(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】P2024090379
(43)【公開日】2024-07-04
(54)【発明の名称】試験装置、及び試験方法
(51)【国際特許分類】
B01J 8/00 20060101AFI20240627BHJP
B01J 8/06 20060101ALI20240627BHJP
【ＦＩ】
B01J8/00 Z
B01J8/06
【審査請求】有
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022206253
(22)【出願日】2022-12-23
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-06-21
(71)【出願人】
【識別番号】502040041
【氏名又は名称】日揮株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002756
【氏名又は名称】弁理士法人弥生特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】大島 直哉
【テーマコード（参考）】
4G070
【Ｆターム（参考）】
4G070AA05
4G070AB04
4G070BB02
4G070CA06
4G070CA09
4G070CA24
4G070CA25
4G070CB17
4G070CC01
4G070DA30
(57)【要約】
【課題】流動状態が同じ条件下で、触媒層における滞留時間を変化させながら反応速度試験を自動的に実施する技術を提供する。
【解決手段】触媒存在下で進行する化学反応の反応速度試験を行う試験装置において、試料供給部３１、４１１は触媒に供給される試料を予め設定された流量にて供給し、複数の反応容器２ａ～２ｆは各々、触媒が充填された触媒層を備える。供給側切り替えバルブ６１、６２は供給先の反応容器２ｅに対し、試料が供給される供給流路を接続し、流出側切り替えバルブ６３は触媒層から試料が流出する流出元の反応容器２ｅに対し、試料を分析用に採取するためのサンプル流路７０１を接続する。制御部１１は、触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、供給側切り替えバルブ６１、６２及び流出側切り替えバルブ６３により供給先及び流出元の反応容器２ａ～２ｆの切り替え制御を行う。
【選択図】図５
【解決手段】触媒存在下で進行する化学反応の反応速度試験を行う試験装置において、試料供給部３１、４１１は触媒に供給される試料を予め設定された流量にて供給し、複数の反応容器２ａ～２ｆは各々、触媒が充填された触媒層を備える。供給側切り替えバルブ６１、６２は供給先の反応容器２ｅに対し、試料が供給される供給流路を接続し、流出側切り替えバルブ６３は触媒層から試料が流出する流出元の反応容器２ｅに対し、試料を分析用に採取するためのサンプル流路７０１を接続する。制御部１１は、触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、供給側切り替えバルブ６１、６２及び流出側切り替えバルブ６３により供給先及び流出元の反応容器２ａ～２ｆの切り替え制御を行う。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
触媒存在下で進行する化学反応の反応速度試験を行う試験装置であって、
前記触媒に供給される試料を予め設定された流量にて供給する試料供給部と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器と、
前記反応容器の温度調節を行う温度調節機構と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料供給部から試料が供給される供給流路を接続する供給側切り替えバルブと、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する流出側切り替えバルブと、
前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給側切り替えバルブ及び前記流出側切り替えバルブにより、前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替え制御を行う制御部と、を備えたことを特徴とする試験装置。
前記触媒に供給される試料を予め設定された流量にて供給する試料供給部と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器と、
前記反応容器の温度調節を行う温度調節機構と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料供給部から試料が供給される供給流路を接続する供給側切り替えバルブと、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する流出側切り替えバルブと、
前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給側切り替えバルブ及び前記流出側切り替えバルブにより、前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替え制御を行う制御部と、を備えたことを特徴とする試験装置。
【請求項2】
前記触媒層の容量が互いに異なる反応容器を少なくとも３つ備え、前記制御部は、前記供給先の反応容器と、前記流出元の反応容器とが一致するように前記切り替え制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の試験装置。
【請求項3】
前記温度調節機構は、前記反応容器を温度調節庫の内部に収容した状態で温度調節を行うように構成され、
各々、前記触媒層の容量が互いに異なる複数の前記反応容器を収容した上流側の温度調節庫及び下流側の温度調節庫と、
前記上流側の温度調節庫に収容され、前記触媒層から前記試料が流出する上流側の反応容器と、前記下流側の温度調節庫に収容された前記複数の反応容器から選択され、前記上流側の反応容器から流出した前記試料が供給される下流側の反応容器とを接続する中間切り替えバルブと、を備え、
前記制御部は、前記反応容器の切り替え制御に加え、前記中間切り替えバルブによる前記上流側の反応容器と前記下流側の反応容器との接続制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の試験装置。
各々、前記触媒層の容量が互いに異なる複数の前記反応容器を収容した上流側の温度調節庫及び下流側の温度調節庫と、
前記上流側の温度調節庫に収容され、前記触媒層から前記試料が流出する上流側の反応容器と、前記下流側の温度調節庫に収容された前記複数の反応容器から選択され、前記上流側の反応容器から流出した前記試料が供給される下流側の反応容器とを接続する中間切り替えバルブと、を備え、
前記制御部は、前記反応容器の切り替え制御に加え、前記中間切り替えバルブによる前記上流側の反応容器と前記下流側の反応容器との接続制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の試験装置。
【請求項4】
前記温度調節機構は、前記触媒層の容量が互いに異なる複数の前記反応容器を温度調節庫の内部に収容した状態で温度調節を行うように構成され、
前記複数の反応容器について、前記触媒層から前記試料が流出する一の反応容器と、前記一の反応容器以外の反応容器から選択された他の反応容器とを接続する接続先切り替えバルブと、
前記一の反応容器からの前記試料の流出先を、前記サンプル流路と、前記接続先切り替えバルブを介した前記他の反応容器との間で選択する選択バルブと、を備え、
前記制御部は、前記選択バルブにより前記試料の流出先を選択する制御を実施し、前記選択により前記サンプル流路への接続が選択された場合には、前記一の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記流出側切り替えバルブによる切り替え制御を行い、前記選択により前記他の反応容器への接続が選択された場合には、前記他の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記流出側切り替えバルブによる切り替え制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の試験装置。
前記複数の反応容器について、前記触媒層から前記試料が流出する一の反応容器と、前記一の反応容器以外の反応容器から選択された他の反応容器とを接続する接続先切り替えバルブと、
前記一の反応容器からの前記試料の流出先を、前記サンプル流路と、前記接続先切り替えバルブを介した前記他の反応容器との間で選択する選択バルブと、を備え、
前記制御部は、前記選択バルブにより前記試料の流出先を選択する制御を実施し、前記選択により前記サンプル流路への接続が選択された場合には、前記一の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記流出側切り替えバルブによる切り替え制御を行い、前記選択により前記他の反応容器への接続が選択された場合には、前記他の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記流出側切り替えバルブによる切り替え制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の試験装置。
【請求項5】
前記制御部は、前記供給流路から前記供給先の反応容器への前記試料の供給を開始してから予め設定された整定時間が経過し、前記サンプル流路を介して前記流出元の反応容器から流出した前記試料が採取された後、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器への前記切り替え制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の試験装置。
【請求項6】
前記制御部は、前記供給流路から前記供給先の反応容器への前記試料の供給を開始してから、予め設定されたルールに基づいて決定されるサンプリング周期毎に、前記サンプル流路を介して前記流出元の反応容器から流出した前記試料が採取され、前記試料に含まれる着目成分の濃度分析が行われた結果に基づいて、前記着目成分の濃度変化指標が予め設定されたしきい値以下となった後、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器への前記切り替え制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の試験装置。
【請求項7】
前記制御部は、前記試料供給部からの前記試料の供給が停止されてから、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器への前記切り替え制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の試験装置。
【請求項8】
触媒存在下で進行する化学反応の反応速度試験を行う試験方法であって、
予め設定された流量にて、前記触媒に供給される試料を供給する工程と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器の温度調節を行う工程と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料が供給される供給流路を接続する工程と、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する工程と、を含み、
前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程は、前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給先及び前記流出元の反応容器を切り替えて実施されることを特徴とする試験方法。
予め設定された流量にて、前記触媒に供給される試料を供給する工程と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器の温度調節を行う工程と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料が供給される供給流路を接続する工程と、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する工程と、を含み、
前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程は、前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給先及び前記流出元の反応容器を切り替えて実施されることを特徴とする試験方法。
【請求項9】
前記触媒層の容量が互いに異なる少なくとも３つの反応容器に対し、前記供給先の反応容器と、前記流出元の反応容器とが一致するように、前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程を切り替えて実施することを特徴とする請求項８に記載の試験方法。
【請求項10】
前記反応容器の温度調節を行う工程は、温度調節庫の内部に前記反応容器を収容した状態で実施され、
各々、前記触媒層の容量が互いに異なる複数の前記反応容器を収容した上流側の温度調節庫及び下流側の温度調節庫を用い、前記上流側の温度調節庫に収容され、前記触媒層から前記試料が流出する上流側の反応容器と、前記下流側の温度調節庫に収容された前記複数の反応容器から選択され、前記上流側の反応容器から流出した前記試料が供給される下流側の反応容器とを接続する工程を含み、
前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程での前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替えに加え、前記上流側の反応容器と前記下流側の反応容器とを接続する工程を実施することを特徴とする請求項８に記載の試験方法。
各々、前記触媒層の容量が互いに異なる複数の前記反応容器を収容した上流側の温度調節庫及び下流側の温度調節庫を用い、前記上流側の温度調節庫に収容され、前記触媒層から前記試料が流出する上流側の反応容器と、前記下流側の温度調節庫に収容された前記複数の反応容器から選択され、前記上流側の反応容器から流出した前記試料が供給される下流側の反応容器とを接続する工程を含み、
前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程での前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替えに加え、前記上流側の反応容器と前記下流側の反応容器とを接続する工程を実施することを特徴とする請求項８に記載の試験方法。
【請求項11】
前記反応容器の温度調節を行う工程は、温度調節庫の内部に、前記触媒層の容量が互いに異なる複数の前記反応容器を収容した状態で実施され、
前記複数の反応容器について、前記触媒層から前記試料が流出する一の反応容器と、前記一の反応容器以外の反応容器から選択された他の反応容器とを接続する工程と、
前記一の反応容器からの前記試料の流出先を、前記サンプル流路と、前記他の反応容器との間で選択する工程と、を含み、
前記選択する工程にて、前記サンプル流路への接続が選択された場合には、前記一の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記サンプル流路を接続する工程を実施し、前記他の反応容器への接続が選択された場合には、前記他の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記サンプル流路を接続する工程を実施することを特徴とする請求項８に記載の試験方法。
前記複数の反応容器について、前記触媒層から前記試料が流出する一の反応容器と、前記一の反応容器以外の反応容器から選択された他の反応容器とを接続する工程と、
前記一の反応容器からの前記試料の流出先を、前記サンプル流路と、前記他の反応容器との間で選択する工程と、を含み、
前記選択する工程にて、前記サンプル流路への接続が選択された場合には、前記一の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記サンプル流路を接続する工程を実施し、前記他の反応容器への接続が選択された場合には、前記他の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記サンプル流路を接続する工程を実施することを特徴とする請求項８に記載の試験方法。
【請求項12】
前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程の実施により、前記供給先の反応容器への前記試料の供給を開始してから予め設定された整定時間が経過し、前記サンプル流路を介して前記流出元の反応容器から流出した前記試料が採取された後、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器についての前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程を実施することを特徴とする請求項８に記載の試験方法。
【請求項13】
前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程の実施により、前記供給流路から前記供給先の反応容器への前記試料の供給を開始してから、予め設定されたルールに基づいて決定されるサンプリング周期毎に、前記サンプル流路を介して前記流出元の反応容器から流出した前記試料が採取され、前記試料に含まれる着目成分の濃度分析が行われた結果に基づいて、前記着目成分の濃度変化指標が予め設定されたしきい値以下となった後、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器についての前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程を実施することを特徴とする請求項８に記載の試験方法。
【請求項14】
前の前記供給先の反応容器についての前記試料の供給が停止されてから、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器についての前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程を実施することを特徴とする請求項８に記載の試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、触媒存在下で進行する化学反応の反応速度を決定するための試験を実施する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
固体の触媒を充填した触媒層に原料を供給し、所望の目的成分を得る反応装置の設計を行うにあたっては、当該触媒を用いた反応（触媒反応）の反応速度を決定することが必要となる。しかしながら触媒層内における流動状態の変化を避けつつ、正確な反応速度を決定するためには、触媒層の容量が異なる複数の反応容器の取り換えを行いながら、繰り返し反応速度試験を実施しなければならない。このような反応容器の取り換えが必要となる触媒反応の反応速度の測定は、試験の実施者にとって負担の大きな作業となっていた。
【0003】
ここで特許文献１には、組み合わせライブラリ（combinatorial library）方式により、反応物を触媒の存在下で反応させるスクリーニングを実施するにあたり、触媒を収容した容器に対し単位時間に同量の試験流体を供給する技術が記載されている。また、特許文献２には、フローリアクタを流れる反応流体の流れ方向に沿って、反応開始直後の反応流体の温度分布を取得して反応流体の反応状態を特定する反応解析装置が記載されている。
しかしながら特許文献１、２のいずれにも、触媒層の容量が異なる複数の反応容器を用いて反応速度の測定を行う技術は開示されていない。
しかしながら特許文献１、２のいずれにも、触媒層の容量が異なる複数の反応容器を用いて反応速度の測定を行う技術は開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】米国特許出願公開２００２／０１４１９００号明細書
【特許文献2】特開２０２１－１５９９１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、このような背景の下になされたものであり、流動状態が同じ条件下で、触媒層における滞留時間を変化させながら反応速度試験を自動的に実施する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、触媒存在下で進行する化学反応の反応速度試験を行う試験装置であって、
前記触媒に供給される試料を予め設定された流量にて供給する試料供給部と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器と、
前記反応容器の温度調節を行う温度調節機構と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料供給部から試料が供給される供給流路を接続する供給側切り替えバルブと、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する流出側切り替えバルブと、
前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給側切り替えバルブ及び前記流出側切り替えバルブにより、前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替え制御を行う制御部と、を備えたことを特徴とする。
前記触媒に供給される試料を予め設定された流量にて供給する試料供給部と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器と、
前記反応容器の温度調節を行う温度調節機構と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料供給部から試料が供給される供給流路を接続する供給側切り替えバルブと、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する流出側切り替えバルブと、
前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給側切り替えバルブ及び前記流出側切り替えバルブにより、前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替え制御を行う制御部と、を備えたことを特徴とする。
【0007】
前記試験装置は以下の特徴を備えていてもよい。
（ａ）前記触媒層の容量が互いに異なる反応容器を少なくとも３つ備え、前記制御部は、前記供給先の反応容器と、前記流出元の反応容器とが一致するように前記切り替え制御を行うこと。
（ｂ）前記温度調節機構は、前記反応容器を温度調節庫の内部に収容した状態で温度調節を行うように構成され、各々、前記触媒層の容量が互いに異なる複数の前記反応容器を収容した上流側の温度調節庫及び下流側の温度調節庫と、前記上流側の温度調節庫に収容され、前記触媒層から前記試料が流出する上流側の反応容器と、前記下流側の温度調節庫に収容された前記複数の反応容器から選択され、前記上流側の反応容器から流出した前記試料が供給される下流側の反応容器とを接続する中間切り替えバルブと、を備え、前記制御部は、前記反応容器の切り替え制御に加え、前記中間切り替えバルブによる前記上流側の反応容器と前記下流側の反応容器との接続制御を行うこと。
（ｃ）前記温度調節機構は、前記触媒層の容量が互いに異なる複数の前記反応容器を温度調節庫の内部に収容した状態で温度調節を行うように構成され、前記複数の反応容器について、前記触媒層から前記試料が流出する一の反応容器と、前記一の反応容器以外の反応容器から選択された他の反応容器とを接続する接続先切り替えバルブと、前記一の反応容器からの前記試料の流出先を、前記サンプル流路と、前記接続先切り替えバルブを介した前記他の反応容器との間で選択する選択バルブと、を備え、前記制御部は、前記選択バルブにより前記試料の流出先を選択する制御を実施し、前記選択により前記サンプル流路への接続が選択された場合には、前記一の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記流出側切り替えバルブによる切り替え制御を行い、前記選択により前記他の反応容器への接続が選択された場合には、前記他の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記流出側切り替えバルブによる切り替え制御を行うこと。
（ｄ）前記制御部は、前記供給流路から前記供給先の反応容器への前記試料の供給を開始してから予め設定された整定時間が経過し、前記サンプル流路を介して前記流出元の反応容器から流出した前記試料が採取された後、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器への前記切り替え制御を行うこと。
（ｅ）前記制御部は、前記供給流路から前記供給先の反応容器への前記試料の供給を開始してから、予め設定されたルールに基づいて決定されるサンプリング周期毎に、前記サンプル流路を介して前記流出元の反応容器から流出した前記試料が採取され、前記試料に含まれる着目成分の濃度分析が行われた結果に基づいて、前記着目成分の濃度変化指標が予め設定されたしきい値以下となった後、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器への前記切り替え制御を行うこと。
（ｆ）前記制御部は、前記試料供給部からの前記試料の供給が停止されてから、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器への前記切り替え制御を行うこと。
（ａ）前記触媒層の容量が互いに異なる反応容器を少なくとも３つ備え、前記制御部は、前記供給先の反応容器と、前記流出元の反応容器とが一致するように前記切り替え制御を行うこと。
（ｂ）前記温度調節機構は、前記反応容器を温度調節庫の内部に収容した状態で温度調節を行うように構成され、各々、前記触媒層の容量が互いに異なる複数の前記反応容器を収容した上流側の温度調節庫及び下流側の温度調節庫と、前記上流側の温度調節庫に収容され、前記触媒層から前記試料が流出する上流側の反応容器と、前記下流側の温度調節庫に収容された前記複数の反応容器から選択され、前記上流側の反応容器から流出した前記試料が供給される下流側の反応容器とを接続する中間切り替えバルブと、を備え、前記制御部は、前記反応容器の切り替え制御に加え、前記中間切り替えバルブによる前記上流側の反応容器と前記下流側の反応容器との接続制御を行うこと。
（ｃ）前記温度調節機構は、前記触媒層の容量が互いに異なる複数の前記反応容器を温度調節庫の内部に収容した状態で温度調節を行うように構成され、前記複数の反応容器について、前記触媒層から前記試料が流出する一の反応容器と、前記一の反応容器以外の反応容器から選択された他の反応容器とを接続する接続先切り替えバルブと、前記一の反応容器からの前記試料の流出先を、前記サンプル流路と、前記接続先切り替えバルブを介した前記他の反応容器との間で選択する選択バルブと、を備え、前記制御部は、前記選択バルブにより前記試料の流出先を選択する制御を実施し、前記選択により前記サンプル流路への接続が選択された場合には、前記一の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記流出側切り替えバルブによる切り替え制御を行い、前記選択により前記他の反応容器への接続が選択された場合には、前記他の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記流出側切り替えバルブによる切り替え制御を行うこと。
（ｄ）前記制御部は、前記供給流路から前記供給先の反応容器への前記試料の供給を開始してから予め設定された整定時間が経過し、前記サンプル流路を介して前記流出元の反応容器から流出した前記試料が採取された後、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器への前記切り替え制御を行うこと。
（ｅ）前記制御部は、前記供給流路から前記供給先の反応容器への前記試料の供給を開始してから、予め設定されたルールに基づいて決定されるサンプリング周期毎に、前記サンプル流路を介して前記流出元の反応容器から流出した前記試料が採取され、前記試料に含まれる着目成分の濃度分析が行われた結果に基づいて、前記着目成分の濃度変化指標が予め設定されたしきい値以下となった後、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器への前記切り替え制御を行うこと。
（ｆ）前記制御部は、前記試料供給部からの前記試料の供給が停止されてから、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器への前記切り替え制御を行うこと。
【発明の効果】
【0008】
本発明は、触媒層を備えた複数の反応容器を用い、触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、供給側切り替えバルブ、及び流出側切り替えバルブの切り替え制御を行う。この結果、手作業による反応容器の取り換えを行うことなく、触媒存在下で進行する化学反応の反応速度を測定するための反応速度試験を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】触媒層に原料を供給して生成物を得る反応を示す模式図である。
【図2】反応系の違いに応じて反応速度曲線が変化する様子を示す模式図である。
【図3】反応速度曲線を求める手法の説明図である。
【図4】従来の試験装置の構成図である。
【図5】第１の実施の形態に係る試験装置の構成図である。
【図6】第１の実施の形態に係る試験装置の動作フローの一例である。
【図7】カラムの切り替えの判断を行う動作に係るフロー図である。
【図8】第２の実施形態に係る試験装置の構成図である。
【図9】第３の実施形態に係る試験装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
初めに固体の触媒を充填した触媒層を備える反応装置の設計を行うにあたって反応速度の決定が必要な理由、及び従来の試験装置の問題点について説明しておく。
【0011】
図１に示すように、触媒層を用いた反応系においては、触媒層に原料の流体を流通させ、原料と触媒とを接触させることにより触媒反応を進行させ、反応により生成した生成物の中から目的成分を得る。一般に、反応温度及び流体中の原料の濃度を一定とした条件下では、触媒層における滞留時間が長い程、より多くの原料が反応によって消費され、原料の消費量に対応する量の生成物が得られる。
【0012】
このとき、触媒層における原料の滞留時間、即ち反応時間（例えば、「秒」）と、触媒層出口における原料濃度（触媒層への入口濃度に対する出口濃度のパーセント表示値）との関係（反応速度曲線）は、図２のように示すことができる。反応速度の大きな反応系では、一点鎖線で示すように短い滞留時間で急激に原料濃度が低下する。一方、反応速度の小さな反応系では、実線で示すように、反応速度の大きな反応系と比較して、滞留時間の増加に伴う原料濃度の低下は緩やかになる。
【0013】
このような反応速度の違いは、原料から目的成分を得るための反応装置の設計に影響を及ぼす。例えば、短い反応時間（滞留時間）で所定量の原料を生成物に転化可能な反応系（反応速度：大）では、触媒層の容量を小さくすること、即ち反応塔の容積を小さくすることができる。一方、所定量の原料を生成物に転化するにあたり、より長い反応時間（滞留時間）が必要となる反応系（反応速度：小）では、反応塔の容積、即ち触媒層の容量をより大きくしなければならない。
【0014】
このように、触媒反応の反応速度は、反応装置の設計を行ううえで予め把握しておくべき重要な触媒特性の一つである。そこで、ある反応系の反応速度を決定するにあたっては、原料が触媒層を通過する滞留時間を変化させながら触媒層出口の原料濃度を測定する反応速度試験を実施する。そして、図３に示すように、滞留時間に対する触媒層出口の原料濃度の対応関係を複数点、プロットした結果に対し、曲線をフィッティングして反応速度曲線を求める。
【0015】
ここで、触媒層における原料の滞留時間を変化させる手法としては、所定量の触媒を充填した触媒層に対し、原料の供給流量を順次、変化させることも考えられる。しかしながら、このような手法では、供給流量の変化に応じて、触媒層内を流れる原料の流動状態が大きく相違してしまう場合がある。この結果、滞留時間以外の条件を揃えた状態で反応速度試験を実施することが困難となり、正確な反応速度曲線を得られないおそれがある。
【0016】
そこで従来は、図４に例示する構成の試験装置１００を用いて反応速度試験を実施し、反応速度曲線を求めていた。図４に示す試験装置１００は、例えば原料流体に含まれる原料を水素化する水素化反応の反応速度曲線を得るための反応実験を行う装置として構成されている。
【0017】
試験装置１００の構成について簡単に説明すると、原料供給部３１には原料を含む原料流体（例えば液体）が貯留されている。この原料流体は、流量計３３による流量測定結果に基づき、ポンプ３２によって予め設定された流量にて、原料供給ライン３０１を介して供給される。原料供給ライン３０１には圧力計３４や温度計３５が設けられ、原料流体の供給圧力や供給温度を測定することができる。原料供給部３１、ポンプ３２、流量計３３は、試料である原料流体を予め設定された流量にて供給する試料供給部を構成し、原料供給ライン３０１は試料供給路を構成している。
【0018】
一方、水素ガス供給部４１１には、水添反応用の水素ガスが貯留されている。流量計４１３による流量測定結果に基づき、流量調節バルブ４１２によって流量調節を行いながら、予め設定された流量にて水素ガスが供給される。また窒素ガス供給部４２１には、水素ガスの濃度調節用の窒素ガスが貯留されている。流量計４２３による流量測定結果に基づき、流量調節バルブ４２２によって流量調節を行いながら、予め設定された流量にて窒素ガスが供給される。
【0019】
これら水素ガス及び窒素ガスは合流した後、混合ガス（以下、「反応ガス」ともいう）として反応ガス供給ライン４０１を介して供給される。反応ガス供給ライン４０１の下流端部は、原料流体の供給を行う原料供給ライン３０１に合流している。水素ガス供給部４１１、流量調節バルブ４１２、流量計４１３、及び窒素ガス供給部４２１、流量調節バルブ４２２、流量計４２３は、試料である水素ガスや窒素ガスを予め設定された流量にて供給する試料供給部を構成し、反応ガス供給ライン４０１は試料供給路を構成している。
【0020】
原料の水添反応に用いる触媒は、反応容器である複数の触媒カラム２ａ～２ｆに各々充填されている。これらの触媒カラム２ａ～２ｆは、例えば直径が５ｍｍのステンレス製の円筒容器により構成されている、触媒カラム２ａ～２ｆを構成する円筒容器は、例えば５０～３００ｍｍの範囲で互いに長さ寸法が相違するように構成され、各々の長さ寸法に応じて異なる容量の触媒が充填されている。本例では、長さ寸法のより大きな触媒カラム２ａ～２ｆに対して、より多くの容量の触媒を充填した触媒層を設けている。なお、上述の構成材料や寸法、使用する触媒カラム２ａ～２ｆの数は例示であり、適宜、変更してよい。
【0021】
本例の試験装置１００においては、触媒層の容量が異なる複数の触媒カラム２ａ～２ｆを予め用意しておき、これらの中から選択した一つ（図４に示す例では触媒カラム２ａ）をオーブン５内に配置している。オーブン５は、内部の温度を予め設定された温度（例えば１００℃）に加熱する。
【0022】
また、オーブン５は、例えば４０～１５０℃の範囲で設定温度を変更することが可能である。設定温度の異なる条件下で各々、反応速度試験を実施することにより、反応速度の温度依存性を評価することもできる。この観点でオーブン５は、その内部に収容された触媒カラム２ａ～２ｆ、即ち触媒層の温度を調節する温度調節機構（温度調節庫）の役割を果たす。
【0023】
オーブン５内に収容された触媒カラム２ａの入口側には、原料供給ライン３０１の下流端部が接続される。この下流端部は、既述の反応ガス供給ライン４０１との合流位置よりも下流側に位置している。一方、触媒カラム２ａの出口側には、触媒カラム２ａ内の触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプリングライン（サンプル流路）７０１が接続されている。
【0024】
サンプリングライン７０１の下流端は、試験装置１００の外部に設けられた分析器７に接続されている。サンプリングライン７０１から流出する試料が液体である場合は、試料の組成分析・定量分析を行う分析器７として液体クロマトグラフィー（ＬＣ：Liquid Chromatography）を用いる場合を例示できる。ここで、液体である試料を供給するにあたり、分析器７内には、例えばシリンジを利用した試料採取機構が設けられている場合がある。この場合において、試料に気泡や溶存ガスが含まれていると、試料採取機構による試料採取時にトラブルが発生するおそれがある。そこで、必要に応じ、サンプリングライン７０１の下流端と分析器７との間に、気液分離器やデガッサーを設置してもよい。
分析器７にて生成物の分析が行われた後の試料は、排出ライン７０２を介して排出される。
分析器７にて生成物の分析が行われた後の試料は、排出ライン７０２を介して排出される。
【0025】
なお、サンプリングライン７０１に接続する分析器７は、ＬＣに限定されるものではなく、試料が気体である場合にはガスクロマトグラフィー（ＧＣ：Gas Chromatography）を用いてもよい。さらに、分析の内容に応じて質量分析器（ＭＳ：Mass spectrometry）が併設されたＬＣ‐ＭＳやＧＣ－ＭＳ、その他の分析器を用いてもよい。また、試料が液体である場合には、分析器７の入口側にフラクションコレクターを設け、当該フラクションコレクターにサンプリングライン７０１を接続してもよい。
【0026】
上述の構成を備えた試験装置１００においては、複数、準備しておいた触媒カラム２ａ～２ｆから、今回の反応速度試験に使用する触媒カラム２ａを選択し、オーブン５内に配置すると共に、原料供給ライン３０１やサンプリングライン７０１の取り付けを行う。しかる後、オーブン５内を昇温し、設定温度にて安定したら、原料流体や反応ガスなどの試料の供給を開始する。
【0027】
反応の整定には、例えば１時間程度を要するため、試料の供給を開始してから整定時間の経過後、分析器７にて試料のサンプリング、分析を実施する。反応速度の温度依存性の評価も行う場合には、試料の供給を停止し、オーブン５の設定温度を変更する。そして、オーブン５内の温度が新たな設定温度にて安定したら、既述の「試料の供給→整定待ち→試料のサンプリング、分析」の操作を繰り返す。なお、オーブン５の設定温度変更時における試料の供給停止は、必ずしも実施しなくてもよい。例えば原料、水素ガスの供給を停止して、窒素ガスのみ供給を継続してもよいし、十分な量の原料や水素ガスがある場合には、原料や水素ガスの供給を継続してもよい。
【0028】
こうして、温度依存性の評価に必要な全ての設定温度について、上述の操作を完了したら、試料（原料流体、反応ガス）の供給や、オーブン５の加熱を停止する。しかる後、オーブン５内が、作業を実施可能な温度まで低下したら、触媒カラム２ａを取り外し、次の触媒カラム２ｂを取り付けた後、上述の要領にて反応速度試験を繰り返す。
【0029】
ここで、図２に示すように、曲線である反応速度曲線を得るためには、ス少なくとも互いに異なる３点の滞留時間（反応時間）にて反応速度試験を行う必要がある。そして、より精度の高い反応速度曲線を得るためには、互いに異なる４点以上の滞留時間にて、反応速度試験を行うことが必要となる場合もある。
【0030】
従って、図４に示す従来構成の試験装置１００においては、３点以上の滞留時間に対応する触媒カラム２ａ～２ｆについて、上述の反応速度試験、取り換え作業を実施する必要がある。しかしながら、待ち時間も多く、繰り返し発生する触媒カラム２ａ～２ｆの取り換え作業は、試験の実施者にとって大きな負担となっていた。
【0031】
そこで、本実施の形態の試験装置１は、上述の触媒カラム２ａ～２ｆの取り換え作業を廃し、反応速度曲線を得るための反応速度試験を自動的に実施することが可能な構成となっている。以下、図５～図７を参照しながら、本実施の形態に係る試験装置１の構成、及び作用について説明する。
なお、図５、図８、図９に示す各試験装置１、１ａ、１ｂにおいては、図１を用いて説明した試験装置１００と共通の構成要素には、図１にて用いたものと共通の符号を付してある。
なお、図５、図８、図９に示す各試験装置１、１ａ、１ｂにおいては、図１を用いて説明した試験装置１００と共通の構成要素には、図１にて用いたものと共通の符号を付してある。
【0032】
図５に示す試験装置１は、触媒層の容量が互いに異なる少なくとも３つ（図中の例では６つ）の触媒カラム２ａ～２ｆが、共通のオーブン５内に予め取り付けられている。このように本実施の形態の試験装置１は、触媒カラム２ａ～２ｆの取り換え作業が発生しない構成となっている。
【0033】
一方、オーブン５内に複数の触媒カラム２ａ～２ｆが収容されている場合には、原料供給ライン３０１、反応ガス供給ライン４０１からの試料の供給先や、サンプリングライン７０１への試料の流出元の触媒カラム２ａ～２ｆを選択しなければならない。
この観点で本実施の形態の試験装置１には、供給側切り替えバルブ６１、６２及び流出側切り替えバルブ６３が設けられている。供給側切り替えバルブ６１、６２は、複数の触媒カラム２ａ～２ｆから選択された供給先に対し、試料である原料流体の原料供給ライン３０１、及び反応ガスの反応ガス供給ライン４０１を各々、接続する役割を果たす。また流出側切り替えバルブ６３は、触媒層から試料が流出する流出元の触媒カラム２ａ～２ｆに対し、サンプル流路を接続する役割を果たす。
この観点で本実施の形態の試験装置１には、供給側切り替えバルブ６１、６２及び流出側切り替えバルブ６３が設けられている。供給側切り替えバルブ６１、６２は、複数の触媒カラム２ａ～２ｆから選択された供給先に対し、試料である原料流体の原料供給ライン３０１、及び反応ガスの反応ガス供給ライン４０１を各々、接続する役割を果たす。また流出側切り替えバルブ６３は、触媒層から試料が流出する流出元の触媒カラム２ａ～２ｆに対し、サンプル流路を接続する役割を果たす。
【0034】
これらの供給側切り替えバルブ６１、６２、流出側切り替えバルブ６３は、制御部１１により切り替え制御が実施される。制御部１１は、これら供給側切り替えバルブ６１、６２及び流出側切り替えバルブ６３を用いて、試料の供給先及び流出元の触媒カラム２ａ～２ｆの切り替えを実行する。例えば制御部１１は、コンピュータや制御回路などにより構成される。特に本実施の形態の試験装置１において、制御部１１は、試料の供給先及び流出元の触媒カラム２ａ～２ｆが一致するように供給側切り替えバルブ６１、６２及び流出側切り替えバルブ６３の切り替え制御を行う。
【0035】
例えば図５には、触媒カラム２ｅに対して原料供給ライン３０１、反応ガス供給ライン４０１、サンプリングライン７０１が接続されるように、供給側切り替えバルブ６１、６２及び流出側切り替えバルブ６３の切り替えが行われた状態を示してある。そしてこの切り替えを順次、実施することにより、滞留時間が異なる少なくとも３つ（図５に示す例では最大で６つ）の条件下で反応速度試験を行うことができる。
【0036】
次に図５に加えて図６も参照しながら、上述の構成を備える試験装置１の動作について説明する。試験装置１を用いた反応速度試験を実施するにあたっては（スタート）、オーブン５に収容されている触媒カラム２ａ～２ｆから、試験対象となる触媒カラム２ｅを選択し、供給側切り替えバルブ６１、６２及び流出側切り替えバルブ６３の切り替えを行う（ステップＳ１０１）。次いで、切り替えた触媒カラム２ｅに対し、試料である原料流体及び反応ガスの供給を実施する（ステップＳ１０２）。
【0037】
その後、予め設定された整定時間の経過まで試料の供給を継続する（ステップＳ１０３）。この期間中はサンプリングライン７０１を介して排出ライン７０２より試料を排出してもよい。整定時間の経過後、サンプリングライン７０１を介して試料のサンプリング、分析を実施する（ステップＳ１０４）。しかる後、触媒カラム２ｅへの原料流体及び反応ガスの供給を停止する（ステップＳ１０５）。
【0038】
なお、ここで、図４の従来の試験装置１００を用いて説明した反応速度の温度依存性の評価も行う場合には、オーブン５の設定温度を変更した後、ステップＳ１０２～Ｓ１０４の動作を繰り返す。但し、この場合、ステップＳ１０２は設定温度変更後の触媒カラム２ｅに対し、原料流体及び反応ガスを供給する動作を実施することになる。
【0039】
ステップＳ１０５の試料の供給停止動作の後、次に反応速度試験を実施すべき触媒カラム２ａ～２ｄ、２ｆが設定されているか否か確認する（ステップＳ１０６）。例えば、触媒カラム２ｅの反応速度試験を終えたタイミングで、既に触媒カラム２ａ～２ｄについては反応速度試験が完了し、残る触媒カラム２ｆについて反応速度試験を実施するとする（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）。この場合は、ステップＳ１０１にて触媒カラム２ｆの切り替えを実施し、ステップＳ１０２～Ｓ１０６の動作を繰り返す。
【0040】
しかる後、次に切り替えて反応速度試験を実施すべき触媒カラム２ａ～２ｆがない場合には（ステップＳ１０６：ＮＯ）、反応速度試験を終了する。そして、例えば分析器７から試験結果を取得した外部のコンピュータにて、曲線のフィッティングを行い、反応速度曲線を自動作成して動作を終える（エンド）。
【0041】
本実施の形態に係る試験装置１によれば、以下の効果がある。触媒層を備えた複数の触媒カラム２ａ～２ｆを用い、触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、供給側切り替えバルブ６１、６２及び流出側切り替えバルブ６３の切り替え制御を行う。この結果、手作業による触媒カラム２ａ～２ｆの取り換え作業を行うことなく、触媒存在下で進行する化学反応の反応速度を決定するための反応速度試験を実施することができる。
【0042】
ここで、図６を用いて説明したステップＳ１０３について、予め設定された整定時間の経過を待つ手法に替えて、実際の整定時間の経過を確認してもよい。図７は、この場合にステップＳ１０３に換えて実施される動作の例を示している。
【0043】
図６のステップＳ１０２の試料の供給を開始した後、制御部１１は、サンプリングの実施回数のカウントを開始（ｎ＝１）する（ステップＳ２０１）。そして、予めプログラムされているサンプリングルールに基づいて決定されるサンプリング間隔の経過後、触媒層を通過した試料の１回目のサンプリングを行い、分析器７にて分析を実施する（ステップＳ２０２）。
【0044】
ここで、サンプリングルールについては、制御部１１に対し、種々のルールを自由に設定する場合を想定することができる。但し、実際の整定時間の経過を効率的に把握するためには「図６のステップＳ１０３の整定時間（例えば１時間）＞サンプリング周期」となるようにサンプリング周期を設定することが好ましい。
【0045】
具体例としては、ステップＳ２０１のサンプリングの実施回数のカウント開始後のサンプリング周期を３０分に設定しておき、その後のサンプリング周期については１０分毎とするルールを設定してもよい。
【0046】
また、１回目のサンプリング周期を０分に設定しておき、サンプリング実施回数のカウント開始後、直ちにサンプリングを実施し、その後のサンプリング周期については５分毎とするルールを設定してもよい。
【0047】
この他、１回目のサンプリング周期を０分に設定しておく。そして、その後のサンプリング周期については、分析器７による分析結果から得られる着目成分の濃度変化と、サンプリング周期とを対応付けたテーブルを作成しておき、このテーブルに基づいてサンプリング周期を変化させてもよい。テーブルには、整定されたか否かを判断する着目成分の濃度変化が大きい程、サンプリング周期を長く設定し、着目成分の濃度変化が小さくなって整定に近づくほどサンプリング周期を短く設定する場合を例示できる。
【0048】
こうして１回目のサンプリング、分析を実施したら、サンプリングの実施回数をインクリメントし（ステップＳ２０３）、インクリメント後の値が２を超えているか否かを確認する（ステップＳ２０４）。２を超えていない場合には（ステップＳ２０４：ＮＯ）、２回目のサンプリング、分析を実施するよう、ステップＳ２０２～Ｓ２０３の動作を繰り返す。
【0049】
インクリメント後の値が２を超えている場合は（ステップＳ２０４：ＮＯ）、少なくとも２回のサンプリング、分析が実施されているため、前回の分析結果と、今回の分析結果との比較ができる。そこで、反応系が整定されているか否かを判断するための着目成分についての前回、及び今回の濃度分析結果から、着目成分の濃度変化指標が予め設定されたしきい値以下となっているか否かの判定を行う（ステップＳ２０５）。
【0050】
例えば、試料に含まれる生成物中の目的成分の濃度が安定したことをもって実際の整定時間が経過したと判断する場合には、着目成分としては当該目的成分が選択される。また、生成物中の副生物の濃度が十分に低下した状態が安定したことをもって整定時間の経過と判断する場合には、着目成分には上記副生物が選択される。
【0051】
また、濃度変化指標については、前回‐今回の着目成分の濃度差の絶対値であってもよいし、前回分析時の濃度を基準とした、今回濃度の割合であってもよい。また、前回分析時の濃度を基準とし、この濃度に対する前回‐今回の着目成分の濃度差の絶対値の割合を示す変化率であってもよい。
【0052】
着目成分の濃度変化指標が予め設定されたしきい値以下となっていない場合には（ステップＳ２０５：ＮＯ）、ステップＳ２０２～Ｓ２０４の動作を繰り返す。一方、前記濃度変化指標がしきい値以下となっている場合には（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、実際の整定時間が経過したと判断し、最後のサンプリングの分析結果を反応速度試験の分析結果として採用する（ステップＳ２０６）。しかる後、図６のステップＳ１０５に戻り、原料流体及び反応ガスの供給を停止し、触媒カラム２ａ～２ｆの切り替えの要否判断を行う（ステップＳ１０６）。
図７を用いて説明した動作によれば、実際の整定時間の経過をアクティブに把握し、無駄な待ち時間を低減することができる。
図７を用いて説明した動作によれば、実際の整定時間の経過をアクティブに把握し、無駄な待ち時間を低減することができる。
【0053】
次いで、第２の実施形態に係る試験装置１ａの構成例について、図８を参照しながら説明する。第２の実施形態に係る試験装置１ａは、複数、例えば２つのオーブン５（上流側オーブン５ａ、下流側オーブン５ｂ）を直列に繋いだ構成となっている。上流側オーブン５ａには、触媒層の容量が互いに異なる複数の触媒カラム２ａ～２ｆが収容され、下流側オーブン５ｂにも、同様に複数の触媒カラム２ｇ～２ｌが収容されている。
【0054】
そして、上流側オーブン５ａと下流側オーブン５ｂとを繋ぐ流路には、中間切り替えバルブ６５が設けられている。中間切り替えバルブ６５は、上流側オーブン５ａに収容され、触媒層から試料が流出する上流側の触媒カラム２ａ～２ｆと、下流側オーブン５ｂに収容された下流側の触媒カラム２ｇ～２ｌとを接続する役割を果たす。そして、制御部１１は、図５を用いて説明した、供給側切り替えバルブ６１、６２、及び流出側切り替えバルブ６３による触媒カラム２ａ～２ｆの切り替え制御に加え、中間切り替えバルブ６５による上流側の触媒カラム２ａ～２ｆと下流側の触媒カラム２ｇ～２ｌとの接続制御を行う。
【0055】
なお、中間切り替えバルブ６５の上流側に設けられている選択バルブ６４は、上流側オーブン５ａを単独で使う場合と、上流側オーブン５ａと下流側オーブン５ｂとを直列に繋いで使う場合とを切り替える役割を果たす。上流側オーブン５ａを単独で使用する場合は、図５を用いた例と同様の構成となり、触媒カラム２ａ～２ｆのいずれかを単独で使用して反応速度試験が実施され、触媒層から流出した試料は、サンプリングライン７０１ａを介して分析器７へ送られる。
【0056】
一方、上流側オーブン５ａと下流側オーブン５ｂとを直列に繋いで使う場合には、触媒層の総容量は、上流側オーブン５ａに収容され、触媒カラム２ａ～２ｆのいずれかの触媒層の容量と、下流側オーブン５ｂに収容され、触媒カラム２ｇ～２ｌのいずれかの触媒層の容量との合計値となる。この結果、図８に示す例では、６つの触媒カラム２ａ～２ｆと６つの触媒カラム２ｇ～２ｌとを組み合わせて３６通りの異なる滞留時間を設定して反応速度試験を実施することができる。触媒カラム２ｇ～２ｌの出口側は、流出側切り替えバルブ６６によってサンプリングライン７０１ｂに接続され、触媒層から流出した試料はこのサンプリングライン７０１ｂを介して分析器７へ送られる。
【0057】
以上の使用法を纏めると、図８に示す試験装置１ａ全体では、上流側オーブン５ａを単独で使用する場合と合わせて４２通りの異なる滞留時間を設定することも可能となる。なお、選択バルブ６４及びサンプリングライン７０１ａを設けることは必須の要件ではなく、常時、上流側オーブン５ａと下流側オーブン５ｂとを直列に繋いだ状態で使用してもよい。ここのとき、上流側オーブン５ａ、下流側オーブン５ｂには、各々、少なくとも２つの触媒カラム２ａ、２ｂ及び触媒カラム２ｇ、２ｈが設けられていれば、４通りの異なる滞留時間を設定して反応速度試験を実施することができる。これは、滞留時間が異なる少なくとも３つの条件を満足し、反応速度曲線を特定することができる。
【0058】
さらに、直列に繋がれるオーブン５の数は２つに限らず、３つ以上であってもよい。この場合は、中間切り替えバルブ６５を介して互いに接続された２つのオーブン５に着目して、上流側オーブン５ａと下流側オーブン５ｂとが特定される。また、各々の中間切り替えバルブ６５の上流側に選択バルブ６４及びサンプリングライン７０１ａを設ければ、最低３つのオーブン５に、各々１つの触媒カラム２ａを設けることにより、滞留時間が異なる少なくとも３つの条件を設定して反応速度試験を実施することができる。このとき、これら３つの触媒カラム２ａは、触媒層の容量を相違させることは必須ではなく、触媒層の容量が互いに同じであってもよい。
【0059】
次に第３の実施形態に係る試験装置１ｂの構成例について、図９を参照しながら説明する。第３の実施形態に係る試験装置１ｂは、共通のオーブン５内に触媒層の容量が互いに異なる複数の触媒カラム２ａ～２ｆが設けられ、これらから選択した２つを直列に接続することが可能となっている。
【0060】
この観点で、試験装置１ｂには、図５を用いて説明した試験装置１の構成に追加して、選択バルブ６４と接続先切り替えバルブ６７とを設けた構成となっている。接続先切り替えバルブ６７は、触媒層から試料が流出する一の触媒カラム２ａ～２ｆ（図９の例では触媒カラム２ｅ）と、一の触媒カラム２ｅ以外から選択された他の触媒カラム２ｂ～２ｆ、２ａ（図９の例では触媒カラム２ａ）とを接続する役割を果たす。また、選択バルブ６４は、上述の一の触媒カラム２ａ～２ｆからの試料の流出先を、サンプリングライン７０１ａと、接続先切り替えバルブ６７を介して接続される他の触媒カラム２ｂ～２ｆ、２ａとの間で選択する役割を果たす。
【0061】
また試験装置１ｂは、選択バルブ６４よりも上流側に設けられた１段目の流出側切り替えバルブ６３と、互いに接続された一の触媒カラム２ａ～２ｆ及び他の触媒カラム２ｂ～２ｆ、２ａの最下流側に設けられた２段目の流出側切り替えバルブ６６とを備える。２段目の流出側切り替えバルブ６６は、前記他の触媒カラム２ｂ～２ｆ、２ａをサンプリングライン７０１ｂに接続する役割を果たす。
【0062】
上述の構成を備える試験装置１ｂにおいて、制御部１１は、選択バルブ６４により試料の流出先を選択する制御を実施する。この選択によりサンプリングライン７０１ａへの接続が選択された場合には、一の触媒カラム２ａ～２ｆが流出元となるように、流出側切り替えバルブ６３を介してサンプリングライン７０１ａへの切り替え制御を行う。また、選択バルブ６４により他の～２ｆ、２ａへの接続が選択された場合には、他の～２ｆ、２ａが流出元となるように、流出側切り替えバルブ６６を介してサンプリングライン７０１ｂへの切り替え制御を行う。
【0063】
図９に示す試験装置１ｂにおいて、オーブン５内には最低２つの触媒カラム２ａ、２ｂが設けられていれば、各触媒カラム２ａ、２ｂを単独で用いる場合と、触媒カラム２ａ、２ｂを直列に接続する場合とで、滞留時間が異なる少なくとも３つの条件を設定して反応速度試験を実施することができる。
【0064】
また、試験装置１ｂにおいても、触媒カラム２ａ～２ｆを３段以上、直列に接続可能な構成としてもよい。この場合には、選択バルブ６４、接続先切り替えバルブ６７、流出側切り替えバルブ６６及びサンプリングライン７０１ｂのセットを複数段、設ければよい。触媒カラム２ａ～２ｆを３段以上、直列に接続することが可能な構成では、触媒カラム２ａ～２ｆの触媒層の容量は、互いに同じであっても、滞留時間が異なる少なくとも３つの条件を設定して反応速度試験を実施することができる。
【0065】
【0066】
また、第１～第３の実施形態に係る試験装置１、１ａ、１ｂにおいて、触媒層の容量を変化させる手法は、触媒カラム２ａ～２ｆの長さ寸法を相違させる場合に限定されない。例えば触媒カラム２ａ～２ｆの直径を相違させることにより、触媒層の容量を変化させてもよい。
【0067】
また、触媒を用いて実施する反応の種類も水添反応用の例に限定されず、酸化反応や還元反応、熱分解反応など、他の反応であってもよい。そして、反応の内容に応じ、試験供給部を１系統のみ設けてもよいし、３系統以上設けてもよい。また必要に応じて試料供給部に予熱器を設置し、予熱された試料を触媒カラム２ａ～２ｆに供給してもよい。
【0068】
複数の触媒カラム２ａ～２ｆを収容して、温度調節を行う温度調節庫の構成例は、オーブン５に限られるものではなく、アルミブロックヒーター、恒温ボックスや試験用冷蔵庫などであってもよい。また、温度調節機構は、複数の触媒カラム２ａ～２ｆを収容するタイプの温度調節庫に限らず、個別の触媒カラム２ａ～２ｆをジャケット式ヒーターやテープヒーターなどで覆う構成のものも含んでいる。
【符号の説明】
【0069】
１、１ａ、１ｂ、１００
試験装置
１１ 制御部
２ａ～２ｆ 触媒カラム
３０１ 原料供給ライン
３１ 原料供給部
３２ ポンプ
３３ 流量計
３４ 圧力計
３５ 温度計
４０１ 反応ガス供給ライン
４１１ 水素ガス供給部
４１２ 流量調節バルブ
４１３ 流量計
４２１ 窒素ガス供給部
４２２ 流量調節バルブ
４２３ 流量計
５ オーブン
５ａ 上流側オーブン
５ｂ 下流側オーブン
６１ 供給側切り替えバルブ
６２ 供給側切り替えバルブ
６３ 流出側切り替えバルブ
６４ 選択バルブ
６５ 中間切り替えバルブ
６６ 流出側切り替えバルブ
６７ 接続先切り替えバルブ
７０１、７０１ａ、７０１ｂ
サンプリングライン
７０２ 排出ライン
７ 分析器
試験装置
１１ 制御部
２ａ～２ｆ 触媒カラム
３０１ 原料供給ライン
３１ 原料供給部
３２ ポンプ
３３ 流量計
３４ 圧力計
３５ 温度計
４０１ 反応ガス供給ライン
４１１ 水素ガス供給部
４１２ 流量調節バルブ
４１３ 流量計
４２１ 窒素ガス供給部
４２２ 流量調節バルブ
４２３ 流量計
５ オーブン
５ａ 上流側オーブン
５ｂ 下流側オーブン
６１ 供給側切り替えバルブ
６２ 供給側切り替えバルブ
６３ 流出側切り替えバルブ
６４ 選択バルブ
６５ 中間切り替えバルブ
６６ 流出側切り替えバルブ
６７ 接続先切り替えバルブ
７０１、７０１ａ、７０１ｂ
サンプリングライン
７０２ 排出ライン
７ 分析器
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【手続補正書】
【提出日】2024-03-25
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
触媒存在下で進行する化学反応の反応速度試験を行う試験装置であって、
前記触媒に供給される試料を予め設定された流量にて供給する試料供給部と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器と、
前記反応容器の温度調節を行う温度調節機構と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料供給部から試料が供給される供給流路を接続する供給側切り替えバルブと、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する流出側切り替えバルブと、
前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給側切り替えバルブ及び前記流出側切り替えバルブにより、前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替え制御を行う制御部と、を備えることと、
前記触媒層の容量が互いに異なる反応容器を少なくとも３つ備え、前記制御部は、前記供給先の反応容器と、前記流出元の反応容器とが一致するように前記切り替え制御を行うことを特徴とする試験装置。
前記触媒に供給される試料を予め設定された流量にて供給する試料供給部と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器と、
前記反応容器の温度調節を行う温度調節機構と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料供給部から試料が供給される供給流路を接続する供給側切り替えバルブと、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する流出側切り替えバルブと、
前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給側切り替えバルブ及び前記流出側切り替えバルブにより、前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替え制御を行う制御部と、を備えることと、
前記触媒層の容量が互いに異なる反応容器を少なくとも３つ備え、前記制御部は、前記供給先の反応容器と、前記流出元の反応容器とが一致するように前記切り替え制御を行うことを特徴とする試験装置。
【請求項2】
触媒存在下で進行する化学反応の反応速度試験を行う試験装置であって、
前記触媒に供給される試料を予め設定された流量にて供給する試料供給部と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器と、
前記反応容器の温度調節を行う温度調節機構と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料供給部から試料が供給される供給流路を接続する供給側切り替えバルブと、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する流出側切り替えバルブと、
前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給側切り替えバルブ及び前記流出側切り替えバルブにより、前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替え制御を行う制御部と、を備えることと、
前記温度調節機構は、前記反応容器を温度調節庫の内部に収容した状態で温度調節を行うように構成され、
各々、前記触媒層の容量が互いに異なる複数の前記反応容器を収容した上流側の温度調節庫及び下流側の温度調節庫と、
前記上流側の温度調節庫に収容され、前記触媒層から前記試料が流出する上流側の反応容器と、前記下流側の温度調節庫に収容された前記複数の反応容器から選択され、前記上流側の反応容器から流出した前記試料が供給される下流側の反応容器とを接続する中間切り替えバルブと、を備え、
前記制御部は、前記反応容器の切り替え制御に加え、前記中間切り替えバルブによる前記上流側の反応容器と前記下流側の反応容器との接続制御を行うことを特徴とする試験装置。
前記触媒に供給される試料を予め設定された流量にて供給する試料供給部と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器と、
前記反応容器の温度調節を行う温度調節機構と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料供給部から試料が供給される供給流路を接続する供給側切り替えバルブと、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する流出側切り替えバルブと、
前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給側切り替えバルブ及び前記流出側切り替えバルブにより、前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替え制御を行う制御部と、を備えることと、
前記温度調節機構は、前記反応容器を温度調節庫の内部に収容した状態で温度調節を行うように構成され、
各々、前記触媒層の容量が互いに異なる複数の前記反応容器を収容した上流側の温度調節庫及び下流側の温度調節庫と、
前記上流側の温度調節庫に収容され、前記触媒層から前記試料が流出する上流側の反応容器と、前記下流側の温度調節庫に収容された前記複数の反応容器から選択され、前記上流側の反応容器から流出した前記試料が供給される下流側の反応容器とを接続する中間切り替えバルブと、を備え、
前記制御部は、前記反応容器の切り替え制御に加え、前記中間切り替えバルブによる前記上流側の反応容器と前記下流側の反応容器との接続制御を行うことを特徴とする試験装置。
【請求項3】
触媒存在下で進行する化学反応の反応速度試験を行う試験装置であって、
前記触媒に供給される試料を予め設定された流量にて供給する試料供給部と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器と、
前記反応容器の温度調節を行う温度調節機構と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料供給部から試料が供給される供給流路を接続する供給側切り替えバルブと、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する流出側切り替えバルブと、
前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給側切り替えバルブ及び前記流出側切り替えバルブにより、前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替え制御を行う制御部と、を備えることと、
前記温度調節機構は、前記触媒層の容量が互いに異なる複数の前記反応容器を温度調節庫の内部に収容した状態で温度調節を行うように構成され、
前記複数の反応容器について、前記触媒層から前記試料が流出する一の反応容器と、前記一の反応容器以外の反応容器から選択された他の反応容器とを接続する接続先切り替えバルブと、
前記一の反応容器からの前記試料の流出先を、前記サンプル流路と、前記接続先切り替えバルブを介した前記他の反応容器との間で選択する選択バルブと、を備え、
前記制御部は、前記選択バルブにより前記試料の流出先を選択する制御を実施し、前記選択により前記サンプル流路への接続が選択された場合には、前記一の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記流出側切り替えバルブによる切り替え制御を行い、前記選択により前記他の反応容器への接続が選択された場合には、前記他の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記流出側切り替えバルブによる切り替え制御を行うことを特徴とする試験装置。
前記触媒に供給される試料を予め設定された流量にて供給する試料供給部と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器と、
前記反応容器の温度調節を行う温度調節機構と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料供給部から試料が供給される供給流路を接続する供給側切り替えバルブと、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する流出側切り替えバルブと、
前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給側切り替えバルブ及び前記流出側切り替えバルブにより、前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替え制御を行う制御部と、を備えることと、
前記温度調節機構は、前記触媒層の容量が互いに異なる複数の前記反応容器を温度調節庫の内部に収容した状態で温度調節を行うように構成され、
前記複数の反応容器について、前記触媒層から前記試料が流出する一の反応容器と、前記一の反応容器以外の反応容器から選択された他の反応容器とを接続する接続先切り替えバルブと、
前記一の反応容器からの前記試料の流出先を、前記サンプル流路と、前記接続先切り替えバルブを介した前記他の反応容器との間で選択する選択バルブと、を備え、
前記制御部は、前記選択バルブにより前記試料の流出先を選択する制御を実施し、前記選択により前記サンプル流路への接続が選択された場合には、前記一の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記流出側切り替えバルブによる切り替え制御を行い、前記選択により前記他の反応容器への接続が選択された場合には、前記他の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記流出側切り替えバルブによる切り替え制御を行うことを特徴とする試験装置。
【請求項4】
触媒存在下で進行する化学反応の反応速度試験を行う試験装置であって、
前記触媒に供給される試料を予め設定された流量にて供給する試料供給部と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器と、
前記反応容器の温度調節を行う温度調節機構と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料供給部から試料が供給される供給流路を接続する供給側切り替えバルブと、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する流出側切り替えバルブと、
前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給側切り替えバルブ及び前記流出側切り替えバルブにより、前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替え制御を行う制御部と、を備えることと、
前記制御部は、前記供給流路から前記供給先の反応容器への前記試料の供給を開始してから、予め設定されたルールに基づいて決定されるサンプリング周期毎に、前記サンプル流路を介して前記流出元の反応容器から流出した前記試料が採取され、前記試料に含まれる着目成分の濃度分析が行われた結果に基づいて、前記着目成分の濃度変化指標が予め設定されたしきい値以下となった後、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器への前記切り替え制御を行うことを特徴とする試験装置。
前記触媒に供給される試料を予め設定された流量にて供給する試料供給部と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器と、
前記反応容器の温度調節を行う温度調節機構と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料供給部から試料が供給される供給流路を接続する供給側切り替えバルブと、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する流出側切り替えバルブと、
前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給側切り替えバルブ及び前記流出側切り替えバルブにより、前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替え制御を行う制御部と、を備えることと、
前記制御部は、前記供給流路から前記供給先の反応容器への前記試料の供給を開始してから、予め設定されたルールに基づいて決定されるサンプリング周期毎に、前記サンプル流路を介して前記流出元の反応容器から流出した前記試料が採取され、前記試料に含まれる着目成分の濃度分析が行われた結果に基づいて、前記着目成分の濃度変化指標が予め設定されたしきい値以下となった後、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器への前記切り替え制御を行うことを特徴とする試験装置。
【請求項5】
前記制御部は、前記供給流路から前記供給先の反応容器への前記試料の供給を開始してから予め設定された整定時間が経過し、前記サンプル流路を介して前記流出元の反応容器から流出した前記試料が採取された後、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器への前記切り替え制御を行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の試験装置。
【請求項6】
前記制御部は、前記試料供給部からの前記試料の供給が停止されてから、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器への前記切り替え制御を行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の試験装置。
【請求項7】
触媒存在下で進行する化学反応の反応速度試験を行う試験方法であって、
予め設定された流量にて、前記触媒に供給される試料を供給する工程と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器の温度調節を行う工程と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料が供給される供給流路を接続する工程と、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する工程と、を含み、
前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程は、前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給先及び前記流出元の反応容器を切り替えて実施されることと、
前記触媒層の容量が互いに異なる少なくとも３つの反応容器に対し、前記供給先の反応容器と、前記流出元の反応容器とが一致するように、前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程を切り替えて実施することを特徴とする試験方法。
予め設定された流量にて、前記触媒に供給される試料を供給する工程と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器の温度調節を行う工程と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料が供給される供給流路を接続する工程と、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する工程と、を含み、
前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程は、前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給先及び前記流出元の反応容器を切り替えて実施されることと、
前記触媒層の容量が互いに異なる少なくとも３つの反応容器に対し、前記供給先の反応容器と、前記流出元の反応容器とが一致するように、前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程を切り替えて実施することを特徴とする試験方法。
【請求項8】
触媒存在下で進行する化学反応の反応速度試験を行う試験方法であって、
予め設定された流量にて、前記触媒に供給される試料を供給する工程と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器の温度調節を行う工程と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料が供給される供給流路を接続する工程と、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する工程と、を含み、
前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程は、前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給先及び前記流出元の反応容器を切り替えて実施されることと、
前記反応容器の温度調節を行う工程は、温度調節庫の内部に前記反応容器を収容した状態で実施され、
各々、前記触媒層の容量が互いに異なる複数の前記反応容器を収容した上流側の温度調節庫及び下流側の温度調節庫を用い、前記上流側の温度調節庫に収容され、前記触媒層から前記試料が流出する上流側の反応容器と、前記下流側の温度調節庫に収容された前記複数の反応容器から選択され、前記上流側の反応容器から流出した前記試料が供給される下流側の反応容器とを接続する工程を含み、
前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程での前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替えに加え、前記上流側の反応容器と前記下流側の反応容器とを接続する工程を実施することを特徴とする試験方法。
予め設定された流量にて、前記触媒に供給される試料を供給する工程と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器の温度調節を行う工程と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料が供給される供給流路を接続する工程と、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する工程と、を含み、
前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程は、前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給先及び前記流出元の反応容器を切り替えて実施されることと、
前記反応容器の温度調節を行う工程は、温度調節庫の内部に前記反応容器を収容した状態で実施され、
各々、前記触媒層の容量が互いに異なる複数の前記反応容器を収容した上流側の温度調節庫及び下流側の温度調節庫を用い、前記上流側の温度調節庫に収容され、前記触媒層から前記試料が流出する上流側の反応容器と、前記下流側の温度調節庫に収容された前記複数の反応容器から選択され、前記上流側の反応容器から流出した前記試料が供給される下流側の反応容器とを接続する工程を含み、
前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程での前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替えに加え、前記上流側の反応容器と前記下流側の反応容器とを接続する工程を実施することを特徴とする試験方法。
【請求項9】
触媒存在下で進行する化学反応の反応速度試験を行う試験方法であって、
予め設定された流量にて、前記触媒に供給される試料を供給する工程と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器の温度調節を行う工程と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料が供給される供給流路を接続する工程と、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する工程と、を含み、
前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程は、前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給先及び前記流出元の反応容器を切り替えて実施されることと、
前記反応容器の温度調節を行う工程は、温度調節庫の内部に、前記触媒層の容量が互いに異なる複数の前記反応容器を収容した状態で実施され、
前記複数の反応容器について、前記触媒層から前記試料が流出する一の反応容器と、前記一の反応容器以外の反応容器から選択された他の反応容器とを接続する工程と、
前記一の反応容器からの前記試料の流出先を、前記サンプル流路と、前記他の反応容器との間で選択する工程と、を含み、
前記選択する工程にて、前記サンプル流路への接続が選択された場合には、前記一の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記サンプル流路を接続する工程を実施し、前記他の反応容器への接続が選択された場合には、前記他の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記サンプル流路を接続する工程を実施することを特徴とする試験方法。
予め設定された流量にて、前記触媒に供給される試料を供給する工程と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器の温度調節を行う工程と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料が供給される供給流路を接続する工程と、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する工程と、を含み、
前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程は、前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給先及び前記流出元の反応容器を切り替えて実施されることと、
前記反応容器の温度調節を行う工程は、温度調節庫の内部に、前記触媒層の容量が互いに異なる複数の前記反応容器を収容した状態で実施され、
前記複数の反応容器について、前記触媒層から前記試料が流出する一の反応容器と、前記一の反応容器以外の反応容器から選択された他の反応容器とを接続する工程と、
前記一の反応容器からの前記試料の流出先を、前記サンプル流路と、前記他の反応容器との間で選択する工程と、を含み、
前記選択する工程にて、前記サンプル流路への接続が選択された場合には、前記一の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記サンプル流路を接続する工程を実施し、前記他の反応容器への接続が選択された場合には、前記他の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記サンプル流路を接続する工程を実施することを特徴とする試験方法。
【請求項10】
触媒存在下で進行する化学反応の反応速度試験を行う試験方法であって、
予め設定された流量にて、前記触媒に供給される試料を供給する工程と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器の温度調節を行う工程と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料が供給される供給流路を接続する工程と、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する工程と、を含み、
前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程は、前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給先及び前記流出元の反応容器を切り替えて実施されることと、
前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程の実施により、前記供給流路から前記供給先の反応容器への前記試料の供給を開始してから、予め設定されたルールに基づいて決定されるサンプリング周期毎に、前記サンプル流路を介して前記流出元の反応容器から流出した前記試料が採取され、前記試料に含まれる着目成分の濃度分析が行われた結果に基づいて、前記着目成分の濃度変化指標が予め設定されたしきい値以下となった後、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器についての前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程を実施することを特徴とする試験方法。
予め設定された流量にて、前記触媒に供給される試料を供給する工程と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器の温度調節を行う工程と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料が供給される供給流路を接続する工程と、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する工程と、を含み、
前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程は、前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給先及び前記流出元の反応容器を切り替えて実施されることと、
前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程の実施により、前記供給流路から前記供給先の反応容器への前記試料の供給を開始してから、予め設定されたルールに基づいて決定されるサンプリング周期毎に、前記サンプル流路を介して前記流出元の反応容器から流出した前記試料が採取され、前記試料に含まれる着目成分の濃度分析が行われた結果に基づいて、前記着目成分の濃度変化指標が予め設定されたしきい値以下となった後、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器についての前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程を実施することを特徴とする試験方法。
【請求項11】
前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程の実施により、前記供給先の反応容器への前記試料の供給を開始してから予め設定された整定時間が経過し、前記サンプル流路を介して前記流出元の反応容器から流出した前記試料が採取された後、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器についての前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程を実施することを特徴とする請求項７ないし９のいずれか一つに記載の試験方法。
【請求項12】
前の前記供給先の反応容器についての前記試料の供給が停止されてから、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器についての前記供給流路を接続する工程及びサンプル流路を接続する工程を実施することを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか一つに記載の試験方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
第一の発明は、触媒存在下で進行する化学反応の反応速度試験を行う試験装置であって、
前記触媒に供給される試料を予め設定された流量にて供給する試料供給部と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器と、
前記反応容器の温度調節を行う温度調節機構と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料供給部から試料が供給される供給流路を接続する供給側切り替えバルブと、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する流出側切り替えバルブと、
前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給側切り替えバルブ及び前記流出側切り替えバルブにより、前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替え制御を行う制御部と、を備えることと、
前記触媒層の容量が互いに異なる反応容器を少なくとも３つ備え、前記制御部は、前記供給先の反応容器と、前記流出元の反応容器とが一致するように前記切り替え制御を行うことを特徴とする。
第二の発明は、触媒存在下で進行する化学反応の反応速度試験を行う試験装置であって、
前記触媒に供給される試料を予め設定された流量にて供給する試料供給部と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器と、
前記反応容器の温度調節を行う温度調節機構と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料供給部から試料が供給される供給流路を接続する供給側切り替えバルブと、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する流出側切り替えバルブと、
前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給側切り替えバルブ及び前記流出側切り替えバルブにより、前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替え制御を行う制御部と、を備えることと、
前記温度調節機構は、前記反応容器を温度調節庫の内部に収容した状態で温度調節を行うように構成され、
各々、前記触媒層の容量が互いに異なる複数の前記反応容器を収容した上流側の温度調節庫及び下流側の温度調節庫と、
前記上流側の温度調節庫に収容され、前記触媒層から前記試料が流出する上流側の反応容器と、前記下流側の温度調節庫に収容された前記複数の反応容器から選択され、前記上流側の反応容器から流出した前記試料が供給される下流側の反応容器とを接続する中間切り替えバルブと、を備え、
前記制御部は、前記反応容器の切り替え制御に加え、前記中間切り替えバルブによる前記上流側の反応容器と前記下流側の反応容器との接続制御を行うことを特徴とする。
第三の発明は、触媒存在下で進行する化学反応の反応速度試験を行う試験装置であって、
前記触媒に供給される試料を予め設定された流量にて供給する試料供給部と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器と、
前記反応容器の温度調節を行う温度調節機構と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料供給部から試料が供給される供給流路を接続する供給側切り替えバルブと、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する流出側切り替えバルブと、
前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給側切り替えバルブ及び前記流出側切り替えバルブにより、前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替え制御を行う制御部と、を備えることと、
前記温度調節機構は、前記触媒層の容量が互いに異なる複数の前記反応容器を温度調節庫の内部に収容した状態で温度調節を行うように構成され、
前記複数の反応容器について、前記触媒層から前記試料が流出する一の反応容器と、前記一の反応容器以外の反応容器から選択された他の反応容器とを接続する接続先切り替えバルブと、
前記一の反応容器からの前記試料の流出先を、前記サンプル流路と、前記接続先切り替えバルブを介した前記他の反応容器との間で選択する選択バルブと、を備え、
前記制御部は、前記選択バルブにより前記試料の流出先を選択する制御を実施し、前記選択により前記サンプル流路への接続が選択された場合には、前記一の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記流出側切り替えバルブによる切り替え制御を行い、前記選択により前記他の反応容器への接続が選択された場合には、前記他の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記流出側切り替えバルブによる切り替え制御を行うことを特徴とする。
第四の発明は、触媒存在下で進行する化学反応の反応速度試験を行う試験装置であって、
前記触媒に供給される試料を予め設定された流量にて供給する試料供給部と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器と、
前記反応容器の温度調節を行う温度調節機構と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料供給部から試料が供給される供給流路を接続する供給側切り替えバルブと、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する流出側切り替えバルブと、
前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給側切り替えバルブ及び前記流出側切り替えバルブにより、前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替え制御を行う制御部と、を備えることと、
前記制御部は、前記供給流路から前記供給先の反応容器への前記試料の供給を開始してから、予め設定されたルールに基づいて決定されるサンプリング周期毎に、前記サンプル流路を介して前記流出元の反応容器から流出した前記試料が採取され、前記試料に含まれる着目成分の濃度分析が行われた結果に基づいて、前記着目成分の濃度変化指標が予め設定されたしきい値以下となった後、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器への前記切り替え制御を行うことを特徴とする。
前記触媒に供給される試料を予め設定された流量にて供給する試料供給部と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器と、
前記反応容器の温度調節を行う温度調節機構と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料供給部から試料が供給される供給流路を接続する供給側切り替えバルブと、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する流出側切り替えバルブと、
前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給側切り替えバルブ及び前記流出側切り替えバルブにより、前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替え制御を行う制御部と、を備えることと、
前記触媒層の容量が互いに異なる反応容器を少なくとも３つ備え、前記制御部は、前記供給先の反応容器と、前記流出元の反応容器とが一致するように前記切り替え制御を行うことを特徴とする。
第二の発明は、触媒存在下で進行する化学反応の反応速度試験を行う試験装置であって、
前記触媒に供給される試料を予め設定された流量にて供給する試料供給部と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器と、
前記反応容器の温度調節を行う温度調節機構と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料供給部から試料が供給される供給流路を接続する供給側切り替えバルブと、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する流出側切り替えバルブと、
前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給側切り替えバルブ及び前記流出側切り替えバルブにより、前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替え制御を行う制御部と、を備えることと、
前記温度調節機構は、前記反応容器を温度調節庫の内部に収容した状態で温度調節を行うように構成され、
各々、前記触媒層の容量が互いに異なる複数の前記反応容器を収容した上流側の温度調節庫及び下流側の温度調節庫と、
前記上流側の温度調節庫に収容され、前記触媒層から前記試料が流出する上流側の反応容器と、前記下流側の温度調節庫に収容された前記複数の反応容器から選択され、前記上流側の反応容器から流出した前記試料が供給される下流側の反応容器とを接続する中間切り替えバルブと、を備え、
前記制御部は、前記反応容器の切り替え制御に加え、前記中間切り替えバルブによる前記上流側の反応容器と前記下流側の反応容器との接続制御を行うことを特徴とする。
第三の発明は、触媒存在下で進行する化学反応の反応速度試験を行う試験装置であって、
前記触媒に供給される試料を予め設定された流量にて供給する試料供給部と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器と、
前記反応容器の温度調節を行う温度調節機構と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料供給部から試料が供給される供給流路を接続する供給側切り替えバルブと、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する流出側切り替えバルブと、
前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給側切り替えバルブ及び前記流出側切り替えバルブにより、前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替え制御を行う制御部と、を備えることと、
前記温度調節機構は、前記触媒層の容量が互いに異なる複数の前記反応容器を温度調節庫の内部に収容した状態で温度調節を行うように構成され、
前記複数の反応容器について、前記触媒層から前記試料が流出する一の反応容器と、前記一の反応容器以外の反応容器から選択された他の反応容器とを接続する接続先切り替えバルブと、
前記一の反応容器からの前記試料の流出先を、前記サンプル流路と、前記接続先切り替えバルブを介した前記他の反応容器との間で選択する選択バルブと、を備え、
前記制御部は、前記選択バルブにより前記試料の流出先を選択する制御を実施し、前記選択により前記サンプル流路への接続が選択された場合には、前記一の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記流出側切り替えバルブによる切り替え制御を行い、前記選択により前記他の反応容器への接続が選択された場合には、前記他の反応容器が前記流出元の反応容器となるように、前記流出側切り替えバルブによる切り替え制御を行うことを特徴とする。
第四の発明は、触媒存在下で進行する化学反応の反応速度試験を行う試験装置であって、
前記触媒に供給される試料を予め設定された流量にて供給する試料供給部と、
各々、前記触媒が充填された触媒層を備えた複数の反応容器と、
前記反応容器の温度調節を行う温度調節機構と、
前記複数の反応容器から選択された供給先の反応容器に対し、前記試料供給部から試料が供給される供給流路を接続する供給側切り替えバルブと、
前記触媒層から前記試料が流出する流出元の反応容器に対し、前記触媒層を通過した試料を分析用に採取するためのサンプル流路を接続する流出側切り替えバルブと、
前記触媒層における滞留時間が異なる少なくとも３つの条件下で反応速度試験が行われるように、前記供給側切り替えバルブ及び前記流出側切り替えバルブにより、前記供給先及び前記流出元の反応容器の切り替え制御を行う制御部と、を備えることと、
前記制御部は、前記供給流路から前記供給先の反応容器への前記試料の供給を開始してから、予め設定されたルールに基づいて決定されるサンプリング周期毎に、前記サンプル流路を介して前記流出元の反応容器から流出した前記試料が採取され、前記試料に含まれる着目成分の濃度分析が行われた結果に基づいて、前記着目成分の濃度変化指標が予め設定されたしきい値以下となった後、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器への前記切り替え制御を行うことを特徴とする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
前記試験装置は以下の特徴を備えていてもよい。
（ａ）前記制御部は、前記供給流路から前記供給先の反応容器への前記試料の供給を開始してから予め設定された整定時間が経過し、前記サンプル流路を介して前記流出元の反応容器から流出した前記試料が採取された後、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器への前記切り替え制御を行うこと。
（ｂ）前記制御部は、前記試料供給部からの前記試料の供給が停止されてから、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器への前記切り替え制御を行うこと。
（ａ）前記制御部は、前記供給流路から前記供給先の反応容器への前記試料の供給を開始してから予め設定された整定時間が経過し、前記サンプル流路を介して前記流出元の反応容器から流出した前記試料が採取された後、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器への前記切り替え制御を行うこと。
（ｂ）前記制御部は、前記試料供給部からの前記試料の供給が停止されてから、次の前記供給先及び前記流出元の反応容器への前記切り替え制御を行うこと。