KR900005250B1

KR900005250B1 - 촉매화 화학반응을 수행하고, 촉매작용을 연구하기 위한 방법과 장치

Info

Publication number: KR900005250B1
Application number: KR1019870011913A
Authority: KR
Inventors: 루돌프 에브너 제리; 톰슨 글리브스 죤
Original assignee: 몬산토 캄파니; 아놀드 하베이 콜
Priority date: 1986-10-28
Filing date: 1987-10-26
Publication date: 1990-07-21
Also published as: IL84292A; EP0266334A2; JPH06198161A; DE3787436D1; EP0266334B1; EP0266334A3; DE3787436T2; JPS63126538A; IL84292A0; JPH06281623A; KR880005453A

Abstract

내용 없음.

Description

촉매화 화학반응을 수행하고, 촉매작용을 연구하기 위한 방법과 장치

제1도는 TAPRS의 약도이고,

제2-5도는 TAP실험으로 부터 얻어진 데이타의 예이며, 실시예에서 논의된다.

제6도는 TAPRS의 구체예의 약도이고,

제7도는 TAPRS에 사용되는 초저온성 시일드의 상세도이고,

제8도는 신규한 피드매니훨드와 TAPRS에 유용한 바람직한 반응계를 예시하는 약도이며,

제9도는 피드 매니필드의 금속블록을 가열하기 위한 또 다른 장치를 예시하는 상세도이며,

제10도는 피드가스 입구 도관과 제8도의 피드 매니훨드에 온도조절 도관을 연결하기 위한 바람직한 시스템을 보여 주는 상세도이며,

제11-13도는 TAPRS에 사용되는 또다른 반응계를 예시한다.

제14-28도는 TAP실험에 의하여 얻어진 데이타의 예들이며, 이는 실시예 4에 설명된다.

상응하는 참고 특성들은 도면들의 몇가지 도면에서 상응하는 부분을 나타내준다.

본 발명은 촉매 작용과, 촉매화 화학 반응의 수행 및 연구에 관한 것으로. 특히 불균일 촉매 작용에 관한 것이다.

[발명의 배경]

촉매를 이용한 촉매화 화학반응들은 널리 사용되여 왔으며, 상업적으로도 매우 중요하다.

결론적으로, 새로운 촉매제들의 개발과 촉매화 공정의 개발은 기술발전을 상당한 정도로 이루게 되였다.

새로운 촉매제들과 촉매화 반응 개발은 반응 중간물질. 반응 메카니즘, 촉매 반응에서의 반응물과 생성물들의 흡착과 탈리, 촉매들의 산화와 환원, 촉매독, 촉매 표면상에서의 반응물 농도와 기타등과 같은, 촉매 활성도와 촉에 반응에 포함된 물리적, 화학적 방법에 대한 기초 정보를 얻는데 직면되는 어려움 때문에 방해를 받아 왔다.

고전적으로는, 촉매작용의 화학적 및 물리적 방법에 대한 이런 종류의 기초 정보는 반응의 최종 생성물들의 분석을 통하여 주로 밝혀진다.

반응중간물질의 대부분이 매우 화학적으로 불안정하고, 반응성이 있는 종류이므로, 이를 분리하고 분석하는데 따르는 어려움 때문에, 연구 결론은 최종 생성물에 기초를 두어서 밝혀져 왔다.

반응동안에 반응중간물질의 생성과 소비에 따르는, 이들 반응 중간물질의 동일성을 결정할 수 있으면, 이는 촉매 작용의 이해에 도움을 증가시켜 주며. 촉매제와 촉매 반응의 발전을 상당히 촉진시켜 준다.

반응물질 분자들과 촉매 표면의 상호 작용을 연구하기 위하여 사용된 한가지 방법은 분자 비임 질량 분석법 (molecular beam mass spectrometry)이다.

이 기술에서, 반응물기체(분자비임)분자의 흐름(스트림, Stream)은 촉매물질을 목표로 향하게 되며, 분자비임에 대하여 정위하여 각을 갖게한 목표로 향하게 된다.

반응물질 기체의 분자들은 목표를 공격하게 되며, 이들중의 일부는 반응하여 생성물들과 중간 물질들을 만들고, 또 이들은 목표에서 리바운드되여 벌어진 사이(aperture)방향으로 간다. 리바운드된 분자들의 일부는 구멍 사이를 통과하여 질량분석기의 이온화실로 들어가서, 반응물질, 중간물질, 생성물에 대한 혼합물 분석을 하게 된다.

이 분자 비임 기술에 관한 변화가,조정된 분자 비임 질량 분석법이며, 여기에서 반응기체의 최초 분자비임은 반응기체의 일련의 펄스(pulse)를 만들도록, 회전"초퍼(chopper)"를 지닌것과 같이, 조절된다.

결과적으로, 분석을 위하여 기체의 일련의 펄스는 질량분광기로 들어간다.

이들 분자 비임기술에서, 전체 어셈블리는 밀폐되며, 진공에서 작동된다.

진공은 분자비임을 만들어서 분자흐름(flow)을 이루도록 하기 위하여 필요하며, 또 질량분광기를 작동하기 위해서도 필요하다. 필요한 진공은, 분자들이 촉매목표를 공격하고, 검파기에 리바온드된다는 사실에 따라서, 매우 작은 반응물의 각 분자에 대하여 반응기회의 수를 조절한다. 반응물 기체의 일정 분자와 목표촉매 사이의 충돌 회수는 10 또는 그 미만이며, 반응물 기체의 일정 분자와 다른 기체 분자들 사이의 충돌회수도 10 또는 그 이하이다.

이는 이들 분자 비임 기술이 고도로 반응성이 있는 반응계, 즉, 소수의 반응기회에서도 생성물과 중간물질을 탐지할 수 있는 양이 만들어 질 수 있도록 상당한 반응이 일어나는 계에만 실용적이라는 것을 의미한다.

가장 상업적으로 중요한 촉매화 반응계는 분자 비임 기술로서 이용하기에는 족한 반응성이 없다.

분자 비임 기술로 이용하기에 적합한 촉매는 반응을 기제분자들의 리바운드 방향이 질량 분광기로 향할수 있도록 하기에 족한 표면이 규칙적인 목표로 이루어져야만 한다.

모든 촉매들이 이런 목표로 이루어질 수는 없다.

종래의 기술들은 반응 중간 물질들에 대하여 분리하고 분석하기 위해서 이용되왔다. 한가지 통상적 기술은, 촉매를 포함하고 있는 반응기를 포함하는데, 이는 반응기를 두루두루 비활성 담체기체가 연속적으로 유동한다.

반응물 기체의 펄스는 담체기체내로 주입되고, 촉매를 통하여 운반된다. 생성물 기체가 반응기에 존재하므로, 시료를 취하고, 분석을 한다.

이런 유형의 반응계는 대기압이나 이 근처에서 정상적으로 행해진다.

반응물 기체의 평균분자와 촉매 사이의 충돌회수는 매우 크며. 10⁶이상일 것으로 평가된다. 유사하게, 반응물 기체의 평균분자와 다른 기체 분자들 사이의 충돌 회수는 10⁶이상일 것으로 평가된다.

반응 기회의 수가 크기 때문에, 촉매로 부터 생기는 화학적으로 불안정하고 고도로 반응성이 있는 중간물질들의 수는 매우 작으며, 이는 대개 너무나 작아서 검지할 수도 없다.

본 발명의 방법과 장치는 촉매작용을 연구하기 위한 종전 기술사항에 연관되는 몇가지 문제점을 해결해 준다.

본 발명은 촉매화 화학반응의 화학적으로 불안정하고 고도로 반응성이 있는 반응 중간물질들을 유지하고 검지하며, 촉매화 화학반응에서 방출후 반응물/중간물질/생성물종의 시간서열을 유지하는 것이다.

본 발명의 신규 방법의 실시는 촉매반응에 포함된 흥착/탈리현상. 반응운동 성, 반응 평형에 관한 중요한 정보를 제공하도록 분석될 수 있는 생성물 기체들의 펄스(PUISe)를 생성하도록 한, 온도조절하에서 작동될 수 있는 반응계와 마찬가지로,배급,옷도조절,주입기체의 혼합등을 위한 반응계의 준비가 더 필요하게 된다.

한가지나 그 이상의 공급 물질들이 상온에서 상당히 났은 증기압을 가지는 촉매 반응제의 효과적인 평가를 할 수 있도록 하는 상당한 진공하에서 작동되는 장치에 대해서는 특별한 필요성이 존재한다.

예를들면, 부탄을 산화시켜서 말레인산 우수물로 산화시키는 연구에 있어서, 촉매상에서 말레인산무수물의 분해를 조사하기 위해서는 촉매층에 말레인산무수물을 공급하는 것이 바람직하다. 그러나, 실온에서. 말레인산무수물은 1토르이하의 증기압을 갖으므로, 이런 실험을 핵하는데는 부적당하다. 이 문제를 해결하고, 회피하기 위해서는 말레인산무수물의 증기압이나 다른 저 휘발성 공급울질들의 증기압이 말레인산무수물을 상승된 온도로 가열하므로서 증가되어야 한다.

그러나, 이는 시료용기가 가열되어야 할 뿐만 아니라, 모든 시료공급라인들과 접촉된 밸브부품들이 전부 가열되어야 하기 때문에 특별한 문제를 제기한다.

만약에 이것들이 가열되지 않으면, 증기는 더 냉각된 표면상에서 응축될 것이다.

[발명의 요약]

본 발명의 한가지 중요한 태양은 다음의 a, b, c, d, e, f, g로 구성된 장치이다.

a. 하우징(housing)내에 상당히 진공을 이루도록 장치를 갖춘 밀폐된 하우징;

b. 상술한 하우징내에서, 반응 촉매를 포함하고 있는 반응기내에서 명확한 대역(zone)을 가지는 반응기; 또 이 반응기는 반응물 기체가 상술한 대역을 통과하여 생성물 기체를 만들 수 있도록 구조된 반응기;

c. 반응물 기체의 신속한 펄스를 반응기에 전래하기 위한 장치;

d. 반응기로부터 생성물 기체의 펄스를 회수하기 위한 장치;

e. 상술한 하우징내에서, 생성물 기체의 분자들의 상당히 평행한 통로로 이동되고. 생성물 기체의 확실한 펄스를 만들도록 생성물 기체의 상술한 펄스를 결정하기 위한 장치;

f. 생성물 기체의 상술한 결정된 펄스의 실재 시간 분석을 제공하기 위한 장치;

g. 분석장치에 의한 주사가 생성물 기체의 결정된 펄스의 도달에 일치하도록 상술한 신속한 펄스 전래 장치와 상술한 분석장치의 작용을 통합 조절하기 위한 장치.

본 발명의 또 다른 중요한 태양은 다음의 a.b.c,d로 구성된 방법이다.

a. 상당한 진공하 밀폐된 상태에서, 촉매 대역에 반응물 기체의 매우 신속한 펄스를 유도하고; b. 생성물 기체의 펄스를 만들도록 상술한 촉매 대역을 통하여 상술한 반응을 기체를 통과시키며;

c. 생성물 기체 펄스가 상당히 평행한 통로로 이동되고 생성물 기체의 해소된 펄스(resolved pulse)를 만들도록 생성물 기체의 상술한 쥘스를 해소시키고; d. 실재시간내에서 생성물 기체의 상술한 해소된 펄스를 분석하구 반응물 기체의 상술한 매우 신속한 펄스를 통합 조절하는 방법.

본 발명의 방법은 생성물의 일시분석 법(temporal analysis of products)이나 TAP라고 여기서는 불리워지며, 장치는 생성물 반응계의 일시 분석(temporal analysis of products reaction scheme), 또는 TAPRS라고 여기에서는 불리워질 것이다.

본 발명은 기체펄스가 반응기로 부터 분석장치로 통과될 때 생성물기체 펄스에 의하여 취해진 통로를 둘러 싸고 있는 초저온 표면을 포함하고 있는 전술한 유형의 TAPRS장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 반응물 기체의 유동에 대해서는 반응대역뵉 반응물 기체 혼합실 상부스트링을 포함하는 전술한 유형의 장치에 관한 것이기도하다.

혼합실은 반응대역의 사용 부피에 비하여 작은 공극부피를 가지므로, 반응대역에서의 기체의 잔류시간은 혼합실에서의 기체의 잔류시간보다 상당히 더 길게 된다.

본 발명에 포함된 또 다른 내용은 다수의 기체 스트림을 반응기로 도입하기 위하여 하우징내에서 다양한 장치(다기관, manifold)를 폰함하는 전술한 유형의 장치라는 것이다.

다기관은 기체가 반응기로 향하여 흐를 수 있도록한 다수의 주입통로를 포함하고, 적어도 이들 통로들 중의 하나는 이의 하루 종착점에서 신속히 작동할 수 있게 기체 공급 밸브를 갖어야 한다.

통로들의 하류 종착점은 서로서로 밀접하게 인접해 있어야 한다.

다기관은 다수 통로들의 기체 혼합실 하류를 포함하며. 혼합실은 반응기와 유동 교류관계를 가지며, 반응대역의 사용부피에 비하여 상당히 작은 공극부피를 가지므로서, 혼합실내에서의 반응물 기체들의 잔류시간은 반응대역에서의 잔류시간에 비교했을때 짧다.

본 발명은 상술한 유형의 장치에 관한 것이며, 또 이는 다수의 기체 스트림을 반응기로 전래 도입하기 위한 다기관을 포함하며, 이 다기관은 기체가 반응기로 향하여 흐를 수 있도록 한 다수의 주입 통로를 포함한다.

적어도 이들 통로들 중의 하나는 반응물 기체 스트림을 다기 관으로 전달하기 위한 주입도관과 기체유동 교류관계를 갖는다.

온도 조절 유동체의 유동을 위한 조절도관은 반응물 기체 주입도관과 열 이동 교류관계가 있으므로, 열은 조절 유동체와 주입도관내에 있는 반응물 기체 유동 사이에서 이동될 수 있다.

조절도관은 반응물 기체스트림과 조절 유동체에 열을 공급하기 위하여 그안에 전열기를 포함한다. 통로들의 각각은 이의 하류 종착점에 신속히 작동할 수 있는 기체 공급 밸브를 갖으며, 통로들의 하류 종착점은 서로서로 밀접하게 인접해 있어야 한다.

다수 통로들의 혼합실 하류는 반응기와 기체 유동 교류관계가 있다.

본 발명은 여기에서 정의 된 바와 같은 반응대역을 가지는 반응실을 포함하고 있는 촉매 반응기계에 관한 것이다.

반응대역은 기체상으로 반응기에 공급된 반응물질들의 반응에 촉매제로서의 역할을 하기 위하여 고체 상태 촉매를 포함한다.

이 반응기계는 열 이동유체를 위한 유체유동 통로를 포함하며, 통로에서 열 이동 유체유동으로 부터 반응실의 내용물에 열을 이동하기 위한 장치를 포함하고, 열 이동 유체에 열을 공급하기 위한 열이동 유체 유동통로내에 전열기를 포함한다.

본 발명은 또 앞서 정의된 바와 같은 반응대역을 가지는 반응실을 포함하고 있는 촉매 반응기계에 관한것으로, 반응대역은 기체상으로 반응기에 공급된 반응물질들의 반응에 촉매제로서의 역할을 하기 위한 고체 상태 촉매를 포함한다.

이 반응기계는 반응실의 내용물에 열을 공급하기 위하여 반응실의 외부에 전열기용 소자를 포함하며, 온도 조절 유체의 유동을 위한 도관을 포함하며, 반응실의 내용물과 온도조절 유체사이에서 열의 이동을 위한 장치를 포함한다.

본 발명에 포함되는 또 다른 것은 여기에서 앞서 정의된 바와 같은 반응대역을 가지는 반응실을 포함하고 있는 촉매 반응기계에 관한 것으로, 반응대역은 기체상으로 반응기에 공급된 반응물질들의 반응에 촉매제로서의 역할을 하기 위한 고체 상태 촉매를 포함한다.

이 반응기계는 반응실의 내용물에 열을 공급하기 위하여 반응실의 외부에 전열기용 소자를 포함하며, 가열소자와 반응실의 외부 표면 사이에 반응실을 둘러 싸고 있는 고전도 물질로 된 슬리이브를 포함하며, 열 조절유체의 유동을 위한 도관을 포함하고, 슬리이브와 도관내에서의 온도 조절 유체 사이에서 열의 이동을 위한 장치를 포함한다.

본 발명은 또 다수의 기체 스트림을 기체 처리 시스템으로 도입하기 위한 다기관에 관한 것이다. 매니휠드는 통로를 통하여 기체가 시스템으로 향하여 유동할 수 있게 하는 다수의 주입통로를 포함하며, 각각의 통로들은 이의 하류 종착점에 신속히 작동할 수 있는 기체공급밸브를 갖이며, 통로들의 하류 종착점은 서로 밀접하게 인접되여 있다.

다기관은 다수의 통로들의 기체 혼합실 하류를 포함하며, 혼합실은 기체 처리 시스템의 사용부피에 비하여 적은 공극부퍼를 가지므로서 혼합실내에서의 처리 기체들의 잔류시간은 기체 처리 시스템에 서의 잔류시간에 비교했을때 더 짧다.

본 발명은 다수의 기체 시트림을 기체 처리 시스템으로 도입하기 위한 다기관에 관한 것으로서, 이 다기관은 통로를 통하여 기체가 시스템으로 향하여 유동할 수 있게 하는 다수의 주입통로를 포함하며, 적어도 이 통로들의 한가지는 처러 기체 스트림을 다기 관으로 유도하기 위하여 주입도관과 기체 유동교류관계가 있어야 한다.

온도 조절 유체의 유동을'위한 조절도관은 처리기체 주입도관과 열 이동 교류관계가 있으므로, 열은 조절유체와 주입도관내에서 유동하는 처리기체 사이에서 이동될 수 있다.

조절도관은 처리기체스트림과 조절유체에 열을 공급하기 위하여 도관내에 전열기를 포함한다. 전술한 각 통로들은 이의 하류 종착점에 신속히 작동할 수 있는 기체공급밸브를 갖으며. 이 통로들의 하류 종착점은 서로서로 밀접하게 인접된다. 혼합실은 다수 통로들의 하류이다.

본 발명은 유동하는 저압기체를 가열해 주기 위한 시스템을 포함한다.

이 시스템은 저압기체를 위한 도관을 포함하며. 온도 조절 유체의 유동을 위한 조절용도관을 포함하고, 저압기체주입 도관과 열 이동 교류관계가 있으므로 열은 조절 유체와 주입도관내에서 유동하는 저압기체 사이에서 이동될 수가 있다.

조절도관은 저압기체와 조절유체에 열을 공급하기 위하여 도관내에 전열기를 포함한다.

본 발명은 상당한 진공하에서 밀폐된 촉매대역에서 첫번째 반응물질체의 매우 신속한 펄스를 도입하는 것을 포함하는 방법에 관한 것이다.

첫번째 반응을 기체의 펄스를 도입한 후 매우 짧은 시간 간격내에, 두번째 반응물 기체의 펄스를 촉매대역에 도입 한다.

반응물 기체들의 펄스는 촉매대역을 통하여 통과하면, 생성물 기체의 펄스를 만든다.

생성물 기체의 펄스는 생성물 기체의 해소된 펄스를 만들도록 해소시켜야 하며, 여기에서, 생성을 기체의 분자들은 상당히 평행한 통로로 이동된다.

생성물 기체의 해소된 펄스는 해소된 생성물 펄스의 도착과 일치되는 실제시간에 반복해서 분석되며, 그 것에 의하여 촉매대역을 통하여 반응물 펄스의 기체들의 통과에 관한 시간의 함수로서 단일 생성물 펄스의 다중 분석 결과를 제공한다.

본 발명의 또 다른 관점은, 반응물 기체들이 충전된 촉매대역을 통하여 통과되는 전술한 유형의 방법에 관한 것으로, 해소장치는 조절할 수 있는 개구를 포함하며, 분석은 질량 분광기로서 이루어진다.

본 발명은 상당한 진공하에서 밀봉된 촉매대역에 첫번째 반응물기체의 매우 신속한 일연의 펄스를 전래도입하는 방법에 관한 것이다.

촉매대역에서의 촉매는 응축된 상태에서 두번째 반응물을 포함하며, 이는 첫번째 반응물과의 반응에 의하여 촉매로 부터 이동된다. 일연의 펄스는 상당히 규칙적인 시간 간격으로 도입되며, 일연에서 펄스의 횟수는 촉매대역으로 부터 얻어진 생성물 기체의 조성상에 정량직인 변화를 일으키게 하는 두번째 반응물의 상당한 양의 촉매로 부터 이동하기에 충분하다.

첫째 반응물 기체의 각 펄스는 촉매대역을 통과하여서 생성물 기체의 펄스를 만든다.

생성물 기체들의 각 펄스는 생성물 기체의 일련의 해소된 펄스를 만들도록 해소 해야 하며, 여기에서 생성물 기체의 분자들은 상당히 평행한 통로로 이동된다

각각의 해소된 펄스는 해소된 생성물 펄스의 도착과 일치되는 실제시간내에서 분석된다.

본 발명은 미량기체의 매우 신속한 펄스와 반응물 기체의 매우 신속한 펄스가 상당한 진공하에서 밀폐된 촉매대역으로 도입되는 방법에 관한 것이다.

반응물기체와 미량기체의 펄스는 촉매대역을 통과하여서, 대역의 출구에서 생성물 기체의 펄스와 미량기체의 펄스를 만든다.

생성물 기체의 펄스와 출구 미량기체의 펄스는 해소되며, 해소된 펄스의 각각에서 기체의 분자들은 상당히 평행된 통로로 이동한다.

생성물 기체와 미량기체의 해소된 펄스는 해소된 생성물 펄스와 해소된 미량 기체펄스가 각기 따로 도착과 일치되는 실제시간에서 분석된다.

[발명의 논의]

TAP는 TAPRS의 온도와 진공하에서 기체로서 존재할 수 있는 어떤 다른 반응물이나 어떤 다른 기체들과 함께 사용될 수 있다.

이의 바람직한 태양은, TAP 시스템이 한가지나 그이상의 생성물들이나 반응물들이 통상의 조건하에서 저증기압을 가지는 반응계를 연구하는데 특히 적합하다.

반응물 기체는 단일 성분 일 수도 있고, 다증 성분일 수도 있다. 반응물 기체는 불활성 회석제와도 혼합될 수 있다. 그러나, 불활성 회석제는 자주 필요하지 않으며, 어떤 희석재의 예에서는, 생성물과 중간물질의 분석을 더욱 어렵게 만들 수도 있다.

만일에 반응물기체가 한가지 이상의 성분을 가지거나, 희석제가 사용된다면 촉매대역에 반응물 펄스를 도입하기 이전에 기체들을 혼합시키는 것이 바람직하다.

이는, 저장공급탱크내에서의 혼합 또는 펄스메케니즘 이전이나, 펄스메케니즘과 촉매대역사이에서, 혼합대역의 봉입에 의한 것과 같은 여러가지의 방법들에 의하여 이루어 진다.

혼합대역은 단일한 관형 세그멘트(segment)일 수도 있고, 또는 반응기의 직경에 상응하는 넓은 종단을 가지는 콘(cone)일 수도 있으며, 펄스메케니즘내의 개구에 상응하는 좁은 종단을 갖는 콘일 수도 있다. 이는 소결된 실리카, 탄화 실리콘, 스테인레스스틸, 파이렉스 또는 이와 유사한것, 또는 혼합난류를 만들 수 있는 다른 장치들과 같은 저 표면적을 가지는 불활성 고체입자들로 충전된 배플(baffle)일 수도 있다.

반응물 공급시스템은 반응물들의 매우 신속한 펄스를 발생하기 위한 장치들을 포함한다.

여기에 사용된 용어 반응물 기체의 매우 신속한 펄스(veIn rapid pulse of reactants gas)는 반응을 기체의 불연속 간이 주입이 10밀리세컨드 이하를 지속하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직한 것은 1밀리세킬드 미만이며, 더더욱 바람직한 것은 0.5밀리세컨드를 넘지 않는 것이 가장 바람직하나, 어떤 경우에서는, 펄스가 다소 10밀리세컨드 이상을 지속할 수도 있다. 정상적 기술을 사용하여 5마이크로세컨드 보다 더 짧은 펄스를 얻기는 매우 어렵다.

펄스에 대한 시간은 펄스 커브와 최대치의 중간에서 최대폭으로 측정된다.

반응물 기체의 매우 신속한 펄스는 많은 방법들에 의하여 이루어질수 있으며, 여기에서는 "초퍼(chopper)"로 제한을 두지는 않지만, 예를들면 하나나 그 이상의 세그멘트가 제거된 회전디스크, 반응물 기체의 스트립에서의 회전, 또는 더욱 바람직하게는, 고속 기체 펄프 밸브 등이 포함된 초퍼로 제한하는 것은 아니다. 이 용도를 위해서는 고속밸브가 적합하며, 이는 상업적으로 이용될 수 있다.

이에 적합한 고속 밸브는 개량된 축소형 소레노이드 밸브, 압전밸브, 펄스분자비임 밸브와 반응물 기체의 매우 신속한 펄스를 만들도록 상당히 신속하게 열고 닫히는 기타 다른 밸브 등이 포함된다.

반응물 기체의 매우 신속한 펄스는 단일한 펄스일 슈도 있고 초당 500펄스 이상인 다중의 펄스일 수도 있으며, 어떤 조건하에서는 초당 이보다 더 큰 펄스일 수도 있다. 반응물 기체의 압력과 매우 신속한 펄스의 지속은 조절되므로 각 펄스는 펄스당 10¹⁰-10²¹분자를 포함하는 것이 바람직하여 펄스당 10¹³-10¹⁸분자를 포함하면 더욱 바람직하다.

어떤 조건하에서는, 두가지 반응물 기체들을 따로따로, 동시에 또는 서로 다른 시간에 펄스하는 것이 바람직할 수도 있다. 예를들면, 만일 두가지 기체들이 통상적인 조건하에서 반응을 한다면, 반응의 미완성을 피하기 위하여 이들을 따로따로 펄스하는 것이 바람직하다. 또, 반응을 기체 혼합물의 한가지 성분이 촉매대역을 통하여 매우 빠르게 이동하나, 다단계 반응에서의 후속단계 반응에 참여한다면 반응에서 필요한 시간에 촉매대역에는 이미 존재할 수도 없다.

이 상황에서는, 다른 성분들 보다 다소 늦은 시간에 이 특별한 성분의 펄스를 도입하는 것이 바람직하며, 이런 종류의 다수 펄스를 이루기 위해서는 다수의 펄스장치들이 필요하다. 이중의 펄스나 다수의 펄스 실험은 반응메케니즘을 평가하는데 유용할 수도 있다.

따라서, 예를들면, 만을 반응을 A와 B가 반응을 하여 생성물 C를 만드는 것이 공지되고, 또 다른 실험이 행할 수 있으면, 이들중의 한가지에서, 반응물 B의 펄스는 반응물 A의 펄스의 도입에 연이어서 매우 짧은 시간간격으로 촉매대역으로 도입되어야 하며, 이들중의 또 다른 쪽에서는, 서열이 반대로 된다.

각개 반응물 기체 펄스 사이의 간격은 반응운동론과 반응물들의 탈리 특성에 따라서 광범위하게 변할 수 도 있다.

분석후에, 이 기술들의 각각에 따라서 만들어진 생성물 펄스는 촉매대역을 통한여 반응물 펄스의 기체통과에 관한 시간의 함수로서 단일 생성물 펄스의 다중 분석결과를 만들기 위하여 실제시간에서 반복하여 분석될 수 있다. 따라서, 펄스의 푸로필은 생성기체의 조성과 관련되어 얻어진다.

예를들면, 5의 펄스가 A의 펄스에 연이어서 일어나고, 서열이 반대로 된 다음에도 진행될 때에는. C의 발생은 상당히 더 실질적으로 되며, 이는 기체상 B가 흡착된 A와 반응을 하며, 흡착된 B가 기체상 A와 반응할 경향이 없는 것으로 의미될 수도 있다.

시간변이에 따르는 반응을 유동의 또 다른 형태에서는, A와 같은 단일 반응물질 A는 두번째 반응물질 B가 이미 응축된 상태로. 즉 촉매의 표면상에 흡착되거나, 촉매의 일부로서 화학적으로 결합된 상태로서 존재하고 있는 촉매대역을 통하여 펄스될 수도 있다.

이 방법에서 첫번째 반응물기체의 일연의 매우 신속한 펄스는 상당히 규칙적인 시간 간격으로 촉매대에 도입된다.

생성기체의 해소된 펄스들의 각각은 실제시간 내에서 측정되며, 결과는 시간의 함수로서 비교된다.

펄스는 상당한 기간동안 진행되며, 펄스의 수는 두번째 반응물을 충분한 비율로된 촉매로부터 제거하기 위하여 효과적이며 촉매대로부터 얻어진 생성물 기체의 조성내에서 측정할 수 있는 변화를 초래케 한다.

이런 유형의 데이타로부터, 특별한 반응에 포함된 촉매부위의 성질 및 수와 활성도에 관계되는 정보를 수집할 수 있다.

중간물질들과 부산물들이 TAP분석에 의하여 공지되고, 또는/및 확인 되었으며, 이런 중간물질들과 부산물들은 흡착된 종이 이미 존재하고 있는 반응기를 통하여 펄스될 수 있다.

최종적으로 얻어친 분석결과는 동일하거나, 다른 촉매부위가 반응의 다른단계에 포함되거나 경쟁적인 반응경도상에서 갖을 수도 있는 효과적인 반응조건들이 무엇인지에 관한 정보들을 밝힐수도 있다.

상술한 바와같이 본 발명의 방법은 반응물들이 흡착상태로 반응에 참여할 수 있는가 또 유용하게 이용될수 있는가를 결정하는데 효과적이며 기체상태에서 반응물들이 횹착된 또는 발생기의 종과 반응하여 요하는 생성물들을 만들 수 있는지를 결정하는데도 효과적이다. 따라서 반응메케니즘, 반응운동, 상평형에 관한 매우 실질적인 정보의 많은 량을 하찮케 분리된 반응물 펄스들이 단일 생성물 펄스를 만드는 다수의 펄스실험의 결합된 결과로부터 얻을 수도 있고. 촉매가 한 반응물에 처음으로 적재되고. 다른 반응물의 일연의 연장된 펄스들이 촉매대를 통하여 통과되는 실험결과에 비교한 결과로부터 얻을 수도 있다.

또한 연속적인 퍼드(feed)가 단수 또는 복수의 펄스냐에 따라 바람직할 수 있는 조건일 수도 있다.

예를들면, 성분의 연속직인 피드는 상술한 문제를 해결하기 위하여 사용될 수 있으며, 이때 성분은 반응에 앞서서 반응용기 왜에 넣어 있어야 한다. 연속적인 피드는 물질이 촉매 표면상에서 흡착되는지, 촉매가 어떻게 수행되는지에 대한 조사를 하기 위한 또 다른 기술을 제공할 수도 있다.

이는 반응물 기체를 펄스하기 이전이나 펄스하는 동안에 흡착하는 물질을 연속적으로 공급하므로서 이루어질 수 있다

연속적인 피드가 바람직할 수 있는 또 다른 상황들은 당업자에게는 공지된 것이다.

연속적 피딩은 저압모세관 피드 시스템이나 누출밸브를 사용하여 아주 쉽게 이루어진다.

연속적 퍼드의 속도는 촉매대나 밀봉된 곳에서. 작동가능한계를 넘거나, 압력을 너무 증가시키지 않는 범위로 하여야 한다.

피드공급의 다양성에 대한 편의를 도모하기 위해서는 혼합대역이 반응용기와 연결되며, 이들 공급라인에 부착되는 것이 바람직하다.

반응용기는 다양한 형태일 수도 있으며, 촉매를 보유하게 광 관형인 것이 더 바람직스럽다.

반응용기의 입구 종단은 반응물 기체의 매우 신속한 펄스를 받도록 적합해야 한다.

이는 단일한 작은 관형의 연결로서 정상적으로 이루어질 수 있거나, 혼합대에 직접 연결하므로서 이루어 질 수 있어야 한다. 어떤 환경하에서는 공간의 존재를 피하기 위하여 반응용기의 입구에 배플(baffle)을 포함시키는 것이 이로울 수도 있다.

반응용기에 촉매를 보유하는 장치가 설비된 입구도 바람직할 수 있다.

그러나. 이 보유장치들은 반응물 기체의 펄스가 들어가는 것을 과도하게 방해하지는 않는다.

스크린도 바람직한 보유수단이며, 스테인레스스틸 스크린이 더 바람직하다.

봉입체와 반응용기와 이의 내용물들은 작동중에 상당한 진공하에서 유지되어야 한다.

여기에서 사용된, 용어 "상당한 진공"은 10^-4토르 보다 크지 않는 압력 배경을 의미하며, 10^-6토르보다 크지 않으면 더욱 바람직스럽다.

이 범위내에서의 더 큰 압력은 연속적인 공급을 사용시에는 더 보편적이며, 간헐성 압력은 펄스동안에는 약간 더 높을 수도 있다.

이를 이루기 위해서는, 반응용기는 오일 확산 펌프에 제한을 주지는 않지만, 터어보분자펌프, 이온펌프와 초저온 핌프를 포함하는 진공펌프와 같은, 상당한 진공을 보유하는 장치를 설치해서 봉입체 내에 있어야 한다. 초저온 트림과 초저온 표면들은 진공을 유지하는데 보조로서 사용될 수 있다.

촉매화 반응은 조절된 온도하에서 진행되는 것이 바람직하며, 따라서 반응용기의 은도를 조절할 수 있는 몇가지 장치들이 바람직하다.

이는 온도조절유체를 위한 자켓이나 코일들을 사용하므로서 이루어질 수 있으며. 저항가열(resistance heating)에 의하여서도 이루어질 수 있다.

온도조절 장치들은 등온 작동을 제공할 수 있어야 하며, 온도를 올리거나 낮추어서 조절할 수 있도록 작동을 할 수 있어야 한다.

반응용기와 온도조절 장치들은 광범위 온도 범위 사이에서 즉, 약 100

K로부터 약 900

K사이에서 작동할 수 있어야 하며. 각개의 반응용기 및/또는 각기의 온도조절 장치들은 요하는 온도에서 작동할 수 있게끔 형성되야만 한다.

반응용기는 스테인레스스틸이나 쎄라믹, 또는 다른 적당한 물질로서 제조될 수 있다.

촉매대는 반응용기내에 대개 단순한 공간을 지니며, 이는 편리한 크기로 된다.

촉매대는 환경에 적응하기 위해서는 더 클수도, 더 작을 수도 있지만, 직경이 약 0.2cm 내지 약 2.5cm이고, 길이가 약 0.5cm-약 5cm를 지나는 원통형이 바람직하다.

촉매는 촉매대에 충진된 입자들일 수도 있으며, 촉매대의 내부표면상에서 코우팅될 수도 있다.

충진된 촉매대를 통하여 적당한 기체운동을 하도록 상당량의 진공 공간을 얻기 위해서는 촉매입자들이 촉매대 직경의 약 1%-약 20%에 이르는 직경을 갖는 것이 바람직하며, 촉매대 직경의 약 10%이면 더욱 바람직 하다.

그러나, 더 크거나, 더 작은 입자들도 경우에 따라서는 사용될 수 있다.

촉매에 대하여 단지 필요한 것은 봉입체 내의 진공에 잔류되도록 상당히 저 증기압을 갖곤야만 한다는 것이고, 정화한 크기의 입자들로 형성되거나, 이런 입자들로 피복되거나 또는 반응용기의 내부표면상에 피복되어 생성될 수도 있다.

촉매는 이의 증기압이 상당히 낮으면 고체나, 심지어는 액체로도 지지될 수도 있고. 불활성지지대상이나 촉매대의 표면상에서 피복될 수 있으며, 지지받지 않을 수도 있다.

기체가 상술한 조건하에서 촉매대를 통하여 이동할 때, 평균하여, 일정한 기제분자는 약 100-약 10⁶배에 이르는 횟수로 촉매의 표면과 충돌을 할 것이며. 미소공 고체들인 촉매에 대해서는 충돌횟수는 더 증가될 것이며. 다른 기체 분자들과는 약 10³배나, 그보다 조금 적게 충돌할 것이다.

만일 촉매가 촉매대의 내부표면상에서 피복되면, 촉매와의 충돌횟수는 이 범위의 저종단 근처일 것이며, 만일 촉매대가 충전되면, 촉매와의 충돌횟수는 이 범위의 다소 상충값일 수 있다. 충진된 촉매대가 바람직하다.

경험된 충돌횟수는 이 범위내에서 조절될 수 있으며, 예를들면. 펄스내의 반응들 기체의 분자수를 조절하거나, 촉매 대내의 진공공간의 양을 변화시키기 위하여 더 크거나 더 작은 촉매 입자들을 사용하므로서. 촉매대의 길이를 길게 하거나 같게 하므로서. 촉매대의 직경을 증가시키거나 감소시키므로서, 또는 기타 다른 기술들을 사용하므로서 조절될 수 있다.

이 방법에서, 반응량은 조절될 수 있으며, 따라서 충분한 중간물질들과 생성물 들이 생성되며, 또 이들이 검출될 수 있고, 그럼에도 불구하고 반응량은 제한을 받게 되어 적어도 부서지기 쉽고 고도의 반응성이 있는 몇가지 중간물질들은 미반응 상태로 남게 된다.

반응량은 온도, 펄스의 지속시간 등과 같은 다른 매개변수들을 조절하므로서 어느 정도로 조절될 수도 있다.

이러한 융통성의 결과로, 충돌수는 조절할 수 있으며, 따라서 충분한 최대다수의 충돌수를 갖을 수도 있으므로, TAP는 다수의 상업적으로 중요한 촉매들과 촉매화 반응들에 사용될 수 있다.

동시에, 부서지기 쉽고 반응성이 있는 중간물질들의 충돌수는 제한될 수 있으므로, 이들의 상당한 부분은 잔류되고, 검출 및 분석된다.

반응용기는 출구장치를 갖는데, 촉매를 통하여 이동되고 반응된 생성물 기체 혼합물이 통과하고 존재할 수 있는 출구장치이다.

여기에 사용된 "생성물 기체"나 "생성물 펄스"는 반응물 중간물질과 촉매대를 통하여 이동된 생성물로서 이루어진 기체혼합물로서 간주된다. 생성물 기체는 펄스로서 존재한다.

그러나, 생성물 기체 펄스는 매우 신속한 반응을 기체의 펄스 보다 상당히 더 긴 지속시간을 갖는다.

기체 분자들은 분자유동에 의하여 출구 장치들을 떠나서, 즉, 기체 분자들이 촉매대로부터 확산될 때, 분자들이 갖는 동일한 탄도를 가지는 봉입물의 상당한 진공을 통하여 이동된다.

출구장치가 이 분자유동에 과도하게 간섭하지 않는 것이 바람직하다.

출구 장치들은 촉매대에 촉매를 보유할 수 있는 입구장치와 비슷한형의 제한장치를 갖는 것이 바람직하다. 스크린이 바람직하며, 스테인레스스틸 스크린이 더욱 바람직하다.

분자 유동 생성물 펄스의 일부분은 검지기로 바로 직설으로 이동되며, 다른 나머지 부분은 비스듬히 이동된다. TAPRS는 반응 용기와 검지기의 출구장치 사이에 일직선으로 위치된 적어도 하나의 구공(aperture)을 갖으며, 2개나 그 이상의 수준의 구공이면 더 바람직하다. 구공은 고정될 수도 있고, 조절될 수도 있다.

이 구공은 분자들이 반응용기로부터 검지기에 까지 상당히 직선통로로 따라 이동하지 못하도록 하는 차단역할을 한다.

이 방법에서. 구공은 생성물 기체의 펄스가 분자들이 상당히 평행한 통로로 검지기를 향하여 이동되는 펄스로 귀착되도록 하는 역할을 한다.

바람직한 유형의 구공은 스릿(slit. 길쭉한 구멍)이거나 조리개형이며, 조절할 수 있는 스릿이나 조리개형 이면 더욱 바람직하다.

생성물 기체 펄스의 해소는 여러 유형의 분자들의 분포곡선이 펄스가 중요한 정보인 시간내에 분포되기 때문에 중요하다. 만일 분자들이 봉입체의 벽을 리바운드하면서 우회통로를 통하여 검지기에 도달하면, 펄스내의 시간내 분포는 차폐된다.

해소된 생성물 펄스는 TAPRS의 검지하고 분석하기 위한 부분으로 옮겨진다.

검지 및 분석은 실제시간내에서 행하는 것이 중요하다.

여기에 사용된 용어 "실재시간분석"은 검지와 분석이 펄스가 봉입체내에 존재하는 동안에 실시되는 것을 의미한다. 차후의 분석이나 클로마토그래프 기술을 위한 시료들을 수집하는 것과 같은 지연된 분석 방법은, 펄스내의 시간내 분자들의 분포곡선의 분석을 못하게 하며, 부서지기 쉽고 반응성이 있는 중간물질들외 반응을 더 진행할 수 없게 한다.

실재시간분석의 예는 질량분광법과 레이저 유도 형광분석법을 이용하며, 시간의 결정에는 적외선 및 자외선/가시광선 분광법이나 이와 유사한 방법들이 포함되며, 질량분광법이 바람직하며, 사중극자 질량분석기를 사용하는 질량분광법이 더더욱 바람직하다.이는 봉입체에 쉽게 작용하여 이용할 수 있고 간편하기 때문이다.

사중극자 질량분석기의 크기와 더자인은 요하는 감도완 질량범위에 따라서 다를 수가 있으며, 당업자에게는 공지되어 있다.

사중극자 질량분광기가 감지기중의 바람직한 유형이기 때문에 나머지 논고는 이 유형의 감지기에 초점을 맞춘다. 다른 유형의 검지 및 분석 시스템에도 유사한 이유가 적용된다.

이온화 메케니즘은 질량분광법에 공지된 적당한 이온화일 수 있으나. 광이 온화와 전자 충격이온화가 바람직하다. 그러나, 이온화 동안에, 분자들의 절단이 최소화 되는 것이 바람직하다.

사중극자는 해소된 생성물 펄스의 유동에 대해 평행하거나 또는 수직으로 향하게 할 수 있다.

이온화실은 해소된 생성물 펄스의 유동통로가 되기 때문에 반응용기 출구와 구공과는 상당히 직선상으로 존재하여야 한에는 것이 단지 필요할 뿐이다.

해소된 생성물 펄스의 유동통로에 대해 수직인 사중극자가 바람직하다. 이는 검지기를 충돌하는 비이온화종을 가지지 못하도록 하기 위함이다.

질량분석기는 약 10^-6토르 이하의 압력하에서 가장 효율적으로 작동하며, 10^-8토르 이하이면 더욱 바람직하다. 매우 큰 표면적을 지니는 촉매의 존재 때문에 반응물 기체와 다른 기체들의 주입 때문에 구공을 둘러싸고 있는 면적으로부터 리바운드되는 생성물 기체 때문에, 반응용기 근처의 압력을 이렇게 낮은 수준으로 내리기는 어 렵다.

이런 이유로, 반응용기를 둘러싸고 있는 부분과 감직기를 둘러싸고 있는 부분이 진공계를 분리하여 차등 펌프된 고진공계를 이루도록하는 것이 바람직하다.

구공이나 슬릿 (slit)은 두개의 진공부분(vaccum sector)을 분리하기 위한 편리한 분할기이다.

만일 두가지 시준의 구공이나 슬릿이 사용되면, 봉일체는 3가지 진공부분으로 분할될 수 있다.

진공부분의 수가 커지면 커질수록, 진공내에서 반응기 부분과 감직기 부분 사이에는 더 차등이 커지게 된다.

봉입체의 나머지로부터 반응용기부분을 폐쇄하기 위해서는, 밸브와 같은 장치들이 바람직할 수도 있으며, 따라서 반응용기는 변화되고 봉입체의 나머지에서 진공을 파괴하지 않는 역할을 한다.

질량분석기는 시간의 함수로서 특별한 펄스내에서 열거한, 질량의 강도변화를 정상적으로 주사할 수 있다.

여러가지 질량은 유사하게 분사되어 각 펄스에 대한 완전한 푸로필이나 반응생성물과 중간생성물들을 생성한다.

분석장치들의 작용은 펄스 메케니즘과 조화를 이루므로서. 분석장치를 통하여 주사되는 시간 주기는 생성물 기체의 해소된 펄스의 도달과 일치하게 된다. 이는 전래의 전자 시간 메케니즘에 의하여 이루어질 수 있으며, 당업자에게는 공지되어 있다.

시간 케메니즘은 펄스메케러즘과 분석 장치들의 행동을 개시하도록 설치될 수 있고, 펄스장치들의 작용을 감지하도록 또 응답으로 분석장치들의 행동을 개시하도록 설치될 수 있다.

질량분석기로부터의 시그날은 전래의 전자 장치들에 의하여 작성될 수 있다.

몇가지의 주사결과는 복합결과에 도달된 것을 평균하는 것이 바람직하다. 이 평균처리 방법은 다른 펄스들 가운데서 일어날 수 있는 통계적인 변이를 설명해준다.

질량분석기에 의하여 관찰된 질량들은 반응물과 생성물 및 촉매와 반응으로 생성된 중간생성물을 의미한다.

주사된_각 질량에 대한 강도 변화 곡선과 이론적인 분포곡선과 비교한 이들 곡선 또는 다른 질량들의 곡선과 비교한 이들 곡선은 촉매화 반응에서 생성된 분자들이나 단편들이 지니는 서열과 시간을 나타내준다.

중간물질과 생성물들의 생성서열과 시간은 촉매와 반응의 메키니즘과 운동과 같은 것에 관계되는 정보를 제공한다. 온도변화에 따라 생기는 분배곡선의 변화는 온도에 따르는 촉매 활성도 변화, 탈리 활성화에너지, 반응메케니즘과 같은 많은 것들을 가르쳐 준다.

TAP는 촉매의 표면조건의 변화의 결과에 따라 아주 민감하다. 이런 유형의 데이타로부터 유도되는 다른 결론은 당업자들에게는 공지될 수 있는 것들이다.

본 발명의 TAP방법을 수행하는데 있어서는, 추적 기체는 반응물 기체가 통과되기 전이나 통과되는 동안에도 TAPRS를 통하여 통과하는 것이 바람직하다. 시스템을 통하여 추적기체의 통과시간의 관찰과 분석장치에 의하여 측정된 바와같은 추적 기체 피크의 특성은 시스템의 보정과 생성물 기체상의 분석데이타의 설명을 위한 상당히 고도로 유용한 정보를 제공한다.

예를들면, 추적기체 퍼크의 폭은 촉매와 충돌하는 기체 스트림분자들의 충돌수를 나타낸다. 반응의 반응물, 생성물에 대한 피크의 폭, 촉매와 상호 작용하는 다른 종에 대한 피크의 폭은 충돌수와 흡착효과를 반영하기 때문에, 불황성 추적기체 피크의 폭과 상호작용하는 종에 대한 피크의 폭 비교는 후자에 대한 흡착 효과를 설명 해준다.

충돌수는 촉매대의 길이, 촉매 입자크기, 촉매입자의 기공성의 함수이다.

추적기체는 반응물 기체가 주입되기 전에 TAPRS를 통하여 정상적으로 통과되나, 동시에 도입될 수도 있다.

불활성 추적기체의 이용이 데이타 설명으로 간단하며, 따라서, 대개 바람직하나, 특별한 반응을 기체의 흡수 특성은 기체가 추적자 기체로서 사용될 수도 있다는 것을 알게한다.

추적자 기체로서 사용될 수 있는 불활성 기체들중의 한가지는 알곤이 바람직하다.

더 가벼운 기체로는, 특히 헬륨이 있으며, 반음계를 통하여 너무나 신속히 이동하기 때문에 불리하며, 반응에 포함된 반응물과 다른 종들을 일소하려는 경향을 가지므로 불리하다.

제1도는 (1) 봉입물, (2) 반응용기를 포함하고, (3) 고속밸브, (4) 반응물기체를 위한 공급라인을 지닌, 반응물 기체의 매우 신속한 펄스를 만들기 위한 전형적인 TAPRS를 나타낸다.

밸브는 밸브와 반응용기사이에 위치한 전이부(Transition piece)에 포함된 혼합대(5)에 연결된다. 전이부는 만일 필요하다면 사용될 수도 있는, 연속적 피드(6)를 위한 공급라인에 설비할 수도 있다.

생성물 펄스(7)는 반응용기를 출발하며, 초저온성판(8)에 있는 개구를 통하여 통과하여, 두개의 시준의 조절가능한 스릿(9)을 통하여 통과되여, 해소된 생성물 펄스(10)를 만든다. 해소된 생성물 펄스는 사중극자 질량분석기(12)의 이온화실(11)로 들어간다.

사중극자 질량분석기는 질량분광기 전자부(13)에서 지정된 질량을 위한 해소된 생성물 펄스를 주사한다. 사중극자 질량분석기로부터의 시그날은 질량분광기 전자부에 의하여 통상의 유형으로 진행되고, 시그널 에버리저(signal averager) (14)로 보내진다.

시그널 애버리저는 클록(15)에 의하여 조절되며, 반응물 기체 펄스를 주입시키는 밸브를 활성화하는 펄스발생기 (16)에 연결된다.

계기(Clock)는 펄스를 감지하며 시그날 에버리저를 활성화시켜서 지정된 시간동안에 시그날을 받아드려서 그것을 저장한다.

정상적으로 시그널 에버리저는 일연의 펄스로부터 시그널을 저장하고 소음을 감소하기 위하여 이들을 평균이 되게 한다.

평균화된 시그널은 컴퓨터(17)에 공급된다. 컴퓨터는 결과를 도면 작성하기 위하여 플로터(plotter)(작도장치 18)를 진행시켜 사용할 수도 있고, 또 컴퓨터는 시그널을 저장할 수 있고 연구할 질량들 각기에 대한 시그널을 편성 번역하고 이들 모두를 플로트(도면작성)하며, 또 컴퓨터는 특별한 질량에 대한 강도피크의 시간, 평균잔류 시간, 평균잔류시간을 가중한 시간 또 곡선에 기초를 둔 다른 값들과 같은 것들을 계산하기 위하여 사용될 수 있다.

이 구성에 있어서, 봉입체는 3개의 섹터(sector)로 나누어지는데. 즉 반응기 섹터(19), 중간물 섹터(20)와 분석기 섹터로 나누어지며, 이들 각각은 그 자신의 진공펌프(22)가 설비된다.

또 중간을 섹터는 진공유지를 보완하기 위하여 액체 질소트랩(23)을 갖는다.

이 다중의 섹터 배열은 반응기 섹터에서 도달 가능한것 보다도 더 고진공에서 질량분석기가 작동할 수 있어 유용하다.

반응메커외즘에 관계되는 가장 명확한 정보를 얻기 위해서는, 반응물질들이 동일시간에 촉매 표면상에서 이용될 수 있어야 하며, 생성물 기체들이 기체 충돌을 위하여 과량의 기체 없이도 검지기를 향하여 신속한 직선분자 유동으로 이동되어야만 한다.

이런 방법으로의 작동은 분해나 다른 종들과의 반응에 의한 미소한 중간물질들의 파괴를 막도록 하며, 감지기에 의하여 이런 중간물질들의 포획 및 확인을 증진시켜 준다.

따라서. 반응물질과 생성물질 펄스가 가능한한 예리하도록 하는 것이 바람직하며, 응물과 생성물기체 유동스트림의 역혼합이 가능한 최소로 되도록 하는 것이 바람직하다.

상기에서 지적한 바와같이, 생성물 펄스 장치들의 신속한 작동과 생성물 기체 스트링의 시준은 예리한 펄스를 증진하도록 돕고, 동시에 발생된 반응을 기체들을 상당히 동시적으로 감지기에 이동하게끔 증진시켜준다.

또 TAP시스템의 효과적 작동에 중요정은 반응물 기체들을 위한 혼합대의 특성이나, 여기에는 다소 모순될 수 있는 고려가 뒤따른다. 따라서,반응물과 생성물의 예리한 펄스를 증진시키기 위해서는, 촉매대의 전방이나 안쪽에서 측상의 역혼합을 막는 것이 중요하다.

한편, 촉매대 도처에 걸쳐 있는 반응물 기체들을 적절히 비례된 공급으로 제공하기 위해서는, 반응물 기체들이 반응대를 통하여 유동통로에 대하여 방사형으로 분배되도록 하는 것이 중요하며, 또 반응물 기체 분자 유동 백터의 방사성분들이 작위 없이 저절로 이뤄지게 하는 것도 중요하다.

본 발명에 따르면. 이들 필요성들은 조화될 수 있으며, 반응물대의 사용부피에 비하여 혼합물대의 사용부피를 작게 하므로서 이루어질 수 있으며, 따라서, 반응대에서의 잔류시간은 혼합대에서의 잔류시간보다 상당히 더 길게 된다. 반면에 조절벽(배플, baffle)을 더 제공해야 하며, 또 다른 방사형 유동은 반응대의 장부 상부스트림이 작위없이 저절로 이루어지게 해야만 한다.

제1도에 예시된 바와같이, 혼합대는 기체 펄스 밸브와 반응용기 사이에 있는 전 이부내에 포함된다. 그러나, 혼합대는 촉매대의 반응실 상부스트림내에 공간(dedad volume)을 포함한다.

공급다기관이 아래에 설명한 바와같이 제공되면, 혼합대는 다기관내에 기체 피드 밸브의 혼합실 하류의 체적도 포함한다.

혼합대의 성분들은 무엇이나, 그의 부피는 최소로 하는 것이 바람직하다.

더 특별하게는. 혼합대의 부피는 비었을 때 촉매대의 부피에 약 1/10보다 더 크지 않은 것이 바람직하다.

제6도에 예시된 것은 공급기체들이 "0부피(Zero Volume)" 다기관 5A를 통하여 공급되는 본 발명의 바람직한 장치와 방법이다. 고속 밸브 오퍼레이터 24,25와 소레노이드 밸브 26은 0부피 다기관을 통하여 반응기에 반응물 기체들의 공급을 조절해준다.

고속밸브는 펄스된 기체들의 유동을 조절하여, 반면에 소레노이드 밸브는 반응물이나 회석제기체의 연속적 유동을 제공하도록 작동된다.

"0부퍼(Zero Volume)"는 밸브의 다기관 하류에 있는 혼합실의 부피가 반응기 2에 정의된 바와같은 반응대의 사용부피에 비하여 적은것을 의미한다. 제6도에 예시된 또 다른 것들은, 생성물 기체 펄스 27은 반응기 2를 출발하여서 초저온 시일드 8과 두개의 시준의 스릿 9를 통하여 통과해서 사중극자 질량분광기 12에 도달한다.

독자적인 진공시스템을 통하여, 반응기 섹터내의 작동 압력은 약 10^-7토르를 유지하며, 시준의 스릿 사이에 있는 중간물 섹터는 약 10^-8토르의 압력을 유지하며, 분석섹터는 약 10^-9토르의 압력을 유지한다.

생성물 기체 유동통로를 둘러싸고 있는 초저온 씨일드는 첫번째 시준의 스릿을 통하여서 처음에 통과되지 못하는 방황분자들이 생기지 않게 하는 역할을 해주며, (또는 씨일드 그 자체내에서 스릿을 통하여)하우징 벽을 리바운드 하여서, 리바운드된 분자들과 동시에 반응기내에서 생성된 분자들을 포함하는 해소된 펄스보다 상당히 더 늦게 감지기를 통하여 통과하는 분자들이 방황분자가 되지 않게 하는 역할을 한다.

감지기내에서의 리바운드된 분자들의 이러한 지연 진입은 실재시간 분석을 위태롭게하며. TAP분석으로 부터 얻어진 결과들을 곡해하게 한다.

초저온 시일드의 바람직한 형의 상세도는 제7도와 제7a도에서 보여준다.

이 시일드는 생성물기체 펄스의 통과를 위하여 그안에 중앙스릿 29를 가지는 열도전물질로된 판 28을 포함한다. 코일 30을 포함하는 초저온 도관은 그것을 식히도록 하기 위해서 디스크의 표면에 부착되고, 시일드의 표면을 충돌하는 방황분자들의 응축을 돕는다.

액체질소나 액체 헬륨과 같은 초전온성 액체는 코일을 통해서 통과된다.

임의로, 시일드의 상부스트림 표면(또는 양 표면)은 시일드를 충돌하는 흡착기체들에 대해서 효과적인 분자체 물질 30.1로서 피복된다. 따라서 이런 기체들의 포획에 더 도움을 주제되며, 그러므로서, 시일드를 통하여 통과할 수 있고, 생성물 펄스의 분석을 곡해할 수 있게 하는 방황분자들의 수를 극소화하게 된다.

초저온 시일드는 조 다른 배열을 가질 수 있는데, 예를들면, 생성물 기체 스트림이 이를 통해서 통과할 수 있는 관형구조 같은 것이다. 씨일드의 기하학적 형태가 무엇이든간에, 또 이의 표면이 기체 유동의 방향에 대하여 방위 결정이 됐건간에, 방황분자들은 그들이 발산하는 각에 관계없이 봉쇄된다는 것을 화신하기 위해서는, 초저온 시일드는 생성물 펄스의 유동통로를 완전히 둘러 싸고 있어야 한다.

가장 바람직한 것은, 두번째 시준의 스릿의 하류를 지니는 두번째 초저온 시일드의 제공이다. 이러한 두번째 시일드의 존재는 감지기 장치에 이르는 방황분자들의 통과에 대하여 최대의 보호를 할 수 있다.

첫번째 초저온 시일드내에 있는 스릿 29는 첫번째 시준의 스릿의 허용될 수 있는 각(acceptance angle)에 본질적으로 동일한 허용각을 가지는 바람직한 크기로 해야한다. 만일 스릿 29가 충분히 커서 더 넓은 허용각을 가질 수 있다면, 이를 통하여 통과하는 몇가지의 분자들은 첫번째 시준의 스릿으로부터 리바운드 된다.

이것이 바람직하지 못하면, 시일드에 의하여 정상적으로 제공되는 냉각된 표면은 분자들이 시준의 스릿을 통해서 리바운드할 기회를 가지기 전에 이런 방황분자들을 모으게 된다.

만일 스릿 29가 너무 작아서, 첫번째 시준의 스릿보다 더 좁은 허용각을 가지게 되면, 해소시키는데 불리하게 영향을 주지는 않지만, 감지기 장치에서 분석을 위해 유용한 분자들의 수를 상당범위로 감소케 한다.

대개 첫번때 초저온 시일드내에 있는 스릿, 첫번째와 두번에 시준의 스릿과 두번째 초저온 시일드내에 있는 스릿은 전체를 두루 동일한 형용각을 유지하도록 상당히 증가된 크기로 조절된다. 이는 해소에 불리하게 영향을 주지 않고도 최대 생성물 기체 시료 크기를 확실하게 해준다.

TAP시스템의 작동에 중요성은 반응대의 온도를 조절해 주는 것과 시스템에 입구 기체들의 온도를 조절하는 것이다.

물론, 온도의 함수로서, 반응메케니즘, 반응운동 및 반응과 흡착평형의 정확한 결정을 제공하므로, 반응온도의 조절은 중요하다. 반응물 기체 온도외 조전을 반응온도 조절에 부가물로써 뿐만 아니라, 정상온도와 압력하에서 응축상태로 존재하는 반응물질들의 도입을 할 수 있기 때문에 중요하다.

많은 상업적으로 의미있는 기체상, 촉매화고체, 촉매반응들은 이 카테고리에 속한다.

제8도에 예시된 것은, 반응물 기체들의 도입을 위한 퍼드 다기관과 효과적인 온도조절을 위해서 적합한 반응기를 포함하는 것이 바람직한 시스템이다.

다기관 5b는 그안에 다수의 입구 통로 31을 가지는 금속 볼록을 포함한다.

전형적으로, 입구통로는 볼록을 구멍 뚫으므로서 제공된다.

각 입구통로 31의 하류 종점 32에는 밸브 오퍼레이터 33에 의하여 신속히 작동할 수 있는 밸브 3b가 있다.

혼합실 34는 입구통로의 하류에 위치된다. 혼합실은 통상 입구 통로에 속해 있는 선단에 있는 금속 블록의 벽에 있는 벽감(Recess)을 구멍 뚫어서 제공된다.

혼합실내에 있는 뭉치 35는 매우 낮은 공극부피를 제공하는 역할을 한다. 금속볼록은 볼록외부에 위치한 밸브 오퍼레이터 33에 밸브 3b를 연결하는 밸브대 37을 수용하는 개구 36을 지닌다.

각각의 개구 36은 주름통 38로서 폐쇄되며, 밸브대 37은 쭉 연장되어, 개구를 폐쇄하는 주름통에 까지 이르며, 용접용 구슬이나 땝납에 의하여 고정적으로 밀봉된다.

따라서 밸브대는 다기관에 또는 다기 관으로 부터 유체들의 진입과 진출을 막는 씰의 방해 없이도 밸브를 열거나 닫으므로서 오퍼레이터에 의하여 이동될 수 있다.

특히 실온에서 저증기압을 가지는 기체들의 공급을 제공하기 위해서는, 적어도 입구 통로들의 하나는 반응물 기체 스트림을 다기관으로 이동시키기 위한 가열된 입구도관 39내에 속해 있어야 한다.

TAPRS 시스템의 작동에서는 입 구도관내에서의 반응물 기체 유동은 5토르-2기압 범위의 압력 범위내에서나, 그보다 좀더 높은 기압에서 진행되나, 전형직으로는 25-50토르의 압력범위내에서 행해진다. 입구도관 39는 입구 아셈블리 봉쇄 파이프 40내에 위치하며, 입구·아셈블리 봉쇄파이프 40과는 동심원으로 일직선상으로 이어지며, 도관 39의 외부벽과 파이프 40의 내부벽 사이에 있는 환상의 공간은 조절용 도관 41으로 정의 되는데, 이를 통해서는 온도조절용 유체, 대표적으로는 공기와 같은 기체가 통과한다.

도관 41은 공정상의 기체스트림과 조절용 유체에 열을 공급하기 위한 전열기 42도 포함한다. 전열기 42에 의하여 공급된 열에 의하여, 도관 39를 통하여 통과한 공정상 기체는 증기 상태로 유지된다.

공정상 기체 입구 도관 39와 조절용 도관 41 사이에 있는 열 전이 교환의 결과로, 조절용 도관내에 포함된 조절용 유체는 열용량을 공급해주지 않으면, 응축을 중진시키고 냉각된 부위를 포함할지도 모르는 부위에 있는 공정상 기체에 열을 공급하기 위한 열 용량을 제공한다.

조절을 유체는 전열기로 부터 과량의 열을 흡수도 하고, 그러므로서 공정상 기체가 변쇠되는 원인이 될지도 모르는 더운 부위의 생성을 막는다. 조절용 기체의 온도와 공정상 기체의 온도는 모두 조절용 도관 41에 장치된 온도감지기 43과 온도감지기 43에 민감한 조절기 44를 포함하는 조절시스템에 의해서 쉽게 조절되며, 이는 전열기 42에 전력의 공급도 조절해 준다.

공정상 기체의 온도는 조절용 유체의 온도에 매우 바르고 근접하게 조절된다.

온도 조절 유체는 다기관 그 자체에 열을 이용할 수도 있고, 일정한 온도로도 유지할 수 있다.

제8도에 예시된바 같은, 금속블록의 외부에 있는 쟈켓 45는 조절용 도관 41과 유체 유동상 연결되 있으며, 조절용 유체로부터 다기관으로 열을 이동하기 위한 장치를 포함한다.

또, 제9도에 예시된 바와 같은, 조절용 유체는 블록내에 있는 공간 45.1를 통과하여 다기관에 열을 공급해준다.

제10도는 입구도관과 조절용 도관을 다기관에 연결하기 위한 바람직한 시스템을 보여준다.

여기에 예시된바 같은, 입구 어셈블리 파이프 40는 입구도관 39를 포함하며, 금속볼록상에 위치한 후렌지46에 있는 개구를 통하여 금속블록에 연장된다. 개구의 칫수와 조절용 도관의 위치는 조절용 도관과 후렌지 사이에 절연간격(insulating gap)을 제공하도록 한다. 캡 47은 후렌지 표면이나 내부 가장자리에 캡의 열려진 종단(내부의)에 용접되며, 또 조절용 도관의 외부로 즉, 아셈블리 파이프로 캡의 닫혀진 종단(외부)에 용접되며, 그러므로, 입구 어셈블리로 부터 후렌지와 금속블록 덩어리에 이르는 열 손실에 대한 최소의 통로를 지닌 밀폐된 연결을 제공한다.

다시 제8도로 돌아가서, 여기에서 보여준 바람직한 시스템은 작은 분자로 된 고체 촉매로서 충진된 촉매 반응대 49를 포함하는 관형 반응실 48을 포함하는 반응 용기 2b를 포함한다.

반응대의 상부 스트림은 불활성 소립자 팩킹 50과 원추형 배플 51을 포함하는 반응기 혼합실이며, 콘의축은 반응실의 기체 유동 축과는 상당히 일치하므로, 반응물 기체는 콘의 주위로 통과하고 불활성 팩킹을 통하여 반응대로 들어 간다.

결합에 있어서, 퍼드 다기관의 혼합실 34와 반응기 혼합실은 불활성 팩킹 50과 배플서를 포함하며, 제8도의 TAP 시스템을 위한 혼합대를 구성한다. 바람직하게는, 양 혼합실의 공극부피와 전체 혼합대의 공극 부피는 촉매 반응대의 사용 부피에 비하여 적기 때문에, 혼합대의 공극부피는 촉매 반응대의 사용 부피에 비하여 적기 때문에, 혼합대에서의 잔류시간은 반응대에서의 잔류시간에 비하여 작다.

도면에서 알 수 있듯이, 입구 통로들의 하류 종점은 서로 간에 근접하게 이웃되고 있다. 이와, 뭉치(rod)35의 존재는 다기관 혼합실 34의 부피를 최소화 하게끔 기여하며, 따라서 전체 혼합대의 부피도 최소화 되게끔 한다.

반응기의 가열은 전열기 52와 전열기에 의하여 가열되는 실(chamber)외부에 유동하는 열 전이유체의 결합에 따라서 가능하다.

열 이동유체를 위한 유동통로 53은 실을 둘러싸고 있는 관 54의 코일을 포함하고, 이는 실의 외부 표면과 접촉을 이루고 있으며, 코일과 실(chamber)에 인접하는 벽 부분은 실의 내용물에 열 전이 유체로 부터 열을 전이하는 장치들을 포함한다.

전열기 52는 유동통로 53내에 위치되며, 제8도에서 볼 수 있는 바와 같이, 코일 54내에 분산된 저항 철사를 포함하고, 코일 내에서 상당히 축 방향으로 방향이 일치하게 된다.

본 발명의 구체예에서, 전열기는 상술한 열전이 장치를 포함하는 코일과 실의 벽부분에 근접하여 위치하고 있으며, 따라서 열은 이들 벽부분을 통하여 전도되거나, 실의 내용물에 저항철사로 부터 방사에 의하여 반응기로 공급된다.

제8도에 예시된 또 다른 것들은, 즉 바람직한 반응기 가열 시스템은 장치를 통하여 부가열이 반응기의 내용물에 공급될 수 있도록 반응실 내부에 장치를 포함한다.

런 장치들은 관(튜브)이나 실 내의 포함된 다른 열 전이 유체 도관 55나 유체 유동상 코일 54와 연결된 열 전이 유체 도관 55을 포함한다. 따라서 열전이 유체는 코일은 통과하여,전열기 52애 의하여 가열되며 도관 55를 통하여 통과되어 반응기 내부에 열을 공급하게 된다.

쎈서(감지기)56,57,58은 각기 코일 54의 열 전이 유체 통로 하류의 온도 T₁측정을 하며,반응대의 기체 스트림 상류의 온도 T₂를 측정하고, 또 반응대의 온도 T₃를 측정한다. 반응기 내부에서의 온도의 조절은 조절기 59에 T₃를 공급하므로서 효과적이며, 전열기에 전력의 유동을 조절하는 것이 바람직하다. 즉, 예를들면, 레오스타트(Rheostat)60을 사용하여서 요하는 수지를 유지해 주도록 한다.

또, 반응온도는 T₁을 조절해 주므로서도 조절할 수 있다.

열 전이 유체 유동의 조절은 반응기 내부의 온도에 영향을 줄 수도 있으나, 이 유동은 일정한 수준으로 유지시키는 것이 바람직하고, 전열기에 전력의 공급을 조절하므로서 조정된다.

제8도의 온도 조절 및 반응기 가열시스템을 사용하면 반응기 내부에 있는 촉매대의 가열을 신속하게 해준다.

이는 온도 프로프램된 탈리와 차등열 분석과 같은 실험기술들에 대한 시스템의 사용을 가능하게 한다.

이러한 기술들을 수행하는데 있어서, 반응물이나 다른 물질들은 촉매 표면상에서 응축되어야 하며, 이후에 촉매는 매우 신속히 가열된다. 온도프로그램된 탈리에 있어서, 이 방법은 흡착 특성에 관한 데이타를 알려준다. 차등열 분석에 있어서, 온도는 시스템에 열 입력에 관해 열 발생정도를 측정하기 위하여 신속히 가열하는 동안에 모니터 된다. 이는 테스트한 종의 열 안정성을 제시해 준다.

분석 섹터내의 질량 분광기의 작동과 연관해서, 반응 메케니즘에 관한 의미 있고 유용한 데이타를 제공해주며, 이 데이타는 시스템에 모든 반응 물들을 공급해주므로서 일어날 수 있는 TAP 분석으로 부터 측정할 수 없는 것들일 수도 있다.

제11도는 반응실의 입구 종단내북 석영칩(chip)61을 포함하는 배플장치에 관한 반응시스템의 도시이다.

이 도시에서, 가열부는 로일 54로 부터 멀리 위치된 열 이동 유체 유동통로 53내에 포함된다. 그밖에, 제11도의 시스템은 제8도의 내용과 거의 유사하다.

제12도에 설명된 것은 본 발명의 반응시스템의 또 다른 예시이다.

이 시스템에서, 피이렉스 구슬 62는 반응실의 입구내에서 배플장치로서의 역할을 한다.

열은 실의 외부에 있는 전열부 63에 의하여 반응기에 공급된다.

이 예에서, 전열부는 반응기 외부를 코일로서 감은 쎄라믹 카이트리지 타입 히터이다. 히터와 반응실의 외부 벽 사이에 있는 은 접합물 64은 카아트리지 히터로 부터 반응실의 내부로 열을 전도하기 위한 열 전이 장치를 포함한다.

전열기에 전력공급은 온도 조질 온도 조절유체를 위한 유동 도관, 코일 65를 포함하는 것을 제공하므로서 조절될 수 있는 데 이에 대한 냉각 부하(cooling load)를 주기 위해서는 히터 코일 주위에 감는 것이다. 히터 코일과 은도 조절 유체 코일 65 사이에 있는 부가적 은 접합물 66은 히터 코일과 반응실로 부터 온도 조절 유체에 열을 전이하기 위한 장치를 포함한다.

본 발명의 반응시스템의 또 다른 구체예는 제13도에 예시된다.

배플장치로서, 이 시스템은 상술한 장치들 중의 어떤것이라도 사용할 수 있으나, 도면은 제8도의 코니컬배플 50과는 약간 다른 구조를 갖는 코니컬 배플 67의 사용을 보여준다.

열은 실(chamber)주위를 둘러싸고 있는 코일이 감겨진 카트리지형 히터를 포함하는 전열기 68에 의하여 공급된다.

구리나 다른 고전도 물질로된 슬리브 69는, 가열용 코일의 내부에 있는 반응실 위에 조립식으로 되여서 반응용기 안으로 또는 밖으로 열 유동을 분산해준다.

슬리브 69는 반응실의 추구 끝에 있는 후렌지 70에서 끝이 난다. 온도 조절용 유체 도관 71은 후렌지의 원주에 용접된다. 전형적으로 공기인 도관 71을 통하여 유동하는 유체는 시스템상에 냉각 부하를 이루며, 반응기 내의 온도를 아주 정밀히 조절해준다.

TAPRS 시스템에 이들의 이용성 이외에, 제8도와 제11-13도에 예시된 반응기들은 촉매합성을 위한 전체 반응상의 일정한 비례로 증가하는 데이타를 얻기 위하여 마이크로 리액터(microreactor)로서 사용될 수 도 있다. 반응을 기체들을 연속적으로 충전하고, 상업적 운용을 위한 관심이 고려된 조건하에서 반응시키므로서, 생성을 기체는 발생될 수 있으며, 이 기체는 생성을 조성 및 수율의 결정을 위한 종래의 분석으로 할 수가 있다.

이러한 응용에서, 실제시간 분석은 일시적인 중간 생성물들이 공정 유동스트림이 촉매대를 떠나는 시간에 따라서 점차적으로 소비되기 때문에 정상적으로 불필요하다. 따라서, 에를들면, 생성물 기체의 크로마토그라피 분석이 이 경우에는 적절할 수가 있다.

제8도에 예시된 다기관은 TAP 시스템을 초월하여 적용되며, 다른 기체 공정 시스템에 기체들을 도입하기 위하여 사용될 수도 있음을 이해할 수 있다. 다기관은 저압기체들의 혼합을 위하여 특허 적당하며, 최종 생성된 혼합물을 기체공정 시스템의 혼합물 상부 스트림이 최소잔류시간을 지니며, 기체공정시스템에 도입 시키는 데도 적당하다.

제8도와 9도의 시스템은 저압 기체들의 가열을 위한 일반적 응용성을 보여준다. 특히, 입구도관 38에 있는 입구 기체를 가열하기 위한 장치들은 TAP 장치내에 도입하기 위한 기체의 가열 이외에도 이용될 수가 있다

[실시예]

실시예들에서는 도면에 예시된 것과 유사한 TAPRS를 지닌 다음의 공정이 사용된다. 촉매시료를 준비하고 500±50 마이크론으로 크기를 조절하고, 직경 약 0.635cm와 길이 약 1.27cm의 촉매대를 갖는 반응기에 채운다. 반응기를 이미 비여진 봉입체에 넣는다. 반응물을 혼합물로 하고. 고속 펄스 밸브에 공급한다. 밸브를, 전체 넓이에서 측정되어. 약 200마이크로 세컨드(100만분의 1초)의 반정도 극대로, 평균지속을 지니는 펄스를 도입하도록 설치한다. 공급기체의 압력은 약 10¹⁵분자들이 각기의 펄스를 지니고 반응기로 들어 가도록 조절한다. 특별한 펄스 내에 있는 지시된 질량(mass)의 강도변화는 시간의 함수로서 주사된다.

3개의 시간 포인트는 행하여진 실험유형을 위주서는 적절히 계산될 수 있다.

하나는'최대강도의 시간, 즉 정점극대의 시간(TPM)이고, 두번째는 중간잔류시간(MRT)이고, 이는 특별한 펄스내에 있는 관심있는 분자들의 50%가 반응용기에 존재했을때를 의미한다.

시간에 대한 질량강도의 플로트를 위한 러브아래에 있는 면적은 반응기애 존재하는 분자들의 수에 관계되므로, MRT는 커브 면적의 50%가 실현되는 시간이거나, 포인트가 1/2I(t)dt인 커브아래에 있는 면직이 실현되는 시간이며, 여기에서 I(t)는 시간의 함수로서, 관측된 질량강도이다.

세번때는 평균잔류시간이나, 시간-가증된 잔류시간이며, tr로 표시되고, 다음의 식을 평가하므로서 질량 강도커브로 부터 가장 편리하게 얻어지는 값이다.

여기에서 t는 시간, I(t)는 시간의 함수로서의 관측된 질량 강도이다.

[실시예 1]

조성 V₁P_1.05O_x의 촉매는 말미에 참고로 설명된 미국 특허 제 3,907,707호의 실시예 1의 방법에 따라서 제시된다. 촉매 시료 0.5g을 반응기에 채운다.

반응기를 TAPRS에 넣고 봉입물을 비운다. 반응기의 온도를 약 500℃로 유지시킨다.

반응물기체는 약 120토르의 절대압을 지닌 부탄 약 30몰%와 산소 약 70몰%로된 혼합물이다. 혼합물을 반응기로 펄스된다.

해소된 생성을 펄스의 분석은 부타디엔 54, 부텐 56, 퓨란 68에서 질량을 나타낸다. TMP의 값은 다음과 같다: 부탄 8.5밀리 세컨드 : 부텐 10.5밀리 세컨드 : 분타디엔, 14.5밀리 세컨드 : 이며 퓨란은 22밀리세컨드이다.

이 촉매는 이 공급기체를 발레인산 무수물로 전환시키므로서, 위의 데이타는 부텐, 부타디엔, 퓨란이 모두 그 반응에서 중간물질임을 알려준다. 여러가지의 TPM의 간은 반응서열이 다음과 같음을 보여준다:부탄, 부텐, 부타디엔, 퓨란, 말레인산 무수물, 부탄, 부텐, 부타디엔과 퓨란에 대한 정상화된 강도커브의 도표는 제2도에서 설명된다.

[실시예 2]

다음 조성의 촉매 Mn_1.25PO_x-50Wt.%SiO₂는 말미에 참고로 설명된 미국특허 제4,457.905호의 실시예 1의 방법에 따라서 제조된다.

전래의 유체층 반응기에서, 450℃에서, 7.2% NH₃, 7.0% CH₃OH, 18% O₂, 나머지가 불활성인 혼합물로 HCN를 88% 수율로 만든다.

촉매시료 0.45g을 반응기에 넣고, 이를 상술한 바와 같이 TAPRS에 넣는다.

반응기를 450℃로 유지해준다.

반응물 기체 혼합물은 절대압 약 245토르를 지닌 메탄올, 암모니아와 산소의 각 28.6몰%와 알곤 약 14.3%로서 만들어진다. 이 혼합물을 반응기로 펄스를 쳐서 보낸다. 생성물 기체의 분석결과는 메틸아민, 질량 30의 생성을 보여주나, 질량 26의 HCN은 생성되지 않는다.

제3도는, 산소와 메틸아민에 대한 커브를 보여주며, HCN 생성의 결핍을 설명해준다. 메틸아민에 대한 강도러브가 피크에 있을때, 약 40밀리세컨드이며, 산소에 대한 강도커프는 피크를 지나치므로서, 산소는 메틸아민의 반응 초에 상당량이 반응기에 존재하지 않는다.

이는 기체혼합물의 나머지를 산소보다 좀더 늦게 펄스시켜 주거나, 연속적인 기초상에 산소를 공급시켜주므로서 해결될 수 있다.

분자산소는 펄스동안에 연속적으로 공급되므로서 또 다른 일연의 실험이 행해지며, 기대한 대로, 시안화수소와 물이 생성된다.

이 실시예는 메틸아민이 반응내에서 중간물질이며, 산소는 메틸아민이 반응을 완결하도록 하기에 필요하다는 것을 보여주는 것이다.

[실시예 3]

상업적으로 유용한 Bi₂MoO₆, 감마 비스머스 몰리브데아트 시료 0.5g을 TAPRS에 넣는다. 감마 비스머스 몰 리브데이트는 프로필렌과 산소로 주터 아크로레인 생성에서 촉매 반응을 하는 것으로 알려진다.

아크로레인의 탈리에너지를 분별하는 것은 생성물 생성후의 선택성 손실을 평가하는데 중요하다. TAP는 탈리에너지, Ed를 측정하는데 사용될 수 있다. 일정한 온도에서, TAP 실험에 있어서 시간-측정된 잔류시간 tr은 탈착속도에 관계되므로 다음식으로 표시된다:

tr=C[1+ (Ka/kd)]

여기에서 Ka는 흡착속도이고, C는 촉매구조에 따르는 상수이다. 이로부터 In(tr-tr')의 플룻트는 여기에서 tr은 아크로레인의 시간-측정된 잔류시간이고, tr'은 알곤과 같은 불활성 기체, 대 1/T의 시간-부가된 잔류시간이며 여기에서 T은 켈빈온도로서, Ed/K의 경사도를 지닌 직선을 나타내며, K는 아레이우스식으로 부터의 볼쯔만 상수이다. 따라서, Ed' 흡착에너지는 결정된다.

약 50토르의 절대압을 지닌 아크로레인과 알곤을 각기 약 50몰% 포함하는 혼합물을 온도를 변화시켜주면서 감마비스머스 몰 리브데이트를 포함하는 반응기내로 펄스를 보낸다. tr시간이 라벨된, 얻어진 커브의 몇 가지 예는 제4도에서 보여준다.

데이타의 모든 분석결과는 제5도에서 보여준다.

약 625

K 아래에서, 탈리에너지는 약 14.4kca1/몰이며, 약 625

K 위에서는 탈리는 쉽게 되며, 표면이 변화됐음을 추측할 수 있다. 중요하게는, 가장좋은 촉매 활동도는 약 624

K 이상에서 '가장 좋다.

[실시예 4]

두가지 유형의 TAP 실험이 행해진다.

첫번째 유형은 한가지 반응물이 다른것이 펄스되기전에 짧은 시간 간격으로 반응기에 펄스되는 이중펄스 실험이다. 단일 생성물 펄스에서 강도변화는 전통적인 TAP 형으로 모니터 된다.

두번째 유형은 단일 반응물이 놓은 반복율로 마이크로 리액터(micro reactor)로 펄스되여 들어가는 장간격 실험이며 단일한 생성물에 대한 다수의 펄스에서 강도의 변화는 연장된 시간간격으로 두루 모니터 한다.

첫번째 유형의 실험은 생성물 강도의 신속한 변화를 조사하는데 사용되며, 두번째 유형의 실험은 촉매 표면의 상태에서의 변화에 기인되는 느린 변화를 모니터하는데 사용된다.

이 연구에서 사용된 촉매시료는 실시예 1에 설명된 것이다. 반응기는 직경 0.3mm인 촉매 0.3g으로 채워진다. 전형적인 실험에서 마이크로리액터는 촉매충진으로서 부하되며, 진공하에서 반응온도로 가열된다. 이실시예의 모든 실험들은 450

에서 행해진다. 촉매가 반응온도에 도달되면, O₂는 촉매위로 펄스되며 CO₂생성은 모니터 된다. CO₂생성이 종식되면 촉매는 완전히 산회된 상태로 간주되여 테스트할 준비가 된 것으로 간주된다.

이 연구에서 사용된 반응 물들은 퓨란, 부텐, 부탄 및 산소이다. 탄화수소 펄스 강도는 펄스당 6×10¹⁶분자로 조절되고 산소펄스 강도는 펄스당 3.6×10¹⁷분자로 조절된다. 표준촉매시료에 대하여, g당 20평방미터 표면적으로 가정하면, 각기의 탄화수소 펄스는 약 전체표면의 10/1000정도로 전달된다.

[퓨란반응 :]

퓨란이 PVO촉매위로 펄스될때, 말레인산 무수물과 CO₂는 생성물로서 관찰될 수 있다.

제14도와 제15도에서는, 전형적인 이중 펄스실험으로부터 얻은 말레인산 무수물 펄스 강도변화를 볼 수있다.

커브 14는 퓨란이 처음으로 반응기에 펄스되고, 연이어서 O₂펄스 650밀리세컨드에 의하여 수반된 결과이다.

커브 15는 O₂가 처음으로 반응기에 펄스되고, 연이어서 퓨란펄스 600밀리세컨드에 의하여 수반된 결과이다.

각 기의 경우에 말레인산 무수물의 강도는 퓨란펄스가 반응기를 통하여 이동될때 가장 크다.

제16도와 제17도에서, CO₂펄스강도는 유사한 유형의 실험에서 볼 수 있다.

커브 16은 퓨란이 처음으로 펄스되는 것이며, 커브 17은 O₂가 처음으로 펄스되는 것이다.

말헤인산 무수물 수율과는 다르게, 큼직한 CO₂펄스는 O₂, 펄스가 반응기를 통하여 이동될 때 생긴다.

제18도에서 보여준 커브는, 퓨란과 산소펄스 사이에서 간격이 변화될때, 말레인산 무수물 펄스의 강도가 어떻게 변화되는가를 예시한다.

이 실험에서, O₂는 처음으로 펄스되며, 퓨란은 1과 600밀리세컨드 후에 주입된다. 시그날 에버리지(average)는 퓨란펄스를 발사할때 개시되므로서, 생성물 펄스는 나타나지 않고, 퓨란으로 부터 최종적으로 얻어진 말레인산 무수물 펄스는 동시에 생겨서 나타난다.

실직적으로, 더 작은 펄스는 퓨란이 600밀리세컨드에 의하여 산소 펄스로부터 분리될때 얻어진다.

제19도와 제20도는, 두개의 장간격 실험의 결과를 설명해준다.

이 실험에서, 퓨란은 초당 40펄스 속도로 새로히 산화된 촉매상으로 펄스된다.

제19도에서, 말레인산 무수물 강도는 20초 동안 모니터되며, 제7도에서 CO₂강도는 20초 동안 모니터 된다.

양 실험에서, 퓨란공급은 약 10초후에 중지되며. O₂는 반응기로 펄스 주입한다.

이 범위에서 분명한 잡음은 실질적으로 각개의 생성물 펄스이다. CO₂스펙트럼에 특히 분명한 각개의 피크들 중에서 강도의 규칙적인 변화는 시그날 평균치의 가공물애 기인된다.

제21도에서, 두개의 커브는, 말레인산 무수물의 강도가 장간격 실험동안에 밸브펄스 속도를 변화시킴에 따라서 어떻게 변화하는가를 예시해주는 도표이다.

두개의 스펙트라는 그들의 참 상대강도를 반영하도록 프로트된다. 더 예리한 커브는 공급밸브가 40pps로 펄스되고 넓은 커브는 8pps에서 생길때 일어난다.

측정의 제한범위내에서는 두개 커브의 통합강도는 통상적으로 동일하다.

이중으로 펄스된 실험의 결과는 산소기체가 흡착된 퓨란과 반응하기 보다는 퓨란이 흡착된 산소종과 반응 한다는 것을 보여준다. 만일 퓨란이 처음에는 표면상 흡착되고 그 결과 선택적으로 말레인산을 산화된다면, 다수의 말레인 생성물 펄스는 산소 펄스가 반응기를 통하여 이동될때 생길 수 있다고 기대할 수가 있다.

반면에, 산소펄스로 부터 최종적으로 생긴 말레인산 펄스는 퓨란 펄스로 부터 최종적으로 생긴 말레인산 펄스보다 50배나 더 작다.

또, 이중으로 펄스된 실험은 O₂기체와 흡착된 퓨란을 반응 시키므로서 얻어진 CO₂수율이 큰 분율을 보인다.

이는 산소가 반응기로 주입될 때 결과로 생겨진 큰 CO₂피크에 의하여 설명된다.

장간격 실험은 완전히 산화된 표면이 퓨란산화를 위한 커다란 용량을 가지지 않음을 보여준다.

[부텐반응]

제22도는 O₂를 펄스하고. 연이어서 1밀리 세컨드 후에 부텐을 TAP 반응기로 펄스하여서 생긴 혼성의 TAP 스펙트럼을 보여준다. 4개의 커브는 O₂,CO₂와 퓨란, 말레인산 무수물을 보여준다. 여러가지 피크의 강도는 하나로 정상화되지만, 생성물의 실질적인 수율을 반영하지 못한다.

제23, 24와 25도는 생성물 CO_2,말레인산 무수물과 퓨란이 30초 동안에 걸쳐서 모니터된 장간격 실험에 관한 것이다.

각 실험에서, 부텐을 40pps로 반응기에 펄스 주입된다. CO₂생성을 모니터하는 실험에서(제23도), 부텐은 약 15초후에 펄스 중지되고 O₂반응기로 펄스 주입된다. 제24도에 예시된 말레인산 무수물 스텍트라는 최초 6초동안에 신속히 사라지며, 정상적 상태로 도달하게 된다. 만일 말레인산 무수물이 최초 6초후에 생성된다면, 이는 실질적으로 아주 적다. 분명한 정상적 상태의 말레인산 생성은 주효한 말레인산 피크와 일치되는 질량퍼크를 가지는 부타디엔의 생성에 기인된다. 이 퍼크들은 그들의 펄스형에 따라서 분리된다.

이는 제26도에 예시된다. 이 혼성에서 좁은 피크가 500부텐 펄스 후에 취해진 반면에 넓은 피크는 새로이 산화된 촉매위를 최초로 부텐 펄스를 하는 동안에 취해진다.

제25도에서 퓨란커브는 0에서 출발하여 처음에 몇초 후에는 정상적 상태로 도달한다. 퓨란의 생성은 이 실험의 시간 골격에 감소 표시가 없음을 보여준다.

부텐실헙의 결과는 CO₂와 부텐으로 부터의 말레인산 무수물 생성이 퓨란으로 부터 생성된 것과 상당히 유사하게 보여줌을 알 수 있다.

반면에 부텐으로 부터 퓨란의 생성은 다른 메케니즘에 의해서 진행되어야만 한다.

퓨란 생성이 0으로 부터 출발해서 말레인산 생성후에 최대에 도달한다는 결과는 다른 산소종이 두반응에 포함되었음을 설명해 준다.

더구나, 퓨란 생성 산소가 너무나 풍부하다는 것도 자명하다

[부탄반응]

제27도는 말레인산 무수물 생성이 30초 간격동안에 모니터된 장간격 실험의 결과를 보여준다. 이 커브는 동가의 부텐커브와 매우 비슷한 것같이 보인다.

그러나, 이 경우에서, 몇초보다 더 큰시간에서 정상적 상태의 시그널은 부타디엔보다는 오히려 부탄의 최소 단편 피크에 기인된 것이다.

이러한 실험 조건하에서는, 부타디엔이나 퓨란도 생성물로서 관찰 되지 않는다. 제28도는 표면이 부탄의 수백펄스를 쏘인 후의 동일한 피크와 온전히 산화된 표면으로 부터의 말레인산 질량피크로된 혼성 스텍트럼이다. 두가지 커브의 강도는 하나로 정상화 된다.

부탄으로 부터 말레인산 우수물의 생성은 유사한 조건하에서 퓨란이나 부텐으로 부터 말레인산의 생성과도 아주 비교가 된다. 완전히 산화된 표면상에서 말레인산 펄스형은 매우 비슷하게 보인다. 마레인을 생성하는 부탄은 부텐이나 퓨란으로 부터 생기는 것보다는 상당히 더 넓은 펄스형을 가지지 않기 때문에, 중간물질들의 탈리를 포함하는 전술한 루우트는 가능하지가 못하다. 부타디엔과 퓨란은 부탄반응에서 관찰되지 않는다는 사실은 이를 확신해준다.

이 결과들은 PVO 촉매상에 두가지 유형의 산화 부위가 있으며, 부탄의 선택적 산화는 단지 한쪽에서만 일어난다는 것을 설명해준다.

더구나, O₂기체가 존재하지 많을때, CO₂생성은 마레인 생성에 상당히 유사하며, 적어도 일부분의 CO₂는 선택적 산화 부위에서 생성됨을 알 수 있다.

이 예들과, 도면들은 단지 예시할 목적으로 제공되며, 본 발명의 범위에 제한을 하려는 의도는 전혀 없다. 당업자들은 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않고도 상기 내용으로 부터 이루어질 수 있는 많은 변경과 변화를 줄 수 있음을 인정할 수 있을 것이다.

Claims

기체 공정시스템에 다수의 기체스트림을 도입하기 위한 다기관으로서, 이 다기관은 통로는 통하여 시스템을 향하여 기체가 유동할 수 있는 다수의 입구 통로를 갖으며, 적어도 통로들 중의 하나는 그의 하류종착점에 신속히 작동할 수 있는 기체공급밸브를 갖으며, 통로들의 하류종착점은 서로 밀접히 근접해 있어야 하며, 또 다수의 하류통로를 지니는 기체혼합실을 갖으며, 기체혼합실은 기체공정시스템의 사용부피보다 더 작은 공극부퍼를 가지며 혼합실내에 있는 공정기체들의 잔류시간은 기체공정 시스템에 있는 기체의 잔류시간에 비하여 짧게한, 다수의 입구통로와 기체혼합실로 구성됨을 특징으로 하는 다기관.
제1항에 있어서, 다기관은 그안에 다수의 통로들을 가지는 금속 블록으로 구성되며, 적어도 그안에 블록 외부에 위치한 밸브 오퍼레이터에 밸브를 연결하기 위한 밸브대를 설비하기 위한 개구를 갖이며, 개구는 밸브대가 고정되도록 주름통으로 밀폐되며, 밸브대는 밸브대를 설비하는 개구에 밀폐된 주름통에 이르기까지 연장되어 확고히 밀봉되며, 이 때문에 밸브대는 개구에 의하여 유체들이 들어가거나 나갈 때에도 다기관의 밀봉의 방해 없이도 밸브를 열거나 닫는 오퍼레이터에 의하여 이동될 수 있는, 금속 볼록으로 구성됨을 특징으로 하는 다기관.
유동성 저압기체를 가열하기 위한 시스템으로서, 시스템은 저압기체를 위한 도관으로 구성되며, 조절도관은 온도조절용 유체의 유동을 위한 것이며, 조절도관은 반응물기체 입구도관과는 열이동 관계에 있으며, 따라서 열은 조절유체와 입구 도관내에서 저압 기제유동 사이에서 이동되며, 조절도관은 그안에 저압기체와 조절액체에 열을 공급하기 위한 전열기를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동성 저압기체를 가열하기 위한 시스템 .
기체공정 시스템에 다수의 기체 스트림을 도입하기 위한 다기관으로, 이 다기관은 기체가 통로를 통하여 시스템을 향하여 유동할수 있는 다수의 입구통로로 구성되어 있으며, 적어도 통로들중의 하나는 다기관에 공정기체 스트림의 유동을 위한 입구 배관과 기체유동관계를 가지며, 조절용 도관은 온도조절유체의 유동을 위한 도관이며, 조절도관은 공정기체 입구 도관과 열 이동관계에 있으므로서 열은 조절유체와 입구도 관내에 유동하는 공정기체사이에서 이동될 수 있으며, 공정기체 스트림과 조절유체에 열을 공급하도록 하여 그안에 전열기를 포함하는 조절도관이며, 적어도 통로들중의 하나는 그의 하류종착점에 신속히 작동할 수 있는 기체공급밸브를 갖이며, 통로들의 하류 종착점은 서로 밀접히 근접하여 있어야 하여, 또 다수의 하류 통로를 지니는 혼합실로 구성됨을 특징으로 하는 다기관.
제4항에 있어서, 금속블록안에 상술한 다수의 통로들을 가지는 금속블록으로 구성됨을 특징으로 하는 다기관.
제5항에 있어서, 입구도관은 조절도관내에 포함되며, 조절도관과 일직선상으로 연결되며, 입구도관의 외부벽 부분은 조절도관의 내부벽 부분과 공간을 이루어서 도관들 사이에서 조절용 유체가 유동할 수 있게 함을 특징으로 하는 다기관.
제6항에 있어서, 조절도관은 블록상에 위치된 후렌지의 개구를 통하여 볼록으로 연장된 입구도관을 포함하고 상술한 개구의 칫수와 조절도관의 위치는 조절도관과 후린지 사이에서 절연 간격을 유지하도록 하는 볼록은 후렌지상에 캡에 의하여 밀봉되며, 캘의 외부 종단은 조절도관으로 밀봉시킴을 특징으로 하는 다기관.
제5항에 있어서, 블록과 조절용 기체들 사이에서 열의 전이에 의하여 블록을 가열하기 위한 장치들을 포함함을 특징으로 하는 다기관.
제8항에 있어서, 블록가열 장치들은 볼록의 외부 표면상에 쟈켓으로 구성되고, 블록상의 쟈켓은 조절 도관과는 유체유동 관계에 있음을 특징으로 하는 다기관.
제8항에 있어서, 블록가열 장치들은 블록내에 빈공간을 구성하고 빈공간은 조절도관과 유체유동관계에 있음을 특징으로 하는 다기관.
제5항에 있어서, 블록은 볼록 외부에 위치한 밸브오퍼레이터에 밸브를 연결하는 밸브대를 설치하기 위하여 그안에 적어도 하나의 개구를 갖으며, 개구는 주름통과 밀봉되며, 밸브대는 연장되어 밸브대를 설비하는 개구를 밀봉하는 주름통에 확고히 밀봉되며. 이에 따라서 밸브대는 개구에 의하여 유체가 들어가거나 나갈때, 다기관의 밀봉의 방해 없이도 밸브를 열거나 닫는 오퍼레이터에 의하여 이동될 수 있게 함을 특징으로 하는 다기관.
반응대역을 가지는 반응실을 포함하는 촉매 반응기시스템으로, 반응대역은 기체상으로 반응기에 공급된 반응물질들의 반응을 촉매화 하기 위한 고체 상태 촉매를 포함하며. 열 이동 유체를 위한 유체 유동통로를 포함하고, 통로에서 유동하는 열 이동 유체로부터 실의 내용물에 열을 이동하기 위한 장치를 포함하며, 열 이동 유체에 열을 공급하기 위하여 열 전이 유체 유동통로내에 전열기를 포함함을 특징으로 하는 촉매 반응기 시스템 .
제12항에 있어서, 전열기는 열 전이 장치들에 인접한 유동 통로내에 배치됨을 특징으로 하는 촉매 반응기 시스템.
제13항에 있어서, 열 전이 유체 유동통로는 실의 외부 주위를 둘러싸고 있는 관형의 코일을 포함하고, 전열기는 코일과는 상당히 축 방향으로 방향을 맞추어진 저항선은 포함함을 특징으로 하는 촉매 반응기 시스템 .
제14항에 있어서, 실안에 내부열 전이 장치들을 포함하고, 내부열 전이 장치들은 실내에 포함된 도관을 포함하고, 코일과는 유체 유동관계에 있으므로, 열 전이 유체는 코일을 통하여 통과하여 내부열 전이 장치를 통해서 유동시킴을 특징으로 하는 촉매 반응기 시스템.
제12항에 있어서, 대역을 통하여 반응물기체의 유동통로에 대하여 방사형으로 반응물기체를 분산시키기 위하여 반응대역의 상부스트림 장치를 포함함을 특징으로 하는 촉매 반응기 시스템.
제12항에 있어서, 반응대역을 통하여 반응물기체의 유동 벡터의 방사형 성분들의 유동이 작위 없이 저절로 이루어지게 하기 위하여 반응대역의 상부스트림 장치를 포함함을 특징으로 하는 촉매 반응기 시스템.
제16항에 있어서, 분산 장치들은 대역의 실 상부스트림에 위치한 배플을 포함함을 특징으로 하는 촉매 반응기 시스템.
제18항에 시스템에 있어서, 배플은 콘 형이며, 콘의 축은 반응실의 기체 유동 축과는 상당히 일치하므로서 반응물기체가 콘의 원주 주위를 따라 통과하여 반응대로 들어감을 특징으로 하는 촉매 반응기 시스템.
기체상으로 반응기에 반응물질들을 공급하는 반응을 촉매화 하기 위하여 고체 상태의 촉매를 포함하고 실의 내용물에 열을 공급하기 위하여 실의 외부에 전열소자를 포함하며, 온도 조절 유체의 유동을 위한 도관을 포함하며, 실과 온도 조절 유체 사이에서 열의 전이를 위한 장치를 포함하는 반응대역이 시스템 안에 분명한 반응대를 가지는 반응실의 포함함을 특징으로 하는 촉매 반응기 시스템.
제20항에 있어서, 실안에 온도를 감지하기 위한 장치와 전열장치에 전기 에너지 공급을 조절하기 위하여 실의 내용물의 온도를 조절하기 위한 장치를 포함함을 특징으로 하는 촉매 반응기 시스템.
제20항에 있어서, 대역을 통하여 반응물기체의 유동 통로에 대하여 방사형으로 반응물기체를 분산하기 위하여 반응대역의 상부 스트림 장치를 포함함을 특징으로 하는 촉매 반응기 시스템.
제20항에 있어서, 반응대역을 통하여 반응물기체 분자의 유동 벡터의 방사성분들의 유동이 작위 없이 저절로 이루어지게 하기 위하여 반응대역의 상부 스트림 장치를 포함함을 특징으로 하는 촉매 반응기 시스템.
제23항에 있어서, 상술한 분산 장치들은 대역의 실 상부 스트링 내에 위치된 배플을 포함함을 특징으로 하는 촉매 반응기 시스템.
제24항에 있어서, 상술한 배플은 콘 형이며, 큰의 축은 반응실의 기체 유동축과 상당히 일치하므로서, 반응물기체가 콘의 원주 주위를 따라 통과하여 반응대로 들어감을 특징으로 하는 촉매 반응기 시스템.
기체상으로 반응기에 반응물질을 공급하는 반응을 촉매화 하기 위하여 고체 상태의 촉매를 포함하고 실의 내용물에 열을 공급하기 위하여 실의 외부에 전열 소자를 포함하고, 실의 외부 표면과 전열 소자 사이에 있는 실을 둘러싸고 있는 고전도 물질 슬리브를 포함하며, 온도 조절 유체의 유동을 위한 도관을 포함하며, 슬리브와 도관내에 있는 온도 조절 유체 사이에 열의 전이를 위한 장치들을 포함하는 반응대역, 이 시스템 안에 분명한 반응대를 가치는 반응실을 포함함을 특징으로 하는 촉매 반응기 시스템.
제20항에 있어서. 실안에 온도를 감지하기 위한 장치와 전열장치에 전기 에너지 공급을 조절하기 위하여 실의 내용물의 온도를 조절하기 위한 장치를 포함함을 특징으로 하는 촉매 반응기 시스템.
다음의 장치를 포함함을 특징으로 하는 장치 : 밀봉된 하우징과 하우징내에 진공을 만들기 위한 장치; 하우징내에, 반응 촉매를 포함하는 반응기내에 분명한 대역을 가지는 반응기로 반응기는 반응물기체가 대역을 통과하여 생성물기체를 생산하도록 구조를 갖어야 하며, 생성물기체의 펄스를 반응기로부터 회수하기 위한 장치; 하우징내에, 생성물기체의 분자들이 상당히 평행한 통로로 이동하는 생성물기체의 해소된 펄스를 만들도록 생성물기체의 펄스를 해소하기 위한 장치; 생성물기체의 해소된 펄스를 위한 실재 시간 분석을 제공한기 위한 장치; 펄스가 반응기로부터 분석장치들에 통과 될때 생성물기체 펄스에 의하여 취해진 통로를 둘러싸고 있는 초저온 표면 장치; 와 신속한 펄스도입 장치복 분석장치의 작용을 조정하므로서 분석장치들에 의한 주사는 생성물기체의 해소된 펄스의 도달에 일치하게 되므로, 이들 작용을 조절하는 장치; 를 포함함을 특징으로 하는 장치.
제28항에 있어서. 초저온판은 반응기와 해소 장치들 사이에 배치되고, 관을 펄스가 그곳을 통해서 통과하기 위한 개구를 그안에 가짐을 특징으로 하는 장치.
제29항에 있어서, 판은 그 표면에 설치된 초저온 도관을 가지는 금속디스크를 포함하고, 초저온 도관은 초저온 유체가 그곳을 통해서 통과할 수 있도록 함을 특징으로 하는 장치.
제30항에 펄스의 유동 방향에 대하여 상류에 있는 판의 표면위에 있는 분자체로 구성된 코팅을 함을 특징으로 하는 장치.
다음과 같은 장치로 구성된 장치; 밀봉된 하우징과 하우징내에 진공을 만들기 위한 장치; 하우징내에, 반응촉매를 포함하는 반응기내에 분명한 대역을 가지는반응기, 반응기는 반응물기체가 대역을 통과하여 생성물기체를 생성하도록 구조를 이루어야 하며; 반응기로 반응물기체의 신속한 펄스를 도입하기 위한 장치, 반응물기체의 유동에 대한 반응대역의 반응물기체 혼합대 상류, 혼합대역이 가지는 공극부피는 반응대역의 사용부피에 비교했을때, 작기 때문에, 반응대역에서의 기체의 잔류시간은 혼합대역에서의 기체의 잔류시간보다 상당히 더 길게한 장치; 반응기로부터 생성물기체의 펄스를 회수하기 위한 장치; 하우징내에, 생성물기체의 분자들이 상당히 평행한 통로로 이동하는 생성물기체의 해소된 펄스를 만들도록 생성물기체의 펄스를 해소하기 위한 장치; 생성물기체의 해소된 펄스를 위한 실재시간분석을 제공하기 위한 장치; 신속한 펄스도입장치와 분석만치의 작용을 조절하므로서, 분석장치에 의한 주사는 생성물기체의 해소된 펄스의 도달에 일치하게 되므로, 이들을 조절하는 장치; 등을 포함함을 특징으로 하는 장치.
제32항에 있어서, 혼합대역은 대역을 통하여 기체의 유동통로에 대해서 반응물기체가 방사형으로 분산하기 위한 장치를 포함함을 특징으로 하는 장치.
제26항에 있어서, 혼합대역은 반응물기체펄스의 분자들의 유동벡터의 방사성분들의 유동이 작위 없이 저절로 이루어지게 하기 위한 장치를 포함함을 특징으로 하는 장치.
제32항에 있어서. 혼합대역의 공극부피는 반응촉매 대역이 촉매로 비여 있을때 반응 촉매대역의 부피의 약 1/10보다 더 크지는 않음을 특징으로 하는 장치.
다음과 같은 장치로 구성된 장치 밀봉된 하우징과 하우징내에 진공을 만들기 위한 장치; 하우징내에, 반응촉매를 포함하는 반응기내에 분명한 대역을 가지는 반응기, 반응기는 반응물기체가 대역을 통과하여 생성물기체를 생성하도록 구조를 이루도록하며, 반응기로 반응물기체의 신속한 펄스를 도입하기 위한 장치; 반응기로부터 생성물기롤의 펄스를 회수하기 위한 장치; 하우징내에, 생성물기체 분자들이 상당히 평행한 통로로 이동하는 생성물기체의 해소된 펄스를 만들도록 생성물기체의 펄스를 해소하기 위한 장치; 생성물기체의 해소된 펄스를 위한 실재 시간 분석을 제공하기 위한 장치; 와 신속한 펄스도입장치와 분석 장치의 작용을 조절하므로서, 분석 장치에 의한 주사는 생성물기체의 해소된 펄스의 도달에 일치하게 되므로, 이들을 조절하기 위한 장치, 등을 포함함을 특징으로 하는 장치.
다음의 장치로 구성된 장치; 밀봉된 하우징과 하우징내에 진공을 만들기 위한 장치; 하우징내에, 반응촉매를 포함하는 반응기내에 분명한 대역을"가지는 반응기, 상술한 반응기는 반응물기체가 상술한 대역을 통과하여 생성물기체를 생성하도록 구조를 이루도록 하며 ; 반응기로 다수의 기체스트림을 도입하기 위한 상술한 하우징 내에 있는 다기관, 이 다기관은 반응기를 향하여 이를 통해 기체가 유동할 수 있는 다수의 입구 통로들을 포함하며, 적어도 이들 통로들 중의 하나는 그의 하류 종점에 신속히 작동될 수 있는 기체 공급 밸브를 가지며, 통로들의 하류 종점을 서로 근접하여 있고, 또 다기관은 다수의 통로들의 기체 혼합실 하류를 포함하며, 혼합실은 반응기와 유동 교류 관계에 있으며, 대역의 사용부피에 비하여 아주 작은 공극 부피를 가지며, 따라서 실에서 반응물기체의 잔류 시간은 대역에서 잔류시간에 비교했을 때 짧으며 : 반응기로부터 생성물기체의 펄스를 회수하기 위한 장치 ; 하우징내에서, 생성물기체의 분자들이 상당히 평행한 통로로 이동하는 생성물기체의 해소된 펄스를 만들도록 생성물기체의 펄스를 해소하기 위한 장치 ; 생성물 기체의 해소된 펄스를 위한 실재시간 분석을 제공하기 위한 장치; 신속한 펄스도입장치와 분석장치의 작용을 조절하므로서, 분석장치에 의한 주사는 생성물기체의 해소된 펄스 도달에 일치하게끔 이들을 조절하는 장치; 등을 포함함을 특징으로 하는 장치.
다음의 장치로 구성된 장치; 밀봉된 하우징과 하우징내에 진공을 만들기 위한 장치, 하우징내에, 반응촉매를 포함하는 반응기내에 분명한 대역을 가지는 반응기로서 반응기는 반응물기제가 대역을 통과하여 생성물기체를 생성하도록 구조를 이루도록하며 : 반응기로 다수의 기체스트링을 도입하기 위한 다기관, 이 다기관은 반응기를 향하여 이를 통해 기체가 유동할 수 있는 다수의 입구통로를 포함하고, 적어도 이들중의 하나는 다기관에 반응물기체의 스트립을 보내주기 위하여 입구도관과 기체유동관계하에 있어야 하며, 온도 조절 유체의 유동을 위한 조절도관을 포함하고, 조절도관은 열이 조절유체와 입구도관에서 유동하는 반응물 기체 사이에서 이동될 수 있도록 반응물기체 입구도관과 열 전이 관계에 있어야 하며, 조절도관은 조절 유체와 반응물기체 스트림에 열을 공급하기 위하여 전열기를 그안에 포함해야 하며, 적어도 이들 통로들중의 하나는 그의 하류종점에 신속히 작동할 수 있는 기체 공급밸브를 가져야 하며, 통로들의 하류종점에서는 서로 인접해 있어야 하며, 다수 통로의 혼합실 하류는 상술한 반응기와 유동관계하에 있어야 하며, 반응기로부터 생성물기체의 죌스를 회수하기 위한 장치; 하우징내에, 생성물기체의 분자들이 상당히 평행한 통로로 이동하는 생성물기체의 해소된 펄스를 만들도록 생성물기체의 펄스를 해소하기 위한 장치; 생성물기체의 해소된 펄스를 위한 실재시간 분석을 제공하기 위한 장치; 신속한 펄스도입장치와 분석장치의 작용을 조절하므로서, 분석장치에 의한 주사는 생성물기체의 해소된 펄스도달에 일치 되게끔 이들을 조절하는 장치; 등을 포함함을 특징으로 하는 장치.
다음의 장치로 구성된 장치; 밀봉된 하우징과 하우징내에 진공을 만들기 위한 장치 ; 하우징내에 반응대역은 반응기에 반응물질들을 기체상으로 공급하는 반응을 촉매 화하기 위하여 고체 상태의 촉매를 포함하고, 열 전이 유체를 위한 유체 유동 통로를 포함하며, 통로내에 있는 혈전이 유체로 부터 실의 내용물에 열을 이동하기 위한 장치를 포함하며, 열 전이 유체에 열을 공급하기 위하여 열 전이 유체 유동 통로내에 전열기를 포함하는 반응대역을 가지는 반응실을 포함하는 촉매반응기 시스템 : 반응물기체의 신속한 펄스를 반응기에 도입하기 위한 장치; 반응기로부터 생성물기체의 펄스를 회수하기 위한 장치; 하우징내에, 생성물기체의 분자들이 상당히 평행한 통로로 이동하는 생성물기제의 해소된 펄스를 만들기 위하여 생성물기체의 펄스를 해소하기 위한 장치; 생성물기체의 해소된 펄스를 위한 실재시간 분석을 제공하기 위한 장치; 와 신속한 펄스도입 장치와 분석장치의 작용을 조절하므로서, 분석 장치에 의한 주사가 생성물기체의 해소된 펄스도달에 일치되게끔 이들을 조절하는 장치; 등을 포함함을 특징으로 하는 장치.
다음의 장치로 구성된 장치; 밀봉된 하우징과 하우징내에 진공을 만들기 위한 장치; 하우징내에, 반응대역은 반응기에 반응물질들은 기체상으로 공급하는 반응을 촉매 화하기 위하여 고체 상태의 촉매를 포함하고, 실의 내용물에 열을 공급하기 위하여 실의 외부에 전열 소자를 포함하며, 온도 조절 유체의 유동을 위한 도관을 포함하고 실과 온도 조절 유체 사이에서 열의 전이를 위한 장치를 포함하며. 그안에서 분명한 반응대역을 가지는 반응실을 포함하는 촉매 반응기 시스템 : 반응기에 반응물기체의 신속한 펄스를 도입하기 위한 장치, 반응기.로부터 생성물기체의 펄스를 회수하기 위한 장치; 하우징내에 생성물기체의 분자들이 상당히 평행한 통로로 이동되는 생성물기체의 해소된 펄스를 만들도록 생성물기체의 펄스를 해소하기 위한 장치; 생성물기체의 해소된 펄스를 위한 실재시간 분석을 재중하기 위한 장치; 와 신속한 펄스도입 장치와 분석장치의 작용을 조절하므로서, 분석장치에 의한 주사가 생성물기체의 해소된 펄스도달에 일치되게끔 이들을 조절하는 장치; 등을 포함함을 특징으로 하는 장치.
다음의 장치로 구성된 장치; 밀봉된 하우징과 하우징내에 진공을 만들기 위한 장치; 하우징내에, 반응대역은 반응기에 반응물질들을 기체상으로 공급하는 반응을 촉매화 하기 위해서 고체상태의 촉매를 포함하고, 실의 내용물에 열을 공급하기 위하여 실의 외부에 전열 소자를 포한하며, 전열소자와 실의 외부표면 사이에 고전도 물질로 된 슬리브를 포함하며 온도조절유체의 유동을 위한 도관을 포함하고 슬리브와 도관내에 있는 온도 조절 유체 사이에서 열의 전이를 위한 장치를 포함하며, 그안에서 분명한 반응대역을 가지는 반응실을 포함하는 촉매반응기 시스템, 반응기에 반응물기체의 신속한 펄스를 도입하기 위한 장치; 반응기로부터 생성물기체의 펄스를 회수하기 위한 장치; 하우징내에, 생성물기채의 분자들이 상당히 평행한 통로로 이동되는 생성물기체의 해소된 펄스를 만들도록 생성물기체의 펄스를 해소하기 위한 장치; 생성물기체의 해소된 펄스를 위한 실재시간 분석을 제공하기 위한 장치; 와 신속한 펄스 도입 장치와 분석장치의 작용을 조절하므로서, 분석장치에 의한 주사가 생성물기체의 해소된 펄스 도달에 일치되게끔 이들을 조절하기 위한 장치; 등을 포함함을 특징으로 하는 장치.
다음을 포함하는 방법 :실질적으로 진공하에 있는 봉입물에서 촉매대에 반응물기체의 매우 신속한 펄스를 도입하는 방법; 생성물기체의 펄스를 만들기 위하여 촉매대를 통해 반응물기체의 상술한 펄스를 통과시키는 방법; 생성물기체의 분자들이 실질적으로 평행한 통로로 이동하는 생성물기체의 해소된 펄스를 만들기 위하여 생성물기체의 펄스를 해소하는 방법, 생성물기체의 해소된 펄스를 실재시간에서 분석하고 상술한 결정된 생성물 펄스의 도달에 맞추어 조절하므로서 실재시간에 분석하는 방법 : 등을 포함함을 특징으로 하는 방법.
제42항에 있어서. 펄스의 지속은 반응을 펄스가 약 10¹⁰내지 10²¹분자/펄스 사이에 포함되도록 조절함을 특징으로 하는 방법.
제43항에 있어서, 펄스의 지속은 상술한 반응물 펄스가 약 10¹³약 10¹⁸분자/펄스 사이에 포함되도록 조절함을 특징으로 하는 방법.
제42항에 있어서, 반응물 펄스는 다수의 기체들을 포함하고, 촉매대를 통해서 통과하기 전에 혼합대를 통과함을 특징으로 하는 방법.
제45항에 있어서, 혼합대의 공극부피는 촉매대의 공극부피에 비하여 적음을 특징으로 하는 방법.
제46항에 있어서. 촉매대역은, 촉매가 없을 때 적어도 혼합대의 부피보다 적어도 10배의 부피를 가짐을 특징으로 하는 방법.
제42항에 있어서, 반응물기체의 일정한 분자들과 촉애들의 표면 사이에서의 충돌횟수는 약 100- 약10⁶사이 이거나 다른 기체 분자들과는 약 10³또 그 미만임을 특징으로 하는 방법.
제48항에 있어서, 초저온 표면은 분석되기 전에 해소된 기체 펄스에 의하여 취해진 통로를 둘러싸게 함을 특징으로 하는 방법.
다음을 포함하는 방법; 실질적으로 진공하에서 봉입체의 한쪽 섹터에 있는 충진된 촉매대역에 반응물 기체의 매우 신속한 펄스를 도입하는 방법; 생성물기체의 펄스를 만들기 위하여 충진된 촉매대역을 통해서 반응물기체의 펄스를 통과시키는 방법; 생성물기체의 분자들이 실질적으로 평행한 통로로 이동되는 생성물 기체의 해소 펄스를 만들기 위하여 조절할 수 있는 개구를 통해서 생성물기체의 펄스를 통과시키는 방법; 질량분광기로서 생성물기체의 해소된 펄스를 분석하고, 해소된 생성물 펄스의 도달과 일치하도록 조절하여 분석하는 방법; 등을 포함함을 특징으로 하는 방법.
다음을 포항하는 방법 : 상당한 진공하에 있는 봉입체내의 촉매대역에 첫번째 반응물기체의 매우 신속한 펄스를 도입하는 방법; 첫번째 반응물기제의 펄스를 도입한 후 매우 짧은 시간 간격내에, 촉매대역으로 두번째 반응물기체의 펄스를 도입하는 방법; 반응물기체의 펄스를 생성물기체의 헐스를 만들기 위하여 촉매대역을 통해서 통과시키는 방법; 생성물기체의 분자들이 실질적으로 평행한 통로로 이등하는 생성물기체의 해소된 펄스를 만들도록 생성울기체의 펄스를 결정하는 방법; 과 실재시간에서 생성물기체의 해소된 펄스를 반복 분석하고, 해소된 생성물펄스의 도달에 일치되도록 하여 분석하는 방법, 따라서, 촉매대역을 통하여 반응을 펄스의 기체들의 통과에 관한 시간의 함수로서 단일 생성물 펄스의 다중 분석 결과를 얻는방법; 을 포함하는 방법.
다음을 포함하는 방법; 실질적으로 진공하에 있는 봉입물내에서 촉매대역에 첫째 반응물기체의 일연의 매우 신속한 펄스를 도입하는 방법; 대역에서 촉매는 첫째반응물과의 반응에 의하여 촉매로부터 전이될수 있는 응축 상태에서 두번째 반응물을 포함하며, 일연의 펄스들은 상당히 규칙적인 시간 간격으로 도입되며, 일연상에서 펄스의 수는 촉매대역으로부터 얻어진 생성물기체의 구조상으로 잴수 있는 변화를 초래케하기에 충분하고 두번째 반응물의 일부인 촉매로부터 이동하기에 충분하도록 도입하는 방법; 생성물기체의 펄스를 만들기 위해서 촉매대역을 통해서 첫째 반응물기체의 펄스 각각을 통과하는 방법 : 생성물기체의 분자들이 상당히 평행한 통로로 이동하는 생성물기체의 일연의 해소된 펄스를 만들기 위하여 생성물기체의 펄스들의 각각을 해소하는 방법; 과 실재시간에서 생성물기체의 해소된 펄스의 각각을 분석하고, 각각의 해소된 생성물 펄스의 도달에 일치하도록 조절하여서 분석하는 방법등을 포함함을 특징으로 하는 방법.
제52항에 있어서, 일연의 펄스가 도입되기 이전에, 두번째 반응물이 촉매상에 흡착됨을 특징으로 하는 방법 .
제52항에 있어서, 일연의 펄스가 도입되기 이전에. 두번째 반응물이 촉매내에서 화학적으로 결합함을 특징으로 하는 방법.
다음을 포함하는 방법; 상당한 진공하에 있는 봉입체의 한섹터에 있는 충진된 촉매대역에 첫번째 반응물기체외 매우 신속한 펄스를 도입하는 방법 : 첫째 반응 물기체의 펄스를 도입한 후 매후 짧은 시간 간격이내에, 충진된 촉매대역에 두번째 반응물기체의 펄스를 도입하는 방법; 반응물기체의 펄스를 생성물기체의 펄스를 만를기 위하여 충진된 촉매대역을 통해서 통과하는 방법; 생성물기체의 분자들이 상당히 평행한 통로로 이동하는 생성물기체의 해소된 펄스를 만들도록 조절할 수 있는 개구를 통하여 생성물기체의 펄스를 통과하는 방법; 질량분광기로서 생성물기체의 해소된 괼스를 반복 분석하고, 해소된 생성물 펄스의 도달에 일치되게끔 조절하여서 분석하는 방법으로, 이에 따라 촉매대역을 통해서, 반응물 펄스의 기체들의 통과에 관한 시간의 함수로서 단일 생성물 펄스의 다중분석 결과를 얻을 수 있도록 한 분석방법; 이상과 같은 내용을 포함하는 방법.
다음을 포함하는 방법 :상당한 진공하에 있는 봉입체의 한 섹터에 있는 층진된 촉매대역에 첫번째 반응물기체의 매우 신속한 일연의 펄스를 도입하는 방법으로, 대역에서 촉매는 첫째 반응물과의 반응에 의하여 촉매로부터 전이될 수 있는 응축된 상태에서 두번째 반응물을 포함해야 하며. 일연의 펄스는 상당히 규칙직인 시간 간격으로 도입되며, 일연상에서 펄스의 수는 촉매대역으로부터 얻어진 생성물기체의 구조상으로 잴수 있는 변화를 초래케 하기에 충분한 두번째 반응물의 일부인 촉매로부터 이동하기에 충분하게 도입하는 방법; 생성물기체의 펄스를 만들기 위해서 촉매대역을 통하여 첫째 반응물기체의 펄스 각각을 통과하는 방법 : 생성물기체의 분자들이 상당히 평행한 통로로 이동하는 생성물기체의 일연의 해소된 펄스를 만들기 위해서, 조절할 수 있는 개구를 통하여 생성물기체의 각각의 펄스를 통과하는 방법; 질량분광기로서 생성물기체의 해소된 펄스 각각을 분석하고 각각의 해소된 생성물 펄스의 도달에 일치하도록 조절하여서 분석하는 방법을 포함함을 특징으로 하는 방법.
다음을 포함하는 방법 :상당한 진공하에 있는 봉입체의 촉매대역에 추적자기체의 매우 신속한 펄스와 반응물기체의 매우 신속한 펄스를 도입하는 방법; 반응물기체와 추적자기체의 펄스를 촉매대역을 통하여 통과시켜서 대역의 출구에 생성물기체의 펄스와 추적자기체의 펄스가 생성되도록 통과시키는 방법; 생성물 기체의 해소된 펄스와 추적자기체의 해소된 펄스를 생성하기 위하여 생성물기체의 펄스와 출구 추적자기체의 펄스를 결정하는 방법 : 기체의 분자들은 각각의 해소된 펄스로 상당히 평행한 통로로 이동되어야 하며, 실재시간에서 생성물기체와 추직자기체의 해소된 펄스로 분석하고, 해소된 생성물펄스와 해소된 추적자기체 펄스가 각기 따로, 도달하도록 조절하여서 분석하는 방법 : 등을 포함함을 특징으로 하는 방법.
제57항에 있어서, 추적자기체는 반응물기체가 촉매대역을 통과하기 전에 그곳을 먼저 통과함을 특징으로 하는 방법.
제57항에 있어서, 추적자기체와 반응물기체들은 상술한 촉매대역을 동시에 통과함을 특징으로 하는 방법.
다음을 포함하는 방법 .상당한 진공하에서의 봉입체의 한 섹터에 있는 충진된 촉매대역에 반응물기체의 매우 신속한 펄스와 추적자기체의 매우 신속한 펄스를 도입하는 방법 : 반응물기체와 추적자기제의 펄스를 충진된 촉매대역을 통해서 통과시켜서 촉매대역의 출구에 생성물기체의 펄스와 추적자기체의 펄스와 생성되도록 통과시키는 방법 : 생성물기체의 해소된 펄스와 출구 추적자기체의 해소된 펄스를 만들기 위하여 조절할 수 있는 개구를 통해서 생성물기체와 추적자기체의 출구펄스를 통과시키는 방법; 기체의 분자들은 각각의 해소된 펄스로 상당히 평행한 통로로 통과시키는 방법; 질량분광기로서. 추적자기체와 생성물기체와 해소된 펄스를 분석하곡 해소된 생성물 펄스와 해소된 추적자기체 펀킥가 각기 따로 도달하도록 조절하면서 분석하는 방법.
제60항에 있어서, 추적자기체는 반응물기체들이 촉매대를 통하여 통과하기 전에 그곳을 먼저 통과하게 함을 특징으로 하는 방법.
제60항에 있어서, 추직자기체와 반응물기체들이 촉매대를 통해서 동시에 통과하게 함을 특징으로 하는 방법 .