JPH08509906A - 反応速度及び発熱を制御するための多孔性手段を有する発熱方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 液相であり得る生成物を形成するための発熱方法が開示されており、ここでは第１の反応物質（３）、好ましくは液体反応物質が、混合要素（１２、５８）を含み、反応器（２、４０）の第１の区画（１０）を備える反応区域（１０）内に直接供給される。高圧力下に維持される第２の反応物質は、反応器（２、４０）の、多孔性壁（３２、５２）によって第１の区分（１０）から分離されている第２の区分（２０）内に供給される。第２の反応物質（４）は、この多孔性壁（３２、５２）を通って反応区域に入り、第１の反応物質（３）と反応する。このようにして、本発明の方法では、反応速度及び反応によって発生する発熱が制御される。一方のまたは両方の反応区分内において流れが波動するため、混合が改善される。生成物の一部のための蒸発器によって、生成物の品質が改善され、反応器内での高い反応温度が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】反応速度及び発熱を制御するための多孔性手段を有する発熱方法 発明の背景 関連出願 本出願は、1993年３月２日付提出の米国出願番号024,989の一部継続出願であ る。原出願は全体が援用される。発明の分野 本発明は、２つ以上の反応物質を一緒に反応させるための、制御された発熱方 法に関する。１つの反応物質は、第１の圧力のもとで、混合手段を備える反応装 置内の第１の区域に供給され、第２の反応物質はより高い圧力のもとで反応器内 の第２の区域に供給される。第２の区域は、第２の反応物質が通過する多孔性障 壁によって、第１の区域から分離されている。このようにして、第１の反応区域 に流入する第２の反応物質の流れを制御し、発熱反応を制御することができる。関連技術の説明 少なくとも２つの反応物質から反応生成物を形成し、その所望の生成物が反応 状態において液相または高密度超臨界位 相である発熱方法は、典型的には流下膜式反応器のような薄膜反応器によって行 われる。例えば、Ashinaらは、米国特許第3,918,917号において、有機化合物と 三酸化硫黄ガスとの反応を行うための、上端に気体及び液体供給管が設けられた 反応管を備える複数管薄膜型反応装置を記載している。 また、シリンダの外壁を通じて反応物質を円筒形反応装置に供給し、その結果 得られた生成物を、中空な中央管を通じて円筒形反応器内に収集することによっ て、このような反応を放射状に行うことも知られている。 例えば、Newsonは米国特許第3,844,936号において、放射状水素化脱硫方法及 びその装置を開示している。ここでは、オイル及び水素の両方が側壁ノズルを通 って触媒が充填された円筒形ケーシング内に周辺に沿って導入される。複数の孔 を有する管が円筒形ケーシングの中央を通り、オイル及び水素ガスの両方は、外 部ケーシングにある触媒を通過し、孔を通って中央の管に入り、装置を出る。 De Rossetは、米国特許第3,375,288号において、炭化水素の脱水素化のための 方法及び装置を開示している。ここでは、脱水素化される炭化水素原料が特定の 脱水素触媒を含む反応区域に供給される。反応混合物はまた、脱水素化が行われ ている間、酸素に対して高い透過性を有する銀管のような、管状の薄い透過性薄 膜の一方の側にも接している。分圧が高い酸素は管の反対表面に維持され、管を 介して拡散し、脱水素方法によって遊離した水素と反応する。 透過性薄膜触媒、特にパラジウム合金触媒薄膜の使用は多くの研究課題となっ てきた。Mischenkoらは、米国特許第4,179,470号において、本質的にパラジウム 及びルテニウムの合金である薄膜触媒の使用を含む、ニトロベンゼンの触媒水素 化によるアニリンの製造方法を記載している。水素化は、ニトロベンゼンを薄膜 触媒の一方の側に供給し、水素をもう一方の側に供給することによって行われる 。水素反応物質は、箔の形に形成される薄膜触媒を介して、ニトロベンゼン反応 物質を含む水素化チャンバに拡散する。 Gryaznovらは、Faraday Societyの論文集第７２号（１９８２年）７３〜７８ 頁に掲載された「水素−多孔性薄膜による触媒作用における選択性」（Selectiv ity in Catalysis by Hydrogen-porous Membranes）という記事において、水素 −多孔性薄膜触媒の使用を開示している。水素はこの水素−多孔性薄膜触媒を通 過し、これは、反応速度を上げるために及び／または副作用を抑制するために脱 水素反応中に、あるいは、水素の表面濃度をある程度別個に制御し、水素の存在 下では熱力学的に不安定な、完全には水素化されていない生成物を得るために、 脱水素反応中に行われる。 V.M．Gryaznovは、Platinum Metals ReVieW、1986，30（2）６８〜７２頁に掲 載された「水素透過性パラジウム薄膜触媒」（Hydrogen Permeable Palladium M embranes Cayalysts）という記事において、水素化及び脱水素反応中、水素のみ を透過させる、選択されたパラジウム二元合金薄膜の触媒特性を記 載している。 Armorは、Applied Catalysis、第４９号（1989）１〜２５頁に掲載された「選 択性無機透過膜を有する触媒」（Catalysis with Permselective Inorganic Mem branes）という評論において、他の研究者による、水素−透過性パラジウム薄膜 、セラミックにより担支持されるパラジウム薄膜触媒、酸素を透過させるセラミ ック薄膜、薄膜触媒として使用される多孔性高分子樹脂及びアルミナ薄膜触媒を 含む、様々な触媒薄膜を論じている。 K．Omataらは、Applied Catalysis、第５２巻、Ｌ１−Ｌ４（１９８９）にお いて、薄膜反応器を使用したメタンの酸化結合を開示している。触媒は薄膜また は障壁上に存在し、反応器は混合要素を有しない。 W.M.Haunschildは、米国特許第4,624,748号において、蒸留コラム反応に使用 する触媒システムを開示している。反応混合物はすべて透過性物質を通過する。 これらエーテル形成反応は約１００℃までの低温で発生する。これより高い温度 になると、薄膜は確実に破損する。 ここで引用するすべての特許出願、特許、論文、引例、規格などは、全体が文 献として援用される。 １つ以上の反応物質の接触速度を制御することによって、発熱化学反応速度を 制御し得る方法が必要とされている。本発明は、多孔性障壁を使用し、この多孔 性障壁を介して、１つ以上の反応物質が、１つ以上の他の反応物質を含む区域に 導入され、混合要素を使用してそれらを接触させることによって、発熱反応速度 を制御するというこれらの目的を達成する。 発明の要旨 本発明は、液相であり得る生成物を形成するための発熱方法を包含し、第１の 反応物質、または複数の第１の反応物質の組み合わせが直接、混合要素を含む反 応区域に供給される。そして、より高圧に維持される第２の反応物質または複数 の第２の反応物質の組み合わせが、反応区域に供給され、多孔性障壁を通って反 応区域へと搬送されて第１の物質と反応する。好適には、第１の反応物質は液体 であり、第２の反応物質もまた液体である。反応速度及びそれに伴う発熱の生成 を制御することは、本発明の方法により可能とされる。 １つの実施態様によると、本発明は１つ以上の第１の反応物質と１つ以上の第 ２の反応物質との反応によって生成物を形成するための改良された方法に関し、 該方法は： （ａ）第１の圧力下で該１つ以上の第１の反応物質を第１の反応区域に供給する 工程； （ｂ）該第１の圧力より高い第２の圧力下で該１つ以上の第２の反応物質を、該 第２の反応物質が貫通し得る多孔性壁によって該第１の反応区域から分離されて いる第２の反応区域に供給する工程；及び （ｃ）該第２の反応区域内において該多孔性壁のすべての位 置の圧力を、該第１の反応区域内の該多孔性壁の対応する位置の圧力よりも高く 保ち、その結果、該多孔性壁を介した該第１の反応区域から該第２の反応区域へ のいかなる流れも防ぐ工程を包含し、 このことにより、該１つ以上の第２の反応物質が該多孔性壁を通過して該第１ の反応区域内で該１つ以上の第１の反応物質と接触し、該生成物を形成する。 他の実施態様によると、本発明は１つ以上の第１の反応物質と１つ以上の第２ の反応物質との反応によって生成物を形成するための改良された方法に関し、該 方法は： （ａ）混合要素を含む第１の反応区域に１つ以上の第１の反応物質を第１の圧力 下で供給する工程； （ｂ）該第１の圧力よりも高い第２の圧力下で１つ以上の第２の反応物質を、該 １つ以上の第２の反応物質が貫通し得る多孔性壁によって該第１の反応区域から 分離されている第２の反応区域に供給する工程；及び （ｃ）該第２の反応区域内において多孔性壁のすべての位置の圧力を、該第１の 反応区域内の該多孔性壁の対応する位置の圧力よりも高く保ち、その結果、該多 孔性壁を介した該第１の反応区域から該第２の反応区域へのいかなる流れも防ぐ 工程を包含し、 このことにより、該１つ以上の第２の反応物質が該多孔性壁を通過して該第１ の反応区域内で該１つ以上の第１の反応物質と接触し、該生成物を形成する。 さらに他の実施態様によると、本発明は１つ以上の第１の液体反応物質と１つ 以上の第２の液体反応物質との反応によって生成物を形成するための改良された 発熱方法に関し、該方法は： （ａ）第１の圧力下で該１つ以上の第１の液体反応物質を、混合要素を有する第 １の反応区域に供給する工程； （ｂ）該第１の圧力より高い第２の圧力下で該１つ以上の第２の液体反応物質を 、該１つ以上の第２の液体反応物質によって貫通され得る多孔性壁によって該第 １の反応区域から分離されている第２の反応区域に供給する工程；及び （ｃ）該第２の反応区域内において該多孔性壁のすべての位置の圧力を、該第１ の反応区域内の該多孔性壁の対応する位置の圧力よりも高く保ち、その結果、該 多孔性壁を介した該第１の反応区域から該第２の反応区域へのいかなる流れも防 ぐ工程を包含し、 このことにより、該１つ以上の第２の液体反応物質が該多孔性壁を通過して該 第１の反応区域内で該１つ以上の第１の液体反応物質と接触し、該生成物を形成 する。 