JP2526404B2 - 触媒反応方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、化学反応により発生す
る熱エネルギーを有効利用するための触媒反応方法に関
するものである。
る熱エネルギーを有効利用するための触媒反応方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、触媒反応装置は均一に触媒を充填
し使用されてきた。その外部に集熱媒体を入力し、反応
装置内の化学反応熱を取り出すものである。これを図
５，図６により説明する。
し使用されてきた。その外部に集熱媒体を入力し、反応
装置内の化学反応熱を取り出すものである。これを図
５，図６により説明する。
【０００３】図５において、１０は触媒反応管であり、
１１は入口側、１２は出口側を示す。また、Ａ，Ｂは反
応物質、Ｃ，Ｄは生成物質、Ｘは触媒、Ｆは熱媒体物
質、Ｑは反応熱を示す。
１１は入口側、１２は出口側を示す。また、Ａ，Ｂは反
応物質、Ｃ，Ｄは生成物質、Ｘは触媒、Ｆは熱媒体物
質、Ｑは反応熱を示す。
【０００４】図５に示すように触媒反応管１０内には均
一に触媒Ｘが配置される。このような従来方式では、図
６の温度分布図に示すように触媒反応管１０内に局所的
な高温部分が生じる。従って、従来方式で熱媒体物質Ｆ
により外部へ熱量を取り出す場合、熱媒体物質Ｆの出口
温度は触媒反応管１０内の出口側１２の温度に規定さ
れ、触媒反応管１０内の出口側１２の温度を越える温度
では外部に熱供給が行えない。そのため、触媒反応管１
０内で生じた反応熱を必ずしも有効に利用しているとは
言えない。
一に触媒Ｘが配置される。このような従来方式では、図
６の温度分布図に示すように触媒反応管１０内に局所的
な高温部分が生じる。従って、従来方式で熱媒体物質Ｆ
により外部へ熱量を取り出す場合、熱媒体物質Ｆの出口
温度は触媒反応管１０内の出口側１２の温度に規定さ
れ、触媒反応管１０内の出口側１２の温度を越える温度
では外部に熱供給が行えない。そのため、触媒反応管１
０内で生じた反応熱を必ずしも有効に利用しているとは
言えない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、触媒を均
一に充填した従来の触媒反応管１０を用いる方法や装置
では、触媒反応管１０内で部分的に温度が上昇し反応条
件が部分的に変化するとともに、触媒反応管１０の出口
側１２で反応温度が熱媒体物質Ｆの温度よりも低くなる
ために、外部へ効率良い熱交換は行えない。また、部分
的な温度上昇により不要な反応副生成物が生じるという
問題点があった。
一に充填した従来の触媒反応管１０を用いる方法や装置
では、触媒反応管１０内で部分的に温度が上昇し反応条
件が部分的に変化するとともに、触媒反応管１０の出口
側１２で反応温度が熱媒体物質Ｆの温度よりも低くなる
ために、外部へ効率良い熱交換は行えない。また、部分
的な温度上昇により不要な反応副生成物が生じるという
問題点があった。
【０００６】本発明は上述の点にかんがみなされたもの
で、効率の良い熱交換を行うことができ、しかも反応生
成物の組成を可変しうる触媒反応方法を提供することを
目的とする。
で、効率の良い熱交換を行うことができ、しかも反応生
成物の組成を可変しうる触媒反応方法を提供することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる触媒反応
方法の第１の発明は、反応触媒として、相対的に低濃度
の触媒と相対的に高濃度の触媒の少なくとも２種類の触
媒を用い、触媒反応管内が規定した温度分布になるよう
に前記触媒反応管の入口側から出口側に向って濃度を変
化させて配置したものである。
方法の第１の発明は、反応触媒として、相対的に低濃度
の触媒と相対的に高濃度の触媒の少なくとも２種類の触
媒を用い、触媒反応管内が規定した温度分布になるよう
に前記触媒反応管の入口側から出口側に向って濃度を変
化させて配置したものである。
【０００８】また、触媒反応方法の第２の発明は、反応
触媒として、相対的に低濃度の触媒と相対的に高濃度の
触媒の少なくとも２種類の触媒を用い、触媒反応管内が
規定した温度分布になるように前記触媒反応管の入口側
から出口側に向って濃度を変化させて配置し、その反応
条件に応じて反応生成物の組成を可変としたものであ
る。
触媒として、相対的に低濃度の触媒と相対的に高濃度の
触媒の少なくとも２種類の触媒を用い、触媒反応管内が
規定した温度分布になるように前記触媒反応管の入口側
から出口側に向って濃度を変化させて配置し、その反応
条件に応じて反応生成物の組成を可変としたものであ
る。
【０００９】また、触媒反応方法の第３の発明は、反応
触媒として、相対的に低活性の触媒と相対的に高活性の
触媒の少なくとも２種類の触媒を用い、触媒反応管内が
規定した温度分布になるように前記触媒反応管の入口側
から出口側に向って活性を変化させて配置したものであ
る。
触媒として、相対的に低活性の触媒と相対的に高活性の
触媒の少なくとも２種類の触媒を用い、触媒反応管内が
規定した温度分布になるように前記触媒反応管の入口側
から出口側に向って活性を変化させて配置したものであ
る。
【００１０】また、触媒反応方法の第４の発明は、反応
触媒として、相対的に低活性の触媒と相対的に高活性の
触媒の少なくとも２種類の触媒を用い、触媒反応管内が
規定した温度分布になるように前記触媒反応管の入口側
から出口側に向って活性を変化させて配置し、その反応
条件に応じて反応生成物の組成を可変としたものであ
る。
触媒として、相対的に低活性の触媒と相対的に高活性の
触媒の少なくとも２種類の触媒を用い、触媒反応管内が
規定した温度分布になるように前記触媒反応管の入口側
から出口側に向って活性を変化させて配置し、その反応
条件に応じて反応生成物の組成を可変としたものであ
る。
【００１１】
【００１２】
【作用】本発明の触媒反応方法によれば、触媒は触媒反
応管内で反応目的に応じた濃度分布または組成分布をと
る。そのため、部分的な温度上昇を防ぎ、効率よく反応
熱を外部熱媒体物質に供給できる。また、不要な反応副
生成物を抑制でき、かつ、反応生成物の組成を制御でき
る。
応管内で反応目的に応じた濃度分布または組成分布をと
る。そのため、部分的な温度上昇を防ぎ、効率よく反応
熱を外部熱媒体物質に供給できる。また、不要な反応副
生成物を抑制でき、かつ、反応生成物の組成を制御でき
る。
【００１３】
【実施例】図１には、本発明の触媒反応方法の一実施例
を説明するための触媒反応管の濃度分布の最適配置を行
った場合の概略構成が示されている。
を説明するための触媒反応管の濃度分布の最適配置を行
った場合の概略構成が示されている。
【００１４】図１において、図５と同じ符号は同じもの
を示し、ＸＤＬは低濃度触媒、ＸＤＨは高濃度触媒を示
す。例えば、アセトン水素化反応に用いる触媒につい
て、相対的な低濃度触媒ＸＤＬの具体例としては、ニッ
ケル超微粒子触媒を希釈して単位体積当りの触媒量が相
対的に少ないもの、相対的な高濃度触媒ＸＤＨの具体例
としては、ニッケル超微粒子触媒を希釈なしで用いるも
の、が挙げられる。
を示し、ＸＤＬは低濃度触媒、ＸＤＨは高濃度触媒を示
す。例えば、アセトン水素化反応に用いる触媒につい
て、相対的な低濃度触媒ＸＤＬの具体例としては、ニッ
ケル超微粒子触媒を希釈して単位体積当りの触媒量が相
対的に少ないもの、相対的な高濃度触媒ＸＤＨの具体例
としては、ニッケル超微粒子触媒を希釈なしで用いるも
の、が挙げられる。
【００１５】上記の構成によれば、図４に示される温度
分布図のように、触媒反応管１０の出口側１２の温度が
一番高くなり、反応熱をより有効に外部に供給できる。
また、温度分布の制御により不要な反応副生成物を制御
できる。
分布図のように、触媒反応管１０の出口側１２の温度が
一番高くなり、反応熱をより有効に外部に供給できる。
また、温度分布の制御により不要な反応副生成物を制御
できる。
【００１６】そして、触媒を２種類以上とし、その配置
を工夫することによって低濃度触媒ＸＤＬと高濃度触媒
ＸＤＨとで触媒反応管１０内の温度分布を可変とし、そ
れにより反応条件が変わるために生成物質Ｃ，Ｄの組成
を変えることができる。
を工夫することによって低濃度触媒ＸＤＬと高濃度触媒
ＸＤＨとで触媒反応管１０内の温度分布を可変とし、そ
れにより反応条件が変わるために生成物質Ｃ，Ｄの組成
を変えることができる。
【００１７】ここで、より具体的に、図１に即し、アセ
トン水素化反応を例として説明する。触媒反応管１０の
入口側１１より流入する反応物質Ａとしてアセトン、反
応物質Ｂとして水素を用い、触媒Ｘとしてニッケル超微
粒子、熱媒体物質Ｆとしてジフェニルエーテルを用いる
ものとする。触媒Ｘにより発熱反応であるアセトン水素
化反応が起こり、生成物質Ｃとして２−プロパノールが
生成し、反応熱Ｑ（５５ｋＪ／ｍｏｌ）が生じる。低濃
度触媒ＸＤＬでは活性が低いため単位触媒体積当りの反
応熱Ｑは少なく、高濃度触媒ＸＤＨでは活性が高いため
に単位触媒条件によっては、アセトン水素化反応により
４メチル２ペンタノン等が副生成物として生じることも
あるが、触媒反応管１０各部の温度条件を触媒濃度によ
り制御することで、副生成物の発生を制御できる。
トン水素化反応を例として説明する。触媒反応管１０の
入口側１１より流入する反応物質Ａとしてアセトン、反
応物質Ｂとして水素を用い、触媒Ｘとしてニッケル超微
粒子、熱媒体物質Ｆとしてジフェニルエーテルを用いる
ものとする。触媒Ｘにより発熱反応であるアセトン水素
化反応が起こり、生成物質Ｃとして２−プロパノールが
生成し、反応熱Ｑ（５５ｋＪ／ｍｏｌ）が生じる。低濃
度触媒ＸＤＬでは活性が低いため単位触媒体積当りの反
応熱Ｑは少なく、高濃度触媒ＸＤＨでは活性が高いため
に単位触媒条件によっては、アセトン水素化反応により
４メチル２ペンタノン等が副生成物として生じることも
あるが、触媒反応管１０各部の温度条件を触媒濃度によ
り制御することで、副生成物の発生を制御できる。
【００１８】図２は本発明の触媒反応方法の他の実施例
として、触媒反応管１０の組成分布の最適配置を行った
場合の概略構成が示されている。図２で、ＸＡＬは低活
性触媒、ＸＡＨは高活性触媒であり、その他は図１と同
じである。本実施例で特徴的なことは、相対的な低活性
触媒ＸＡＬと相対的な高活性触媒ＸＡＨの少なくとも２
種類の触媒の配置に応じ、触媒反応管１０内の温度分布
が可変となることである。このような触媒としては、例
えば、アセトン水素化反応に用いる触媒について、相対
的に低活性の触媒の具体例として、パラジウム触媒、相
対的に高活性の触媒の具体例としてルテニウム触媒があ
げられる。そして、この実施例の場合にも反応条件が変
わるために反応生成物の組成を変えることができる。
として、触媒反応管１０の組成分布の最適配置を行った
場合の概略構成が示されている。図２で、ＸＡＬは低活
性触媒、ＸＡＨは高活性触媒であり、その他は図１と同
じである。本実施例で特徴的なことは、相対的な低活性
触媒ＸＡＬと相対的な高活性触媒ＸＡＨの少なくとも２
種類の触媒の配置に応じ、触媒反応管１０内の温度分布
が可変となることである。このような触媒としては、例
えば、アセトン水素化反応に用いる触媒について、相対
的に低活性の触媒の具体例として、パラジウム触媒、相
対的に高活性の触媒の具体例としてルテニウム触媒があ
げられる。そして、この実施例の場合にも反応条件が変
わるために反応生成物の組成を変えることができる。
【００１９】例えば、アセトン水素化反応に用いる触媒
について、反応条件が一定であっても、触媒種が異なる
反応の選択性の違いにより副生成物質種に違いが生じ
る。具体例として、白金触媒はアセトンを水素化分解す
る活性がパラジウム触媒より高いため、白金触媒の方が
副生成物質としてプロパンを生じやすい。
について、反応条件が一定であっても、触媒種が異なる
反応の選択性の違いにより副生成物質種に違いが生じ
る。具体例として、白金触媒はアセトンを水素化分解す
る活性がパラジウム触媒より高いため、白金触媒の方が
副生成物質としてプロパンを生じやすい。
【００２０】図３は、本発明の触媒反応方法を実施する
触媒反応装置の一実施例を示す概略構成図である。図３
において、１は反応物質Ａを収容する第１容器、２は反
応物質Ｂを収容する第２容器、３は熱媒体物質Ｆを収容
する第３容器、４は生成物質Ｃ，Ｄを収容する第４容
器、５は前記触媒反応管１０の発生熱を熱媒体物質Ｆに
伝える第１熱交換器、６は前記第１熱交換器５で得た熱
を目的とする放熱対象に供給する第２熱交換器、７は熱
媒体物質Ｆを第３容器３に戻す流路手段、１０は図１，
２に示した触媒反応管である。
触媒反応装置の一実施例を示す概略構成図である。図３
において、１は反応物質Ａを収容する第１容器、２は反
応物質Ｂを収容する第２容器、３は熱媒体物質Ｆを収容
する第３容器、４は生成物質Ｃ，Ｄを収容する第４容
器、５は前記触媒反応管１０の発生熱を熱媒体物質Ｆに
伝える第１熱交換器、６は前記第１熱交換器５で得た熱
を目的とする放熱対象に供給する第２熱交換器、７は熱
媒体物質Ｆを第３容器３に戻す流路手段、１０は図１，
２に示した触媒反応管である。
【００２１】次に、動作について説明する。反応物質Ａ
およびＢは第１容器１および第２容器２に収容される。
各反応物質Ａ，Ｂは触媒反応管１０内に供給され、この
内で触媒Ｘにより生成物質Ｃ，Ｄとなり、第４容器４に
収容される。この反応の際に生じる反応熱Ｑを回収する
ために、第３容器３から熱媒体物質Ｆが第１熱交換器５
に供給される。熱媒体物質Ｆは、第１熱交換器５におい
て化学反応による発生熱量を回収した後、放熱対象に熱
量を与えるべく第２熱交換器６において熱交換を行い、
第３容器３に戻される。触媒反応管１０と第４容器４と
の間に生成物質Ｃ，Ｄを分離する装置が設けられれば、
生成物質Ｃ，Ｄを別個に収容することも可能である。
およびＢは第１容器１および第２容器２に収容される。
各反応物質Ａ，Ｂは触媒反応管１０内に供給され、この
内で触媒Ｘにより生成物質Ｃ，Ｄとなり、第４容器４に
収容される。この反応の際に生じる反応熱Ｑを回収する
ために、第３容器３から熱媒体物質Ｆが第１熱交換器５
に供給される。熱媒体物質Ｆは、第１熱交換器５におい
て化学反応による発生熱量を回収した後、放熱対象に熱
量を与えるべく第２熱交換器６において熱交換を行い、
第３容器３に戻される。触媒反応管１０と第４容器４と
の間に生成物質Ｃ，Ｄを分離する装置が設けられれば、
生成物質Ｃ，Ｄを別個に収容することも可能である。
【００２２】本発明においては、活性の異なる少なくと
も２種類の触媒を配置することにより触媒反応管１０内
の温度分布を制御して図４に示すような温度分布を得
て、触媒反応管１０内で生じる反応熱をより有効に外部
に供給できる。また、温度分布の制御により不要な反応
副生成物を抑制できる。
も２種類の触媒を配置することにより触媒反応管１０内
の温度分布を制御して図４に示すような温度分布を得
