KR20010077944A - 조합 촉매 반응기 - Google Patents

Abstract

본 발명은

(1) 각각 개방 단부 및 폐쇄 단부가 있으며 다수가 단일한 제1 지지체에 의해 지지되는 다수개의 하형,

(2) 다수개의 용기와 맞물려 다수개의 밀봉된 독립 반응 챔버를 형성하는, 단일한 제2 지지체에 의해 지지되는 다수개의 상형,

(3) 각각 개방 단부 및 유체 투과성 단부를 갖고 용기의 개방 단부가 하형의 개방 단부와 정렬되게 반응 챔버내에 위치한, 촉매를 담기 위한 다수개의 용기,

(4) 반응 챔버로 유체를 전달하기 위한 다수개의 제1 유체 도관, 및

(5) 반응 챔버로 유체를 전달하기 위한 다수개의 제2 유체 도관

을 갖는 다중 평행 촉매 반응기 어셈블리에 관한 것이다.

Description

조합 촉매 반응기 {Combinatorial Catalytic Reactor}

조합 화학 (combinatorial chemistry)에 있어서 개발은 주로 화합물의 합성에 집중되고 있다. 예를 들면, US-A-5612002 및 US-A-5766556에는 화합물들을 다중 동시 합성하는 방법 및 장치가 개시되어 있다. WO 97/30784-A1에는 화합물의 합성을 위한 미세반응기가 개시되어 있다. 아크포리에이 (Akporiaye, D.E.), 달(Dahl, I.M.), 칼손 (Karlsson, A.) 및 웬델보 (Wendelbo, R.)등의 문헌[Angew Chem. Int. Ed. 1998, 37, 609-611]에는 제올라이트의 열수 합성에 대한 조합적 접근법을 개시하고 있으며, 문헌 WO 98/36826-A1을 참조한다. 다른 예로는 US-A-5609826, US-A-5792431, US-A-5746982 및 US-A-5785927 및 WO 96/11878-A1를 들 수 있다.

보다 최근에는, 촉매 시험에 조합적 접근법을 응용하여 시험 공정을 개선하려는 시도가 있었다. 예를 들면, WO 97/32208-A1에서는 상이한 촉매들을 다중셀 용기에 넣는 것을 교시하고 있다. 용기의 각 셀에서 일어나는 반응은 반응 과정 중 각각의 조합에 의해 방출 또는 흡수되는 열을 관측하고(하거나) 생성물 또는 반응물을 분석함으로써 측정하여 촉매의 활성을 결정한다. 열적 영상화는 촉매 시험법에 대한 다른 조합적 접근법의 일부로서 사용되었다. 홀트워드 (Holzwarth, A.), 슈모트 (Schmodt, H.), 마이어 (Maier, W.F.)의 문헌[Angew. Chem. Int. Ed., 1998, 37, 2644-2647] 및 바인 (Bein, T.)의 문헌[Angew. Chem. Int. Ed., 1999, 38, 323-326]을 참조한다. 열적 영상화가 촉매의 활성에 대한 어느 정도의 반-정량적인 정보를 얻는 수단이기는 하지만, 촉매의 선택성에 대해서는 어떠한 정보도 제공하지 않는다.

고속-처리 촉매 시험에 있어서 반응 생성물에 관한 정보를 얻기 위한 몇가지의 시도가 센캄 (Senkam, S.M.)의 문헌[Nature, July 1998, 384(23), 350-353]에 기재되어 있고, 이 문헌에서는 레이저-유발식 공명-증대 다중광자 이온화를 이용하여 각각의 고정 촉매 부위로부터 가스의 흐름을 분석하였다. 유사하게, 콩 (Cong,P.), 두렌 (Doolen, R.D.), 판 (Fan, Q.), 지아퀸타 (Giaquinta, D.M.), 구안 (Guan, S.), 맥파랜드 (McFarland, E.W.), 푸제리 (Poojary, D.M.), 셀프 (Self, K.), 터너 (Turner, H.W.), 웨인버그 (Weinberg, W.H.)의 문헌[Angew Chem. Int. Ed. 1999, 38, 484-488]에서는 가스 전달/제거 및 샘플링을 위한 동심원 형태의 관이 달린 탐침기의 사용을 교시하고 있다. 시험중인 고정층만이 반응물 스트림에 노출되며, 잉여 반응물은 감압 제거된다. 시험 촉매의 단일 고정층을 가열하고 촉매 바로 위의 가스 혼합물을 샘플링하여 질량 분광기로 보낸다.

촉매의 활성을 평가하는데 조합 화학이 이용되고 있다. 라이브러리 중의 촉매들의 상대 활성을 결정하는데 초점을 맞춘 시도가 있었다. 클라인 (Klein, J.), 레만 (Lehmann, C.W.), 슈미트 (Schmidt, H.), 마이어 (Maier, W.F.)의 문헌[Angew Chem. Int. Ed. 1998, 37, 3369-3372] 및 테일러 (Taylor, S.J.), 모르켄 (Morken, J.P.)의 문헌[Science, April 1998, 280(10), 267-270] 및 WO 99/34206-A1을 참조. 촉매의 선택성을 비롯한 얻으려는 정보를 확장하려는 경우도 있었다. WO 99/19724-A1에서는 잠재적 촉매의 시험 부위를 반응물 스트림과 접촉시켜 생성물 플럼 (plume)을 형성함으로써 어드레스할 수 있는 시험 부위를 갖는 촉매 라이브러리의 활성 및 선택성에 대한 선별 방법을 개시하고 있다. 생성물 플럼은 광이온 및 광전자를 촉진하는 에너지 수준의 조사선을 통과시켜 광이온 및 광전자를 미세전극 수집에 의해 검출함으로써 선별된다. WO 98/07026-A1에서는 반응 혼합물을 반응 중에 분광 분석법을 사용하여 분석하는 미니어쳐 반응기를 개시하고 있다. 몇몇 상업 공정은 모든 반응기의 생성물이 단일 생성물 스트림으로 합해지는 다중평행 반응기를 사용하여 작동된다. 문헌[US-A-5304354 및 US-A-5489726]을 참고.

본 발명자들은 촉매의 조합 평가에 있어서의 사용에 특히 적합한 반응기를 개발하였다. 다중 반응기는 여러 촉매의 동시 평가를 위한 소정 배열로 용이하게 조립할 수 있다. 다중 반응기의 웰 (well)은 단일한 블럭으로 통합하고, 다중 반응기의 반응기 삽입부는 단일한 상판으로 통합하여 소정 배열의 다중 반응기의 취급 및 조립을 용이하게 할 수 있다.

도 1은 바람직한 반응기의 분해 조립 측면도이다.

도 2는 바람직한 반응기의 슬리브의 단부도이다.

도 3은 바람직한 반응기의 슬리브의 하단부의 확대도이다.

도 4는 바람직한 반응기의 조립 측면도이다.

도 5는 다수개의 바람직한 반응기의 분해 조립 측면도이다.

도 6은 다수개의 바람직한 반응기의 조립 측면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2: 웰, 하형 (bottom)

4: 폐쇄 단부

6, 16: 개방 단부

8: 플랜지

10, 28: O-링

12: 하단부

13, 20: 홈

14: 슬리브

18: 프릿

22: 반응기 삽입부, 상형 (top)

24: 유체 투과성 단부

26: 플랜지 단부

30, 32: 유체 도관

34: 열전대 온도계

36: 챔버

38: 반응 영역

40: 중공

42: 유도관

48: 가열기

50: 용매 저장기

52: 샘플링 장치

54: 볼트

<발명의 개요>

본 발명의 목적은

(1) 각각 개방 단부 및 폐쇄 단부가 있으며 다수가 단일한 제1 지지체에 의해 지지되는 다수개의 하형,

(2) 다수개의 용기와 맞물려 다수개의 밀봉된 독립 반응 챔버를 형성하는, 단일한 제2 지지체에 의해 지지되는 다수개의 상형,

(3) 각각 개방 단부 및 유체 투과성 단부를 갖고 용기의 개방 단부가 하형의 개방 단부와 정렬되게 반응 챔버내에 위치하는, 촉매를 담기 위한 다수개의 용기,

(4) 반응 챔버와 유체가 소통되는 다수개의 제1 유체 도관, 및

(5) 반응 챔버와 유체가 소통되는 다수개의 제2 유체 도관

을 갖는 다중 평행 촉매 반응기 어셈블리를 제공하는 것이다. 본 발명의 구체적인 한 실시양태는 하나 이상의 가열기가 다수개의 하형에 인접 위치하여 하형 및 반응챔버를 가열하는 것이다. 본 발명의 또다른 구체적인 실시양태는 하나 이상의 밀봉재를 사용하여 다수개의 하형과 상응하는 다수개의 상형을 맞물리게 하고 임의로는 또다른 밀봉재 또는 밀봉재들로 다수개의 용기와 다수개의 상형을 맞물리게 하여 밀봉된 반응 챔버를 형성하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 다수개의 하형의 모든 개방 단부를 상응하는 다수개의 상형으로 동시에 밀봉하여 다수개의 밀봉된 독립 반응 챔버를 형성하는 장점을 지닌 다중 평행 촉매 반응기 어셈블리를 사용하여 다중 평행 촉매 평가를 수행하는 방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 구체적인 한 실시양태에는 다수개의 하형의 개방 단부로부터 다수개의 상형을 제거함으로써 모든 다수개의 밀봉된 반응 챔버를 동시에 개방하는 것이 포함된다. 본 발명의 또다른 구체적인 실시양태는 촉매가 담긴 다수개의 용기를 다수개의 하형으로부터 제거하는 것이다.

다중 반응기는 여러 상이한 형태를 가질 수 있다. 한가지 배열로는, 각 반응기가 개방 단부 및 폐쇄 단부를 갖는 웰 및 웰의 개방 단부에 보유된 제1 밀봉재를 갖는다. 또한, 반응기는 개방 단부 및 하단부를 갖는 슬리브를 갖는다. 슬리브의 하단부는 웰의 개방 단부 내로 삽입된다. 유체 투과성 구조물은 슬리브의 횡단면에 걸쳐서 슬리브에 부착되고, 따라서 웰의 폐쇄 단부와 슬리브에 부착된 유체 투과성 구조물 사이에 챔버를 형성한다. 또한, 반응기는 유체 투과성 단부 및 제1 및 제2 유체 도관을 포함하는 상단부를 갖는 반응기 삽입부를 갖는다. 반응기의 유체 투과성 단부는 슬리브의 개방 단부에 삽입된다. 반응기 삽입부의 상단부는 제1 밀봉재와 맞물린다. 제1 유체 도관은 챔버와 유체를 소통시키고, 제2 유체 도관은 반응기 삽입부의 유체 투과성 단부와 유체를 소통시킨다. 반응기 삽입부에 부착된 제2 밀봉재는 슬리브와 맞물린다.

<발명의 상세한 설명>

종합적으로 말하자면, 본 발명은 조합 용도에 사용되는 반응기 및 조합 촉매 반응을 수행하기 위한 방법에 관한 것이다. 조합 용도에서, 본 발명의 반응기는 동시에 동등하게 작동하는 소정 배열의 다중 반응기로서 사용된다. 바람직하게는 반응기가 3개의 주요 구성 요소인 (I) 상형 (上型) 또는 반응기 삽입부, (II) 용기 또는 슬리브, 및 (III) 하형 (下型) 또는 웰로 이루어진다. 각 주요 구성 요소는 이러한 용도로 적절하다고 생각되는 재료로 제작할 수 있다. 재료는 구체적인 경우의 온도, 압력 및 화합물에 내구성이 있는 것을 선택한다. 적합한 재료의 예로는 금속 및 이들의 합금, 저급 강철 및 스테인리스 강, 인콜로이 (incolloy), 인코넬 (inconel), 하스텔로이 (hastelloy)와 같은 초-합금, 엔지니어링 플라스틱 및 고온 내열성 플라스틱, 탄화 규소 및 질화 규소와 같은 세라믹, 유리, 및 석영이 포함된다.

바람직한 배열로는, 하형의 개방 단부가 플랜지형인 웰의 형태이다. 웰의 개방 단부의 플랜지는 O-링과 같은 밀봉재를 보유하는데 사용된다. 밀봉재는 반응기 삽입부 (이하 상세하게 논의함)와 맞물리고 웰과 반응기 삽입부사이에 압착 밀봉을 형성하도록 작동한다. 다른 압력 밀봉재로는 VCR, 또는 호퍼 피팅 (hoefer fitting)과 같은 것이 사용될 수 있지만 O-링이 바람직하다. 임의로는, 웰의 측면으로부터 웰의 안쪽으로 부분적으로 연장된 돌출부 (슬리브 (하기 설명됨)를 웰 내에 적절히 배치 보유함)를 가질 수 있다. 돌출부는 웰의 폐쇄 단부에 위치하는데, 이 위치는 슬리브의 하단부 (하기 논의함)가 돌출부상에 놓이는 곳이다. 돌출부는 레지 (ledge), 립 (lip) 또는 선반과 같이 웰의 측면으로부터 웰의 내부로 연장된 다양한 지지 구조 중 어느 것일 수 있다. 그러나, 슬리브는 하기 논의되는 바와 같이 웰 내에서 자립형인 것이 보다 바람직하다.

하형은 바람직하게는 원기둥 형태이지만, 다른 기하학적 형태이어도 무방하다. 예를 들면, 하형의 횡단면은 원, 타원, 직사각형, 다각형, "D"-형 또는 파이 (pie)-형, 근대형, 원뿔등의 형태일 수 있다. 논의의 용이성을 위해, 본 명세서에서 하형은 원기둥 형태를 갖는 것으로 논의한다. 하형은 상단부, 측면 및 하단부를 갖는다. 상단부는 개방되어 있고 하단부는 영구 폐쇄되어 있다. 하형의 바람직한 부피는 약 0.001 cm³내지 약 10 cm³범위이고 0.1 cm³내지 1 cm³이 가장 바람직한 부피이다. 하형의 바람직한 크기는 길이/직경 비율 범위가 약 1 내지 약 20이다. 보다 바람직하게는 하형의 길이/직경 비율이 4보다 크고, 이상적으로는 5 내지 10이다. 하형은 약 10℃ 내지 약 1000℃의 온도를 견딜 수 있는 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 하형은 양호한 열전도성 및 반응 수행시 불활성인 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 다수개의 하형 모두가 동일한 경우가 바람직할 수 있으나 그럴 필요는 없다. 구조물의 기하, 크기, 부피 및 재료는 다수개의 하형 사이에서 다양할 수 있다.

각 하형은 장치의 독립 유니트이거나 독립 부품이지만, 각 하형을 단일한 지지체에 부착시킴으로써 현저한 장점이 달성된다. 모든 하형을 단일한 지지체에 부착시키는 것은 모든 하형이 단일 유니트로 움직일 수 있으면서, 필요에 따라 개별 하형 중 일부 또는 모두를 교환하는 유연성을 유지하는 장점을 제공한다. 예를 들면, 다수개의 하형을 개별적으로 조작하는 것보다 단일한 지지체를 조작할 수 있는 것이 취급 및 조립에 훨씬 더 간편하다. 또한, 조합 용도에 흔히 사용되는 로봇은 단일 트레이를 조작하는 것에 보다 용이하게 적응한다. 또한, 하기에서 보다 상세하게 논의되는 바와 같이, 반응기의 조립은 다중 평행 반응기를 동시에 밀봉하고 형성하는 단일한 단계로 축소된다.

지지체는 임의 개수의 개별 하형을 부착할 수 있다. 예를 들면, 지지체는 6, 8, 12, 24, 48, 96 및 384개의 하형을 부착할 수 있다. 취급의 용이성은 이러한 지지체의 장점 중 하나일 뿐이고, 유연성은 또다른 장점이다. 임의의 소정 용도에서, 지지체의 최대 용량이 사용될 필요는 없으며, 즉 24개의 하형을 지지할 수 있는 지지체는 단지 2개의 하형을 지지하는데 사용할 수 있다. 이 시스템은 사용시 지지체에 하형을 간단하게 넣거나 제거함으로써 하형의 개수를 용이하게 변경한다는 점에서 매우 유연한 시스템이다. 유사하게, 다수개의 하형 중 하나가 마모되거나 손상을 입으면, 그와 같은 하나의 하형을 다수개 중의 다른 하형의 교체없이 독립적으로 교체할 수 있다.

하형 그자체로서, 지지체는 동일한 재료 및 추가로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에테르에테르 케톤과 같은 저온 내열성 플라스틱으로 구성될 수 있다. 지지체는 임의 개수의 기하 패턴 (바람직하게는 격자 패턴)으로 용기를 부착할 수있다. 지지체는 통상적으로 사용되는 마이크로타이터 (microtiter) 트레이의 치수와 유사한 치수인 것이 바람직하다. 지지체는 약 10℃ 내지 약 1000℃ 범위의 온도를 견딜 수 있는 재료로 구성되는 것이 바람직하고, 지지체는 약 300℃ 내지 약 1000℃ 범위의 온도를 견디는 것이 요구될 수 있다.

본 발명의 다중 평행 촉매 반응기 어셈블리는 임의로는 하나 이상의 하형의 적어도 일부를 가열하는 하나 이상의 가열기를 포함할 수 있다. 많은 반응에서, 반응 중 사용되는 촉매는 목적하는 온도 범위로 가열되어야만 한다. 다수개의 하형은 하나의 유니트로서 또는 개별적으로 가열될 수 있다. 모든 가열된 하형이 동일한 온도로 가열되거나, 또는 상이한 개별 하형이 상이한 온도로 가열될 수 있다. 가열된 하형의 일부는 통상 촉매 (하기 논의함)의 위치에 가장 근접한 부분이고, 통상적으로 하형의 폐쇄 단부가 가열되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 다중 평행 촉매 반응기는 다수개의 하형에 상응하는 다수개의 상형을 포함한다. 상형은 하형의 개방 단부와 맞물려 밀봉된 반응 챔버를 형성한다. 따라서, 다수개의 각 하형에 대하여 상응하는 상형이 반드시 있어야 한다. 하형과 마찬가지로, 상형은 상기한 재료 및 추가로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에테르에테르 케톤과 같은 저온 내열성 플라스틱으로 구성될 수 있다. 상형은 10℃ 내지 약 1000℃의 온도를 견디는 것이 요구되지만, 바람직한 온도 범위에는 약 10℃ 내지 약 350℃의 온도가 포함된다. 다수개의 각 상형이 동일한 재료로 구성되는 것이 바람직하지만, 필수적인 것은 아니다. 유사하게, 어떤 용도에서는 다수개의 상형이 상응하는 다수개의 하형과 동일한 재료로 이루어지는 것이 바람직하지만, 필수적인 것은 아니다. 예를 들면, 하형의 폐쇄 단부만이 가열될 경우, 내열성 재료를 하형의 제조에 사용할 수 있고, 비내열성 재료를 상응하는 상형의 제조에 사용할 수 있다. 하형의 길이는 상형의 제조에 보다 낮은 내열 온도의 재료가 사용될 수 있도록 상형이 하형의 폐쇄 단부에서 사용되는 가열기에 의해 영향을 받지 않게 하기에 충분한 것이 바람직하다.

상형의 전체 형태는 상형이 하형과 적절하게 맞물려 밀봉된 반응 챔버를 형성하도록 상응하는 하형의 형태와 일치하는 것이 바람직하다. 상형은 단지 하형의 개방 단부를 밀봉하도록 형성되거나, 또는 하형의 개방 단부내로 연장되어 반응 챔버를 추가로 한정할 수 있다. 필요에 따라서, 하형과 상형을 맞물려 밀봉된 반응 챔버를 형성하는데 하나 이상의 밀봉재가 사용될 수도 있다. 다수개의 하형과 다수개의 상형을 모두 맞물리는데 하나의 밀봉재가 사용될 수도 있고, 또는 하형 및 그의 상응하는 상형의 세트 각각이 독립적인 밀봉재를 가질 수 있다. 본 발명의 장점은 반응 챔버 중의 촉매가 고온으로 가열될지라도 보다 낮은 온도에서만 기능하는 밀봉재를 사용하여도 무방하다는 것이다. 상기와 같은 경우, 촉매는 하형의 폐쇄 단부 근처에 담겨있고 하형의 폐쇄 단부만이 가열된다. 하형의 길이는 바람직하게는 밀봉재(들)의 위치가 가열기로부터 충분한 거리를 두어 밀봉재(들)이 열에 의해 영향을 받지 않도록 선택된다. 밀봉재가 200℃를 초과하지 않도록 하는 것이 가장 바람직하다.

하형에서와 같이, 각 상형은 장치의 독립 유니트 또는 독립 부품이다. 그러나, 또한 각 상형을 단일한 지지체에 부착시킴으로써 현저한 장점이 달성된다. 손이나 로봇을 이용한 취급 및 조립은 다수개의 하형을 개별적으로 조작하는 것과는 반대로 단일한 지지체를 조작함으로써 간편해진다. 또한, 하기에서 보다 상세하게 논의되는 바와 같이, 반응기의 조립은 다중 평행 반응기를 동시에 밀봉하고 형성하는 단일 단계로 이루어진다.

상형의 지지체는 임의 개수의 개별 상형을 부착할 수 있다. 예를 들면, 6, 8, 12, 24, 48, 96, 384 및 1264개의 상형을 부착할 수 있다. 하형에서와 같이, 취급의 용이성은 이러한 지지체의 장점 중 하나일 뿐이고 유연성은 또다른 장점이다. 임의의 소정 용도에서, 지지체의 최대 용량이 사용될 필요는 없으며, 즉 24개의 상형을 지지할 수 있는 지지체는 단지 2개의 상형을 지지하는데 사용할 수 있다. 이 시스템은 사용시 지지체에 하나 이상의 상형을 간단하게 넣거나 제거함으로써 상형의 수를 용이하게 변경한다는 점에서 매우 유연한 시스템이다. 유사하게, 다수개의 상형 중 하나가 마모되거나 손상을 입으면, 그와 같은 하나의 상형을 다수개 중의 다른 상형의 교체없이 독립적으로 교체할 수 있다.

상형의 지지체는 하형용 지지체와 동일한 재료로 구성될 수 있다. 상형의 지지체는 10℃ 내지 약 1000℃의 온도를 견디는 것이 요구될 수 있지만, 바람직한 온도 범위에는 약 10℃ 내지 약 350℃가 포함된다. 지지체는 배열을 갖는 임의 개수의 기하학적 패턴 (바람직하게는 격자 패턴)으로 상형을 부착할 수 있다. 그러나, 상형의 배열은 각 상형이 그의 상응하는 하형과 맞물려 밀봉된 반응 챔버를 형성할 수 있도록 하는 것이 중요하다. 따라서, 상형의 배열이 하형의 배열과 일치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 또다른 구성 요소는 촉매를 함유하는 다수개의 용기이다. 각 용기는 개방 단부 및 유체 투과성 단부를 갖는다. 촉매는 개방 단부를 통해 용기로 첨가된다. 모든 용기에 동일한 촉매가 들어있거나, 또는 각 개별 용기에 상이한 촉매 또는 상이한 촉매의 혼합물이 담길 수도 있다. 둘 이상의 촉매의 동일한 혼합물을 각각 상이한 상대 성분비로 각 개별 반응기에 담을 수도 있다. 용기는 상형 및 하형에 의해 형성된 밀봉된 반응 챔버내에 위치한다. 용기의 개방 단부는 하형의 개방 단부와 정렬되거나 또는 인접하고 있으며 용기의 유체 투과성 단부는 하형의 폐쇄 단부에 인접하게 배향되어 있다. 용기와 상응하는 상형을 맞물리게 하여 촉매 영역을 형성하는데 하나 이상의 밀봉재를 사용할 수 있다. 밀봉재는 촉매를 용기내에 담고 사용하기에 적절한 경로로 유체가 이동하도록 유도하는 것을 보조한다. 또한, 가열기가 사용될 경우, 상형과 용기를 맞물리게 하는 밀봉재가 그들의 유용 온도를 초과하지 않게끔 가열기로부터 충분한 거리를 갖도록 하는 크기의 하형과 용기가 바람직하다. 밀봉재가 200℃를 초과하지 않게 하는 것이 가장 바람직하다.

용기는 하형에 대하여 상기한 바와 같이 임의의 형태일 수 있고 하형 또는 상형에 대하여 상기한 바와 같이 임의의 물질로 이루어질 수 있다. 용기는 하형과 전체 형태가 동일하고, 하형과 동일한 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 유체 투과성 단부는 미세다공성 봉쇄 장치와 같이, 고체 입자는 보유하면서 가스 또는 액체는 통과시키는 임의의 재료로 제작될 수 있는 촉매의 유동을 제한 또는 배제하는 구조를 포함할 수 있다. 미세다공성 봉쇄 장치는 용기의 유체 투과성 단부에또는 그 근처에 부착되고 용기의 횡단면, 또는 내경을 따라서 연장된다. 일례로는 프릿 (frit), 멤브레인 또는 미세 메쉬 스크린이 포함된다. 적절한 프릿에는 소결 금속, 유리, 소결 유리 및 라니 금속이 포함된다. 적절한 멤브레인에는 전자결합 필름 및 에칭된 합금 필름이 포함된다. 미세다공성 봉쇄 장치로는 프릿이 바람직하고 용기의 횡단면을 가능한 한 넓게 덮는 프릿이 바람직하며, 실제로 용기 횡단면을 100% 가까이 덮는 프릿이 가장 바람직하다. 프릿을 통과한 후에 유체가 잘 분산되도록 작은 통로를 갖는 프릿이 가장 바람직하다. 용기의 상형, 측면 및 용기의 유체 투과성 단면의 미세다공성 봉쇄 장치에 의해 한정된 공간의 내부 부피가 촉매 영역이고, 고상 촉매 입자가 담긴다.

대분분의 촉매 반응에서처럼, 1종 이상의 반응물을 첨가하여 촉매와 접촉시키고 반응 혼합물을 형성하는 것이 필요하다. 이어서, 통상적으로 분석을 위해 유출물을 회수한다. 따라서, 본 발명의 다수개의 반응 챔버 각각은 둘 이상의 유체 도관과 유체가 소통되며, 즉 하나의 도관으로는 유체 반응물을 첨가하고 다른 하나의 도관으로는 생성된 유출물을 회수한다. 두 유체 도관은 상형 또는 그 상형에 대한 지지체에 연결되어 반응 챔버와 유체를 소통할 수 있거나, 또는 두 유체 도관이 하형 또는 그 하형에 대한 지지체에 연결되어 반응 챔버와 유체를 소통할 수도 있다. 별법으로, 한 유체 도관은 상형 또는 그 상형에 대한 지지체에 반응 챔버와 유체를 소통되게 연결되고, 다른 유체 도관은 하형 또는 그 하형에 대한 지지체에 반응 챔버와 유체가 소통되게 연결될 수 있다. 어떠한 특정 용도에서는 두 유체 도관이 모두 상형 또는 그 상형에 대한 지지체에 연결되는 것이 바람직할 수 있다.두 유체 도관이 모두 상형 또는 그 상형에 대한 지지체에 연결되는 경우의 한 가지 장점은 장치의 전체 조립을 간단화하고, 따라서 장치의 사용을 용이하게 한다. 하기 논의된 바와 같이, 주요 구성요소의 어셈블리는 유체 도관이 장치의 동일 측면에 모두 위치할 때 간단해질 수 있다. 또한, 장치의 동일 측면상에 모든 유체 도관이 위치함으로써 본 발명의 장치를 다른 장치에 장착하는 것도 간단하게 된다. 예를 들면, 조립된 장치의 하형의 폐쇄 단부를 가열기에 장착하는 것은 모든 도관이 장치의 동일 측면상에 위치할 때 간단하게 된다.

반응물의 주입구용 유체 도관은 반응물의 유체가 반응 챔버로 들어가고, 용기의 유체 투과성 단부를 통과하여 촉매 영역으로 들어가서 촉매와 접촉하도록 위치한다. 유출물의 회수를 위한 유체 도관은 유출물이 반응물의 흐름을 방해하지 않고 촉매 영역으로부터 회수되도록 위치한다. 또한, 밀봉재는 적절한 방향으로 유체 흐름을 제어하는데 도움을 준다.

유체 도관은 고상 촉매 입자가 유출물과 함께 제거되지 않게 하는 구조물을 더 포함할 수 있다. 유체가 용기의 유체 투과성 단부를 통해 용기로 흐르는 경우, 촉매의 유동을 제한 또는 배제하는 추가의 유체 투과성 구조물을 촉매의 아래쪽 어느 곳에 배치하여 유출물과 함께 제거되는 것을 방지할 수 있다. 추가의 유체 투과성 구조물은 용기, 또는 도관 중 하나에 대한 주입구를 포함하는 유출물 유동 경로 중 어느 곳에 위치한 미세다공성 구조일 수 있다.

불균일 촉매의 경우에는, 용기내에 고상 촉매 입자를 첨가 또는 제거하기 위해서 반응기를 열 수 있어야 한다. 촉매 입자를 꺼낼 수도 있고, 또는 더욱 편리하게는 촉매가 담긴 용기 전체를 꺼내어 평가될 다른 촉매가 담긴 다른 용기와 교체하는 것이 바람직하다. 본 발명의 다중 평행 촉매 반응기 어셈블리는 어셈블리가 용이하게 개방되고 폐쇄될 수 있다는 점에서 현저한 장점을 제공한다. 모든 하형이 단일한 지지체에 부착되고 모든 상형이 단일한 상형 지지체에 부착되므로, 두 개의 반쪽형을 1 단계로 용이하게 폐쇄하여 다수개의 밀봉된 반응 챔버를 형성할 수 있다. 각 반응기를 각각, 순차적으로 하나씩 폐쇄할 필요가 없다. 모든 반응기는 모든 상형을 포함하는 상형 지지체가 모든 하형을 포함하는 상응하는 하형 지지체 위에 정렬되게끔 위치시켜 동시에 폐쇄한다. 반응기가 폐쇄 및 밀봉되면, 반응 챔버와 유체가 소통되는 유체 도관은 반응기를 열지 않고 반응물을 반응 챔버로 공급하고 유출물을 반응 챔버로부터 회수하기 위한 도관을 제공한다. 반응물을 공급하고 생성물을 제거하기 위해 반응기를 다시 개폐하는 것은 필요하지 않다. 반응기는 고상 촉매 입자가 첨가되거나 제거될 필요가 있을 때까지 폐쇄된 채로 유지될 수 있다. 고상 촉매 입자를 첨가하거나 제거하기 위하여 개방될 필요가 있을 때, 모든 상형을 포함하는 상형 지지체를 모든 하형을 포함하는 상응하는 하형 지지체의 위에 정렬되어 있는 것으로부터 떼어냄으로써 모든 반응기를 1 단계로 동시에 개방한다.

상형과 하형의 개방 단부의 정합에 의해 밀봉된 반응 챔버를 유지하기 위한 충분한 밀봉을 제공할 수 있다. 그러나, 경우에 따라서 상형은 잠금 장치에 의해 하형 전체에 위치 고정될 수 있다. 두 지지체를 함께 고정하기 위한 여러 잠금 장치가 당업계에 알려져 있다. 예를 들면, 클램프, 볼트, 프레임 및 스프링이 본 발명에서 성공적으로 사용될 수 있는, 공지된 모든 잠금 장치이다.

본 발명의 임의적 구성 요소는 다수개의 열전대 온도계이다. 다수개의 열전대 온도계는 고상 촉매 입자의 온도를 측정하기 위해서 반응 챔버내로 연장된다. 열전대 온도계가 보다 직접적으로 촉매 영역과 유체가 소통되는 유체 도관을 통해서 촉매 영역 내로 연장되는 것이 바람직하다.

바람직한 실시양태에서, 상형은 슬리브 형태 용기내로 삽입되고 다시 웰내로 삽입되는 반응기 삽입부의 형태를 갖는다. 조립된 반응기에서, 슬리브는 반응기 삽입부와 웰 사이에 위치한다.

슬리브 형태 용기는 상단부, 측면 및 하단부를 갖는다. 슬리브의 상단부 및 하단부는 개방되어 있다. 미세다공성 봉쇄 장치는 슬리브의 하단부에 또는 그 근처에 부착되어 있고 슬리브의 횡단면 또는 내부 직경에 걸쳐 연장된다. 슬리브의 상부, 슬리브의 측면 및 슬리브에 부착된 미세다공성 봉쇄 장치에 의해 한정된 공간의 내부 부피는 반응 영역이고 고상 촉매 입자가 담긴다.

슬리브의 외경은 슬리브가 웰에 삽입되도록 웰의 내경보다 작다. 본 발명의 한 실시양태에서, 슬리브의 길이는 슬리브의 하단부와 웰의 하단부 사이에 챔버가 형성되도록 웰의 길이보다 짧다. 슬리브의 길이는 웰의 길이의 70% 내지 95%인 것이 바람직하다. 본 발명의 또다른 바람직한 실시양태에서, 슬리브는 웰의 전체 길이에 연장되어 있고 슬리브의 하단부는 웰의 하단부 상에 놓인다. 이 실시양태에서, 미세다공성 봉쇄 장치는 슬리브의 하단부에 근접하여 위치하지만 하단부에 위치하지 않는다. 또한, 이 실시양태에서는 슬리브의 측면을 그의 하단부에서, 슬리브의 하단부가 웰의 하단부에 놓이기 때문에 유체가 유동할 수 있는 통로를 형성하도록 일부분을 떼어낸다. 예를 들면, 슬리브의 하단부는 릿지 (ridge)를 갖거나, 또는 가리비 모양 또는 홈을 만들 수 있다.

슬리브 및 웰은, 슬리브가 웰로 삽입되고 슬리브의 외부 표면 및 웰의 내부 표면이 유체가 유동할 수 있는 채널을 형성하는 크기로 제조된다. 슬리브의 외부 표면 또는 웰의 내부 표면 중 어느 것이, 또는 모두가 슬리브를 웰에 삽입할 때 채널을 형성하는 홈을 형성하는 것이 바람직하다. 홈은 슬리브의 길이 방향으로 나란하게 뻗어나가거나, 나선형으로 슬리브의 주위를 따라가거나, 또는 파형 패턴을 형성할 수 있다. 홈에 의해 형성된 채널은 슬리브의 한 단부에서 다른 단부로 유체가 유동하는 통로를 제공한다.

슬리브는 바람직하게는 슬리브의 외부 표면의 일부가 웰의 내부 표면과 접촉, 유지되는 크기로 제조되고 홈이 형성된다. 상기 접촉은 웰로부터 슬리브로의 양호한 열전달을 위한 것이다. 많은 반응이 열을 필요로 하고, 웰로부터 슬리브로의 양호한 열전달은 슬리브로 한정된 반응 영역과 반응 영역 내의 촉매를 가열하기 위한 한 방법을 제공한다. 통상적으로 반응 영역에 도입하기 전에 반응물을 예비 가열하는 것이 바람직하고, 웰과 슬리브 사이의 양호한 열전달은 반응물이 채널을 통해 유동하는 유체와 함께 통과하기 때문에 반응물이 예비가열되는 기회를 제공한다. 홈으로 선택된 패턴은 반응물에 요구되는 예비가열 정도 및 구체적인 관련 반응에 따라 다양해질 수 있다.

반응기 삽입부는 슬리브 내로 삽입된다. 또한, 상형에서의 반응기 삽입부형태는 외단부, 측면, 및 유체 투과성 부분을 포함하는 하단부 또는 측벽을 갖는다. 반응기 삽입부의 외부 직경은 반응기 삽입부가 슬리브에 삽입되도록 슬리브의 내부 직경보다 작다. 반응기 삽입부의 길이는 반응 영역이 반응기 삽입부의 하단부와 슬리브에 부착된 유체 투과성 구조물 사이에 형성되도록 슬리브의 상부에서 슬리브에 부착된 유체 투과성 구조물까지 측정된 슬리브의 길이보다 작다. 고상 촉매 입자는 반응 영역내에 유지된다. 반응기 삽입부의 길이는 슬리브의 상부에서 슬리브에 부착된 유체 투과성 구조물까지 측정된 슬리브의 길이의 5% 내지 70%인 것이 바람직하다.

상기 언급한 바와 같이, 반응기 삽입부의 하단부 또는 측면은 적어도 유체에 투과성인 부분을 포함한다. 유체 투과성인 부분은 가스 또는 액체를 통과시키면서 고상 입자는 배제하는 임의의 재료일 수 있다. 예로는 슬리브에 대한 상기한 바와 같은 프릿 또는 멤브레인이 포함된다. 프릿은 반응기 삽입부의 하형의 투과성 부분용으로 바람직하고, 프릿이 반응기 삽입부의 하형의 20 내지 90%를 덮는 것이 바람직하고, 반응기 삽입부의 하형의 90%를 초과하는 것이 가장 바람직하다. 반응기 삽입부의 내부는 반응기 삽입부의 한 단부에서 다른 단부로 유체가 유동할 수 있는 통로를 형성한다. 예를 들면, 반응기 삽입부의 하단부의 투과성 부분을 통해 투과하는 유체는 반응기 삽입부의 상단부를 통과하고 반응기 삽입부의 상단부에 있는 유체 도관을 경유하여 반응기에서 배출된다. 촉매 입자는 반응기 삽입부의 하단부의 투과성 부분을 통과할 수 없고 따라서 반응 영역내에 보유된다.

반응기 삽입부의 상단부는 플랜지형인 것이 바람직하다. 반응기 삽입부의플랜지 부분은 웰의 플랜지에 의해 보유되는 O-링 밀봉재와 맞물려 반응기 삽입부와 웰사이에 O-링을 통하여 압착 밀봉을 형성한다. 반응기 삽입부에는 슬리브와 맞물려 반응기 삽입부와 슬리브 사이에 압착 밀봉을 형성하는 밀봉재가 추가로 구비된다.

임의로는, 반응기 삽입부에 열전대 온도계를 장착할 수 있다. 열전대 온도계는 반응기 삽입부의 상부로부터 반응기 삽입부의 내부 통로를 통해서 반응기 삽입부의 하형을 통해 반응 영역내까지 연장될 수 있다. 열전대 온도계는 반응 영역에서 반응이 발생하는 온도에 대한 정확한 측정값을 제공한다. 열전대 온도계가 유도관내에 하우징되고 반응기 삽입부의 상부로부터 반응기 삽입부의 내부 통로를 통해서 반응기 삽입부의 하형을 통해 반응 영역까지 연장되는 것이 바람직하다. 상단부 및 하단부가 모두 뚫려있는 유도관은 열전대 온도계를 용이하게 삽입 또는 제거할 수 있다.

한 유체 도관은 통상적으로 반응기 삽입부의 상단부에 위치한다. 제2 유체 도관의 바람직한 위치는 도관이 반응기 삽입부의 플랜지를 통과하고 반응기 삽입부의 플랜지와 웰의 플랜지 사이의 소정 용적의 공간으로 유체를 유도하는 것이다. 별법으로, 제2 유체 도관은 웰의 측면을 통과하여 슬리브와 웰에 의해 형성된 채널 안으로 또는 채널 밖으로 유체가 유동하는 통로를 제공한다. 본 발명의 구체적인 실시양태로, 제1 또는 제2 유체 도관 중 어느 하나가 반응물 저장기와 유체가 소통된다. 유사하게는, 반응물 저장기와 유체가 소통되지 않는 유체 도관은 반응기에서 배출되는 유출물을 샘플링하는데 사용되는 샘플링 장치와 유체가 소통될 수 있다.

상기한 바람직한 반응기는 조합 용도에 성공적으로 사용된다. 여러 반응기의 다수개의 웰은 래크 (rack) 또는 트레이 (상기함)와 같은 단일한 지지체에 부착되는 것이 바람직하다. 또한, 다수개의 반응기 삽입부가 바람직하게는 상판과 같은 단일한 지지체에 부착된다. 조합 용도의 경우, 단일 상판은 다수개의 웰을 포함하는 단일 래크와 맞물려 다수개의 개별 반응기를 형성한다. 그러나, 슬리브는 개별적으로 이동할 수 있는 것이 바람직하다. 반응기 슬리브는 상이한 촉매의 합성에 사용할 수 있고, 슬리브를 여전히 촉매가 담긴 채로 상기한 바와 같이 웰에 삽입한다. 이 방법의 장점은 촉매가 합성 시점으로부터 시험 전공정에 걸쳐 슬리브 내에 잔류하기 때문에 촉매 전달 단계가 배제된다는 것이다. 다중 반응기 각각과 유체가 소통되는 동일한 반응물 저장기를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 반응기의 분해 조립 측면도인 도 1에서, 웰 (2)는 폐쇄 단부 (4) 및 개방 단부 (6)를 갖는다. 개방 단부 (6)은 O-링 (10)을 부착한 플랜지 (8)을 갖는다. 슬리브 (14)는 개방 단부 (16) 및 하단부 (12)를 갖는다. 하단부 (12) 가까이에 프릿 (18)이 존재한다. 슬리브 (14)의 벽의 일부를 제거하여 슬리브 (14)의 단부도인 도 2에 나타낸 바와 같이 홈 (20)을 형성한다. 슬리브 (14)의 하단부 (12)는 슬리브를 떼어내어 슬리브 (14)의 하단부 (12)의 외부 측면도인 도 3에 나타낸 바와 같이 릿지를 형성한다. 반응기 삽입부 (22)는 중공 (40)을 통해 유체 도관 (30)과 유체가 통하는 유체 투과성 단부 (24)를 갖는다. 반응기 삽입부 (22)는 플랜지 단부 (26), 유체 도관 (32) 및 O-링 (28)을 갖는다. 온도계 (34)는유도관 (42)를 통해 차례로 반응기 삽입부 (22)를 지나 그리고 반응기 삽입부 (22)의 유체 투과성 단부 (24)를 넘어서 연장된다. 도 4를 참조하여, 슬리브 (14)의 하단부 (12)는 웰 (2)의 개방 단부 (6)으로 삽입되고, 슬리브 (14)의 하단부 (12)는 웰 (2)의 폐쇄 단부 (4) 상에 놓인다. 반응기 삽입부 (22)의 유체 투과성 단부 (24)를 슬리브 (14)의 개방 단부 (16)에 삽입한다. 반응 영역 (38)은 반응기 삽입부 (22)의 유체 투과성 단부 (24)와 슬리브 (14)의 프릿 (18) 사이에 형성된다. 촉매는 반응 영역 (38) 내에 담긴다. 웰 (2)의 폐쇄 단부 (4)와 슬리브 (14)의 프릿 (18)에 의해 챔버 (36)가 형성된다. 반응기 삽입부 (22)의 플랜지 단부 (26)은 웰 (2)의 플랜지 (8)에 부착된 O-링과 맞물려 압착 밀봉된다. 반응기 삽입부 (22)의 O-링은 슬리브 (14)와 맞물려 압착 밀봉시킨다.

유체는 도관 (32)를 경유하여 반응기로 들어간다. 슬리브 (14)의 홈 (20)은 웰 (2)과 함께 도관 (32)으로부터 유체가 홈 (20)과 홈 (13)을 통해 웰 (2)의 폐쇄 단부 (4) 및 슬리브 (14)의 프릿 (18)에 의해 형성된 챔버 (36)으로 유동할 수 있는 통로를 형성한다. 유체는 슬리브 (14)의 유체 투과성 프릿 (18)을 통과하고 반응 영역 (38)로 들어가 촉매와 접촉한다. 유체의 유속은 구체적인 필요에 따라 촉매의 유동층 또는 촉매의 고정층을 제공하는 소정의 속도일 수 있다. 열전대 온도계 (34)를 사용하여 반응 영역 (38)의 온도를 정확하게 측정한다. 반응 영역 (38)에서 촉매와 접촉한 후, 유체는 반응기 삽입부 (22)의 유체 투과성 단부 (24)를 통과하고 중공 (40)을 통해 유체 도관 (30)을 경유하여 반응기로부터 제거된다.

별법으로, 유체는 유체 도관 (30)을 경유하여 반응기에 도입될 수 있다. 유체는 반응기 삽입부 (22)의 중공 (40)을 통과하고 반응기 삽입부 (22)의 유체 투과성 단부 (24)를 통해 반응 영역 (38)로 들어간다. 이러한 경로로 유체가 흐르는 경우는 촉매가 고정층으로 유지되는 정도의 유속이 바람직하다. 반응 영역 (38)에서 촉매와 접촉한 후, 유체는 슬리브 (14)의 프릿 (18)을 통과하고 챔버 (36)로 들어간다. 이어서, 유체는 웰 (2)과 슬리브 (14)의 홈 (20, 13)에 의해 형성된 통로를 통해 웰 (2)의 개방 플랜지 단부 (6)으로 유동한다. 유체는 유체 도관 (32)를 경유하여 반응기를 빠져나간다.

도 5는 웰 (2), 슬리브 (14) 및 반응기 삽입부 (22)를 갖는 반응기 배열의 분해 조립 측면도이다. 웰 (2)는 O-링이 있는 것 등을 비롯하여 상기한 바와 같다. 다만, 다수개의 웰 (2)가 지지체 (44)에 부착되어 있다. 슬리브 (14)는 프릿 (18)을 부착한 것 등을 비롯하여 상기한 바와 같다. 반응기 삽입부 (22)는 상기한 바와 같이 유체가 유체 도관 (30)과 소통하는 유체 투과성 단부 (24), 유도관 (42)를 통해 연장되어 있는 열전대 온도계 (34), 유체 도관 (32) 및 O-링 (28)등이 구비되어 있다. 반응기 삽입부 (22)는 상판 (46)에 부착된다.

도 6을 참조하면, 슬리브 (14)가 웰 (2)에 삽입되어 있다. 반응기 삽입부 (22)의 유체 투과성 단부 (24)는 슬리브 (14)에 삽입되어 있다. 반응 영역 (38)은 반응기 삽입부 (22)의 유체 투과성 단부 (24)와 슬리브 (14)의 프릿 (18) 사이에 형성된다. 촉매는 반응 영역 (38)내에 보유된다. 챔버 (36)은 웰 (2)과 슬리브 (14)의 프릿 (18)에 의해 형성된다. 반응기 삽입부 (22)는 웰 (2)에 부착된 O-링과 맞물려 압착 밀봉된다. 반응기 삽입부 (22)의 O-링 (28)은 슬리브 (14)와 맞물려 압착 밀봉시킨다. 가열기 (48)은 웰 (2)과 반응 영역 (38)에 인접하여 위치한다. 유체 도관 (32)는 용매 저장기 (50)에 연결하고 유체 도관 (30)에는 샘플링 장치 (52)를 장착한다. 다른 실시양태에서, 유체 도관 (30)을 용매 저장기에 연결하고 유체 도관 (32)에 샘플링 장치를 장착하여도 무방하다. 상형 및 하형 지지체를 고정하는 잠금 부재로 볼트 (54)를 사용할 수도 있다.

본 발명의 다중 반응기는 여러 촉매를 동시에 평가하기 위한 소정의 배열로 용이하게 조립할 수 있다. 다중 반응기의 웰을 단일한 블럭으로 통합하고, 다중 반응기의 반응기 삽입부를 단일한 상판으로 통합함으로써 소정 배열의 다중 반응기의 취급 및 조립이 용이해진다.

Claims (13)

1. a) 각각 폐쇄 단부 (4) 및 개방 단부 (6)가 있으며 다수가 단일한 제1 지지체에 의해 지지되는 다수개의 하형 (bottom) (2),

   b) 상기 다수개의 하형 (2)의 개방 단부 (6)와 함께 다수개의 독립 반응 챔버 (38)를 형성하는, 단일한 제2 지지체에 의해 지지되는 다수개의 상형 (top) (22),

   c) 각각 촉매의 유동을 제한하는 유체 투과성 단부 (18) 및 개방 단부 (16)가 있으며, 각각의 유체 투과성 단부가 상기 하형 (2)의 상기 개방 단부 (6)을 통해 상기 독립 반응 챔버 (38)내로 연장되어 있는, 촉매를 담기 위한 다수개의 용기 (14),

   d) 다수개의 반응 챔버 (38)과 유체가 소통되는 다수개의 제1 유체 도관 (30, 32), 및

   e) 다수개의 반응 챔버 (38)과 유체가 소통되는 다수개의 제2 유체 도관 (30, 32)

   를 포함하는 다중 평행 촉매 반응기 어셈블리.
2. 제1항에 있어서, 다수개의 제1 도관 (30, 32)이 다수개의 상형 (22)과 유체가 소통되는 것인 다중 평행 촉매 반응기 어셈블리.
3. 제1항에 있어서, 다수개의 제1 도관 (30, 32)이 다수개의 하형 (2)와 유체가 소통되는 것인 다중 평행 촉매 반응기 어셈블리.
4. 제1항에 있어서, 다수개의 하형 (2)에 인접한 하나 이상의 가열기를 더 포함하며, 상형 (22)가 가열기와 떨어진 위치에서 200℃를 초과하지 않는 온도에서 하형 (2)와 맞물리는 다중 평행 촉매 반응기 어셈블리.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 밀봉재가 하형 (2) 및 상응하는 상형 (22)를 맞물리게 하여 밀봉된 독립 반응 챔버 (38)을 형성하는 다수개의 밀봉재 (10)을 더 포함하며, 용기 (14)와 상응하는 상형 (22) 또는 하형 (2)을 맞물리게 하는 하나 이상의 밀봉재 (28)을 포함하는 다중 평행 촉매 반응기 어셈블리.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기에서 미세다공성 구조 (24)가 개방 단부를 통해 촉매가 흐르는 것을 제한하는 다중 평행 촉매 반응기 어셈블리.
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 각 평행 반응기에서 상기 하형 (2)가 웰 (2)의 개방 단부 (6)에 근접하게 보유된 제1 밀봉재 (10)을 갖는 웰을 포함하고; 상기 용기 (14)는 슬리브 (14)의 횡단면에 적어도 부분적으로 놓여지는 유체 투과성 구조물 (18)을 보유함으로써 유체 투과성 단부를 구비한 슬리브 (14)를 포함하고, 상기 상형 (22)는 유체 투과성 부분 (24)을 갖는 반응기 삽입부 (22) 및 상기 다수개 도관의 제1 (32) 및 제2 (30) 유체 도관을 포함하는 외단부 (25)를 포함하며, 상기 유체 투과성 부분 (24)이 슬리브의 개방 단부 (16)으로 삽입하기에 적합하여 반응 챔버의 적어도 일부를 형성하고; 반응기 삽입부의 상단부 (26)이 제1 밀봉재 (10)과 맞물리고, 제2 밀봉재 (28)은 반응기 삽입부 (22)와 함께 슬리브 (14) 및 삽입부 (22) 사이의 유체의 흐름을 제한하는 다중 평행 촉매 반응기 어셈블리.
8. 제7항에 있어서, 상기 슬리브 (14)의 하단부 및 외측부가 홈형인 다중 평행 촉매 반응기 어셈블리.
9. 제5항 또는 제7항에 있어서, 상기 제1 밀봉재 (10) 및 제2 밀봉재 (28)이 O-링인 다중 평행 촉매 반응기 어셈블리.
10. 제7항에 있어서, 상기 다수개의 웰 (2) 또는 다수개의 반응기 삽입부 (22)가 단일 유니트의 재료로 형성된 것인 다중 평행 촉매 반응기 어셈블리.
11. 제1항에 있어서, 제1 지지체 및 제2 지지체 모두와 맞물리는 잠금 장치를 더 포함하는 다중 평행 촉매 반응기 어셈블리.
12. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 다수개의 반응 챔버내로 연장되어 있는 다수개의 열전대 온도계 (34)를 더 포함하는 다중 평행 촉매 반응기 어셈블리.
13. a) 다수개의 하형 (2)의 개방 단부 (6)을 단일한 제2 지지체로 지지되는 다수개의 상응하는 상형 (22)와 동시 밀봉하여 다수개의 밀봉된 독립 반응 챔버 (각각 다수개의 밀봉된 독립 반응 챔버 하우징 용기 (14)에 촉매가 함유됨)를 형성하는 단계,

    b) 반응물 유체를 각각의 밀봉된 독립 반응 챔버에 동시 도입하여 그 안에 담긴 촉매와 접촉시키고 다수개의 반응 혼합물 (밀봉된 독립 반응 챔버 각각 마다 하나의 반응 혼합물)을 형성하는 단계,

    c) 유출물을 각 독립 반응 챔버로부터 동시 회수하는 단계

    를 포함하는, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 장치를 사용하는 다중 평행 촉매 반응의 수행 방법.