さらに他の実施態様によると、本発明は１つ以上の第１液体反応物質と、周囲 条件において少なくとも１つが気体である１つ以上の第２の反応物質との反応に よって生成物を形成するための改良された発熱方法に関し、該方法は： （ａ）第１の圧力下で該１つ以上の第１の液体反応物質を混合要素を有する第１ の反応区域に供給する工程； （ｂ）該第１の圧力より高い第２の圧力下で、周囲条件において少なくとも１つ が体である該１つ以上の第２の反応物質を、該１つ以上の第２の反応物質が貫通 し得る多孔性壁によって該第１の反応区域から分離されている第２の反応区域に 供給する工程；及び （ｃ）該第２の反応区域内において該多孔性壁のすべての位置の圧力を、該第１ の反応区域内の多孔性壁の対応する位置の圧力よりも高く保ち、その結果、該多 孔性壁を介した該第１の反応区域から該第２の反応区域へのいかなる流れも防ぐ 工程を包含し、 このことにより、該１つ以上の第２の反応物質が該多孔性壁を通過して該第１ の反応区域内で該１つ以上の第１の液体反応物質と接触し、該生成物を形成する 。 さらに他の実施態様によると、本発明は１つ以上の第１の反応物質と１つ以上 の第２の反応物質との反応によって生成物を形成するための改良された発熱方法 に関し、該方法は； （ａ）第１の圧力下で、第１の反応区域を通過する該第１の反応物質の流れに対 して垂直な該第１の反応区域の最大寸法の、約１／２から約１／１００に等しい 少なくとも１つの寸法を有する混合要素を含む第１の反応区域に第１の反応物質 を供給する工程； （ｂ）該第１の圧力よりも高い第２の圧力下で第２の反応物質を、該第２の反応 物質が貫通し得る多孔性壁によって該第１の反応区域から分離されている第２の 反応区域に供給する 工程；及び （ｃ）該第２の反応区域内において多孔性壁のすべての位置の圧力を、該第１の 反応区域内の多孔性壁の対応する位置の圧力よりも高く保ち、その結果、該多孔 性壁を介した該第１の反応区域から該第２の反応区域へのいかなる流れも防ぐ工 程を包含し、 このことにより、該第２の反応物質が該多孔性壁を通過して該第１の反応区域 内で該第１の反応物質と接触し、該生成物を形成する。 さらに他の実施態様によると、本発明は第１の液体反応物質と第２の液休反応 物質との反応によって生成物を形成するための改良された方法に関し、該方法は ； （ａ）第１の圧力下で、第１の反応区域を通過する該液体反応物質の流れに対し て垂直な該第１の反応区域の最大寸法の、約１／２から約１／１００に等しい少 なくとも１つの寸法を有する粒子を含む第１の反応区域に第１の液体反応物質を 供給する工程； （ｂ）該第１の圧力よりも高い第２の圧力下で第２の液体反応物質を、該第２の 液体反応物質によって貫通され得る多孔性壁によって該第１の反応区域から分離 されている第２の反応区域に供給する工程； （ｃ）該第２の反応区域内において多孔性壁のすべての位置の圧力を、該第１の 反応区域内の多孔性壁の対応する位置の圧力よりも高く保ち、その結果、該多孔 性壁を介した該第１ の反応区域から該第２の反応区域へのいかなる流れも防ぐ工程を包含し、 このことにより、該第２の液体反応物質が該多孔性壁を通過して該第１の反応 区域内で該第１の液体反応物質と接触し、該生成物を形成する。 さらに他の実施態様によると、本発明は１つ以上の第１の反応物質と１つ以上 の第２の反応物質との反応によって生成物を形成するための装置に関し、該装置 は： 反応器を備え、該反応器は、異なる圧力に維持され得る第１と第２の反応区域 とに該反応器を分割する１つ以上の多孔性部材を有し、 そのことにより、より高い圧力に維持される該反応区域内の該１つ以上の第１ の反応物質が、該１つ以上の多孔性部材を通ってより低い圧力に維持される該反 応区域に供給され、より低い圧力に維持される該反応区域内で該１つ以上の該第 ２の反応物質と接触し、該生成物を形成する。 さらに他の実施態様によると、本発明はここで説明される改良された方法のい ずれかに関し、該方法はさらに工程（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）： （ｄ）工程（ｃ）の前記反応生成物の一部を蒸発器に運搬する工程； （ｅ）揮発性反応物質または反応生成物を分離し、該揮発性反応物質または該 反応生成物の蒸気圧が工程（ｃ）における反応温度において約１ｍｍＨｇ以上で ある工程；及び （ｆ）揮発性反応物質、反応物質またはそれらの組み合わせの今減損された該 反応生成物液体の全部または一部を、工程（ａ）の前記第１の反応区域に選択的 に再循環させる工程を包含する。 さらに他の局面によると、第１の反応物質の流れは周期的に（脈動しながら） 、一方向に向って約最大流速から反対方向に向かって最大流速の約２０パーセン トとなり、その後該最大流速に戻る。 さらに他の局面によると、本発明はさらに反応物質または反応生成物の分離、 例えばフラッシュ蒸発に関する。このような分離では、所望でない副作用及び副 産物の形成を減少させることにより最終生成物の歩留まりが向上する。 図面の簡単な説明 図１は最も簡単な形で行われる本発明の方法を示す、部分切取縦断面略図であ る。 図２は本発明の方法を行うに当たって使用されるのに適している装置の縦断面 略図である。 図３は図２に示す装置の、３−３線に沿って切断した平面図である。 図４は、図２及び図３に包括的に示された装置の一連の段階の線略図である。 図５は、管式反応器内の温度及び流線に沿った円錐反応界面を示すグラフの略 図である。 図６は、多孔性管の壁を横切る流体Ａ及び管を通過する流体Ｂの各々の流れを 示す線略図である。 図７Ａは、多孔性管の一部を遮蔽物で覆った状態で多孔性管の多孔率が、その 長さに沿ってどの程度変化し得るかを示す、断面略図である。 図７Ｂは、図７Ａの遮蔽物を移動させ多孔性管をさらに露出させた状態で、多 孔性管の多孔率が、その長さに沿ってどの程度変化し得るかを示す、断面略図で ある。 図８は、さらに分離器（または蒸発器）構成要素及び循環モードを備える方法 の装置の略図である。 発明の説明 本発明は液相であり得る化学生成物を形成するための発熱方法を包含し、第１ の反応物質、好ましくは液体反応物質が、混合要素を含み反応器の第１の区画を 備える反応区域に直接供給される。液体または気体の反応物質のいずれかであり 得、より高い圧力下で維持される第２の反応物質は、多孔性壁または障壁によっ て該第１の区画から分離される、反応器の第２の区画に供給される。第２の反応 物質はこの多孔性壁を通って混合要素を含む反応区域へと流入し、制御された反 応状態のもとで第１の反応物質と反応する。方法に使用される基本装置 ここで図１を参照すると、本発明の方法の概念が最も簡単 な形で示されている。反応器２内には、第１の反応区画または区域１０と、第２ の反応区画または区域２０とが備えられ、壁３０によって分離されている。壁３ ０には、その上下部分両方から間隔をあけて多孔性部分３２が設けられている。 反応区域１０にはガラス球のような混合要素１２が、好ましくは壁３０の上記多 孔性部分３２の上まで充填されており、第２の反応物質が反応区域１０に運ばれ る前に第１の反応物質の流れ３があらかじめ混合されるようにする。 好ましくは液相である第１の反応物質３は、入口１４を通って第１の反応区域 １０に供給され、第１の反応区域１０の圧力よりも高い圧力下にある第２の反応 物質４は、入口２４を通って第２の反応区域２０に供給される。第２の反応物質 ４は、多孔性壁部分３２を通って第１の反応区域１０に入り、反応して生成物５ を形成し、該生成物５は出口１６を介して第１の区域１０から排出される。 所望の場合、出口２６が、第２の反応区画２０に設けられ、ポンプ２２を使っ て第２の反応物質４が第２の反応区画２０内で循環するようにする。図１に示さ れるように、熱交換器２８は、循環する第２の反応物質を冷却するために選択的 に使用され得、その結果反応器２で発生する発熱がある程度取り除かれる。 好適な様態では、図２及び図３に示されるように、外部ケーシング６０に納め られている１つ以上の管５０を有する多管反応器４０において反応が行われる。 ここでは、各管５０ の壁の部分５２が、多孔性材料を有する。混合要素５８は各管５０内に配置され 、第１の反応物質３は、好ましくは液体反応物質であり、反応器４０の先端にあ る注入口４２を介して、各管５０の開口先端部５４に接続されている入口プレナ ムまたはマニホールド４４に供給される。好ましくは、混合要素５８はまた、入 口マニホールド４４内に配置されることもあり、その結果、第１の反応物質が管 ５０に到達する前、従って第２の反応物質４が流れの中に導入される前に、反応 器４０内の第１の反応物質の流れの中に、すでに混合流動状態が発生している。 図２及び図３に示す反応器内には１６本の管が示されているが、これは説明の ためであり、本発明の方法を実施するための実用的な実施態様では、このような 管を多数、例えば５０以上のこのような多孔性管が用いられる。 第２の反応物質４は、第１の側方流通口６２を通って第１の反応物質よりも高 い圧力下で反応器４０のケーシング６０内に導入され、多孔性部分５２を含む管 ５０のすべての外表面の周りを循環し、この多孔性部分５２を通って第２の反応 物質は運搬され、管５０内で第１の反応物質３と接触し反応する。 その結果得られた生成物５は、未反応の反応物質とともに各管５０の開口末端 部５６を介して、図に見られるようにやはり混合要素５８を含む第２のプレナム またはマニホールド４６に排出される。混合要素５８は各管５０の全長に沿って 、 各管５０の多孔性部分を越えて下部マニホールド４６にまでも配置されている。 これは、生成物５及び反応物質（３及び４）の流れが各管５０の多孔性部分を越 えて通過した後も、第１の反応物質３と第２の反応物質４との反応が継続し得る からである。すなわち、反応区域は各管５０の多孔性部分の末端を越えて伸び得 る。 未反応物質とともに、生成物５は反応器４０の底にある出口４８を介して反応 器４０から排出され得る。反応器４０のケーシング６０にはまた出口６４が、第 ２の反応物質４が循環し得、さらに上述のように第２の反応物質が反応器４０の 冷却剤という追加的な用途で使用され得るために設置される。 図５は温度変化、及び反応区域９Ｂを有する、例えば５２のような多孔性管式 反応器内の流動線に沿った円錐反応界面９Ａを説明するグラフの概略図である。 