て、触媒反応管１０内で生じる反応熱をより有効に外部
に供給できる。また、温度分布の制御により不要な反応
副生成物を抑制できる。
【００２３】なお、本発明の一実施例としてアセトン水
素化反応では、触媒反応管１０内で従来例のような図６
に示される温度分布をとると、熱交換の面からも反応副
生成物抑制の面からも好ましくない。そこで本発明によ
る触媒反応方法を用い、入口側１１付近の触媒濃度を低
くすることで部分的な温度上昇を防ぎ、反応物流れが進
むに従って触媒濃度を高めて発熱量を増加する。これに
より、常に触媒反応管から熱媒体物質への熱の移動が起
こるような温度分布をとることを可能とする。
素化反応では、触媒反応管１０内で従来例のような図６
に示される温度分布をとると、熱交換の面からも反応副
生成物抑制の面からも好ましくない。そこで本発明によ
る触媒反応方法を用い、入口側１１付近の触媒濃度を低
くすることで部分的な温度上昇を防ぎ、反応物流れが進
むに従って触媒濃度を高めて発熱量を増加する。これに
より、常に触媒反応管から熱媒体物質への熱の移動が起
こるような温度分布をとることを可能とする。
【００２４】本発明の一実施例としてアセトン水素化反
応では、平衡転化率は反応温度が高くなる程低くなるた
め、反応温度が高くなり過ぎると発熱量が減少し、未反
応物質が増加する。この場合、高い転化率を維持しつつ
多くの発熱量を得ることが必要となり、均等な発熱を達
成するためにも本発明による触媒反応方法は有効であ
る。この場合、図４に示した温度分布とは異なり、触媒
反応管内温度分布をできる限り一様とするような触媒配
置が必要となる。
応では、平衡転化率は反応温度が高くなる程低くなるた
め、反応温度が高くなり過ぎると発熱量が減少し、未反
応物質が増加する。この場合、高い転化率を維持しつつ
多くの発熱量を得ることが必要となり、均等な発熱を達
成するためにも本発明による触媒反応方法は有効であ
る。この場合、図４に示した温度分布とは異なり、触媒
反応管内温度分布をできる限り一様とするような触媒配
置が必要となる。
【００２５】本発明の原理に従えば、必ずしも反応物質
はＡ，Ｂ２種類で生成物質もＣ，Ｄ２種類である必要は
ない。反応物質は１種類以上、生成物質も１種類以上で
あれば本発明の原理を適用することにより反応に望まし
い温度分布を決定することができる。
はＡ，Ｂ２種類で生成物質もＣ，Ｄ２種類である必要は
ない。反応物質は１種類以上、生成物質も１種類以上で
あれば本発明の原理を適用することにより反応に望まし
い温度分布を決定することができる。
【００２６】また、３種類以上の触媒濃度あるいは触媒
種を選択することにより、より細分化された温度分布を
決定することもできる。
種を選択することにより、より細分化された温度分布を
決定することもできる。
【００２７】また、管型の触媒反応管１０に限らず平板
型触媒反応器においても、本発明の原理を適用すること
により触媒反応器内外の温度分布を決定することができ
る。
型触媒反応器においても、本発明の原理を適用すること
により触媒反応器内外の温度分布を決定することができ
る。
【００２８】
【発明の効果】本発明にかかる触媒反応方法は、反応触
媒として、相対的に低濃度の触媒と相対的に高濃度の触
媒、または相対的に低活性の触媒と相対的に高活性の触
媒の少なくとも２種類の触媒を用いたので、触媒反応管
内の温度分布を規定通りに制御できるので、触媒化学反
応による反応熱を有効に利用することができ、また、副
生成物抑制効果も持たすことができる。したがって、化
学反応プロセス運用上、極めて望ましい結果が得られ
る。
媒として、相対的に低濃度の触媒と相対的に高濃度の触
媒、または相対的に低活性の触媒と相対的に高活性の触
媒の少なくとも２種類の触媒を用いたので、触媒反応管
内の温度分布を規定通りに制御できるので、触媒化学反
応による反応熱を有効に利用することができ、また、副
生成物抑制効果も持たすことができる。したがって、化
学反応プロセス運用上、極めて望ましい結果が得られ
る。
【図１】本発明の触媒反応方法の一実施例を説明するた
めの触媒反応管を示す概略構成図である。
めの触媒反応管を示す概略構成図である。
【図２】本発明の触媒反応方法の他の実施例を説明する
ための触媒反応管の概略構成図である。
ための触媒反応管の概略構成図である。
【図３】本発明の触媒反応方法を実施する触媒反応装置
の一実施例を示す概略構成図である。
の一実施例を示す概略構成図である。
【図４】本発明により得られる温度分布例を示す図であ
る。
る。
【図５】従来の触媒反応装置の触媒反応管の一例を示す
概略構成図である。
概略構成図である。
【図６】従来の触媒反応管における温度分布例を示す図
である。
である。
【符号の説明】 １ 第１容器 ２ 第２容器 ３ 第３容器 ４ 第４容器 ５ 第１熱交換器 ６ 第２熱交換器 １０ 触媒反応管 １１ 入口側 １２ 出口側 Ｘ 触媒 ＸＤＬ 低濃度触媒 ＸＤＨ 高濃度触媒 ＸＡＬ 低活性触媒 ＸＡＨ 高活性触媒
