JP2011156539A - 反応装置 - Google Patents
反応装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011156539A JP2011156539A JP2011114828A JP2011114828A JP2011156539A JP 2011156539 A JP2011156539 A JP 2011156539A JP 2011114828 A JP2011114828 A JP 2011114828A JP 2011114828 A JP2011114828 A JP 2011114828A JP 2011156539 A JP2011156539 A JP 2011156539A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tank
- pressure
- reactor
- raw material
- product
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
【解決手段】原料を保存する原料タンク2と、原料タンク2と流路接続され原料を送液する高圧ポンプ3と、高圧ポンプ3の下流に設置され原料が加圧されて供給される反応器1と、反応器1を加熱して反応を促進する加熱槽11と、生成物を流入させ回収する生成物タンク7と、を備える反応装置において、加熱槽11と生成物タンク7との間に設けられた注入口と、注入液を注入口から注入する注入ポンプ6と、を備え、注入液の流量により生成物タンク7へ流出する圧力を減圧する。
【選択図】図1
Description
注入液が注入ポンプ6によって注入液タンク5から流路27,25,26をとおって生成物タンク7に送液される。このとき、流路26の始点つまり流路24,25の終点からなる合流部の圧力は、流路26を流れる液体の圧力損失によって決定する。
Re=Duρ/μ 式(1)
Reはレイノルズ数、Dは流路26の内径[m]、uは流体の断面平均流速[m/s]、ρは流体の密度[kg/m3]、μは流体の粘度[Pa・s]である。
ΔP=32μLu/D2 式(2)
ΔPは圧力損失[Pa]、Lは流路26の長さ[m]である。流路26での流量をQ
[m3/s ]とすると流体の断面平均流速uと流路26の内径Dとの間に次式が成り立つ。
Q=πD2u/4 式(3)
したがって、圧力損失を示す式(2)は次式のようになり、流量一定の条件下では圧力損失は円管の長さLに比例し円管の内径Dの4乗に反比例する。
ΔP=128μQL/D4 式(4)
合流部の圧力は、流路25を流れる流量、つまり注入液の流量で下限値を決定する。そして、高圧ポンプ3が逆流しなければ、流路22,23,24,反応器1,冷却器4の圧力は式(4)で求めた値を下回ることはない。
反応器1内の圧力がほぼ大気圧であったとした場合、反応器1の温度を沸点以上に設定してしまうと、送液した液体が沸騰してしまい、流量等の反応条件の制御が困難になる。しかし、高温になっている反応器1を含む流路23から流路24までの内圧は、式(4)で求めた流路26の圧力損失を上回っており、条件さえ合えば沸点以上でも原料を液体のまま反応,送液することができる。沸騰させないための反応器の温度と圧力の関係は、反応器1に流入する物質の蒸気圧の全てが式(4)で求めた圧力よりも低くなるように温度を設定すればよい。
さらに、冷却器4および冷却槽12を省いて、反応器1を出た液体が、合流部までの流路23もしくは流路24を流れる最中に沸点以下まで自然冷却してもよい。また、注入液により冷却しても良い。つまり、合流部における温度は必ずしも沸点以下である必要はなく、流路のある一点における圧力が、その点における液体の蒸気圧を上回るように設計,制御すれば良い。
注入液は再利用することができるので、生成物タンク7と注入液タンク5を流路28で接続し、送液量を返送ポンプ8もしくは落差やバルブ等を利用してコントロールする。
停止時は、高圧ポンプ3の停止前、もしくは停止と同時に注入ポンプ6を停止してしまうと、反応器1内が減圧されるため、加温された反応器1内で原料が沸騰してしまい、流路26から蒸気が吐出される恐れがある。したがって、反応器1の温度が沸点以下に低下するまで注入ポンプを駆動し続ける必要があり、この条件を満たすように、インターロックにより、注入ポンプを停止できないようにする。
図2の高圧反応装置は、反応器1,原料タンク2a,2b,高圧ポンプ3a,3b,予熱器9a,9b,加熱槽11,流路21a,21b,22a,22b,29a,29b、および、反応器1から下流では図1に示した高圧反応装置と同等の構成になっている。化学反応を目的とする原料は、原料タンク2a,2bから高圧ポンプ3a,3bにより、流路21a,21b,22a,22bを通って予熱器9a,9bに送液される。原料はそれぞれ所定の温度まで昇温され、流路29a,29bを通って反応器1に供給されて混合され、化学反応が開始される。生成物が反応器1から排出された後の高圧反応装置及びその機能は、図1のものと同様である。また、使用する原料の種類が3種類以上の場合でも同様に、原料タンクから予熱器までの装置を並列に原料の種類の数分を設置させればよい。
分岐後の流路25a,25b,25c,25d,25eが流路26に対して十分に太い場合、合流部の圧力が一定になる。したがって、各反応器1の流量は流路22の分岐後から合流部までの圧力損失によって決定される。
流量調節バルブは接続する前後の流路よりも狭い流路構造となるため、詰まる確率が増大するが、注入液の流量を調節することにより、生成物が流れる流路の流量を調節し、詰まる恐れを少なくすることができる。
したがって、固体の溶解度があがり生産性が向上したり、反応速度の低い化学反応を大幅に促進させたり、することができる。さらに、高圧にすると、溶存する気体の量も増加するため溶存気体を用いる反応でも効率が向上する。
