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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022142423
(43)【公開日】2022-09-30
(54)【発明の名称】反応装置及び反応方法
(51)【国際特許分類】
B01J 8/06 20060101AFI20220922BHJP
B01J 8/00 20060101ALI20220922BHJP
C07C 211/27 20060101ALI20220922BHJP
C07C 209/48 20060101ALI20220922BHJP
B01J 23/44 20060101ALI20220922BHJP
C07B 61/00 20060101ALN20220922BHJP
【ＦＩ】
B01J8/06
B01J8/00 C
C07C211/27
C07C209/48
B01J23/44 Z
C07B61/00 300
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021042579
(22)【出願日】2021-03-16
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２９年度、国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 生物系特定産業技術研究支援センター、「『知』の集積と活用の場による研究開発モデル事業（うち「知」の集積と活用の場による研究開発モデル事業）」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】000003986
【氏名又は名称】日産化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001999
【氏名又は名称】特許業務法人はなぶさ特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】山口 智裕
(72)【発明者】
【氏名】小沢 征巳
【テーマコード（参考）】
4G070
4G169
4H006
4H039
【Ｆターム（参考）】
4G070AA05
4G070AB01
4G070BB02
4G070CA06
4G070CA16
4G070CA24
4G070CB17
4G070CC06
4G070DA22
4G169AA03
4G169AA15
4G169BA01B
4G169BC72B
4G169CB06
4G169CB77
4G169DA06
4H006AA02
4H006AA04
4H006AC52
4H006BA25
4H006BA61
4H006BD21
4H006BD80
4H006BE20
4H039CA71
4H039CB30
(57)【要約】
【課題】カラムの内径寸法を大きくすることによる原料溶液と反応ガスとの偏流を防ぎ、反応効率の低下を防ぐことが可能な反応装置及び反応方法を提供する。
【解決手段】反応装置１を用いた反応方法において、原料溶液７及び反応ガス９がカラム５内で層状をなすように、反応装置１のポンプ２３の周期的な送液によって、カラム５への原料溶液７の供給を制御し、及び、原料溶液用流路１１に設けられた送信手段２６によって、マスフローコントローラ２５の動作をオンにする信号又はオフにする信号を送信し、送信された信号に応じて、マスフローコントローラ２５の動作をオン状態又はオフ状態に切換え、カラム５に対する反応ガス９の供給を制御している。これにより、カラム５の内径を拡大することにより発生する原料溶液７と反応ガス９との偏流を防ぎつつ、カラム５内で原料溶液７と反応ガス９との化学反応による生成物を得ることが可能となる。
【選択図】図１
【解決手段】反応装置１を用いた反応方法において、原料溶液７及び反応ガス９がカラム５内で層状をなすように、反応装置１のポンプ２３の周期的な送液によって、カラム５への原料溶液７の供給を制御し、及び、原料溶液用流路１１に設けられた送信手段２６によって、マスフローコントローラ２５の動作をオンにする信号又はオフにする信号を送信し、送信された信号に応じて、マスフローコントローラ２５の動作をオン状態又はオフ状態に切換え、カラム５に対する反応ガス９の供給を制御している。これにより、カラム５の内径を拡大することにより発生する原料溶液７と反応ガス９との偏流を防ぎつつ、カラム５内で原料溶液７と反応ガス９との化学反応による生成物を得ることが可能となる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
固定化触媒が充填されたカラムと、該カラムに原料溶液を供給する原料溶液用流路と、前記カラムに反応ガスを供給する反応ガス用流路と、前記原料溶液の供給を制御するポンプと、前記反応ガスの供給を制御するマスフローコントローラとを備える反応装置を用いて、前記カラム内で前記原料溶液と前記反応ガスとを化学反応させる反応方法であって、
前記原料溶液用流路に、前記マスフローコントローラの動作をオンにする信号又はオフにする信号を送信する送信手段を設け、前記原料溶液及び前記反応ガスが前記カラム内で層状をなすように、前記ポンプの周期的な送液によって前記カラムに供給することを特徴とする反応方法。
前記原料溶液用流路に、前記マスフローコントローラの動作をオンにする信号又はオフにする信号を送信する送信手段を設け、前記原料溶液及び前記反応ガスが前記カラム内で層状をなすように、前記ポンプの周期的な送液によって前記カラムに供給することを特徴とする反応方法。
【請求項2】
前記送信手段は、前記原料溶液用流路に設けられた流量計であり、
前記ポンプの周期的な送液によって前記カラムに前記原料溶液を供給する際に、前記流量計によって、前記原料溶液の流量を測定し、測定された流量に基づいて、前記マスフローコントローラの動作をオンにする信号又はオフにする信号を送信して、前記反応ガスを所定時間毎に所定間隔を置いて前記カラムに供給することを特徴とする請求項１に記載の反応方法。
前記ポンプの周期的な送液によって前記カラムに前記原料溶液を供給する際に、前記流量計によって、前記原料溶液の流量を測定し、測定された流量に基づいて、前記マスフローコントローラの動作をオンにする信号又はオフにする信号を送信して、前記反応ガスを所定時間毎に所定間隔を置いて前記カラムに供給することを特徴とする請求項１に記載の反応方法。
【請求項3】
前記送信手段は、前記ポンプに設けられ、前記ポンプによる前記原料溶液の吸引と送液との切換えを検知するセンサであり、
前記ポンプによる前記原料溶液の吸引と送液との切換え時に、前記センサによって、前記ポンプが前記マスフローコントローラの動作をオンにする信号又はオフにする信号を送信して、前記反応ガスを所定時間毎に所定間隔を置いて前記カラムに供給することを特徴とする請求項１に記載の反応方法。
前記ポンプによる前記原料溶液の吸引と送液との切換え時に、前記センサによって、前記ポンプが前記マスフローコントローラの動作をオンにする信号又はオフにする信号を送信して、前記反応ガスを所定時間毎に所定間隔を置いて前記カラムに供給することを特徴とする請求項１に記載の反応方法。
【請求項4】
固定化触媒が充填されたカラムに、原料溶液と反応ガスとを流通させて、化学反応させるパックドベッドリアクターを備える反応装置であって、
前記カラムに原料溶液を供給する原料溶液用流路と、
前記カラムに反応ガスを供給する反応ガス用流路と、
前記原料溶液の供給を制御するポンプと、
前記反応ガスの供給を制御するマスフローコントローラと、
前記原料溶液用流路に設けられた、前記マスフローコントローラの動作をオンにする信号又はオフにする信号を送信する送信手段と、を備えることを特徴とする反応装置。
前記カラムに原料溶液を供給する原料溶液用流路と、
前記カラムに反応ガスを供給する反応ガス用流路と、
前記原料溶液の供給を制御するポンプと、
前記反応ガスの供給を制御するマスフローコントローラと、
前記原料溶液用流路に設けられた、前記マスフローコントローラの動作をオンにする信号又はオフにする信号を送信する送信手段と、を備えることを特徴とする反応装置。
【請求項5】
前記送信手段は、前記原料溶液用流路に流れる前記原料溶液の流量を測定し、測定された流量に基づいて、前記マスフローコントローラの動作をオンにする信号又は前記マスフローコントローラの動作をオフにする信号を送信する流量計であることを特徴とする請求項４に記載の反応装置。
【請求項6】
前記送信手段は、前記ポンプに設けられ、該ポンプによる前記原料溶液の吸引と送液との切換え時に、前記マスフローコントローラの動作をオンにする信号又は前記マスフローコントローラの動作をオフにする信号を送信するセンサであることを特徴とする請求項４に記載の反応装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、固定化触媒が充填されたカラムに原料溶液と反応ガスとを流通させて、化学反応させる反応装置及び反応方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般に、固定化触媒を充填したカラムに、原料溶液と反応ガスとを供給して、化学反応をさせるトリクルベッドリアクターを用いた反応方法が知られている。例えば、特許文献１には、固定化触媒が充填された第１カラムおよび第２カラムを並列に配置し、第１カラムおよび第２カラムの各々に対し、原料溶液又は反応ガスの供給を、所定時間毎に交互に切換え、第１カラムおよび第２カラム内で原料溶液及び反応ガスを化学反応させて、生成物を得る反応装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－１０４００３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、固定化触媒が充填されたカラムに原料溶液と反応ガスとを流通させるカラムフロー水素添加反応（カラムフロー水添反応）では、内径寸法が大きいカラムを用いると、カラム内で原料溶液と反応ガスとの偏流が発生しやすくなり、それに起因して、反応効率が低下するため、カラム内で原料溶液と反応ガスとの偏流を防ぎ、反応効率の低下を抑えることが望まれている。
【0005】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的にするところは、カラムの内径寸法を大きくすることによる原料溶液と反応ガスとの偏流を防ぎ、反応効率の低下を防ぐことが可能な反応装置及び反応方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の態様を例示するものであり、本発明の多様な構成要素の理解を容易にするために、項分けして説明するものである。以下の各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、本発明を実施する最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、さらに他の構成要素を付加した態様についても、本発明の一態様になり得るものである。
以下の発明の態様は、本発明の態様を例示するものであり、本発明の多様な構成要素の理解を容易にするために、項分けして説明するものである。以下の各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、本発明を実施する最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、さらに他の構成要素を付加した態様についても、本発明の一態様になり得るものである。
【0007】
（１）固定化触媒が充填されたカラムと、該カラムに原料溶液を供給する原料溶液用流路と、前記カラムに反応ガスを供給する反応ガス用流路と、前記原料溶液の供給を制御するポンプと、前記反応ガスの供給を制御するマスフローコントローラとを備える反応装置を用いて、前記カラム内で前記原料溶液と前記反応ガスとを化学反応させる反応方法であって、前記原料溶液用流路に、前記マスフローコントローラの動作をオンにする信号又はオフにする信号を送信する送信手段を設け、前記原料溶液及び前記反応ガスが前記カラム内で層状をなすように、前記ポンプの周期的な送液によって前記カラムに供給する反応方法（請求項１）。
【0008】
本項に係る反応方法において、原料溶液及び反応ガスがカラム内で層状をなすように、反応装置のポンプの周期的な送液によって、カラムへの原料溶液の供給を制御し、及び、原料溶液用流路に設けられた送信手段によって、マスフローコントローラの動作をオンにする信号又はオフにする信号を送信し、送信された信号に応じて、マスフローコントローラの動作をオン状態又はオフ状態に切換え、カラムに対する反応ガスの供給を制御している。この構成により、カラムの内径を拡大することにより発生する原料溶液と反応ガスとの偏流を防ぎつつ、カラム内で原料溶液と反応ガスとの化学反応による生成物を得られるものとなる。また、原料溶液及び反応ガスがカラム内に交互に流れるため、カラム内では、内部を流れる原料溶液及び反応ガスが、それらの流れる方向に対して交互に層状をなし、固相担持された触媒と反応ガスとの反応による反応活性種の生成と、触媒上の反応活性種と原料との反応とが交互に進行する。
【0009】
（２）（１）項において、前記送信手段は、前記原料溶液用流路に設けられた流量計であり、前記ポンプの周期的な送液によって前記カラムに前記原料溶液を供給する際に、前記流量計によって、前記原料溶液の流量を測定し、測定された流量に基づいて、前記マスフローコントローラの動作をオンにする信号又はオフにする信号を送信して、前記反応ガスを所定時間毎に所定間隔を置いて前記カラムに供給する反応方法（請求項２）。
【0010】
本項に係る反応方法において、送信手段が原料溶液用流路に設けられた流量計であることで、原料溶液用流路に周期的に送液される原料溶液の流量を測定し、測定された流量に基づいて、マスフローコントローラの動作をオンにする信号又はオフにする信号を送信するものとなる。これにより、マスフローコントローラの動作が制御され、反応ガスを所定時間毎に所定間隔を置いてカラムに供給することが可能となる。
【0011】
（３）（１）項において、前記送信手段は、前記ポンプに設けられ、前記ポンプによる前記原料溶液の吸引と送液との切換えを検知するセンサであり、前記ポンプによる前記原料溶液の吸引と送液との切換え時に、前記センサによって、前記ポンプが前記マスフローコントローラの動作をオンにする信号又はオフにする信号を送信して、前記反応ガスを所定時間毎に所定間隔を置いて前記カラムに供給する反応方法（請求項３）。
【0012】
本項に係る反応方法において、送信手段がポンプによる原料溶液の吸引と送液との切換えを検知するセンサであることで、ポンプによる原料溶液の送液から吸引に切換った時に、マスフローコントローラの動作をオンにする信号を送信し、一方、ポンプによる原料溶液の吸引から送液に切換った時に、マスフローコントローラの動作をオフにする信号を送信するものとなる。これにより、マスフローコントローラの動作が制御され、反応ガスを所定時間毎に所定間隔を置いてカラムに供給することが可能となる。
【0013】
（４）固定化触媒が充填されたカラムに、原料溶液と反応ガスとを流通させて、化学反応させるパックドベッドリアクターを備える反応装置であって、前記カラムに原料溶液を供給する原料溶液用流路と、前記カラムに反応ガスを供給する反応ガス用流路と、前記原料溶液の供給を制御するポンプと、前記反応ガスの供給を制御するマスフローコントローラと、前記原料溶液用流路に設けられた、前記マスフローコントローラの動作をオンにする信号又はオフにする信号を送信する送信手段と、を備える反応装置（請求項４）。
【0014】
（５）（４）項において、前記送信手段は、前記原料溶液用流路に流れる前記原料溶液の流量を測定し、測定された流量に基づいて、前記マスフローコントローラの動作をオンにする信号又は前記マスフローコントローラの動作をオフにする信号を送信する流量計である反応装置（請求項５）。
【0015】
（６）（４）項において、前記送信手段は、前記ポンプに設けられ、該ポンプによる前記原料溶液の吸引と送液との切換え時に、前記マスフローコントローラの動作をオンにする信号又は前記マスフローコントローラの動作をオフにする信号を送信するセンサである反応装置（請求項６）。
【0016】
上記（４）項～（６）項の反応装置を用いることで、上記（１）項～（３）項の各反応方法で得られるものと同等の作用を奏するものとなる。
【発明の効果】
【0017】
本発明は、以上のように構成したことにより、カラムの内径寸法を大きくすることによる原料溶液と反応ガスとの偏流を防ぎ、反応効率の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】第１実施形態に係るパックドベッドリアクターのプロセスフローの概略図である。
【図3】第２実施形態に係るパックドベッドリアクターのプロセスフローの概略図である。
【図4】ＰｈＣＮ水素添加反応のデータを示した図表である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の第１実施形態に係る反応装置の構成を図１及び図２に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、本発明の第１実施形態に係る反応装置１Ａは、固定化触媒３が充填されたカラム５に、原料溶液７と反応ガス９とを流通させ、化学反応させて、生成物を得るものである。この反応装置１Ａは、カラム５と、原料溶液用流路１１と、反応ガス用流路１３と、第１流路１５と、第２流路１７と、原料溶液貯蔵部１９と、反応ガス貯蔵部２１と、ポンプ２３と、マスフローコントローラ２５と、送信手段２６と、気液分離槽２７と、液体排出流路３１と、ガス排出流路２９と、を備えている。
図１及び図２に示すように、本発明の第１実施形態に係る反応装置１Ａは、固定化触媒３が充填されたカラム５に、原料溶液７と反応ガス９とを流通させ、化学反応させて、生成物を得るものである。この反応装置１Ａは、カラム５と、原料溶液用流路１１と、反応ガス用流路１３と、第１流路１５と、第２流路１７と、原料溶液貯蔵部１９と、反応ガス貯蔵部２１と、ポンプ２３と、マスフローコントローラ２５と、送信手段２６と、気液分離槽２７と、液体排出流路３１と、ガス排出流路２９と、を備えている。
【0020】
カラム５は、ガラス材で形成された筒状を呈し、その内部に固定化触媒３（図２参照）が充填されている。また、カラム５は、上部に後述する第１流路１５が接続され、下部に後述する第２流路１７が接続されている。固定化触媒３は、ポリシランコーティング層をもつ、平均粒径８０μｍであるアルミナ担体に、パラジウムが担持されたものである。
【0021】
原料溶液用流路１１は、原料溶液７を第１流路１５に供給する流路であり、原料溶液７を内蔵した原料溶液貯蔵部１９と第１流路１５との間をつなぐ。反応ガス用流路１３は、反応ガス９を第１流路１５に供給する流路であり、反応ガス９を貯蔵した反応ガス貯蔵部２１と第１流路１５との間をつなぐ。第１流路１５は、原料溶液用流路１１から流れた原料溶液７又は反応ガス用流路１３から流れた反応ガス９をカラム５に供給するための流路であり、カラム５の上部に接続されている。第２流路１７は、原料溶液７と反応ガス９との化学反応から得られた気液を気液分離槽２７に供給する流路であり、カラム５と気液分離槽２７との間をつなぐ。
【0022】
ポンプ２３は、原料溶液７をカラム５に送り込むプランジャーポンプ、ダイアフラムポンプ等のポンプであり、原料溶液用流路１１に設けられている。マスフローコントローラ２５は、反応ガス９の流量を制御するものであり、反応ガス用流路１３に設けられている。マスフローコントローラ２５は、後述する送信手段２６から送信される信号（オン信号及びオフ信号）を受信するコントロールユニット２８を備え、コントロールユニット２８によって、オン／オフ制御されている。
【0023】
送信手段２６は、マスフローコントローラ２５の動作をオンにする信号又はオフにする信号を送信する、原料溶液用流路１１に流れる原料溶液７を測定する流量計である。流量計３０は、原料溶液用流路１１に設けられたポンプ２３より、下流に設けられている。具体的には、流量計３０は、原料溶液用流路１１が第１流路１５に連通する部分の近傍に配置される。ここで、流量計３０は、原料溶液用流路１１に流れる原料溶液７の流量を測定して、測定された流量が所定の閾値以上である場合に、マスフローコントローラ２５の動作をオフにする信号（オフ信号）をマスフローコントローラ２５のコントロールユニット２８に送信する。一方、流量計３０は、測定された流量が所定の閾値未満である場合、マスフローコントローラ２５の動作をオンにする信号（オン信号）をコントロールユニット２８に送信する。
【0024】
気液分離槽２７は、原料溶液７と反応ガス９とを化学反応させて得られた気液を貯蔵するものであり、第２流路１７と接続されている。また、気液分離槽２７は、液体（生成物）を排出するための液体排出流路３１と接続され、かつ、廃棄ガスを排出するガス排出流路２９と接続されている。液体排出流路３１には、ニードルバルブ３５が設けられている。ガス排出流路２９には、背圧弁３３が設けられている。
【0025】
次に、第１実施形態に係る反応装置１Ａを用いた反応方法について、以下に説明する。
ポンプ２３によって、原料溶液用流路１１及び第１流路１５を介して、原料溶液７をカラム５の上方から供給する。このとき、マスフローコントローラ２５は、オフ状態（すなわち、動作停止状態）であり、反応ガス９の供給が停止されている。また、流量計３０は、原料溶液用流路１１内の原料溶液７の流量を測定し、測定した流量に基づく信号（オフ信号）をコントロールユニット２８に送信する。そして、コントロールユニット２８が送信されたオフ信号を受信し、マスフローコントローラ２５のオフ状態を維持させる。なお、原料溶液７は、ポンプ２３によって、流量が一定量に制御されている。
ポンプ２３によって、原料溶液用流路１１及び第１流路１５を介して、原料溶液７をカラム５の上方から供給する。このとき、マスフローコントローラ２５は、オフ状態（すなわち、動作停止状態）であり、反応ガス９の供給が停止されている。また、流量計３０は、原料溶液用流路１１内の原料溶液７の流量を測定し、測定した流量に基づく信号（オフ信号）をコントロールユニット２８に送信する。そして、コントロールユニット２８が送信されたオフ信号を受信し、マスフローコントローラ２５のオフ状態を維持させる。なお、原料溶液７は、ポンプ２３によって、流量が一定量に制御されている。
【0026】
そして、原料溶液７を所定時間供給した後、ポンプ２３は、原料溶液７を吸引し、原料溶液７の供給が止まる。このとき、流量計３０が原料溶液用流路１１内の原料溶液７の流量を測定し、測定した流量が所定の閾値未満になると、コントロールユニット２８にオン信号を送信する。これにより、コントロールユニット２８は、受信したオン信号に応じて、マスフローコントローラ２５を動作させる。これにより、マスフローコントローラ２５によって、反応ガス９を、反応ガス用流路１３及び第１流路１５を介して、カラム５の上方から供給する。
【0027】
そして、ポンプ２３による原料溶液７の吸引が所定時間経過した後、ポンプ２３は、原料溶液７をカラム５に供給する。このとき、流量計３０が原料溶液用流路１１内の原料溶液７の流量を測定し、測定した流量が所定の閾値以上になると、コントロールユニット２８にオフ信号を送信する。コントロールユニット２８は、受信したオフ信号に応じて、マスフローコントローラ２５の動作を停止させる。これにより、反応ガス９の供給が停止する。このように、ポンプ２３によって、原料溶液７をカラム５に周期的に送液しつつ、流量計３０によって、測定された原料溶液７の流量に基づいて、マスフローコントローラ２５の動作を制御して、反応ガス９をカラム５に所定時間毎に所定間隔を置いて供給することで、カラム５に原料溶液７及び反応ガス９を交互に供給される。これにより、図２に示すように、カラム５内では、原料溶液７と反応ガス９とが層状状態となる。
【0028】
そして、カラム５に充填された固定化触媒３を介して、原料溶液７及び反応ガス９を化学反応させる。このとき、原料溶液７及び反応ガス９は、カラム５内で層状をなしているため（図２参照）、各層の境界３７（反応面）において、原料溶液７及び反応ガス９が接触して、化学反応が生じる。
【0029】
そして、その化学反応で得られた気液が、第２流路１７を介して、気液分離槽２７に流れる。その後、液体は、液体排出流路３１を介して、外部に送られ、廃棄ガスは、ガス排出流路２９を介して、排出される。
【0030】
上記構成を有する反応装置１Ａを用いた反応方法によれば、次の作用効果を得ることが可能となる。すなわち、原料溶液７及び反応ガス９がカラム５内で層状をなすように、反応装置１Ａのポンプ２３の周期的な送液によって、カラム５への原料溶液７の供給を制御し、及び、原料溶液用流路１１に設けられた送信手段２６（流量計３０）によって、マスフローコントローラ２５の動作をオンにする信号又はオフにする信号を送信し、送信された信号に応じて、マスフローコントローラ２５の動作をオン状態又はオフ状態に切換え、カラム５に対する反応ガス９の供給を制御している。これにより、カラム５の内径を拡大することにより発生する原料溶液７と反応ガス９との偏流を防ぎつつ、カラム５内で原料溶液７と反応ガス９との化学反応による生成物を得ることが可能となる。
【0031】
また、原料溶液７及び反応ガス９がカラム５内に交互に流れるため、カラム５内では、内部を流れる原料溶液７及び反応ガス９が、それらの流れる方向に対して交互に層状をなし、各層の境界３７において原料溶液７及び反応ガス９が接触し、各層の境界３７が主要な反応面となって、原料溶液７及び反応ガス９の化学反応が生じる。その結果、カラム５全体での反応面の面積が増大し、反応効率を高くすることが可能となる。
【0032】
反応装置１Ａによれば、流量計３０は、ポンプ２３より下流に位置するように、原料溶液用流路１１に設けられるため、カラム５の近傍に配置され、原料溶液７と反応ガス９との混合の近い場所で原料溶液７の流量を測定することができるので、計測精度を高くすることが可能となる。
【0033】
反応装置１Ａによれば、カラム５は、１本であるため、反応装置を小型化にし、コストを抑えることができる。
【0034】
次に、本発明の第２実施形態に係る反応装置１Ｂについて、図２及び図３を参照して説明する。なお、第２実施形態に係る反応装置１Ｂは、上記第１実施形態に係る反応装置１Ａに対して、送信手段２６の構成のみが異なるので、同様の部分には同じ参照符号を用いて、その説明を省略し、異なる部分について説明する。
【0035】
図３に示すように、送信手段２６は、ポンプ２３に設けられ、ポンプ２３による原料溶液７の吸引と吐出（カラム５への送液）との切換えを検知するセンサ３２である。ここで、センサ３２は、原料溶液７の吸引から送液への切換え時、その切換えを検知し、マスフローコントローラ２５の動作をオフにする信号（オフ信号）をマスフローコントローラ２５のコントロールユニット２８に送信する。一方、センサ３２は、原料溶液７の送液から吸引への切換え時、その切換えを検知し、マスフローコントローラ２５の動作をオンにする信号（オン信号）をコントロールユニット２８に送信する。
【0036】
次に、第２実施形態に係る反応装置１Ｂを用いた反応方法について、以下に説明する。
ポンプ２３によって、原料溶液用流路１１及び第１流路１５を介して、原料溶液７をカラム５の上方から供給する。このとき、マスフローコントローラ２５は、オフ状態であり、反応ガス９の供給が停止されている。なお、原料溶液７は、ポンプ２３によって、流量が一定量に制御されている。
ポンプ２３によって、原料溶液用流路１１及び第１流路１５を介して、原料溶液７をカラム５の上方から供給する。このとき、マスフローコントローラ２５は、オフ状態であり、反応ガス９の供給が停止されている。なお、原料溶液７は、ポンプ２３によって、流量が一定量に制御されている。
【0037】
そして、原料溶液７を所定時間供給した後、ポンプ２３は、原料溶液７の送液から吸引に切換える。このとき、センサ３２がポンプ２３の切換えを検知し、マスフローコントローラ２５の動作をオンにする信号（オン信号）をコントロールユニット２８に送信する。そして、コントロールユニット２８は、受信したオン信号に応じて、マスフローコントローラ２５を動作させる。これにより、反応ガス用流路１３及び第１流路１５を介して、反応ガス９がカラム５の上方から供給される。
【0038】
そして、ポンプ２３による原料溶液７の吸引が所定時間経過した後、ポンプ２３は、原料溶液７の吸引から送液に切換え、原料溶液７をカラム５に供給する。このとき、センサ３２がポンプ２３の切換えを検知し、マスフローコントローラ２５の動作をオフにする信号（オフ信号）をコントロールユニット２８に送信する。そして、コントロールユニット２８は、受信したオフ信号に応じて、マスフローコントローラ２５を停止させ、反応ガス９の供給を止める。このように、ポンプ２３によって、原料溶液７をカラム５に周期的に送液しつつ、センサ３２によって、ポンプ２３の吸引と送液との切換えに応じて、マスフローコントローラ２５の動作を制御して、反応ガス９をカラム５に所定時間毎に所定間隔を置いて供給することで、カラム５に原料溶液７及び反応ガス９を交互に供給される。これにより、カラム５内では、原料溶液７と反応ガス９とが層状状態となる（図２参照）。
【0039】
そして、カラム５に充填された固定化触媒３を介して、原料溶液７及び反応ガス９を化学反応させる。このとき、原料溶液７及び反応ガス９は、カラム５内で層状をなしているため（図２参照）、各層の境界３７（反応面）において、原料溶液７及び反応ガス９が接触して、化学反応が生じる。そして、その化学反応で得られた気液が、第２流路１７を介して、気液分離槽２７に流れる。その後、液体は、液体排出流路３１を介して、外部に送られ、廃棄ガスは、ガス排出流路２９を介して、排出される。
【0040】
上記構成を有する反応装置１Ｂを用いた反応方法によれば、次の作用効果を得ることが可能となる。すなわち、センサ３２がポンプ２３による原料溶液７の送液と吸引との切換え時に、コントロールユニット２８にマスフローコントローラ２５の動作をオンにする信号、又は、マスフローコントローラ２５の動作をオフにする信号を送信することで、コントロールユニット２８がオン信号又はオフ信号に応じて、マスフローコントローラ２５の動作を制御して、カラム５に対する反応ガス９の供給を制御している。これにより、反応ガス９を所定時間毎に所定間隔を置いてカラム５に供給することができる。その結果、カラム５の内径を拡大することにより発生する原料溶液７と反応ガス９との偏流を防ぎつつ、カラム５内で原料溶液７と反応ガス９との化学反応による生成物を得ることが可能となる。
【0041】
また、原料溶液７及び反応ガス９がカラム５内に交互に流れるため、カラム５内では、内部を流れる原料溶液７及び反応ガス９が、それらの流れる方向に対して交互に層状をなし、各層の境界３７において原料溶液７及び反応ガス９が接触し、各層の境界３７が主要な反応面となって、原料溶液７及び反応ガス９の化学反応が生じる。その結果、カラム５全体での反応面の面積が増大し、反応効率を高くすることが可能となる。
【0042】
以下に、説明する実施例に係る反応装置１Ａ，１Ｂを用いた反応方法では、カラム５の内径が３５ｍｍであるが、内径が２０ｍｍ～６０ｍｍのものを用いてもよい。
【0043】
また、以下に説明する実施例に係る反応装置１Ａ，１Ｂを用いた反応方法では、固定化触媒３は、ポリシランコーティング層をもつ平均粒径８０μｍであるアルミナ担体にパラジウムが担持されたものであるが、目的の反応を円滑に進行させる平均粒径２０μｍ～３ｍｍの固定化触媒であれば特に限定されず、また、セライトやガラスビーズなどの反応に影響を与えない固体粒子との混合物でもよい。
【実施例0044】
以下、ベンゾニトリル溶液の水素添加反応についての実施例及び参考例を挙げて、本発明の第１及び第２実施形態に係る反応装置１Ａ，１Ｂを用いた反応方法について説明する。
［実施例１]
［実施例１]
【0045】
実施例１の条件は、以下の通りである。
カラム５は、内径が３５ｍｍであり、カラム５の長さが３５ｍｍであり、カラム温度を５０℃とする。固定化触媒３は、ポリシランコーティング層をもつ、平均粒径８０μｍのアルミナ担体に、パラジウムを担持させたパラジウム触媒(伊藤忠ケミカルフロンティア、商品名PPD-200A80)３０ｇを、カラム５内に充填する。原料溶液７は、ベンゾニトリル１０３ｇと、メタノール６１２ｇと、３５質量％塩酸１３５ｇとを混合した、０．７ｍｏｌ／Ｌベンゾニトリル溶液を用いる。また、反応ガス９は、水素ガスを用いる。さらに、ベンゾニトリル溶液は、ダブルプランジャーポンプ(日本精密科学株式会社、NP-GX-1000HC)の、その一方のポンプのみを用いるよう配管することでシングルプランジャーポンプとしたポンプ２３を用い、１分間当たり３２．７ｍＬ設定（３２．７ｍＬ／ｍｉｎ）、すなわち、送液時と吸引時とを合わせた平均流量（流量測定値ｒ１）１６．４ｍＬ／ｍｉｎでカラム５に流通させた。このとき、送液時間と吸引時間とは、それぞれ９秒である。流量計３０（キーエンス、FD-XS1）でベンゾニトリル溶液の流量を測定し、測定した流量が閾値１６．４ｍＬ／ｍｉｎ以上である場合、コントロールユニット２８（堀場エステック、PE-S7）を介して、マスフローコントローラ２５(堀場エステック、Z500)の動作を停止し、水素ガスの供給を止める。一方、測定した流量が閾値１６．４ｍＬ／ｍｉｎ未満であれば、水素ガスがカラム５に流れるよう、コントロールユニット２８を介して、マスフローコントローラ２５を動作させる。水素ガス流通時のマスフローコントローラ２５の設定値（水素流量測定値ｒ２）は、１分間当たり２．３４Ｌ（０℃、１気圧状態換算）、すなわち、流通時と停止時とを合わせた平均流量１．１７Ｌ（０℃、１気圧状態換算）／ｍｉｎとした（図４の図表の項番１参照）。
カラム５は、内径が３５ｍｍであり、カラム５の長さが３５ｍｍであり、カラム温度を５０℃とする。固定化触媒３は、ポリシランコーティング層をもつ、平均粒径８０μｍのアルミナ担体に、パラジウムを担持させたパラジウム触媒(伊藤忠ケミカルフロンティア、商品名PPD-200A80)３０ｇを、カラム５内に充填する。原料溶液７は、ベンゾニトリル１０３ｇと、メタノール６１２ｇと、３５質量％塩酸１３５ｇとを混合した、０．７ｍｏｌ／Ｌベンゾニトリル溶液を用いる。また、反応ガス９は、水素ガスを用いる。さらに、ベンゾニトリル溶液は、ダブルプランジャーポンプ(日本精密科学株式会社、NP-GX-1000HC)の、その一方のポンプのみを用いるよう配管することでシングルプランジャーポンプとしたポンプ２３を用い、１分間当たり３２．７ｍＬ設定（３２．７ｍＬ／ｍｉｎ）、すなわち、送液時と吸引時とを合わせた平均流量（流量測定値ｒ１）１６．４ｍＬ／ｍｉｎでカラム５に流通させた。このとき、送液時間と吸引時間とは、それぞれ９秒である。流量計３０（キーエンス、FD-XS1）でベンゾニトリル溶液の流量を測定し、測定した流量が閾値１６．４ｍＬ／ｍｉｎ以上である場合、コントロールユニット２８（堀場エステック、PE-S7）を介して、マスフローコントローラ２５(堀場エステック、Z500)の動作を停止し、水素ガスの供給を止める。一方、測定した流量が閾値１６．４ｍＬ／ｍｉｎ未満であれば、水素ガスがカラム５に流れるよう、コントロールユニット２８を介して、マスフローコントローラ２５を動作させる。水素ガス流通時のマスフローコントローラ２５の設定値（水素流量測定値ｒ２）は、１分間当たり２．３４Ｌ（０℃、１気圧状態換算）、すなわち、流通時と停止時とを合わせた平均流量１．１７Ｌ（０℃、１気圧状態換算）／ｍｉｎとした（図４の図表の項番１参照）。
【0046】
ポンプ２３（プランジャーポンプ）、流量計３０及びマスフローコントローラ２５によって、原料溶液用流路１１、反応ガス用流路１３及び第１流路１５を介して、ベンゾニトリル溶液及び水素ガスをカラム５の上方から、制御されたスラグ流として供給する。そして、カラム５に充填されたパラジウム触媒を介して、ベンゾニトリル溶液及び水素ガスを接触させ、化学反応させる。そして、化学反応させて得られた気液を気液分離槽２７に流す。その後、気液分離槽２７から得られた液体を、平衡に達した後に１０分間捕集し、約１０μＬをメタノール１ｍＬに希釈して高速液体クロマトグラフィー（以下、ＨＰＬＣと略称する）にて定量分析を行った結果、ベンジルアミンの収率が９９．０％であった（図４の図表の項番１参照）。
ＨＰＬＣによる定量分析条件の詳細を以下に記載する。
使用機器 ：Agilent Technology製1290 Infinity
注入量 ：0.5μL
溶離液 ：0.2体積％ 酢酸水溶液/メタノール= 65/35
流量 ：0.50 mL/分
カラム ：Kinetex F5 (2.6μm, 100mm×2.1mm）Phenomenex製
カラム温度：40℃
検出器 ：UV 254nm
保持時間 ：ベンジルアミン ０．５０min、ベンゾニトリル １．５７min
［実施例２]
ＨＰＬＣによる定量分析条件の詳細を以下に記載する。
使用機器 ：Agilent Technology製1290 Infinity
注入量 ：0.5μL
溶離液 ：0.2体積％ 酢酸水溶液/メタノール= 65/35
流量 ：0.50 mL/分
カラム ：Kinetex F5 (2.6μm, 100mm×2.1mm）Phenomenex製
カラム温度：40℃
検出器 ：UV 254nm
保持時間 ：ベンジルアミン ０．５０min、ベンゾニトリル １．５７min
［実施例２]
【0047】
実施例２の条件は、以下の通りである。なお、実施例２の条件等は、上記実施例１の条件等と異なるもののみ詳細に説明する。
カラム５は、カラムの長さが７０ｍｍである。固定化触媒３は、ポリシランコーティング層をもつ、平均粒径８０μｍのアルミナ担体に、パラジウムを担持させたパラジウム触媒(伊藤忠ケミカルフロンティア、商品名PPD-200A80)６０ｇを、カラム５内に充填する。原料溶液７は、ベンゾニトリル９２８ｇと、メタノール５６３１ｇと、３５質量％塩酸１２２０ｇとを混合した、０．７ｍｏｌ／Ｌ ベンゾニトリル溶液を用いる。ベンゾニトリル溶液は、１分間当たり６５．４ｍＬ設定（流量測定値ｒ１：６５．４ｍＬ／ｍｉｎ）、すなわち、送液時と吸引時とを合わせた平均流量３２．７ｍＬ（３２．７ｍＬ／ｍｉｎ）で流通させた。このとき、送液時間と吸引時間とは、それぞれ５秒である。流量計３０（キーエンス、FD-XS1）でベンゾニトリル溶液の流量を測定し、閾値３２．７ｍＬ／ｍｉｎ以上である場合、コントロールユニット２８を介して、マスフローコントローラ２５の動作を停止し、水素ガスの供給を止める。一方、閾値３２．７ｍＬ／ｍｉｎ未満である場合、コントロールユニット２８を介して、マスフローコントローラ２５を動作させ、水素ガスをカラム５に供給される。水素ガス流通時のマスフローコントローラ２５の設定値（水素流量測定値ｒ２）は、１分間当たり４．６８Ｌ（０℃、１気圧状態換算）、すなわち、流通時と停止時を合わせた平均流量２．３４Ｌ（０℃、１気圧状態換算）／ｍｉｎとした（図４の図表の項番２参照）。
カラム５は、カラムの長さが７０ｍｍである。固定化触媒３は、ポリシランコーティング層をもつ、平均粒径８０μｍのアルミナ担体に、パラジウムを担持させたパラジウム触媒(伊藤忠ケミカルフロンティア、商品名PPD-200A80)６０ｇを、カラム５内に充填する。原料溶液７は、ベンゾニトリル９２８ｇと、メタノール５６３１ｇと、３５質量％塩酸１２２０ｇとを混合した、０．７ｍｏｌ／Ｌ ベンゾニトリル溶液を用いる。ベンゾニトリル溶液は、１分間当たり６５．４ｍＬ設定（流量測定値ｒ１：６５．４ｍＬ／ｍｉｎ）、すなわち、送液時と吸引時とを合わせた平均流量３２．７ｍＬ（３２．７ｍＬ／ｍｉｎ）で流通させた。このとき、送液時間と吸引時間とは、それぞれ５秒である。流量計３０（キーエンス、FD-XS1）でベンゾニトリル溶液の流量を測定し、閾値３２．７ｍＬ／ｍｉｎ以上である場合、コントロールユニット２８を介して、マスフローコントローラ２５の動作を停止し、水素ガスの供給を止める。一方、閾値３２．７ｍＬ／ｍｉｎ未満である場合、コントロールユニット２８を介して、マスフローコントローラ２５を動作させ、水素ガスをカラム５に供給される。水素ガス流通時のマスフローコントローラ２５の設定値（水素流量測定値ｒ２）は、１分間当たり４．６８Ｌ（０℃、１気圧状態換算）、すなわち、流通時と停止時を合わせた平均流量２．３４Ｌ（０℃、１気圧状態換算）／ｍｉｎとした（図４の図表の項番２参照）。
【0048】
ベンゾニトリル溶液及び水素ガスを化学反応させて得られた液体（気液分離槽２７から得られた液体）を、平衡に達した後に１０分間捕集し、約１０μＬをメタノール１ｍＬに希釈してＨＰＬＣにて定量分析を行った結果、ベンジルアミンの収率が９９．５％であった（図４の図表の項番２参照）。
［実施例３]
［実施例３]
【0049】
実施例３の条件は、以下の通りである。なお、実施例３の条件等は、上記実施例１の条件等と異なるもののみ詳細に説明する。
ベンゾニトリル溶液の送液に用いたポンプ２３は、リニア駆動式ダブルプランジャーポンプ(日本精密科学株式会社、NP-SX-400-ST)を改良し、プランジャーの吸引動作と吐出動作（送液動作）とを切換る時に信号を発出するようにしたものであり、これをシングルプランジャーポンプとして使用した。ポンプ２３のセンサ３２から発信される信号（すなわち、マスフローコントローラ２５の動作をオンにする信号（オン信号）又はマスフローコントローラ２５の動作をオフにする信号（オフ信号））に応じて、コントロールユニット２８がマスフローコントローラ２５の動作を制御し、ポンプ２３によるベンゾニトリル溶液の吸引終了時（ベンゾニトリル溶液の吸引から吐出に切換るとき）に、水素ガスの供給を停止し、ベンゾニトリル溶液の吐出終了時（ベンゾニトリル溶液の吐出から吸引に切換るとき）に、水素ガスの供給を開始させるようにした。ポンプ２３の１回あたりの吐出量は５ｍＬ設定とし、３３．３ｍＬ／ｍｉｎの設定値（流量測定値ｒ１）、すなわち、送液時と吸引時とを合わせた平均流量１６．７ｍＬ／ｍｉｎとした。このとき、送液時間と吸引時間とは、それぞれ９秒である。水素ガスの流通時のマスフローコントローラ２５の設定値（水素流量測定値ｒ２）は、１分間当たり２．３４Ｌ（０℃、１気圧状態換算）、すなわち、流通時と停止時とを合わせた平均流量１．１７Ｌ（０℃、１気圧状態換算）／ｍｉｎとした（図４の図表の項番３参照）。
ベンゾニトリル溶液の送液に用いたポンプ２３は、リニア駆動式ダブルプランジャーポンプ(日本精密科学株式会社、NP-SX-400-ST)を改良し、プランジャーの吸引動作と吐出動作（送液動作）とを切換る時に信号を発出するようにしたものであり、これをシングルプランジャーポンプとして使用した。ポンプ２３のセンサ３２から発信される信号（すなわち、マスフローコントローラ２５の動作をオンにする信号（オン信号）又はマスフローコントローラ２５の動作をオフにする信号（オフ信号））に応じて、コントロールユニット２８がマスフローコントローラ２５の動作を制御し、ポンプ２３によるベンゾニトリル溶液の吸引終了時（ベンゾニトリル溶液の吸引から吐出に切換るとき）に、水素ガスの供給を停止し、ベンゾニトリル溶液の吐出終了時（ベンゾニトリル溶液の吐出から吸引に切換るとき）に、水素ガスの供給を開始させるようにした。ポンプ２３の１回あたりの吐出量は５ｍＬ設定とし、３３．３ｍＬ／ｍｉｎの設定値（流量測定値ｒ１）、すなわち、送液時と吸引時とを合わせた平均流量１６．７ｍＬ／ｍｉｎとした。このとき、送液時間と吸引時間とは、それぞれ９秒である。水素ガスの流通時のマスフローコントローラ２５の設定値（水素流量測定値ｒ２）は、１分間当たり２．３４Ｌ（０℃、１気圧状態換算）、すなわち、流通時と停止時とを合わせた平均流量１．１７Ｌ（０℃、１気圧状態換算）／ｍｉｎとした（図４の図表の項番３参照）。
【0050】
ポンプ２３（シングルプランジャーポンプ）及びマスフローコントローラ２５によって、原料溶液用流路１１、反応ガス用流路１３及び第１流路１５を介して、ベンゾニトリル溶液及び水素ガスをカラム５の上方から、制御されたスラグ流として供給する。そして、カラム５に充填されたパラジウム触媒を介して、ベンゾニトリル溶液及び水素ガスを接触させ、化学反応させる。そして、化学反応させて得られた気液を気液分離槽２７に流す。その後、気液分離槽２７から得られた液体を、平衡に達した後に１０分間捕集し、約１０μＬをメタノール１ｍＬに希釈してＨＰＬＣにて定量分析を行った結果、ベンジルアミンの収率が９７．５％であった（図４の図表の項番３参照）。
［参考例１］
［参考例１］
【0051】
次に、参考例１について説明する。参考例１の条件は、以下の通りである。
カラム５は、内径が３５ｍｍであり、カラムの長さが３５ｍｍであり、カラム温度を５０℃とする。固定化触媒３は、ポリシランコーティング層をもつ、平均粒径８０μｍのアルミナ担体に、パラジウムを担持させたパラジウム触媒(伊藤忠ケミカルフロンティア、商品名PPD-200A80)３０ｇを、カラム５内に充填する。原料溶液７は、ベンゾニトリル１０３ｇと、メタノール６１２ｇと、３５質量％塩酸１３５ｇとを混合した、０．７ｍｏｌ／Ｌベンゾニトリル溶液を用いる。また、反応ガス９は、水素ガスを用いる。さらに、ベンゾニトリル溶液は、ダブルプランジャーポンプ(日本精密科学株式会社、NP-GX-1000HC)を用い、１分間当たり１６．４ｍＬ設定（流量測定値ｒ１：１６．４ｍＬ／ｍｉｎ）でカラム５に常時流通させた。一方、水素ガスの流量は、マスフローコントローラ２５(堀場エステック、Z500)で、１分間当たり１．１７Ｌ（０℃、１気圧状態換算）を設定値（水素流量測定値ｒ２）とし、常時流通するシステムとした（図４の図表の項番４参照）。
カラム５は、内径が３５ｍｍであり、カラムの長さが３５ｍｍであり、カラム温度を５０℃とする。固定化触媒３は、ポリシランコーティング層をもつ、平均粒径８０μｍのアルミナ担体に、パラジウムを担持させたパラジウム触媒(伊藤忠ケミカルフロンティア、商品名PPD-200A80)３０ｇを、カラム５内に充填する。原料溶液７は、ベンゾニトリル１０３ｇと、メタノール６１２ｇと、３５質量％塩酸１３５ｇとを混合した、０．７ｍｏｌ／Ｌベンゾニトリル溶液を用いる。また、反応ガス９は、水素ガスを用いる。さらに、ベンゾニトリル溶液は、ダブルプランジャーポンプ(日本精密科学株式会社、NP-GX-1000HC)を用い、１分間当たり１６．４ｍＬ設定（流量測定値ｒ１：１６．４ｍＬ／ｍｉｎ）でカラム５に常時流通させた。一方、水素ガスの流量は、マスフローコントローラ２５(堀場エステック、Z500)で、１分間当たり１．１７Ｌ（０℃、１気圧状態換算）を設定値（水素流量測定値ｒ２）とし、常時流通するシステムとした（図４の図表の項番４参照）。
【0052】
ポンプ２３（ダブルプランジャーポンプ）及びマスフローコントローラ２５によって、原料溶液用流路１１、反応ガス用流路１３及び第１流路１５を介して、ベンゾニトリル溶液及び水素ガスをカラム５の上方から供給する。そして、カラム５に充填されたパラジウム触媒を介して、ベンゾニトリル溶液及び水素ガスを接触させ、化学反応させる。そして、化学反応させて得られた気液を気液分離槽２７に流す。その後、気液分離槽２７から得られた液体を、平衡に達した後に１０分間捕集し、約１０μＬをメタノール１ｍＬに希釈してＨＰＬＣにて定量分析を行った結果、ベンジルアミンの収率が４１．３％、トルエンの収率が２％であった（図４の図表の項番４参照）。なおＨＰＬＣによる定量分析条件は、上記実施例１に記載の条件に準じた。
［参考例２］
［参考例２］
【0053】
参考例２の条件は、以下の通りである。なお、参考例２の条件等は、上記参考例１の条件等と異なるもののみ詳細に説明する。
ベンゾニトリル溶液は、ダブルプランジャーポンプ(日本精密科学株式会社、NP-GX-1000HC)の、その一方のポンプのみを用いるよう配管することでシングルプランジャーポンプとしたポンプを用い、１分間当たり３２．７ｍＬ設定（流量測定値ｒ１：３２．７ｍＬ／ｍｉｎ）、すなわち、送液時と吸引時とを合わせた平均流量１６．４ｍＬ／ｍｉｎでカラム５に流通させた。このとき、送液時間と吸引時間とは、それぞれ９秒であった。一方、水素ガス流量は、マスフローコントローラ２５(堀場エステック、Z500)で、１分間当たり１．１７Ｌ（０℃、１気圧状態換算）を設定値（水素流量測定値ｒ２）とし、常時流通するシステムとした（図４の図表の項番５参照）。
ベンゾニトリル溶液は、ダブルプランジャーポンプ(日本精密科学株式会社、NP-GX-1000HC)の、その一方のポンプのみを用いるよう配管することでシングルプランジャーポンプとしたポンプを用い、１分間当たり３２．７ｍＬ設定（流量測定値ｒ１：３２．７ｍＬ／ｍｉｎ）、すなわち、送液時と吸引時とを合わせた平均流量１６．４ｍＬ／ｍｉｎでカラム５に流通させた。このとき、送液時間と吸引時間とは、それぞれ９秒であった。一方、水素ガス流量は、マスフローコントローラ２５(堀場エステック、Z500)で、１分間当たり１．１７Ｌ（０℃、１気圧状態換算）を設定値（水素流量測定値ｒ２）とし、常時流通するシステムとした（図４の図表の項番５参照）。
【0054】
ベンゾニトリル溶液及び水素ガスを化学反応させて得られた液体（気液分離槽２７から得られた液体）を、平衡に達した後に１０分間捕集し、約１０μＬをメタノール１ｍＬに希釈してＨＰＬＣにて定量分析を行った結果、ベンジルアミンの収率が７１．０％であった（図４の図表の項番５参照）。
【0055】
上述の実施例１～３及び参考例１，２の比較から明らかのように、実施例１では、ベンジルアミンの収率が９９．０％であり、実施例２では、ベンジルアミンの収率が９９．５％であり、実施例３では、ベンジルアミンの収率が９７．５％であり、参考例１では、ベンジルアミンの収率が４１．３％であり、参考例２では、ベンジルアミンの収率が７１．０％であった。このように、本発明の実施例１～３によれば、原料溶液７をカラム５に周期的に送液しつつ、送信手段３０（流量計３０及びセンサ３２）から送信される信号（すなわち、マスフローコントローラ２５の動作をオンにする信号（オン信号）又はマスフローコントローラ２５の動作をオフにする信号（オフ信号））に基づいて、コントロールユニット２８を介して、マスフローコントローラ２５の動作を制御することで、ベンゾニトリル溶液と水素ガスとの反応効率が高くなることが明らかとなった。
【符号の説明】
【0056】
１Ａ，１Ｂ…反応装置、３…固定化触媒、５…カラム、７…原料溶液、９…反応ガス、１１…原料溶液用流路、１３…反応ガス用流路、２３…ポンプ、２５…マスフローコントローラ、２６…送信手段、３０…流量計、３２…センサ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】