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０７Ｃ 31/10 Ｂ０１Ｊ 23/74 ３２１Ｍ (72)発明者 土井 卓也 茨城県つくば市梅園１丁目１番４ 電子 技術総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭52−89572（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−83028（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−138527（ＪＰ，Ａ) 特公 昭54−29528（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (4)
- 【請求項１】 反応触媒を用い発熱反応によって触媒反
応管内に生じる熱エネルギーを熱媒体物質により吸収す
る触媒反応方法であって、 前記反応触媒として、相対的に低濃度の触媒と相対的に
高濃度の触媒の少なくとも２種類の触媒を用い、触媒反
応管内が規定した温度分布になるように前記触媒反応管
の入口側から出口側に向って濃度を変化させて配置した
ことを特徴とする触媒反応方法。 - 【請求項２】 反応触媒を用い発熱反応によって触媒反
応管内に生じる熱エネルギーを熱媒体物質により吸収す
る触媒反応方法であって、 前記反応触媒として、相対的に低濃度の触媒と相対的に
高濃度の触媒の少なくとも２種類の触媒を用い、触媒反
応管内が規定した温度分布になるように前記触媒反応管
の入口側から出口側に向って濃度を変化させて配置し、
その反応条件に応じて反応生成物の組成を可変とするこ
とを特徴とする触媒反応方法。 - 【請求項３】 反応触媒を用い発熱反応によって触媒反
応管内に生じる熱エネルギーを熱媒体物質により吸収す
る触媒反応方法であって、 前記反応触媒として、相対的に低活性の触媒と相対的に
高活性の触媒の少なくとも２種類の触媒を用い、触媒反
応管内が規定した温度分布になるように前記触媒反応管
の入口側から出口側に向って活性を変化させて配置した
ことを特徴とする触媒反応方法。 - 【請求項４】 反応触媒を用い発熱反応によって触媒反
応管内に生じる熱エネルギーを熱媒体物質により吸収す
る触媒反応方法であって、 前記反応触媒として、相対的に低活性の触媒と相対的に
高活性の触媒の少なくとも２種類の触媒を用い、触媒反
応管内が規定した温度分布になるように前記触媒反応管
の入口側から出口側に向って活性を変化させて配置し、
その反応条件に応じて反応生成物の組成を可変とするこ
とを特徴とする触媒反応方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5281802A JP2526404B2 (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 触媒反応方法 |
| US08/443,264 US5560891A (en) | 1993-10-15 | 1995-05-17 | Catalytic reaction apparatus |
| US08/723,809 US5741475A (en) | 1993-10-15 | 1996-09-30 | Catalytic reaction method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5281802A JP2526404B2 (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 触媒反応方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07112125A JPH07112125A (ja) | 1995-05-02 |
| JP2526404B2 true JP2526404B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=17644189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5281802A Expired - Lifetime JP2526404B2 (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 触媒反応方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5560891A (ja) |
| JP (1) | JP2526404B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2701863B1 (fr) * | 1993-02-24 | 1995-04-14 | Serthel | Réacteur thermique à tube à passage direct de courant. |
| NL1000146C2 (nl) * | 1995-04-13 | 1996-10-15 | Gastec Nv | Werkwijze voor het uitvoeren van een chemische reactie. |
| DE69732781T2 (de) * | 1997-11-28 | 2006-02-02 | Ammonia Casale S.A. | Verfahren zur in-situ Modernisierung eines heterogenen exothermen Synthesereaktors |
| US6641625B1 (en) | 1999-05-03 | 2003-11-04 | Nuvera Fuel Cells, Inc. | Integrated hydrocarbon reforming system and controls |
| JP4260531B2 (ja) * | 2002-04-26 | 2009-04-30 | 住友精化株式会社 | 硫化水素の製造方法 |
| CN101018755B (zh) * | 2004-09-14 | 2010-07-28 | 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 | 饱和脂族酮的制备方法 |
| EP1875423A4 (en) * | 2005-04-29 | 2011-10-05 | Mercatus Technologies Inc | SYSTEMS AND METHODS FOR INFORMATION MANAGEMENT INTEGRATING AN INDIVIDUAL COMPUTING DEVICE |
| US9149781B2 (en) | 2009-12-28 | 2015-10-06 | Shell Oil Company | Reactor with gas distribution system in bottom |
| JP6025603B2 (ja) * | 2013-02-21 | 2016-11-16 | 三菱重工業株式会社 | Ｃｏシフト反応装置及びｃｏシフト変換方法 |
| GB201506572D0 (en) * | 2015-04-17 | 2015-06-03 | Johnson Matthey Davy Technologies Ltd | Process |
| JP7246072B2 (ja) * | 2019-02-04 | 2023-03-27 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 気相反応の触媒反応器および触媒反応方法 |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US690133A (en) * | 1900-03-05 | 1901-12-31 | Adolf Clemm | Process of making sulfuric anhydrid. |
| US729735A (en) * | 1901-04-01 | 1903-06-02 | Adolf Clemm | Process of manufacturing sulfuric anhydrid. |
| FR572169A (fr) * | 1923-11-19 | 1924-06-02 | Manuf De Prod Chim Du Nord Eta | Procédé et appareil pour la préparation de l'anhydride sulfurique par contact au moyens de sels de vanadium |
| US1812341A (en) * | 1930-02-04 | 1931-06-30 | Selden Res & Engineering Corp | Catalytic apparatus |
| US1965963A (en) * | 1930-08-11 | 1934-07-10 | Gen Chemical Corp | Process for making sulphuric anhydride |
| US2079507A (en) * | 1935-02-13 | 1937-05-04 | Calco Chemical Co Inc | Catalyst |
| BE793324A (fr) * | 1971-12-27 | 1973-06-27 | Du Pont | Preparation de catalyseur convenant a l'oxydation de gaz renfermant du so2 |
| DE2213580C2 (de) * | 1972-03-21 | 1974-01-24 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur katalytischen Umsetzung von Gasen mit hohem Gehalt an SO tief 2 |
| FR2315314A2 (fr) * | 1975-06-26 | 1977-01-21 | Antar Petroles Atlantique | Procede et dispositif pour la realisation de reactions catalytiques endothermiques |
| JPS5429528A (en) * | 1977-08-10 | 1979-03-05 | Hitachi Ltd | Magnetic pattern detector |
| JPS55113730A (en) * | 1979-02-26 | 1980-09-02 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | Preparation of acrolein and acrylic acid |
| JPS58181702A (ja) * | 1982-04-12 | 1983-10-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 炭化水素燃料改質装置 |
| JPS60150824A (ja) * | 1984-01-18 | 1985-08-08 | Toyo Eng Corp | 改良反応器 |
| JPS61138527A (ja) * | 1984-12-10 | 1986-06-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 反応器冷却用給水装置 |
| JPS61286203A (ja) * | 1985-06-14 | 1986-12-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | メタノ−ル改質方法 |
| DE3631642A1 (de) * | 1986-09-17 | 1988-04-07 | Linde Ag | Verfahren zur durchfuehrung katalytischer reaktionen |
| GB8702654D0 (en) * | 1987-02-06 | 1987-03-11 | Davy Mckee Ltd | Process |
| GB8728156D0 (en) * | 1987-12-02 | 1988-01-06 | Davy Mckee Ltd | Process |
| US5211918A (en) * | 1987-12-22 | 1993-05-18 | Schwabische Huttenwerke | Catalytic converter for exhaust gases |
| JPH0688761B2 (ja) * | 1988-09-19 | 1994-11-09 | 株式会社神戸製鋼所 | 炭化水素の改質装置 |
| JP2724001B2 (ja) * | 1989-01-17 | 1998-03-09 | 三井化学株式会社 | イソプロパノールの製造方法 |
| JPH0357906A (ja) * | 1989-07-26 | 1991-03-13 | Mita Ind Co Ltd | ドラムの真円度測定装置およびドラムのフランジ装着状態検査装置 |
| DE4024942A1 (de) * | 1990-08-06 | 1992-02-13 | Emitec Emissionstechnologie | Monolithischer metallischer wabenkoerper mit variierender kanalzahl |
| US5382271A (en) * | 1991-12-26 | 1995-01-17 | Industrial Technology Research Institute | Hydrogen generator |
-
1993
- 1993-10-15 JP JP5281802A patent/JP2526404B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-05-17 US US08/443,264 patent/US5560891A/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-09-30 US US08/723,809 patent/US5741475A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5560891A (en) | 1996-10-01 |
| US5741475A (en) | 1998-04-21 |
| JPH07112125A (ja) | 1995-05-02 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |