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技術 低温反応装置

出願人 大陽日酸株式会社
発明者 米倉正浩武内雅弘森公哉
出願日 2013年8月6日 (6年5ヶ月経過) 出願番号 2013-162881
公開日 2015年2月16日 (4年10ヶ月経過) 公開番号 2015-029970
状態 特許登録済
技術分野 物理的、化学的プロセスおよび装置
主要キーワード 供給圧力制御 化学反応プロセス 低温恒温槽 ガス容器内 ガス混合器 低温反応 押し流す 気体原料
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年2月16日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (2)

課題

2種以上の原料物質を混合して低温で反応させる際に、原料物質に反応温度凝縮する気体が含まれている場合でも、問題なく反応を進行させることができる低温反応装置を提供する。

解決手段

2種類以上の原料物質を低温下で反応させる低温反応装置において、原料物質A,B,Cを混合して反応させる混合反応部(第1混合部12、第1反応部13、第2混合部14及び第2反応部15)を収容してあらかじめ設定された低温状態に保持する低温恒温槽11の上部に複数の原料物質供給部16,17,18を配置し、低温恒温槽の下部に反応生成物取出部19を配置するとともに、原料物質供給部、混合反応部及び反応生成物取出部を鉛直方向に配列する。

概要

背景

化学反応プロセスで実施される反応方式として、2種以上の原料物質を順次混合させて反応させる連続式反応方式が知られている。この種の連続式反応を行う反応装置では、原料物質供給部と反応生成物取出部とが略水平に配置されているのが一般的である(例えば、特許文献1参照。)。

概要

2種以上の原料物質を混合して低温で反応させる際に、原料物質に反応温度凝縮する気体が含まれている場合でも、問題なく反応を進行させることができる低温反応装置を提供する。2種類以上の原料物質を低温下で反応させる低温反応装置において、原料物質A,B,Cを混合して反応させる混合反応部(第1混合部12、第1反応部13、第2混合部14及び第2反応部15)を収容してあらかじめ設定された低温状態に保持する低温恒温槽11の上部に複数の原料物質供給部16,17,18を配置し、低温恒温槽の下部に反応生成物取出部19を配置するとともに、原料物質供給部、混合反応部及び反応生成物取出部を鉛直方向に配列する。

目的

本発明は、2種以上の原料物質を混合して低温で反応させる際に、原料物質に反応温度で凝縮する気体が含まれている場合でも、問題なく反応を進行させることができる低温反応装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

2種類以上の原料物質を供給して低温下で反応させる低温反応装置において、前記2種類以上の原料物質を混合して反応させる混合反応部を収容してあらかじめ設定された低温状態に保持する低温恒温槽を備え、該低温恒温槽の上部に、前記2種類以上の原料物質をそれぞれ供給する複数の原料物質供給部を配置し、該低温恒温槽の下部に、反応後の生成物を取り出す反応生成物取出部を配置するとともに、前記原料物質供給部、前記混合反応部及び前記反応生成物取出部を鉛直方向に配列したことを特徴とする低温反応装置。

請求項2

前記低温状態は、−20℃以下であることを特徴とする請求項1記載の低温反応装置。

請求項3

前記2種類以上の原料物質の少なくとも一つの原料物質は、前記低温状態で凝縮する気体原料であることを特徴とする請求項1又は2記載の低温反応装置。

請求項4

前記低温状態で凝縮する気体原料は、前記低温状態で凝縮しない不活性気体希釈して供給することを特徴とする請求項3記載の低温反応装置。

請求項5

前記2種類以上の原料物質は、前記低温状態で凝縮する気体原料と、前記低温状態で凝固しない液体原料とであり、前記気体原料の供給圧力は、前記液体原料の供給圧力に対して0.05〜0.20MPa高く設定されていることを特徴とする請求項3又は4記載の低温反応装置。

技術分野

0001

本発明は、低温反応装置に関し、詳しくは、2種以上の原料物質を混合して低温下で反応させる低温反応装置に関する。

背景技術

0002

化学反応プロセスで実施される反応方式として、2種以上の原料物質を順次混合させて反応させる連続式反応方式が知られている。この種の連続式反応を行う反応装置では、原料物質供給部と反応生成物取出部とが略水平に配置されているのが一般的である(例えば、特許文献1参照。)。

先行技術

0003

特開2011−183381号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、原料物質供給部と反応生成物取出部とを略水平に配置して低温で反応を行う場合、原料物質に反応温度凝縮する気体が含まれていると、反応前の低温下で原料の気体が凝縮してしまい、他の原料物質との反応が進まなくなることがあった。凝縮させないために原料気体の圧力を上げることも考えられるが、他の原料物質の供給圧力も高くしなければならず、さらに、反応装置を構成する機器配管高圧対応品にする必要があり、大幅なコストアップとなる。

0005

そこで本発明は、2種以上の原料物質を混合して低温で反応させる際に、原料物質に反応温度で凝縮する気体が含まれている場合でも、問題なく反応を進行させることができる低温反応装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0006

上記目的を達成するため、本発明の低温反応装置は、2種類以上の原料物質を供給して低温下で反応させる低温反応装置において、前記2種類以上の原料物質を混合して反応させる混合反応部を収容してあらかじめ設定された低温状態に保持する低温恒温槽を備え、該低温恒温槽の上部に、前記2種類以上の原料物質をそれぞれ供給する複数の原料物質供給部を配置し、該低温恒温槽の下部に、反応後の生成物を取り出す反応生成物取出部を配置するとともに、前記原料物質供給部、前記混合反応部及び前記反応生成物取出部を鉛直方向に配列したことを特徴としている。

0007

さらに、本発明の低温反応装置は、前記低温状態が−20℃以下、特に、−60℃以下であること、前記2種類以上の原料物質の少なくとも一つの原料物質が前記低温状態で凝縮する気体原料であること、前記低温状態で凝縮する気体原料が、前記低温状態で凝縮しない不活性気体希釈して供給すること、前記2種類以上の原料物質は、前記低温状態で凝縮する気体原料と、前記低温状態で凝固しない液体原料とであり、前記気体原料の供給圧力は、前記液体原料の供給圧力に対して0.05〜0.20MPa高く設定されていることを特徴としている。

発明の効果

0008

本発明の低温反応装置によれば、原料物質供給部、混合反応部及び反応生成物取出部を鉛直方向に配列しているので、低温状態で凝縮する気体原料を使用して、混合反応部で原料気体が凝縮しても下方に向かって流下するので、混合反応部に凝縮液が溜まって反応の進行を妨げることがない。また、低温状態で凝縮する気体原料を低温状態で凝縮しない不活性気体で希釈することにより、原料気体が凝縮しても、凝縮しない不活性気体の圧力で押し流すことができる。さらに、液体原料と気体原料とを供給するときに、気体原料の供給圧力を液体原料の供給圧力に対して0.05〜0.20MPa高く設定することにより、両原料の混合を確実に行うことができる。また、供給圧力を高くする必要がないので、装置コストの上昇を招くことがなく、原料を高圧で供給するためのエネルギーも不要となり、運転コストが上昇することもない。

図面の簡単な説明

0009

本発明の低温反応装置の一形態例を示す説明図である。

実施例

0010

本形態例に示す低温反応装置は、低温恒温槽11の内部に、第1混合部12及び第1反応部13と、第2混合部14及び第2反応部15とを収納するとともに、恒温槽上部の天板11aに第1原料物質供給部16、第2原料物質供給部17及び第3原料物質供給部18を設け、恒温槽下部の底板11bに反応生成物取出部19を設けている。第1反応部13及び第2反応部15は、いずれも、中心軸を鉛直方向に向けた螺旋形状に形成されており、全体として上下方向への伸縮性を有している。また、第1反応部13及び第2反応部15の内径は500〜3000μmで、長さは100mm以上に設定されている。低温恒温槽11は、第1混合部12、第1反応部13、第2混合部14及び第2反応部15をあらかじめ設定された低温状態に保持可能な能力を有するものであって、例えば、−20℃以下、特に、−60℃以下の低温状態に保持できる能力を有している。

0011

第1原料物質供給部16、第2原料物質供給部17及び第3原料物質供給部18には、2種類以上の原料物質を供給するための原料物質供給系統20が接続されている。第1原料物質供給部16には、低温状態、例えば−60℃以下で凝集する気体原料Aを、−60℃以下でも凝集しない不活性気体Gで希釈して供給する気体原料供給手段21が接続されている。第2原料物質供給部17には、第1液体原料Bを供給する第1液体原料供給手段22が接続され、第3原料物質供給部18には、第2液体原料Cを供給する第2液体原料供給手段23が接続されている。

0012

第1液体原料供給手段22及び第2液体原料供給手段23は、電動式シリンジポンプ22a,23aにより、第1液体原料B及び第2液体原料Cを、あらかじめ設定された一定の圧力及び一定の流量で供給できるように形成されている。気体原料供給手段21は、ガス容器内にそれぞれ充填された気体原料A及び不活性気体Gをガス混合器24で混合し、供給圧力制御手段25で所定の圧力及び流量に調節されて供給される。供給圧力制御手段25には、第1液体原料供給手段22及び第2液体原料供給手段23から第2原料物質供給部17及び第3原料物質供給部18にそれぞれ供給される液体原料の圧力をそれぞれ検出する圧力検出器26の検出値が入力されており、圧力検出器26で検出した圧力に対して気体原料の供給圧力を0.05〜0.20MPa高く設定するようにしている。これらの気体原料や液体原料に接触する配管などは、耐低温、耐食性に優れたステンレス鋼フッ素樹脂などにより形成されている。

0013

不活性気体Gで希釈された気体原料Aは、気体原料供給手段21から第1原料物質供給部16を通り、低温恒温槽11の内部に設けられている第1配管16aに導入される。また、第1液体原料供給手段22からの第1液体原料Bは、第2原料物質供給部17から第2配管17aに導入される。第1配管16aの気体原料Aと第2配管17aの第1液体原料Bとは、第1混合部12で混合した後、第1反応部13内を通過しながら反応し、中間生成物となる。この中間生成物は、第1反応部13の下流に接続された第4配管13aを通って第2混合部14に導入され、第2液体原料供給手段23から第3原料物質供給部18及び第3配管18aを通って第2混合部14に導入された第2液体原料Cと混合する。中間生成物と第2液体原料Cとの混合物は、第2反応部15内を通過しながら反応して目的の反応生成物となり、反応生成物取出部19から三角フラスコなどの採取用の容器27に採取される。

0014

このように形成した低温反応装置は、上から順に鉛直方向に、原料物質供給部、混合反応部、反応生成物取出部を配置しているので、少なくとも低温恒温槽内における気体原料や液体原料の流れ方向を全て下降流にすることができる。したがって、低温反応を行う際に、気体原料が凝縮することがあっても、凝縮した液が重力によって下方に流下し、さらに、反応温度で凝縮せず、反応もしない不活性気体で気体原料を希釈した場合は、凝縮した液を不活性気体で下流側に押し流すことができる。このため、従来のように供給圧力を高くすることなく、気体原料及び液体原料を連続して供給することができ、低温反応を安定した状態で行うことができ、連続して反応生成物を得ることができる。

0015

なお、供給する原料物質は、特に限定されるものではなく、2種類以上であればよい。また、原料物質の供給量や供給圧力、低温恒温槽の設定圧力は、反応部での反応に応じて適宜に設定することができる。

0016

11…低温恒温槽、11a…天板、11b…底板、12…第1混合部、13…第1反応部、13a…第4配管、14…第2混合部、15…第2反応部、16…第1原料物質供給部、16a…第1配管、17…第2原料物質供給部、17a…第2配管、18…第3原料物質供給部、18a…第3配管、19…反応生成物取出部、20…原料物質供給系統、21…気体原料供給手段、22…第1液体原料供給手段、23…第2液体原料供給手段、22a,23a…シリンジポンプ、24…ガス混合器、25…供給圧力制御手段、26…圧力検出器、27…容器

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