れは 繊維の方向に対して垂直である、即ちその中を流れる第二液相の流れ方向に対し て垂直であり、その結果として、上記国際特 許出願（これは引用することによって本明細書に組み入れられる）に記述されて いるように、それに伴って利点が得られる。 本発明に従う反応槽および方法は全てのＧＬＳ反応で使用可能であり、そのよ うな反応には、特に公知種類の反応槽で今まで実施されて来た如き相移動反応が 含まれる。本分野の技術者は上述した説明を基礎にしてそれに必要な如何なる修 飾を成すことも可能であり、上記修飾は本発明の範囲内である。 本発明に従う反応槽は、特に、使用される触媒粒子が非常に小さい用途、即ち 懸濁反応槽が現在用いられる用途で用いるに適切である。 可能な反応（の種類）の非制限例のいくつかは下記である： − 有機媒体中で固相触媒を用いた水添または酸化（冷却を包含）； − 平衡反応の実施［反応生成物を選択的に取り出すことができることから平衡 を上記生成物の方向に移行させることができる］。 このような用途の全部で本発明に従う反応槽は下記の利点を個別および／また は組み合わせて与える： − 反応槽の中を流れる液相の流れを邪魔することなく固相を簡単な様式で反応 槽内に保持することができる。その結果として、エネルギーを必要としかつ触媒 粒子の摩耗をもたらす可能性がある高価なポンプの使用を回避することができ、 より長い運転サイクルが得られる。 − 気体の乱流を用いていることから、エネルギーを必要としかつ固相粒子に損 傷を与え得る内部の機械的撹拌装置を用いる必要がなくなり、任意に、例えば熱 が放出されるか或は反応生成物が生成する結果として起こる「ガスリフト（ｇａ ｓ ｌｉｆｔ）」効果を得ることができそして／または静水圧の差を用いること さえ可能である。 − 固相を簡単に反応槽から取り出しそして／または置き換えることができる。 例えば、通常の固定床反応槽の場合のように、特に再生の目的で反応槽全体を停 止させる必要なく固相を再生の目的で部分的または連続的に置き換えることがで きる。また、このような手段を用いて触媒の一定した活性を確保することができ る。 − 本膜反応槽を用いると反応条件を非常に良好に管理することができ、例えば 供給および反応生成物の取り出しを非常に良好に管理することができ、流量の選 択を独立して本質的に完全に自由に行うことができ、反応温度および圧力を正確 に調節することができる等々。 − 中空繊維を用いている結果として、所望成分および／または溶媒を反応用チ ャンバ（２）から吸収させる時に利用できる表面積全体が大きく[体積に対する 表面積の比率を＞１０００ｍ²／ｍ³にすることができ]、その結果として、所望 成分および／または溶媒をより良好に取り出すことができ、それによって、例え ば反応槽の処理量がより良好になりかつ単位時間当たりの流量がより高くなり得 る。 − 気相を送り込むことを通して第一液相の乱流を得ている結果として固相を第 一液相中に懸濁状態に保持することができることから、より大きな触媒粒子を用 いることができかつ局所的な濃度勾配も局所的な過熱も起こさせることなく反応 槽内で良好な混合が得られ、それに加えて、中空繊維膜（の孔）の詰まりを防止 することができる。 − 非常に小さい孔を有する膜を用いていることで非常に小さい粒子を固相とし て用いることができる結果として反応で利用できる固相の表面積全体が大きい。 それによって、今度は、反応速度が高くなることで、より小型の反応槽を用いる ことが可能になり、触媒粒子の拡散制限が最 小限になることから、触媒粒子の最適な効率に近付けることが可能になる。 − 反応槽を通常よりも高い固体濃度／含有量で運転することができる結果とし て液相が反応槽内に滞留する滞留時間を制限することができ、それによってまた 望まれない副反応および次の反応を制限することも可能である。 − 数基の反応槽を直列連結させることを通して高い変換率を達成することがで きかつ軸方向の混合の影響を制限することができる。 − 本発明の反応槽を用いると、個別の第二液相を用いて反応媒体（第一液相） の抽出を連続的に行うことができ、それによって、所望物質、例えば反応生成物 などを反応槽から選択的に取り出すことが可能になる。 