さらに、高温高圧という条件と混合時間の縮小という条件の相乗効果や、超臨界流体の利用で、新たな化学反応が起こる可能性も増大することから、新物質の合成や新規合成方法の発見に貢献することができる。
Claims (8)
- 原料を保存する原料タンクと、該原料タンクと流路接続され前記原料を送液する高圧ポンプと、該高圧ポンプの下流に設置され前記原料が加圧されて供給される反応器と、該反応器を加熱して反応を促進する加熱槽と、前記生成物を流入させ回収する生成物タンクと、を備える反応装置において、
前記加熱槽と前記生成物タンクとの間に設けられた注入口と、
注入液を前記注入口から注入する注入ポンプと、
前記加熱槽と前記注入口の間に前記加熱槽で加熱されて反応した生成物を冷却する冷却器と、
を備え、かつ、
前記反応器から前記注入口を経て前記生成物タンクに至る流路を管のみから構成し、
前記注入液の流量により前記生成物タンクへ流出する圧力を減圧すると共に、前記高圧ポンプから前記注入口までの圧力を流路内物質の飽和蒸気圧以上とし、前記生成物タンクへ流出する圧力を大気圧とすることを特徴とする反応装置。 - 請求項1に記載のものにおいて、前記注入液を蓄える注入液タンクを設け、該注入液タンクを前記生成物タンクと接続し、前記生成物タンクから前記注入液タンクに送液されることを特徴とする反応装置。
- 請求項1に記載のものにおいて、前記注入液を蓄える注入液タンクを設け、該注入液タンクはオイルセパレータを介して前記生成物タンクと接続され、前記生成物タンクから前記注入液タンクに送液されることを特徴とする反応装置。
- 請求項1に記載のものにおいて、前記高圧ポンプの起動よりも先に前記注入ポンプが起動されることを特徴とする反応装置。
- 請求項1に記載のものにおいて、前記原料タンク及び前記高圧ポンプはそれぞれ複数設けられ、複数の原料が合流して前記反応器へ流入することを特徴とする反応装置。
- 請求項1に記載のものにおいて、前記原料タンク及び前記高圧ポンプはそれぞれ複数設けられ、予熱器を介して前記反応器へ流入することを特徴とする反応装置。
- 請求項1に記載のものにおいて、前記反応器は複数のマイクロリアクタとされ、それぞれの前記マイクロリアクタの下流側に前記注入口が設けられたことを特徴とする反応装置。
- 請求項1に記載のものにおいて、複数の前記反応器を有し、それぞれの前記反応器の下流側に前記注入口が設けられ、前記注入ポンプと前記注入口との間で前記注入液の流量が可変とされたことを特徴とする反応装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011114828A JP5242738B2 (ja) | 2011-05-23 | 2011-05-23 | 反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011114828A JP5242738B2 (ja) | 2011-05-23 | 2011-05-23 | 反応装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006205535A Division JP5037054B2 (ja) | 2006-07-28 | 2006-07-28 | 反応装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011156539A true JP2011156539A (ja) | 2011-08-18 |
JP5242738B2 JP5242738B2 (ja) | 2013-07-24 |
Family
ID=44588987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011114828A Expired - Fee Related JP5242738B2 (ja) | 2011-05-23 | 2011-05-23 | 反応装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5242738B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2017111119A1 (ja) * | 2015-12-25 | 2017-12-28 | ウシオケミックス株式会社 | マイクロリアクター |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000276238A (ja) * | 1999-03-24 | 2000-10-06 | Japan Organo Co Ltd | 流体の減圧システム |
JP2003340262A (ja) * | 2002-05-29 | 2003-12-02 | Japan Organo Co Ltd | 水熱反応処理装置及び水熱反応処理方法 |
JP2004141815A (ja) * | 2002-10-28 | 2004-05-20 | Hitachi Ltd | 有機ハロゲン化合物の処理方法および装置 |
JP2005103484A (ja) * | 2003-10-01 | 2005-04-21 | Koichi Nakamura | 反応器 |
JP2006061903A (ja) * | 2004-07-26 | 2006-03-09 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 高温高圧マイクロリアクター・マイクロ熱交換器 |
-
2011
- 2011-05-23 JP JP2011114828A patent/JP5242738B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000276238A (ja) * | 1999-03-24 | 2000-10-06 | Japan Organo Co Ltd | 流体の減圧システム |