管５２内には、第２の反応物質４が通過して第１の反応物質３と反応する多孔性 壁によって囲まれているラジアル（radial）反応区域５２Ａがある。仕上げ区域 ９Ｃは多孔性ではない。平均温度が管の様々な点に示されている。グラフは、例 えば４０のような反応器内で反応器内の温度が過熱点なく次第に上昇することを 表している。 多孔性障壁５２は、触媒特性を有しても有しなくてもよい。好ましくは、障壁 または壁は触媒特性を有しない。方法において使用される混合要素 混合要素５８が反応区域内に存在するために、反応物質が反応区域内でさらに 十分に混合され、反応区域内での過熱点の発生を防止し、過熱が生成または集中 することによって反応物質または生成物のいずれかが損なわれ得ることを防ぐ。 混合要素は、好ましくはガラスまたはセラミック球のような不活性材料、あるい はラッシヒリングまたは緑柱石サドルのような他の非反応性充填材料を含む。い くつかの実施態様では、混合要素は静止している。他の実施態様では、混合要素 は反応区域内で移動する。１つの他の実施態様では、混合要素は触媒特性を有し ない。 また、他の実施態様では混合要素が触媒特性を有し得ることも本発明の範囲内 ではあるが、混合要素の主な目的は、多分割を発生させ流れを再結合させその結 果反応器内の反応区域内において反応物質が十分に混合されるようにすることで ある。 従って、従来利用される粒子状触媒は通常、広い表面積と短い拡散距離とを特 徴とする細かく分割された物質を含有するため、大幅な圧力低下を犠牲にして、 触媒と反応物質との間の接触面積が最大となる。その結果、処理量が少なくなる か、または反応物質がこのような触媒層を通るときにより大きなエネルギーを必 要とする。 反対に、本発明の方法において利用される混合要素は、従来の触媒よりも大き さがかなり大きいため、このような混合要素が流速に与える悪影響はあまり大き くない。 好ましくは、本発明の方法において利用される混合要素の主要寸法は、反応区 域を通過する反応物質の流動に対して垂直な反応区域の平面の最大寸法の約１／ １００から約１／２、好ましくは１／１０から１／３の範囲である。例えば、混 合物質が球を有し、反応区域が円筒状の管を有する時、球は、管の直径の約１／ １００から約１／２、好ましくは約１／１０から１／３の直径を有する。従って 、反応区域が、多孔性管の壁を有する内径２ｃｍの管内に位置する場合、管内で 使用される球状の混合要素は約０．２ミリメータ（ｍｍ）から１０ｍｍ、好まし くは約２ｍｍから６．７ｍｍの範囲の直径を有する。 混合要素は反応区域及び混合区域より直前の領域に存在するとして説明したが 、混合要素はまた、反応器から熱交換器まで延びる導管内に配置され得、また熱 交換器管にも同様に使用され得る。これは特に、管の多孔性部分及び多孔性領域 を越えて延びる管の領域を有する反応区域が、同じ管の延長部分を形成している 熱交換器に結合している場合に当てはまる。この場合、管全体がこのような混合 要素によって充填されているのは有利である。 上記の構成では、管の容積が最大限に利用される。しかしながら、化学の多く の場合において、ケーシング側の流体と、第２の反応物質と、冷却水との間で漏 れが生じる可能性があるため、上記の構成が使用できない。例えば、有機化合物 をスルホン化する場合、第２の反応物質４はＳＯ₃であり、管板 によって冷却水から分離されている。ピンホールは高温の硫酸を生成するため、 ピンホールがすぐに拡大される。このような場合、反応器と熱交換器とは分離さ れていることが好ましい。方法に使用される多孔性物質 最初に２つの反応物質を分離し、第２の反応物質が通過する多孔性材料は、搬 送が拡散によって行われる無孔透過性薄膜とは反対に、一般に多孔率が制御され た材料を含有する。なぜなら、このような無孔薄膜は、薄膜を通る搬送速度が遅 いため、速度効率が悪いからである。多孔率及び圧力は調整されて、多孔性材料 （３２及び／または５２）の低圧力側の第１の反応物質の流れに対して、低圧力 側の第１の反応物質と、多孔性材料を通過する第２の反応物質とが反応するには 十分なだけの、多孔性材料を通る第２の反応物質の最低限の流れを提供するよう 調整される。 しかしながら、多孔性材料を通過する第２の反応物質４の流速、すなわち使用 される多孔率及び圧力は、反応物質同士が反応するかまたは第２の反応物質４が 低圧力側の第１の反応物質３中への溶解する流速を越えないよう調整されなけれ ばならない。すなわち（高圧の第２の反応物質を有する）第２の位相は、実質的 に反応区域に形成されてはならない。ここで「実質的に」とは、多孔性材料（３ ２及び／または５２）を通過する第２の高圧反応物質の１０パーセント以上が、 反応区域内において第２の位相を形成してはならないというこ とを意味する。 典型的には、多孔性材料は焼結金属を含み得る。多孔性材料は、孔の大きさを 制御するために、第２の材料で被覆された高多孔率の（粗い）材料を有し得る。 例えば、多孔性ステンレス鋼材料は、ジルコニアのような非反応性セラミック物 質で被覆され得る。これは、例えば、商業的に生産された焼結ステンレス鋼管を 、細かく分割され媒体内に分散したジルコニアまたはチタン粉末で被覆し、該媒 体を蒸発させ、ジルコニア（またはチタン）で被覆された管を１０００℃で加熱 することによって実行され得る。 商業的に生産される多孔性管の被覆は、例えばジルコニアまたはチタンのよう なコーティング材料のスラリまたは縣濁液を多孔性管の壁を通って、すなわち管 の外側から内側、及びその反対の方向に、所望の多孔率が達成できるまで送り込 むことによって達成され得る。被覆または多孔率の変更が多孔性管の外側から内 側へとスラリを送り込むことによって行われるとき、管の多孔率を安定させるた めに加熱する必要性のないことがしばしばあり得る。 多孔性管５２の現存の多孔率をこのように変更する１つの実施態様においては 、多孔性管５２に可変または大まかな多孔率を与えると有益である。図６のグラ フを参照すると、多孔性管５０内部を移動する流体Ｂ（aka７）の圧力は、流体 Ｂ（７）が管５２内を流動するに従って次第に低下する。これは次に、管５２の 多孔性壁を横切る圧力の変化_△Ｐは、流体Ｂ （７）の流動方向に管に沿って増加することを意味する（流体Ａ（aka ６）は、 管５０及び／または５２の全長にわたって一定の圧力を有すると仮定する）。 管５２の壁を通過するこの可変の圧力低下を補うために、管５２の多孔性壁の 多孔率は、継続的に減少しなければならない。このことを達成する１つの方法と して、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、多孔性管５２の内側表面または外側表面 をスリーブ４００で被覆する。該スリーブ４００は、例えばジルコニアまたはチ タンなどのコーティング材料のスラリ８または縣濁液が多孔性管の壁を通って送 り出されるに従ってゆっくりと移動するかまたは元に戻される。このようにして 管の長さに沿って管の多孔性壁を通って送り出される材料の量を変化させること によって、管の多孔率の連続的な変化が可能となり得、管８Ａの最も長くコーテ ィング材料にさらされている部分が最も低い多孔率を有し、従って、管を通る流 体Ｂ（または７）の流れの下流側端部に位置される。 商業的に利用可能な多孔性ステンレス鋼の管のような多孔性金属基板の多孔率 は、多孔性管を細かい金属粒子で被覆した後、被覆された管を十分に低い温度で 焼結して多孔性基板を無多孔質塊に融解させることなく粒子を多孔性基板に焼結 させることによっても改変し得る。例えば多孔性ステンレス鋼とともに使用され 得る金属粒子の例としては、ステンレス鋼、ニッケル、及びクロムなどがある。 第１の反応物質３と第２の反応物質４とを分離している多 孔性表面の多孔率は、多孔性障壁を通る第２の反応物質の容積流速を提供するよ うに選択され、これにより反応物質間の所望の反応速度が得られる。反応中に発 生する発熱が高い場合、本発明の方法によれば、第２の反応物質の反応区域への 流れを減少することによって反応を遅くし得る。このことは、本発明によれば、 より低い多孔率を有する障壁材料を選択することによって達成され得る。 多孔性障壁を通る反応物質の粘度もまた、多孔性障壁の２つの側の間の圧力の 違い及び多孔性障壁の面積と同様、多孔性障壁を横切る第２の反応物質の容積流 速を調整しそれにより反応区域内での発熱を制御する時に考慮されなければなら ない。この粘度は、所望の場合、反応物質を反応区域内に供給する前に、生成物 をこの特定の反応物質と混ぜ合わせることによってさらに制御または調整され得 る。 これらのパラメーターがすべて考慮される場合、特定の容積流速を得るための 、障壁両側面間の所定の圧力差における所定の粘度の反応物質に対する所定の面 積の多孔性障壁の多孔率は、次の式によって示される。 ここで、 Ｖ：１秒あたりの立方センチメートルで示す、多孔性障壁を通過する反応物質 の容積流速（cc/秒）。 Ａ：平方センチメートルで示す、多孔性障壁の外部面積 （cm²）。 μ：センチポイズで示す、多孔性障壁を通過する第２の反応物質の粘度（cp） 。 △Ｐ：立方インチあたりのポンドで示す、多孔性障壁の一方から他方への圧力 の変化または差異（psi）。 Ｑ：cm³cp/cm²秒 PSiで示す、多孔性障壁材料の粘度基準化透過（ここで、平 方インチあたりの１ポンド（psi）は、6894.7パスカルに等しい）。 当然理解されるとおり、所定の材料のこの「粘度基準化透過」は、材料の多孔 率、多孔性障壁の壁の厚さ、及び壁の構造によって変化する。これは、多孔率は 均一でないかもしれないためである。本発明によれば、第１の反応物質と第２の 反応物質とを分離するために最初に使用される多孔性障壁のＱ値は、約１０^-6か ら約５×１０^-2cm³cp/cm²秒 psi）好ましくは約１０^-6から約１０^-4cm³cp/cm²秒 psi、最も好ましくは、約５×１０^-6から約５×１０^-5cm³cp/cm²秒 psiの範囲 でなければならない。この値であれば障壁を通る第２の反応物質の十分な透過を 保ちながら所望の初期分離を行い、反応を進めることが可能となる。障壁の孔の 平均的な孔直径は、用途によって、一般に0.01から５０マイクロメーターの範囲 であり得る。 反応器４０内で保たれる温度範囲は、特定の反応物質４が多孔性材料をまだ通 過し、両方の反応物質（３及び４）が気体または液体のどちらかであるとき、す なわち固化していな いときの温度である最低温度からとし得る。これとは別に、反応器内で保たれる 温度範囲の下限は、通常所望のプロセス経済効率に依存する。これは、温度があ まりにも低く保たれると、反応が不適切に遅くなる場合があるからである。 反応器内で保たれる温度範囲の上限は通常、約５℃から約２００℃である。こ の温度以下では、生成物が非常に劣化したり所望でない副産物が生成されたりす ることが起こる。ここで、「非常に」とは、１０パーセント以上の生成物の劣化 または１０パーセント以上の反応生成物が副産物を含有することを意味する。 通常、反応器内の温度は、約−５０℃から約５００℃（特定の反応物質による ）の範囲であり、好ましくは約０℃から約４００℃（この場合も、特定の反応物 質による）の範囲であり、最も好ましくは約１１０℃から４００℃（特定の反応 物質による）の範囲である。例えば、エトキシル化反応では反応器は約１００℃ から２００℃の間の範囲に保たれ、典型的なスルホン化方法では、反応器の温度 は約−２０℃から約１００℃の間の範囲に保たれる。 反応器の出口圧力は、最新の反応器に使用される従来の圧力で維持され得、十 分な所望の生成物の流動を得るために必要な最低圧力から、下流装置によって操 作され得る最高圧力、例えば下流方法と連結するために必要な高圧に一致する。 反応物質の入口圧力は、反応器内の所望の出口圧力及び圧力低下に一致してい なければならない。第１の反応物質と第 ２の反応物質との間の入口圧力の差は、第２の反応物質の透過率の関数であり、 その結果、第２の反応物質の物性及び装置の多孔性材料の多孔率に依存する。 第２の反応区域内の多孔性壁のすべての位置における圧力は、第１の反応区域 内の対応している多孔性壁の圧力よりも高くなければならない。これにより、多 孔性壁を通って第１の反応区域から第２の反応区域へと流動が起こることを防ぐ ことができる。反応及び方法に使用される反応物質 本発明を適用することによって多くの発熱反応が得られる。本発明の方法及び 装置を使用して実施される反応の例としては、必ずしもこれに制限されないが、 酸化、ハロゲン化、スルホン化、硫酸化、ニトロ化、エトキシル化、水素化、重 合などである。従って、これらの反応のための最新の条件は、非常に広範囲の温 度及び圧力に及ぶ。 これらの発熱条件のもとで本発明を実施するためには、当業者は、考慮される 反応のために最新の反応器に使用される条件に極めて近い条件となるように第１ の反応区域の条件を選択しなければならない。本発明を使用する利点は、反応器 内において温度逸脱が少ないこと、及び反応区域及び方法にわたって反応物質及 び生成物の搬送がよりよく制御されるため高い品質でより均一な反応生成物を提 供できることである。 反応物質の反応器への各流速は、当然のことながら、反応 器全体の大きさに加えて、上記で述べたものを含む多くのパラメータに依存する 。反応物質の相対的な流速、すなわち互いに対する流速は、方法が１つ以上の段 階で実施されるかどうかに加えて、発生する熱量を含む特定の反応に依存する。 方法が単一段階の装置で行われる場合、生成物の流れの内いくらかが循環して 反応物質の両方またはいずれか一方の入口側に戻ることが望ましい。これにより 、反応速度をさらに制御したり、流入する反応物質の流れの内の１つの粘度を変 えたりすることができる。第１の反応物質３の場合、このように希釈すると、所 定の質量あたりに存在する反応物質及び反応器の区域１に流入するこの流れ全体 の熱容量が少なくなる。従って、この第１の反応混合物３のすべての反応の総発 熱は、熱容量がより大きいために最終温度がより低くなる。生成物を第２の反応 物質４の流れに加えると、（多くの場合）多孔性障壁を通過する第２の反応物質 の流れの粘度を高めるのに役立つ。その結果、（前記の式に従って）多孔性障壁 を通過する第２の反応物質の容積流速が減少し、これにより反応を遅らせ発熱を 減少させることができる。方法を行うための多段階装置 本発明の方法を行うための好適な態様は、複数段階で行われ、例えば、各段階 において、すでに説明し図２及び図３に示されたようなケーシング及び管式反応 器を使用するものである。また、生成物を選択的に再循環させ、選択的に補給反 応物質を追加し、選択的に熱交換器を使用して必要に応じて全体の温度上昇を制 御する。 このような装置が図４のブロック図に示されており、本発明の方法の３段階の 操作が示されている。供給源７０からの第１の反応物質は、導管７２を介してバ ルブ７４及びポンプ７６を通り、選択的に配備される混合器７８に入る。ここで 第１の反応物質の流れ３は、第１の反応器１００からの生成物の流れの一部と選 択的に混合され得る。第１の反応物質３は、その後、導管７９を介して、すでに 図２及び図３で示した反応器４０と同様のケーシング及び管式反応器であり得る 第１の反応器１００内に入る。この場合、導管７９は、反応器１００内の入口マ ニホールド４４（図２）に接続され得、第１の反応物質３が入口マニホールド４ ４に接続されている反応器１００内にある、混合要素を含む管を流れるようにす る。 第２の反応物質供給源８０からの第２の反応物質４は、導管８２を介してバル ブ８３を通り、その後導管８４を通って選択的に配備される混合器８９に入る。 そして導管８５を通って第１の反応器１００のケーシング部に入る。図２及び図 ３に関してすでに述べたように、第２の反応物質４はその後ケーシングから反応 器１００内の管の多孔性部分を通り、管内を流動する第１の反応物質３と反応す る。 その結果得られた生成物５は、未反応の反応物質とともに導管８６を介して第 １の反応器１００から排出され、ここで 生成物の流れは２つの流れに分かれる。導管８７ａは、いくらかの生成物の流れ をバルブ８８ａを通って選択的に選択的に配備される混合器８９に返却し、第２ の反応物質の流れと混合させた後、導管８５を介して反応器１００に供給する。 生成物の流れの残りは、導管８７ｂを通ってバルブ８８ｂに入り、熱交換器８１ 及び導管９０を通る。導管９０もまたその後２つの部分に分かれる。導管９２は 生成物の流れの一部を次の段階へと通過させ、導管９４を通過させることにより 選択的に生成物５を再循環させ反応器１００へと戻し得る。 導管９４を通って選択的に反応器１００へと戻される生成物の流れの一部は、 バルブ９５（反応器１００に再循環して戻された生成物の流れの割合を制御する ）を通って、導管９８を介して混合器７８に接続されているポンプ９６へと入る 。 バルブ８８ａ及び９５の両方を閉鎖することによって、生成物の流れはすべて 装置の次の段階へと進む。バルブ８８ａか９５のいずれか一方のバルブを閉鎖す ることにより、生成物の流れを所望する初期反応物質の流れの内いずれか一つだ けに再循環させる。 同様に、第１の反応物質及び第２の反応物質の反応器１００への相対的な流れ は、バルブ７４及び８３を調整することにより、またそれに加えてバルブ８８ｂ を、バルブそれ自体（バルブ８８ａが閉鎖されているとき）またはバルブ８８ａ との組み合わせのいずれかによって調整することによって制御し得、これにより 反応器１００を通る流速を制御する。 ライン９２を介して次の段階へと移動する生成物の流れの一部は、ポンプ１７ ６を通って選択的に配備される混合器１７８へと入り、第２段階から再循環され た生成物と選択的に混合され、またライン１７２及びバルブ１７４を介して反応 物質の第１の供給源７０から送られる第１の反応物質の選択的流れと混合される 。バルブ１７４は、反応器１００から送られる生成物の流れと混合される新鮮な 第１の反応物質の量を制御する。 反応器１００からの生成物の流れは、新鮮な第１の反応物質の更なる量及び第 ２段階からの再循環生成物と共にまたはこれらを含まずに、ライン１７９を介し て第２の反応器２００に供給される。反応器１００に関してすでに述べたように 、第２の反応器２００は好ましくは図２及び図３に示される反応器４０と同様に 形成され、ライン１７９から流入する流れが入口マニホールドを介して反応器の 多孔性管の内部を通過する。 選択的な追加の第２の反応物質は、その後、ライン１８２及びバルブ１８３を 介して、第２の反応物質供給源８０から選択的に配備される混合器１８９へと流 動し、そして導管１８５を介して反応器２００のケーシング側へと流動する。 反応器２００から導管１８６を介して現れる生成物の流れは、（第１段階のよ うに）２つの流れに分離される。一方の流れは、導管１８７ａを介してバルブ１ ８８ａを通り、選択的に配備される混合器１８９に入り、新鮮な第２の反応物質 と混合され得る。もう一方の流れは導管１８７ｂを介してバルブ１８８ｂ及び熱 交換器１８１へと流れる。そして流れは導管１９０を介して再び２つの流れに分 離される地点へと流れ、導管１９２を介して第３段階へと進むか、または導管１ ９４及びバルブ１９５を介してポンプ１９６及び導管１９８へと再循環し、選択 的に配備される混合器１７８へと戻り、生成物の流れが新鮮な第１の反応物質３ と混合され得るかのいずれかとなる。 同様に、第３段階では、導管１９２の生成物の流れはポンプ２７６を通って選 択的に配備される混合器２７８へと送り込まれ、導管２７２及びバルブ２７４を 介して供給源７０から混合器２７８に入る新鮮な第１の反応物質３と選択的に混 合され得、また以下に述べられるように、導管２７９を介して反応器３００に入 る前に、反応器３００からの再循環生成物と選択的に混合され得る。反応器３０ ０はまた、好ましくは図２及び図３に関してすでに述べられた構成に従って構成 される。その結果、導管２７９を介して流入する流れは入口マニホールドに入り 、反応器３００内の多孔性管に供給される。 選択的に追加される第２の反応物質４は、その後ライン２８２及びバルブ２８ ３を介して、第２の反応物質供給器８０から選択的に配備される混合器２８９に 入り、そこから導管２８５を介して反応器３００のケーシング側へと流れる。 反応器３００から導管２８６を介して現れる生成物の流れ は、（第１及び第２段階のように）次に２つの流れに分離される。一方の流れは 、導管２８７ａを介してバルブ２８８ａを通って選択的に配備される混合器２８ ９へと流れ、新鮮な第２の反応物質４と混合され得る。もう一方の流れは、導管 ２８７ｂを介してバルブ２８８ｂ及び熱交換器２８１へと流れ、導管２９０を介 して再び２つの流れに分離される地点へと流れる。一方の流れは導管２９２を介 して生成物収集地点３５０へと移動し、もう一方の流れは導管２９４及びバルブ ２９５を介してポンプ２９６及び導管２９８を循環し、選択的に配備される混合 器２７８へと戻り、生成物の流れが再び新鮮な第１の反応物質３と混合され得る 。 多段階装置についての上記説明は、生成物の流れの一部を再循環させて各反応 器の段階へと戻すことを可能とし、また各段階において新鮮な第１または第２の 反応物質の混合を可能とするバルブ及び導管の説明を含むが、これらの選択がす べて同時に行われることはほとんどない。従って、生成物が再循環されず、新鮮 な第１のまたは第２の反応物質が追加されず、次の段階が第１の反応段階の反応 区域の延長としての役割を果たすに過ぎない可能性もあり得る。あるいは、両方 の反応物質の化学量論的な等価物質が最初に第１段階に供給される場合、生成物 の再循環のみが行われ、装置の次の段階に入る流れにどちらの反応物質も追加さ れない。最後に、反応物質のいずれか１つの化学両論的な過剰分がまず第１の段 階に供給される場合は、もう一方の反応物質の有意量のみが 次の段階へと流入する流れと混合され得る。しかしながら、このような状況にお いてさえも、第１段階に最初に追加される化学量論的に過剰な反応物質の少量の 増分を次の段階に追加する必要があり得る。 図４の点線で示されるように、それぞれ反応器１００、２００、及び３００に 接続されている選択熱交換器ループは、それぞれが熱交換器３１６及びポンプ３ ２０を有しており、一つ以上の反応器に接続されて、必要に応じていずれかまた はすべての反応器内で発生する発熱を除去する。 ラウリン酸メチル（または他のアルキル長鎖エステル）のスルホン化において は、三酸化硫黄のラウリン酸メチルに対する供給率は、約０．８から１．２であ る（好ましくは、１．０５である）。スルホン化反応器の出口の温度は約６０℃ から約１００℃（好ましくは、約７４℃から７５℃）である。入口のスルホン化 圧力は、約２５０から３５０psia（１．７×１０⁶から２．４×１０⁶パスカル） であり、好ましくは、約３００から３０６psia（約２．１から１０⁶パスカル） である。出口の圧力は、約５０から１００psia（３．４×１０⁴から６．９×１ ０⁴パスカル）であり、好ましくは、約６５psiaである（４．４×１０⁴パスカル ）。反応器内の滞在時間は約１から４秒（好ましくは約２．３秒）である。ラウ リン酸メチルの変換は高く、一般に約９０から９９パーセント（通常約９７から ９８パーセント）の間である。アルファースルホラウリン酸メチルの選択率は高 く、一般に約９０から９９パ ーセント（通常約９５から９６パーセント）の間である。 ある実施態様では、本発明の反応器におけるケーシング全体の寸法は、長さ約 ４０から６０インチ（１００から１５０ｃｍ）、好ましくは約４５インチ（１１ ４ｃｍ）、直径が約１５から２５インチ（３８から６３ｃｍ）、好ましくは１９ から２０インチ（４８から５１ｃｍ）である。多孔性管の数量は、約１５０から ２２０（好ましくは約１８９から１９０）の間である。多孔性管の内側の直径（ 内径）は、約０．６から２．５４ｃｍの間（好ましくは約１．６ｃｍ）であり、 外側の直径（外径）は、約１．２７から３．８ｃｍ、好ましくは２．２ｃｍであ る。反応器の実質的な長さは約７５から１２５ｃｍ，好ましくは約１００ｃｍで ある。混合要素及び混合球の直径は、約０．５から０．１ｃｍ、好ましくは約０ ．２５ｃｍである。脈動する流れ ある実施態様において、図１及び図３を参照すると、発熱反応器の方法におい ては、反応器１０内で、第１の反応物質３とともに触媒１２Ａのスラリを使用し ている。該触媒スラリ１２Ａ及び混合要素１２の流れは、第１の反応物質３の流 速が時間関数として変化するように発生する。この流速の変化は、例えは正弦波 、方形波、不整波などの、脈動する（または波動する）流れと呼ばれる。波動す る流れは、固体の触媒粒子１２Ａが混合要素１２の固定点に堆積するのを防ぐ。 触媒粒子１２Ａのこのような堆積は望ましくない。なぜなら、反応区域において 混合時の流れ特性を変化させ、最終的には触媒または反応物質あるいはその両方 の流れを遮蔽し得るからである。 好ましくは、波動する流れは、時間とともに周期的に変化する。例えば、触媒 スラリの流速は最高の流速から、最高の流速の約８０パーセントのレベルへと周 期的に変化し得る。好ましくは、触媒スラリの流速は、触媒スラリの最高流速の 約５０パーセントのレベルにまで周期的に下がり、そして、最高流速に戻る。好 ましくは、触媒スラリの流速は、触媒１２Ａの最高流速とは反対の方向に向かっ て約２０パーセントのレベルに下がり、そして流れの元の方向に向かってほぼ最 高流速に戻る。 波動する流れにおける典型的な例は、水素と、アルケンで縣濁されたラネー・ ニッケル触媒粒子の流動するスラリを使用したアルケンとの反応である。反応物 質縣濁触媒の最高流速は、約０．５から６０００秒の間の滞在時間に対応する。 流速は、約８０パーセントから最高値の−２０パーセントml/秒の間の流速を得 るために変化し得る。０．１から１０００秒の間この減少した流速（最高値の約 ５０パーセント）にとどまった後、流速は最高流速に戻る。反応生成物の分離（例えば蒸発） ある実施態様において、本発明は揮発性反応生成物を除去 することによって改善される。揮発性反応生成物または反応物質は、方法（ｃ） の反応の反応温度において、約１ｍｍＨｇまたはそれよりも高い蒸気圧を有する ものである。ここで図２及び図８を参照すると、反応器４０はケーシング６０及 び複数管多孔性障壁反応器５０を有している。第２の反応物質４はライン６２Ａ を介して入口６２に入り、圧力をかけられてケーシング側から多孔性障壁５２を 通って生成物４８Ａの再循環の流れに圧入される。第２の反応物質は出口６４か らライン６４Ａを介して除去または再循環され得る。第１の反応物質は、反応器 の管側を通る継続的な（または波動する）流れとなって、ライン４２Ａを介して 入口４２から反応器６０内に導入される。ライン４８Ａ及び４８Ｂの再循環ルー プ、蒸発器５００及びライン４８Ｄは、反応の揮発性生成物を除去するためのフ ラッシュ蒸発器５００を有する。反応生成物（または複合成分）は、出口４８か らライン４８Ａ及び４８Ｂを介して選択冷却器５０１へと運搬され、そして液体 としてライン４８Ｂを介して蒸発器５００に運搬される。揮発性反応生成物はラ イン４８Ｃを介して蒸気として除去される。液体生成物はライン４８Ｄを介して ４２Ａへと運搬され、元の反応器４０を通って循環される。その結果、最大限の 熱を除去するための定常状態のループが作り出される。揮発性反応生成物は取り 除かれて、さらに反応することが防止され、所望でない副産物が形成されるのを 防止する。また、蒸発器を有しないシステムよりも常に高温で主反応器が操作さ れ得 るようにする。例えば、蒸発器を有しない反応システムよりも高い５℃から２０ ０℃までの温度で操作されるのを可能にする。 本発明の使用分野は、これに制限されないが、殺虫剤、殺菌剤、殺っそ剤、防 虫剤、除草剤、薬剤、界面活性剤、抗乳化剤、繊維処理剤、炭化水素溶剤、炭化 水素燃料、有機ポリマー、合成潤滑剤、ハロゲン化炭化水素、防火剤などを含む 。 本発明により作成される界面活性剤は、これに制限されないが、アルキルベン ゼンスルホン塩酸、直鎖アルキルベンゼンスルホン塩酸、二次アルケンスルホン 塩酸、アルファオレフィンスルホン塩酸、アルキルグリセリルエーテルスルホン 塩酸、メチルエステルスルホン塩酸、天然脂肪スルホン塩酸、アルコール硫酸塩 、アルコールエーテル硫酸塩などを含む。 以下の実施例は、本発明をさらに説明するものであるが、これに制限されない 。 実施例１ エステルスルホン化（ＳＯ₃古流速） （ａ）粘度２ｃｐの新鮮なラウリン酸メチルを５５０グラム/秒の速度で混合 器に供給し、再循環された５６５０グラム/秒の生成物の流れと混合する。その 結果得られた混合物は、温度約３８℃（〜１００°Ｆ）、圧力約３４０psia（２ ．３×１０⁶パスカル（ここで１psiaは６８９４．７パスカル）のもとで、内部 直径（内径）が約２０インチ（５０．８ｃｍ） の円筒形反応器内に束になって垂直に配置されている８５本の多孔性壁管の先端 に供給する。各管は内径が約３／４”（１．９１ｃｍ）、多孔性金属の長さが１ １０ｃｍである。多孔性金属は、粉末冶金で製造されるステンレス鋼を有し、名 目の孔の大きさは一般に約０．２ミクロン（μメーター）、粘度基準化透過は約 ０．００３７ｃｍ³cp/cm²秒psiである。 各管は、約０．３２０ｃｍの直径を有する不活性ガラス球が、管の多孔性部分 の１０ｃｍ上まで充填されており、さらに各管の底部、すなわち管の多孔性部分 を越えて反応物質の流れの方向に充填されている。 反応器のケーシング側では、２０５グラム/秒の液体ＳＯ₃が、温度約３８℃（ 〜１００°Ｆ）、圧力約３５０psia（２．４×１０⁶パスカル）のもとで７６０ グラム/秒の再循環生成物の流れと混合し、その後反応器のケーシング部に供給 し、多孔性管を通過して内部のラウリン酸メチルと反応させる。 その結果得られる生成物の流れを、温度約７４℃（〜１６５°Ｆ）、圧力約６ ５psia（４．５×１０⁵パスカル）のもとで反応器から出し、内径１．９１ｃｍ 、長さ２４０ｃｍでありかつ０．３２ｃｍの直径の不活性ガラス球で充填されて いる１３５０本の管を含む、熱交換器に供給する。 このような反応器システムから得られるスルホン化ラウリン酸メチル生成物は 、均一でしかも所望でない生成物の発生も少なく実質的に最新の反応器技術から 得られるものよりも高品質である。なぜなら、流下膜式反応器の入口領域に特有 の温度ピークがなく、また本発明の方法において反応器の全長に沿って反応物質 が均一に送られるからである。 （ｂ）同様に、上記実施例１（ａ）で述べられた反応は繰り返されるが、ラウ リン酸メチルが化学量論的に等しい量の直鎖アルキルベンゼンに置き換えられ、 対応する直鎖アルキルベンゼンスルホン酸が得られる。 （ｃ）同様に、上記実施例１（ａ）で述べられた反応は繰り返されるが、ラウ リン酸メチルが化学量論的に等しい量のフェノールに置き換えられ、対応するヒ ドロキシベンゼンスルホン酸の混合物が得られる。 実施例２ エステルスルホン化（ＳＯ₃低流速） （ａ）粘度２ｃｐの新鮮なラウリン酸メチルを速度５５０グラム/秒で混合器 に供給し、再循環生成物の６４００グラム/秒の流れと混合する。その結果得ら れる混合物を、温度約３８℃（〜１００°Ｆ）、圧力約２６５psia（１．８×１ ０⁶パスカル）のもとで、約２０インチの内径を有する円筒状反応器内に束にな って垂直に配置されている１２５本の多孔性壁管の先端に供給する。各管は内径 が約３／４”（１．９１ｃｍ）、多孔性金属の長さが１１０ｃｍである。多孔性 金属は、粉末冶金で製造されるステンレス鋼を有し、ジルコニアで被覆されて、 粘度基準化透過が約１．２×１０^-5cm³cp/cm²秒psiとなっている。 各管は、約０．３２０ｃｍの直径を有する不活性ガラス球が、管の多孔性部分 の１０ｃｍ上まで充填されており、さらに各管の底部、すなわち管の多孔性部分 を越えて反応物質の流れの方向に充填されている。 反応器のケーシング側では、２０５グラム/秒の液体ＳＯ₃を、温度約３８℃（ 〜１００°Ｆ）、圧力約３５０psia（２．４×１０⁶パスカル）のもとで７６０ グラム/秒の再循環生成物の流れと混合し、その後反応器のケーシング部に供給 し、多孔性管を通過して内部のラウリン酸メチルと反応させる。 その結果得られる生成物の流れを、温度約７４℃（〜１６５°Ｆ）圧力約６５ psia（４．５×１０⁵パスカル）のもとで反応器から出し、実施例１で述べたの と同様の熱交換器に供給する。このような反応器システムから得られるスルホン 化ラウリン酸メチル生成物は、やはり均一でしかも所望でない生成物の発生も少 なく最新の反応器技術から得られるものよりも実質的に高品質である。 （ｂ）同様に、上記実施例２（ａ）で述べられた反応は繰り返されるが、ラウ リン酸メチルが化学量論的に等しい量の直鎖アルキルベンゼンに置き換えられ、 対応する直鎖アルキルベンゼンスルホン酸が得られる。 （ｃ）同様に、上記実施例２（ａ）で述べられた反応は繰り返されるが、ラウ リン酸メチルが化学量論的に等しい量のフェノールに置き換えられ、対応するヒ ドロキシベンゼンスルホン酸の混合物が得られる。 実施例３ エステルスルホン化、多段階 （ａ）本発明の方法における多段階の使用を説明するためには、不純物レベル が特に低い生成物を所望の場合、実施例１及び２に使用したのと同じ３つのケー シング及び管式反応器を使用し得る。各管の多孔性壁部は長さが１１０ｃｍであ り、それぞれ内径が１．９１ｃｍ（３／４”）である。各管の多孔性部分はステ ンレス鋼粉末冶金から製造され得、ジルコニアで被覆されて、粘度基準化透過が １．２×１０^-5ｃｍ³cp/cm²秒psiとなっている。また各管は、管の多孔性部分の １０ｃｍ上から下まで直径０．３２ｃｍの不活性ガラス球で充填される。それぞ れの反応器において、管は５０．８ｃｍ（２０インチ）の直径のケーシング内に 位置し得る。それぞれの反応器は、反応器に使用されるのと同じ直径０．３２ｃ ｍの不活性球状ガラス混合要素で充填された内径１．９１ｃｍの管を有する熱交 換器に接続される。管の長さは異なる段階に応じて変化され得る。 第１段階では、５５０グラム/秒の新鮮なラウリン酸メチルの流れが２９００ グラム/秒の第１段階からの冷却された再循環生成物と混合され、温度３８℃（ １００°Ｆ）、圧力１５５psia（１．１×１０⁶パスカル）のもとで第１段階の ４６本の管を有する反応器に導入される。 ＳＯ₃の全体の内約５０パーセント（１０３グラム／秒）が、 ３５０psia、温度３８℃のもとで、液体として第１段階の反応器のケーシング側 に導入される。その結果得られる温度約７４℃（１６５°Ｆ）、圧力６５psia（ ４．５×１０⁵パスカル）の生成物の流れは、混合要素で充填された０．６メー トルの長さの４５本の管を含む熱交換器に供給される。 第１段階熱交換器から出る流れの内、６５５グラム/秒が、第２段階からの１ ７７５グラム/秒の冷却された生成物の流れと混合され、温度３８℃（１００° Ｆ）、２００psia（１．４×１０⁶パスカル）のもとで第２段階の反応器を有す る３６本の管に供給される。第１段階からのもう一方の２９００グラム/秒の冷 却された生成物は、上で説明のように第１段階反応器に返却され得る。 ＳＯ₃の全体の内約３５パーセント（７２グラム/秒）が、３５０psia（２．４ ×１０⁶パスカル）のもとで第２段階反応器のケーシング側に液体として導入さ れ、その結果、６５psia（４．５×１０⁵パスカル）、温度７４℃（１６５°Ｆ ）のもとで第２段階反応器に存在する生成物の流れとなる。この生成物の流れは 次に、第２段階熱交換器内の混合要素で充填された１１５１．３メートルの長さ の管に供給されて冷却される。 第２段階熱交換器の下流の第２段階再循環ループからは、７２５グラム/秒の 生成物の流れが第３段階からの３２０グラム/秒の冷却された生成物と混合され 、温度３８℃（１００°Ｆ）、圧力２６５psia（１．８×１０⁶パスカル）のも とで第 ３段階反応器の１９本の管に導入される。ＳＯ₃の残りの１５パーセントは温度 ３８℃圧力１１５psia（１．１×１０⁶パスカル）のもとでこの段階に導入され る。 第３段階反応器からの生成物の流れは６５psia、７４℃（１６５°Ｆ）のもと で反応器を出て、やはり混合要素で充填されている２．３メートルの２００本の 管を含む熱交換器に入る。この第３の熱交換器からの再循環ループから、７６０ グラム/秒の生成物が取り出され、残りの３２０グラム/秒の冷却された生成物は すでに述べたように再循環される。 その結果得られるスルホン化ラウリン酸メチル生成物は、この場合も均一で所 望でない生成物の割合が少なく、実質的に最新の反応器技術から得られるものよ りも高品質である。 （ｂ）同様に、上記実施例３（ａ）で述べられた反応は繰り返されるが、ラウ リン酸メチルが化学量論的に等しい量の直鎖アルキルベンゼンに置き換えられ、 対応する直鎖アルキルベンゼンスルホン酸が得られる。 （ｃ）同様に、上記実施例３（ａ）で述べられた反応は繰り返されるが、ラウ リン酸メチルが化学量論的に等しい量のフェノールに置き換えられ、対応するヒ ドロキシベンゼンスルホン酸の混合物が得られる。 実施例４ エステルスルホン化、小規模の温度上昇 （ａ）本発明の方法の変形を説明する。ここでは再循環速 度が速いため、緩い温度上昇のもとでＳＯ₃全体が１つの段階に導入され、第２ 段階は実質的により高い温度で操作されて、第１段階反応器からの生成物の分子 の内ＳＯ₃を任意に配置できるようにする。ラウリン酸メチルは、それぞれが実 施例２と同様の寸法と粘度基準化透過とを有する２００本の管を含む反応器に導 入され得る。 新鮮なラウリン酸メチルの流速もまた実施例２と同様、５５０グラム/秒であ る。しかし、管に導入される前にラウリン酸メチルと混合される再循環生成物の 量は１０，７５０グラム/秒、であり、実施例２よりもかなり高い。その結果、 熱的質量がより大きく、従って、一定の発熱からの温度上昇がそれに見合うだけ 減少する。結合された流れは、３８℃（１００°Ｆ）、２８５psia（１．９６× １０⁶パスカル）のもとで反応器の管に入る。 反応器のケーシング側では、液体ＳＯ₃の内２０５グラムの流れが、温度３８ ℃（１００°Ｆ）、圧力２９０psia（２．０×１０⁶パスカル）のもとで反応器 に導入される。 反応器内に存在する生成物の流れはその後、実施例１と同じ混合要素で充填さ れた熱交換器を通って循環され、生成物の流れの内約７６０グラム/秒が熱交換 器の出口から（反応器に戻される残量とともに）取り出され、混合タンクから再 循環された生成物の内約６０００グラム/秒の流れと混合され、熱交換器の管側 に送り出され、ここで流出温度が８２℃（１８０°Ｆ）となるよう加熱される。 この流れは、滞在時間が 約１５分の大きさの混合タンクに送られる。高温下のこの時間においては、生成 物中の物質を任意に再配列して均衡に近くなるようにすることが可能である。生 成物は７６０グラム/秒で継続的に混合タンクから取り出され、貯蔵または使用 のために冷却される。 これについて、このような混合タンクは一つ前の操作から得られた生成物で充 填されることに留意しなければならない。装置が作動した当初は、タンクは低温 の反応器から充填される。混合タンクは、混合要素を含むいかなるタイプの安定 剤または撹拌手段をも中に有し得る。例えば、結合した２つのＳＯ₃基を含み得 る分子もあれば、結合したＳＯ₃基を有しない分子もある。２つのこのような基 が結合している分子から１つのＳＯ₃基を取り外しＳＯ₃基を有しない分子とＳＯ₃ 基とを結合させても混合タンクに実質的な純熱は発生しない。 ここでも、この結果得られる生成物は均一で所望でない生成物の割合が少なく 、実質的に最新の反応器技術から得られるものよりも高品質である。 （ｂ）同様に、上記実施例４（ａ）で述べられた反応は繰り返されるが、ラウ リン酸メチルが化学量論的に等しい量の直鎮アルキルベンゼンに置き換えられ、 対応する直鎖アルキルベンゼンスルホン酸が得られる。 （ｃ）同様に、上記実施例４（ａ）で述べられた反応は繰り返されるが、ラウ リン酸メチルが化学量論的に等しい量のフェノールに置き換えられ、対応するヒ ドロキシベンゼンス ルホン酸の混合物が得られる。 実施例５ アルコール及び酸化エチレン （ａ）粘度１ｃｐの新鮮なトリデシルアルコールが２７０グラム/秒の速度で 混合器に供給され得、再循環された１２，３００グラム/秒の生成物と混合され る。その結果得られた混合物は、温度約１２１℃（〜２５０°Ｆ）、圧力約８０ psia（５．５×１０⁵パスカルのもとで、内径が約３０インチの円筒形反応器内 に束になって垂直に配置されている５８５本の多孔性壁管の先端に供給される。 各管は内径が約５／８”（１．５９ｃｍ）、長さが１００ｃｍの多孔性金属を有 する。多孔性金属は、粉末冶金で製造されるステンレス鋼を有し、ジルコニアで 被覆されて、粘度基準化透過が約１．２×１０^-5cm³cp/cm²秒psiとなっている。 各管は、約０．２６５ｃｍの直径を有する不活性ガラス球が、管の多孔性部分 の１０ｃｍ上まで充填されており、さらに各管の底部、すなわち管の多孔性部分 を越えて反応物質の流れの方向に充填されている。 反応器のケーシング側では、流速５３２グラム/秒、温度約１２１℃（〜２５ ０°Ｆ）、圧力約２５０psia（１．７×１０⁶パスカル）のもとで気体酸化エチ レンが反応器に導入され得、再循環生成物の流れとは混合されない。そして、多 孔性管を通過しながらそこでトリデシルアルコールと反応する。 その結果できた生成物の流れは、温度約１９９℃（〜３０°Ｆ）、圧力約６５ psia（４．５×１０⁵パスカル）のもとで反応器から出て、実施例１と同様の熱 交換器に供給される。その結果得られるエトキシル化トリデシルアルコール生成 物は、生成物分散が均一で、所望でない生成物の割合が少なく、最新の反応器技 術から得られるものよりも実質的に高品質である。 このように、本発明は発熱方法を行うための方法を提供する。この方法におい ては、反応区域に入る第２の反応物質の流れが制御され、その結果、多孔性障壁 を横切って反応区域に流入する第２の反応物質の量を制限する多孔性障壁を使用 することによって、反応及び発生する発熱量が制御される。反応及び発熱の発生 をこのように制御すると、反応区域内で反応物質が適切に混合され、反応区域内 で均一な反応及び発熱の発生が得られる。その結果、上記実施例で述べたとおり 、均一で、所望でない生成物が少なく最新の反応器技術より得られるものよりも 実質的に高品質の生成物が得られる。 本発明は特定の実施態様を参照しながら説明されたが、ここで説明したような 化学処理、及び混合要素を有する反応区域内の第１と第２の反応物質との間に多 孔性障壁を使用して発熱反応を制御することについては、当業者にとっては当然 とされる。多孔性障壁及び混合要素の化学処理への用途における使用においては 、この発明の精神及びその範囲から逸脱することなく数多くの改変が行われ得、 また同等のものに取 って代わられ得る。さらに、数多くの改変を行って、基本的な教示から逸脱する ことなしに、特定の状況、材料、または物質の構成、工程、工程ステップまたは 複数のステップ、あるいは本発明の目的を、本発明の精神及びその範囲に適合さ せ得る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョーンズ，ジェリー エル. アメリカ合衆国 カリフォルニア 94025, メンロ パーク，ケンブリッジ アベニュ ー 725 (72)発明者 ゴッツクリッヒ，ダグラス イー. アメリカ合衆国 カリフォルニア 94041, マウンテン ビュー，マウンテン ビュー アベニュー 595

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．１つ以上の第１の反応物質と１つ以上の第２の反応物質との反応によって 生成物を形成するための方法であって： （ａ）第１の圧力下で該１つ以上の第１の反応物質を第１の反応区域に供給する 工程； （ｂ）該第１の圧力より高い第２の圧力下で該１つ以上の第２の反応物質を、該 第２の反応物質が貫通し得る多孔性壁によって該第１の反応区域から分離されて いる第２の反応区域に供給する工程；及び （ｃ）該第２の反応区域内において該多孔性壁のすべての位置の圧力を、該第１ の反応区域内の該多孔性壁の対応する位置の圧力よりも高く保ち、その結果、該 多孔性壁を介した該第１の反応区域から該第２の反応区域へのいかなる流れも防 ぐ工程を包含し、 このことにより、該１つ以上の第２の反応物質が該多孔性壁を通過して該第１ の反応区域内で該１つ以上の第１の反応物質と接触し、該生成物を形成する方法 。 ２．前記１つ以上の第２の反応物質が通過して前記第１の反応区域内に入る前 記多孔性壁は、約１０^-6から約５×１０^-2cm³ cp/cm²秒 psiの範囲の粘度基準化 透過を有する、請求項第１に記載の方法。 ３．前記反応器からの前記生成物の流れの一部が再循環されて戻り、前記第１ の反応区域に供給される前記１つ以上の第１の反応物質と混合される、請求項１ に記載の方法。 ４．前記生成物の流れの前記一部が再循環されて戻り前記第１の反応区域に供 給される前記１つ以上の第１の反応物質と混合される前に、前記反応器からの該 生成物の流れがまず熱交換器を通過する、請求項３に記載の方法。 ５．該反応器からの生成物の流れの一部が再循環されて戻り、該第２の反応区 域に供給される該１つ以上の第２の反応物質に混合される、請求項１に記載の方 法。 ６．前記生成物の流れの一部が再循環されて該第２の反応区域に供給される該 １つ以上の第２の反応物質と混合される前に、前記反応器からの該生成物の流れ がまず熱交換器を通過する、請求項５に記載の方法。 ７．前記反応物質の内の少なくとも１つが液体である、請求項１に記載の方法 。 ８．前記１つ以上の第１の反応物質の内少なくとも１つが液体である、請求項 ７に記載の方法。 ９．前記１つ以上の第２の反応物質の内少なくとも１つが液体である、請求項 ７に記載の方法。 １０．前記１つ以上の第１の反応物質の内少なくとも１つが液体であり、前記 １つ以上の第２の反応物質の内少なくとも１つが液体である、請求項７に記載の 方法。 １１．前記それぞれの反応区域に供給される前記それぞれの反応物質の温度は 、約−５０℃から約５００℃の範囲内である、請求項１に記載の方法。 １２．前記それぞれの反応区域に供給される前記それぞれの反応物質の圧力が 約１４psiaから１０００psiaの範囲内であり、前記１つ以上の第２の反応物質の 圧力が前記１つ以上の第１の反応物質の圧力よりも大きい、請求項１に記載の方 法。 １３．前記生成物の全部または一部が前記第１の反応区域に再循環して戻され る、請求項１に記載の方法。 １４．前記生成物の全部または一部が冷却されたあと前記第１の反応区域に再 循環して戻される、請求項１３に記載の方法。 １５．前記多孔性壁が、前記第１の反応区域を前記第２の反応区域から分離し ている１つ以上の多孔性管を有する、請求項１に記載の方法。 １６．１つ以上の第１の反応物質と１つ以上の第２の反応物質との反応によっ て生成物を形成するための方法にであって： （ａ）混合要素を含む第１の反応区域に１つ以上の第１の反応物質を第１の圧力 下で供給する工程； （ｂ）該第１の圧力よりも高い第２の圧力下で１つ以上の第２の反応物質を、該 １つ以上の第２の反応物質が貫通し得る多孔性壁によって該第１の反応区域から 分離されている第２の反応区域に供給する工程；及び （ｃ）該第２の反応区域内において多孔性壁のすべての位置の圧力を、該第１の 反応区域内の該多孔性壁の対応する位置の圧力よりも高く保ち、その結果、該多 孔性壁を介した該第１の反応区域から該第２の反応区域へのいかなる流れも防ぐ 工程を包含し、 このことにより、該１つ以上の第２の反応物質が該多孔性壁を通過して該第１ の反応区域内で該１つ以上の第１の反応物質と接触し、該生成物を形成する方法 。 １７．前記第１の反応区域内の前記混合要素が、該第１の反応区域を通過する 前記１つ以上の第１の反応物質の流れに 対して垂直な、該第１の反応区域の最大寸法の約１／２から約１／１００に等し い少なくとも１つの寸法を有する、請求項１６に記載の方法。 １８．前記第１の反応区域内の前記混合要素が、該第１の反応区域を通過する 前記１つ以上の第１の反応物質の流れに対して垂直な、該第１の反応区域の最大 寸法の約１／３から約１／１０に等しい少なくとも１つの寸法を有する、請求項 １７に記載の方法。 １９．前記多孔性壁が、前記第１の反応区域を前記第２の反応区域から分離し ている１つ以上の多孔性管を有する、請求項１６に記載の方法。 ２０．１つ以上の第１の液体反応物質と１つ以上の第２の液体反応物質との反 応によって生成物を形成するための発熱方法であって： （ａ）第１の圧力下で該１つ以上の第１の液体反応物質を、混合要素を有する第 １の反応区域に供給する工程； （ｂ）該第１の圧力より高い第２の圧力下で該１つ以上の第２の液体反応物質を 、該１つ以上の第２の液体反応物質によって貫通され得る多孔性壁によって該第 １の反応区域から分離されている第２の反応区域に供給する工程；及び （ｃ）該第２の反応区域内において該多孔性壁のすべての位 置の圧力を、該第１の反応区域内の該多孔性壁の対応する位置の圧力よりも高く 保ち、その結果、該多孔性壁を介した該第１の反応区域から該第２の反応区域へ のいかなる流れも防ぐ工程を包含し、 このことにより、該１つ以上の第２の液体反応物質が該多孔性壁を通過して該 第１の反応区域内で該１つ以上の第１の液体反応物質と接触し、該生成物を形成 する方法。 ２１．前記第１の反応区域内の前記混合要素が、該第１の反応区域を通過する 前記１つ以上の第１の反応物質の流れに対して垂直な、該第１の反応区域の最大 寸法の約１／２から約１／１００に等しい少なくとも１つの寸法を有する、請求 項２０に記載の方法。 ２２．１つ以上の第１の液体反応物質と、周囲条件において少なくとも１つが 気体である１つ以上の第２の反応物質との反応によって生成物を形成するための 発熱方法であって： （ａ）第１の圧力下で該１つ以上の第１の液体反応物質を混合要素を有する第１ の反応区域に供給する工程； （ｂ）該第１の圧力より高い第２の圧力下で、周囲条件において少なくとも１つ が気体である該１つ以上の第２の反応物質を、該１つ以上の第２の反応物質が貫 通し得る多孔性壁によって該第１の反応区域から分離されている第２の反応区域 に供給する工程；及び （ｃ）該第２の反応区域内において該多孔性壁のすべての位置の圧力を、該第１ の反応区域内の多孔性壁の対応する位置の圧力よりも高く保ち、その結果、該多 孔性壁を介した該第１の反応区域から該第２の反応区域へのいかなる流れも防ぐ 工程を包含し、 このことにより、該１つ以上の第２の反応物質が該多孔性壁を通過して該第１ の反応区域内で該１つ以上の第１の液体反応物質と接触し、該生成物を形成する 方法。 ２３．前記第１の反応区域内の前記混合要素が、該第１の反応区域を通過する 前記１つ以上の第１の液体反応物質の流れに対して垂直な、該第１の反応区域の 最大寸法の約１／２から約１／１００に等しい少なくとも１つの寸法を有する、 請求項２２に記載の方法。 ２４．前記１つ以上の第２の反応物質が通過して前記第１の反応区域内に入る 前記多孔性壁が、約１０^-6から約５×１０^-2cm³ cp/cm²秒 psiの範囲の粘度基準 化透過を有する、請求項２２に記載の方法。 ２５．前記多孔性壁が、前記第１の反応区域を前記第２の反応区域から分離し ている１つ以上の多孔性管を有する、請求項２４に記載の方法。 ２６．１つ以上の第１の反応物質と１つ以上の第２の反応物質との反応によっ て生成物を形成するための発熱方法であって； （ａ）第１の圧力下で、第１の反応区域を通過する該第１の反応物質の流れに対 して垂直な該第１の反応区域の最大寸法の、約１／２から約１／１００に等しい 少なくとも１つの寸法を有する混合要素を含む第１の反応区域に第１の反応物質 を供給する工程； （ｂ）該第１の圧力よりも高い第２の圧力下で第２の反応物質を、該第２の反応 物質が貫通し得る多孔性壁によって該第１の反応区域から分離されている第２の 反応区域に供給する工程；及び （ｃ）該第２の反応区域内において多孔性壁のすべての位置の圧力を、該第１の 反応区域内の多孔性壁の対応する位置の圧力よりも高く保ち、その結果、該多孔 性壁を介した該第１の反応区域から該第２の反応区域へのいかなる流れも防ぐ工 程を包含し、 このことにより、該第２の反応物質が該多孔性壁を通過して該第１の反応区域 内で該第１の反応物質と接触し、該生成物を形成する方法。 ２７．前記反応物質の内少なくとも１つが液体である、請求項２６に記載の方 法。 ２８．前記第２の反応物質が通過して前記第１の反応区域内に入る前記多孔性 壁は、約１０^-6から約１０^-4cm³ cp/cm²秒 psiの範囲の粘度基準化透過を有する 、請求項２６に記載の方法。 ２９．第１の液体反応物質と第２の液体反応物質との反応によって生成物を形 成するための方法であって； （ａ）第１の圧力下で、第１の反応区域を通過する該液体反応物質の流れに対し て垂直な該第１の反応区域の最大寸法の、約１／２から約１／１００に等しい少 なくとも１つの寸法を有する粒子を含む第１の反応区域に第１の液体反応物質を 供給する工程； （ｂ）該第１の圧力よりも高い第２の圧力下で第２の液体反応物質を、該第２の 液体反応物質によって貫通され得る多孔性壁によって該第１の反応区域から分離 されている第２の反応区域に供給する工程： （ｃ）該第２の反応区域内において多孔性壁のすべての位置の圧力を、該第１の 反応区域内の多孔性壁の対応する位置の圧力よりも高く保ち、その結果、該多孔 性壁を介した該第１の反応区域から該第２の反応区域へのいかなる流れも防ぐ工 程を包含し、 このことにより、該第２の液体反応物質が該多孔性壁を通過して該第１の反応 区域内で該第１の液体反応物質と接触し、該生成物を形成する方法。 ３０．前記第２の液体反応物質が通過して前記第１の反応区域内に入る前記多 孔性壁は、約５×１０^-6から約５×１０^-5cm³ cp/cm²秒 psiの範囲の粘度基準化 透過を有する、請求項２９に記載の方法。 ３１．前記多孔性壁が、前記第１の反応区域を前記第２の反応区域から分離し ている１つ以上の多孔性管を有する、請求項３０に記載の方法。 ３２．１つ以上の第１の反応物質と１つ以上の第２の反応物質との反応によっ て生成物を形成するための装置であって、該装置は： 反応器を備え、該反応器は、異なる圧力に維持され得る第１と第２の反応区域 とに該反応器を分割する１つ以上の多孔性部材を有し、 そのことにより、より高い圧力に維持される該反応区域内の該１つ以上の第１ の反応物質が、該１つ以上の多孔性部材を通ってより低い圧力に維持される該反 応区域に供給され、より低い圧力に維持される該反応区域内で該１つ以上の該第 ２の反応物質と接触し、該生成物を形成する装置。 ３３．多孔性部材の多孔率を調整する方法であって、該多孔性部材が該多孔率 を達成するまで１つ以上の固体物質を含 む液体を該多孔部材を通って通過させる工程を包含する方法。 ３４．前記多孔性部材の様々な部分を通る前記液体の量を変化させることによ って前記多孔性部材の多孔率を変化させる工程をさらに含む、請求項３３に記載 の方法。 ３５．前記反応は、酸化、スルホン化、水素化、ハロゲン化、エトキシル化、 硫酸化、ニトロ化または重合から別個に選択される、請求項１に記載の方法。 ３６．前記第１の反応物質の流れが波動しながらより低速となり、前記流速が 一方向に向って約最大流速から流速ゼロとなり、次に反対の方向に向かって該最 大流速の約２０パーセントとなり、その後もとの方向に向かって該最大流速に戻 るように変化する、請求項１に記載の方法。 ３７．前記流れが波動しながら前記約最大流速から該最大流速の約５０パーセ ントに低下し、そして前記もとの方向に向かって該約最大流速に戻る、請求項３ ６に記載の方法。 ３８．方法（ｃ）において前記第１の反応物質の前記流速が波動して前記最大 流速の約８０パーセントに低下し、その後もとの方向に向かって該約最大流速に 戻る、請求項３６に記載の方法。 ３９．方法（ｃ）において前記第１の反応物質の前記流速が波動して前記最大 流速の約２０パーセントに低下し、その後もとの方向に向かって該約最大流速に 戻る、請求項３６に記載の方法。 ４０．前記波動する流れが約０．１から１０００秒の間の流動周期時間を有す る、請求項３６に記載の方法。 ４１．さらに工程（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）： （ｄ）工程（ｃ）の前記反応生成物の一部を蒸発器に運搬する工程； （ｅ）揮発性反応物質または反応生成物を分離し、該揮発性反応物質または該 反応生成物の蒸気圧が工程（ｃ）における反応温度において約１ｍｍＨｇ以上で ある工程；及び （ｆ）揮発性反応物質、反応物質またはそれらの組み合わせの今減損された該 反応生成物液体の全部または一部を、工程（ａ）の前記第１の反応区域に選択的 に再循環させる工程；を包含する、請求項１に記載の方法。 ４２．さらに工程（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）： （ｄ）工程（ｃ）の前記反応生成物の一部を蒸発器に運搬する工程； （ｅ）揮発性反応物質または反応生成物を分離し、該揮発 性反応物質または該反応生成物の蒸気圧が工程（ｃ）における反応温度において 約１ｍｍＨｇ以上である工程；及び （ｆ）揮発性反応物質、反応物質またはそれらの組み合わせの今減損された該 反応生成物液体の全部または一部を、工程（ａ）の前記第１の反応区域に選択的 に再循環させる工程；を包含する、請求項１６に記載の方法。 ４３．さらに工程（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）： （ｄ）工程（ｃ）の前記反応生成物の一部を蒸発器に運搬する工程； （ｅ）揮発性反応物質または反応生成物を分離し、該揮発性反応物質または該 反応生成物の蒸気圧が工程（ｃ）における反応温度において約１ｍｍＨｇ以上で ある工程；及び （ｆ）揮発性反応物質、反応物質またはそれらの組み合わせの今減損された該 反応生成物液体の全部または一部を、工程（ａ）の前記第１の反応区域に選択的 に再循環させる工程；を包含する、請求項２０に記載の方法。 ４４．さらに工程（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）： （ｄ）工程（ｃ）の前記反応生成物の一部を蒸発器に運搬する工程； （ｅ）揮発性反応物質または反応生成物を分離し、該揮発性反応物質または該 反応生成物の蒸気圧が工程（ｃ）における反応温度において約１ｍｍＨｇ以上で ある工程；及び （ｆ）揮発性反応物質、反応物質またはそれらの組み合わせの今減損された該 反応生成物液体の全部または一部を、工程（ａ）の前記第１の反応区域に選択的 に再循環させる工程；を包含する、請求項２２に記載の方法。 ４５．さらに工程（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）： （ｄ）工程（ｃ）の前記反応生成物の一部を蒸発器に運搬する工程； （ｅ）揮発性反応物質または反応生成物を分離し、該揮発性反応物質または該 反応生成物の蒸気圧が工程（ｃ）における反応温度において約１ｍｍＨｇ以上で ある工程；及び （ｆ）揮発性反応物質、反応物質またはそれらの組み合わせの今減損された該 反応生成物液体の全部または一部を、工程（ａ）の前記第１の反応区域に選択的 に再循環させる工程；を包含する、請求項２６に記載の方法。 ４６．さらに工程（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）： （ｄ）工程（ｃ）の前記反応生成物の一部を蒸発器に運搬する工程； （ｅ）揮発性反応物質または反応生成物を分離し、該揮発性反応物質または該 反応生成物の蒸気圧が工程（ｃ）における反応温度において約１ｍｍＨｇ以上で ある工程；及び （ｆ）該揮発性反応物質、該反応物質またはそれらの組み合わせの今減損され た該反応生成物液体の全部または一部を、 工程（ａ）の前記第１の反応区域に選択的に再循環させる工程を包含する、請求 項２９に記載の方法。 ４７．前記方法から得られた前記薬品が、殺虫剤、殺菌剤、殺っそ剤、防虫剤 、除草剤、薬剤、界面活性剤、抗乳化剤、繊維処理剤、炭化水素溶剤、炭化水素 燃料、有機ポリマー、合成潤滑剤、ハロゲン化炭化水素または防火剤から別個に 選択されるものとして有益である、請求項１に記載の方法。 ４８．前記方法から得られた前記薬品が、殺虫剤、殺菌剤、殺っそ剤、防虫剤 、除草剤、薬剤、界面活性剤、抗乳化剤、繊維処理剤、炭化水素溶剤、炭化水素 燃料、有機ポリマー、合成潤滑剤、ハロゲン化炭化水素または防火剤から別個に 選択されるものとして有益である、請求項１６に記載の方法。 ４９．前記方法から得られた前記薬品が、殺虫剤、殺菌剤、殺っそ剤、防虫剤 、除草剤、薬剤、界面活性剤、抗乳化剤、繊維処理剤、炭化水素溶剤、炭化水素 燃料、有機ポリマー、合成潤滑剤、ハロゲン化炭化水素または防火剤から別個に 選択されるものとして有益である、請求項２０に記載の方法。 ５０．前記方法から得られた前記薬品が、殺虫剤、殺菌剤、殺っそ剤、防虫剤 、除草剤、薬剤、界面活性剤、抗乳化剤、繊維処理剤、炭化水素溶剤、炭化水素 燃料、有機ポリマー、 合成潤滑剤、ハロゲン化炭化水素または防火剤から別個に選択されるものとして 有益である、請求項２２に記載の方法。 ５１．前記方法から得られた前記薬品が、殺虫剤、殺菌剤、殺っそ剤、防虫剤 、除草剤、薬剤、界面活性剤、抗乳化剤、繊維処理剤、炭化水素溶剤、炭化水素 燃料、有機ポリマー、合成潤滑剤、ハロゲン化炭化水素または防火剤から別個に 選択されるものとして有益である、請求項２６に記載の方法。 ５２．前記方法から得られた前記薬品が、殺虫剤、殺菌剤、殺っそ剤、防虫剤 、除草剤、薬剤、界面活性剤、抗乳化剤、繊維処理剤、炭化水素溶剤、炭化水素 燃料、有機ポリマー、合成潤滑剤、ハロゲン化炭化水素または防火剤から別個に 選択されるものとして有益である、請求項２９に記載の方法。 ５３．前記装置はさらに、前記生成物の一部を前記生成物領域から、揮発性化 合物を取り除く蒸発器へと運搬する手段と、該今濃縮された液体生成物を前記第 １または前記第２の反応区域へと再循環させる手段とを含む、請求項３２に記載 の装置。