最後に、本発明に従ってＧＬＳ反応を実施する時には一般に１種以上の出発材 料を第一液相および／または気相として／一緒に供給して固相を触媒として働か せるが本発明をそれに限定するものでないと理解されるべきである。 例えば、また、１種以上に出発材料を排他的に第一液相と一緒に供給して上記 出発材料を反応用チャンバ（２）内で触媒である固相に接触させることも可能で ある。この場合の気相（これは上記条件下で不活性である）は、単に、上記第一 液相を混合し、上記固相を懸濁状態に保持しそして／または上記第一液相および 第二液相の良好な処理量を維持する働きをする。 また、例えば、本発明に従う反応槽を用いて晶析を実施することも可能であり 、この場合には、母液が第一液相を構成し、成長する結晶／結晶核が固相を構成 し、そしてこの場合もまた、気相は反応に関与しない。 更に、本発明に従う中空繊維（４）を、好適には、反応条件下で不活性な材料 で作成するが、この中空繊維の材料が反応で触媒として関与することも触媒構成 要素を支持することも排除しない。しかしながら、この繊維の材料が不活性であ りそして触媒材料を個別の固相として存在させるのが非常に好適である、と言う のは、そのようにすると、触媒材料を反応槽から簡単に取り出すことが可能にな り、それによって、反応槽の保守および触媒の再生が非常に容易になるからであ る。更に、それによって、反応槽をいろいろな化学反応で連続的に用いることが 可能になる。 本発明の方法および反応槽の他の有利な用途そしてそれに必要な如何なる修飾 も本分野の技術者に明らかになると思われ、そのような修飾は本出願の範囲内で ある。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年４月１４日（１９９８．４．１４） 【補正内容】 請求の範囲 １． 気相／液相／固相反応実施用反応槽であって、 − 第一液相と粒子状固相と気相を保持するための本質的に密封されている反応 用チャンバ（２）を取り囲むハウジング（１）、 − 該反応用チャンバ（２）に連結していて第一液相を該反応用チャンバ（２） に供給するための少なくとも１つの供給口（３）、 − 物質の交換が中空繊維（４）の壁を貫いてフローチャンネル（５）と該反応 用チャンバ（２）の間で起こり得るように少なくとも第二液相を取り出すための 内部フローチャンネル（５）を限定している壁を有していて該気体流れの方向に 対して本質的に垂直な面の中に位置している少なくとも１つの中空繊維（４）、 − 該フローチャンネル（５）に連結していて該第二液相を取り出すための少な くとも１つの取り出し口（６）、 − 使用位置の時に少なくとも１つの気体入り口（７）が本質的に該反応用チャ ンバ（２）の底の中に開放されておりかつ少なくとも１つの気体出口（８）が本 質的に該反応用チャンバ（２）の上部に位置するように該反応用チャンバ（２） に連結していて該気相を該反応用チャンバ（２）の中に通して本質的に上方向に 送り込むための少なくとも１つの気体入り口（７）と少なくとも１つの気体出口 （８）、 を含み、そして任意に、 − 該気体流れを導きそして／または分配するための少なくとも１つの要素（１ ２）、 を含んでいてもよくて、該少なくとも１つの気体入り口（７）と該任意の気体分 配用要素（類）（１２）が該反応槽の使用中に気相を該反応チャ ンバ（２）への気体入り口（７）に送り込む時に該反応槽チャンバ（２）内で該 第一液相の乱流が得られるように装備されている反応槽。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ， ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ (72)発明者 クラーセン，ロブ オランダ・エヌエル―7312ブイビー アペ ルドールン・ビーウエステンドルプストラ ート55 (72)発明者 バン・ホイベン，ヤン・ウイレム オランダ・エヌエル―7314エイチイー ア ペルドールン・スマラクトストラート29 【要約の続き】 入り口（７）と少なくとも１つの気体出口（８）を含め る。本発明は更に上記反応槽を用いて気相／液相／固相 反応を実施する方法にも関する。上記中空繊維を好適に はセラミック材料で作成する。上記反応槽は好適にはＤ ＡＭモジュールでありそして／または高温高圧下で用い るに適切である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 気相／液相／固相反応実施用反応槽であって、 − 第一液相と固相と気相を保持するための本質的に密封されている反応用チャ ンバ（２）を取り囲むハウジング（１）、 − 該反応用チャンバ（２）に連結していて第一液相を該反応用チャンバ（２） に供給するための少なくとも１つの供給口（３）、 − 物質の交換が中空繊維（４）の壁を貫いてフローチャンネル（５）と該反応 用チャンバ（２）の間で起こり得るように少なくとも第二液相を取り出すための 内部フローチャンネル（５）を限定している壁を有する少なくとも１つの中空繊 維（４）、 − 該フローチャンネル（５）に連結していて該第二液相を取り出すための少な くとも１つの取り出し口（６）、 − 使用位置の時に少なくとも１つの気体入り口（７）が本質的に該反応用チャ ンバ（２）の底の中に開放されておりかつ少なくとも１つの気体出口（８）が本 質的に該反応用チャンバ（２）の上部に位置するように該反応用チャンバ（２） に連結していて該気相を該反応用チャンバ（２）の中に通して本質的に上方向に 送り込むための少なくとも１つの気体入り口（７）と少なくとも１つの気体出口 （８）、 を含む反応槽。 ２． 少なくとも複数の中空繊維（４）から成る第一アセンブリを有する請求 の範囲第１項記載の反応槽。 ３． 該反応用チャンバ（２）が、熱を該反応用チャンバ（２）に供給するか 或は熱を該反応用チャンバ（２）から取り出すための熱交換要素（９）を少なく とも１つ含む請求の範囲前記のいずれか１項に記載の 反応槽。 ４． 該熱交換要素が中空繊維（９）の２番目のアセンブリを含み、該中空繊 維の壁が、フローチャンネル（１０）の中を流れる熱交換用流体と該反応用チャ ンバ（２）の間で熱交換が起こり得るように熱交換用流体を供給するための内部 フローチャンネル（１０）を限定しており、該中空繊維（９）の末端がそれぞれ 該流体用の供給口および取り出し口の中に開放されている請求の範囲前記のいず れかの１項に記載の反応槽。 ５． 該少なくとも１つの気体入り口（７）の構造が該反応槽の使用中に気相 を該気体入り口（７）に通して該反応用チャンバ（２）に送り込む時に該反応槽 内で該第一液相の乱流が得られるような構造になっている請求の範囲前記のいず れか１項に記載の反応槽。 ６． 該反応槽に該気体流れを導きそして／または分配するための要素（１２ ）が少なくとも１つ備わっていて、該要素の構造が、該反応槽の使用中に気相を 該気体入り口（７）に通して該反応用チャンバ（２）に送り込む時に該反応槽内 で該第一液相の乱流が得られるような構造になっている請求の範囲前記のいずれ か１項に記載の反応槽。 ７． 該中空繊維（４）がセラミック材料で作られておりそして／または該中 空繊維（９）がセラミック材料および／または用いる反応条件下で不活性な金属 または金属の組み合わせで作られている請求の範囲前記のいずれか１項に記載の 反応槽。 ８． 該中空繊維（４）が反応条件下で不活性な材料で作られている請求の範 囲前記のいずれか１項に記載の反応槽。 ９． 該中空繊維が該反応槽内で実施する化学反応の触媒になる少なくとも１ 種の触媒材料で作られている請求の範囲前記のいずれか１項に 記載の反応槽。 １０． 該中空繊維が該反応槽内で実施する化学反応の触媒になる少なくとも １種の触媒成分を支持する不活性な支持体で作られている請求の範囲第９項記載 の反応槽。 １１． 液体が該反応用チャンバ（２）から該少なくとも１つの中空繊維（４ ）の壁を貫通して取り出されそして上記液が第二液相として該フローチャンネル （５）を通って取り出されて取り出し口（６）に送り込まれるように該フローチ ャンネル（５）がそれの両末端の所で少なくとも１つの取り出し口（６）の中に 開放されている請求の範囲前記のいずれか１項に記載の反応槽。 １２． 該フローチャンネル（５）がそれの１つの末端の所で取り出し口（６ ）の中に開放されておりかつそれのもう１つの末端の所で該第二液相が該フロー チャンネル（５）の中を通って供給されるように該第二液相用の供給口（１１） に連結している請求の範囲第１−１１項の１項記載の反応槽。 １３． 該取り出し口（６）が該第二液相を集めるためのチャンバ（６ａ）で 形成されていて、その中に第一アセンブリの中空繊維（４）のフローチャンネル （５）が開放されており、チャンバ（６ａ）に、その集められた第二液相を該チ ャンバ（６ａ）から取り出すための取り出し口（６ｂ）が少なくとも１つ備わっ ている請求の範囲第２−１２項の１項記載の反応槽。 １４． 該供給口（１１）が該第二液相を該フローチャンネル（５）の全体に 渡って分配するためのチャンバ（１１ａ）で形成されていて、その中に第一アセ ンブリの中空繊維（４）のフローチャンネル（５）が 開放されており、チャンバ（１１ａ）に、該第二液相を該チャンバ（１１ａ）に 送るための供給口（１１ｂ）が少なくとも１つ備わっている請求の範囲第１２お よび／または１３項記載の反応槽。 １５． 複数のモジュールが互いに連結するような構造になっている請求の範 囲前記のいずれか１項に記載の反応槽。 １６． ＤＡＭ−モジュールの形態の請求の範囲第１５項記載の反応槽。 １７． 高温高圧で用いるに適した構造になっている請求の範囲前記のいずれ か１項に記載の反応槽。 １８． 請求の範囲第１−１７項の１項記載の反応槽内で気相／液相／固相反 応を実施する方法であって、 少なくとも１種の化学反応が反応用チャンバ（２）内で起こりそして第一液相の 少なくとも一部または少なくとも１つの成分が中空繊維（４）の壁を貫通しそし てフローチャンネル（５）を通って取り出し口（６）に向かう第二液相と一緒に ／第二液相として取り出されるような条件下で、 − 固相を該反応用チャンバ（２）内に保持し、 − 少なくとも該第一液相を少なくとも１つの供給口（３）に通して該反応用チ ャンバ（２）に供給し、 − 気相を少なくとも１つの気体入り口（７）に通して該反応用チャンバ（２） に供給しそして該気相を少なくとも１つの気体出口（８）に通して取り出し、 − 該第二液相を少なくとも１つの中空繊維（４）のフローチャンネル（５）に 通して取り出して該取り出し口（６）に向かわせる、 ことを含む方法。 １９． 反応中に生じた反応生成物の少なくとも１つが該中空繊維（４）の壁 を貫通しそしてそれを該第二液相と一緒に／第二液相として取り出す請求の範囲 第１８項記載の方法。 ２０． 該固相が該第一液相中に懸濁している小さい粒子の形態の材料である 請求の範囲第１８および／または１９項記載の方法。 ２１． 該化学反応がまた発熱反応でありそして生じた反応熱を該熱交換要素 （９）で取り除く請求の範囲第１８−２０項の１項記載の方法。 ２２． 該反応用チャンバ（２）または該第一液相を該熱交換要素（９）で加 熱する請求の範囲第１８−２０項の１項記載の方法。 ２３． 該反応用チャンバ（２）の中を流れる気相の流れを該第一液相の乱流 が該反応用チャンバ（２）内で得られるように維持する請求の範囲第１８−２２ 項の１項記載の方法。 ２４． 該第一液相の乱流が該固相が該第一液相中で懸濁状態に保持されるよ うな乱流である請求の範囲第２３項記載の方法。 ２５． 該反応を該第一液相に含まれる成分の少なくとも１つと該気相に含ま れる成分の少なくとも１つの間で起こさせる請求の範囲第１８−２４項の１項記 載の方法。 ２６． 該固相を反応用触媒として働かせる請求の範囲第１８−２４項の１項 記載、特に請求の範囲第２５項記載の方法。 ２７． 請求の範囲第１２−１７項の１項記載の反応槽内で実施する請求の範 囲第１８−２６項の１項記載の方法であって、該第二液相を該第一液相に含まれ る成分の少なくとも１つを抽出するための抽出剤、好適には反応生成物の少なく とも１つが該第一液相から該少なくとも１つ の中空繊維（４）の壁を貫通して抽出されて該第二液相に送り込まれるように該 反応生成物の少なくとも１つを抽出するための抽出剤として働かせる方法。 ２８． 気相／液相／固相反応および／または相移動反応を実施するための請 求の範囲第１−１７項の１項記載の反応槽の使用。 ２９． 気相／液相／固相反応を実施するための反応槽、特に請求の範囲第１ −１７項の１項記載の反応槽そして請求の範囲第１８−２７項の１項記載の方法 におけるセラミック繊維の使用。