JP2003340262A (ja) * | 2002-05-29 | 2003-12-02 | Japan Organo Co Ltd | 水熱反応処理装置及び水熱反応処理方法 |
JP2004141815A (ja) * | 2002-10-28 | 2004-05-20 | Hitachi Ltd | 有機ハロゲン化合物の処理方法および装置 |
JP2005103484A (ja) * | 2003-10-01 | 2005-04-21 | Koichi Nakamura | 反応器 |
JP2006061903A (ja) * | 2004-07-26 | 2006-03-09 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 高温高圧マイクロリアクター・マイクロ熱交換器 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2017111119A1 (ja) * | 2015-12-25 | 2017-12-28 | ウシオケミックス株式会社 | マイクロリアクター |
US10512889B2 (en) | 2015-12-25 | 2019-12-24 | Ushio Chemix Corporation | Microreactor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5242738B2 (ja) | 2013-07-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20170233327A1 (en) | A method and apparatus for producing biofuel in an oscillating flow production line under supercritical fluid conditions | |
JP5037054B2 (ja) | 反応装置 | |
US20160194230A1 (en) | Optimised hydrothermal carbonisation method and facility for implementing same | |
JP5242738B2 (ja) | 反応装置 | |
JP2010184897A (ja) | 臨界水を用いた反応プロセス | |
TW201500381A (zh) | 具有改良設計之管狀反應器及其使用方法 | |
KR101839781B1 (ko) | 열 회수 장치 | |
EP3084021B1 (en) | Method and system | |
RU2647179C2 (ru) | Система регенерации энергии, способ и полимеризационная установка, содержащая такую систему регенерации | |
CN108479653B (zh) | 一体式微通道反应装置及利用该装置制备二-(2-氯乙基)磷酸二酯的方法 | |
JP2012524151A5 (ja) | ||
TWI498164B (zh) | 計量環 | |
CN210570205U (zh) | 一种精确控制热反应温度的反应器系统 | |
US10335755B1 (en) | Pressurized Taylor Vortex reactor | |
CN216605220U (zh) | 一种羟乙/丙基乙二胺的生产装置 | |
JP6249314B2 (ja) | 熱回収装置 | |
WO2011032202A1 (en) | An assembly for reducing slurry pressure in a slurry processing system | |
CN108067167B (zh) | 浆态床反应系统和费托合成反应的方法 | |
KR101831507B1 (ko) | 등온반응 유도용 자체 열공급 탈수소 반응기 | |
JP2002226427A (ja) | 機器の冷却方法 | |
CN212680968U (zh) | 一种液体致香物制备设备 | |
JP6243810B2 (ja) | 反応器、反応装置及び反応生成物の生成方法 | |
CN103585774B (zh) | 一种负压蒸汽加热设备及其加热方法 | |
JP2007268395A (ja) | マイクロリアクタの冷却システム | |
JP2011057603A (ja) | ウレタン(メタ)アクリレートの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110523 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120521 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120619 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120816 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130326 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130403 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160412 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160412 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |