マイクロチャネル技術を用いる触媒反応プロセス
開示技術は、少なくとも1つの液体反応体と少なくとも1つの気体反応体との間の化学反応を少なくとも1つの触媒を含むプロセスマイクロチャネルの中で行うためのプロセスに関する。触媒は、固相触媒または固体上に固定化された均一系触媒を含む。一実施態様では、プロセスマイクロチャネルは、流体の流れを撹乱するための1つ以上の構造体を含むプロセス処理区域と、触媒と接触および/または担持するための1つ以上の構造体を含む反応区域とを含み、触媒と接触および/または担持するための1つ以上の構造体は、反応体が1つ以上の構造体を通って流れ、触媒と接触することができるようにする開口部を含む。本プロセスは、少なくとも1つの液体反応体と少なくとも1つの気体反応体とを含む反応体混合物を形成させる工程、反応体混合物をプロセス処理区域の中に流し、流体の流れを撹乱するための1つ以上の構造体と接触させ、液体反応体と気体反応体との混合を促進する工程、触媒と接触および/または担持するための1つ以上の構造体の開口部の中に反応体混合物を流して触媒と接触させる工程、および少なくとも1つの液体反応体を少なくとも1つの気体反応体と反応させて少なくとも1つの生成物を生成させる工程を含む。一実施態様では、本プロセスは、少なくとも1つのフィッシャー‐トロプシュ合成触媒を含むプロセスマイクロチャネルの中でフィッシャー‐トロプシュ合成を行うためのプロセスに関する。触媒は、固相触媒または固体上に固定化された均一系触媒を含む。本プロセスは、H2とCOとを含む反応体をプロセスマイクロチャネルの中に流す工程であって、反応体の入り口空塔速度は少なくとも約0.1m/sである工程、フィッシャー‐トロプシュ合成触媒を反応体と接触させる工程、および触媒の存在下で反応体を反応させて少なくとも1つの生成物を生成させる工程を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも1つの液体反応体と少なくとも1つの気体反応体との間の化学反応を少なくとも1つの触媒を含むプロセスマイクロチャネルの中で行うためのプロセスであって、前記触媒は、固相触媒または固体上に固定化した均一系触媒を含み、前記プロセスマイクロチャネルは、1つ以上の内部障害物を含むプロセス処理区域と、前記触媒と接触および/または担持するための1つ以上の構造体を含む反応区域とを含み、前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体は、前記反応体が、前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体の中を流れることができるようにする開口部を含み、
前記少なくとも1つの液体反応体と前記少なくとも1つの気体反応体とを含む反応体混合物を形成させる工程、
前記反応体混合物を前記プロセス処理区域の中に流して前記1つ以上の内部障害物と接触させ、前記液体反応体と前記気体反応体との混合を促進する工程、
前記反応体混合物を、前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体の中の開口部の中に流し、前記触媒と接触させる工程、および
前記少なくとも1つの液体反応体を前記少なくとも1つの気体反応体と反応させて少なくとも1つの生成物を生成させる工程、
を含むプロセス。
【請求項2】
前記1つ以上の内部障害物と、前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体とは、前記同じ構造を有する、請求項1に記載のプロセス。
【請求項3】
前記1つ以上の内部障害物と、前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体とは、異なる構造を有する、請求項1に記載のプロセス。
【請求項4】
前記1つ以上の内部障害物は、前記プロセスマイクロチャネルの1つ以上の内壁の中に形成され、および/または前記プロセスマイクロチャネルの1つ以上の内壁から突き出ている1つ以上の表面構成要素を含む、請求項1から3のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項5】
前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体は、前記プロセスマイクロチャネルの1つ以上の内壁から突き出ている表面構成要素を含む、請求項1から4のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項6】
前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体は、前記1つ以上の構造体を被覆する触媒を含む、請求項1から5のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項7】
前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体は、前記1つ以上の構造体上に成長した触媒を含む、請求項1から5のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項8】
前記触媒は、前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体と接触している固体粒子を含む、請求項1から5のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項9】
前記1つ以上の内部障害物は、前記プロセス処理区域の中の流体の流れの前記バルク流れ方向に対して垂直な少なくとも1つの寸法を有し、前記寸法は、前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体の前記開口部の前記直径より大きい、請求項1から8のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項10】
前記反応区域の中の前記反応体混合物の前記空塔速度は、少なくとも約0.01m/sである、請求項1から9のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項11】
前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体は、前記プロセス処理区域の下流の前記プロセスマイクロチャネルの中に配置された複数の平行なサブマイクロチャネルを含み、前記触媒は、前記サブマイクロチャネルの中に配置される、請求項1から10のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項12】
前記触媒は、前記サブマイクロチャネルの1つ以上の内壁を被覆する、請求項11に記載のプロセス。
【請求項13】
前記触媒は、前記サブマイクロチャネルの1つ以上の内壁上に成長した、請求項11に記載のプロセス。
【請求項14】
前記触媒は、前記サブマイクロチャネルの中の固体粒子を含む、請求項11に記載のプロセス。
【請求項15】
前記プロセス処理区域と前記反応区域との間に1つ以上の分流区域が配置され、各分流区域は、前記反応体混合物の流れを2つ以上の小さくなった流れに分流する、請求項1から14のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項16】
前記プロセス処理区域と前記反応区域との間に2つ以上の分流区域が配置され、前記2つ以上の分流区域は直列に配置され、1つの分流区域は前記次の分流区域の下流にある、請求項15に記載のプロセス。
【請求項17】
前記サブマイクロチャネルの1つ以上の内壁の中および/または上に表面構成要素が配置されている、請求項11に記載のプロセス。
【請求項18】
前記サブマイクロチャネルの中の前記表面構成要素は、前記サブマイクロチャネルの1つ以上の内壁の中にエッチングされている、請求項11に記載のプロセス。
【請求項19】
前記サブマイクロチャネルの前記内壁は波形である、請求項11に記載のプロセス。
【請求項20】
前記1つ以上の内部障害物、および/または前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体は、前記プロセスマイクロチャネルの内壁から突き出ている複数の相互に連結した傾斜のある角度構造体を含み、前記プロセスマイクロチャネルは、前記相互に連結した傾斜のある角度構造体に隣接する開放通路を有する、請求項1から19のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項21】
前記触媒の上に液膜層があり、前記液膜層は、約10nmから約100ミクロンの前記範囲の厚さを有する、請求項1から20のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項22】
前記少なくとも1つの液体反応体は、約0.01から約1000センチポイズの前記範囲の粘度を有する、請求項1から21のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項23】
前記少なくとも1つの気体反応体は、約0.001から約0.1センチポイズの前記範囲の粘度を有する、請求項1から22のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項24】
前記少なくとも1つの生成物は、約0.01から約1000センチポイズの前記範囲の粘度を有する、請求項1から23のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項25】
前記プロセスマイクロチャネルは、約15cmから約15mの前記範囲の長さを有する、請求項1から24のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項26】
前記プロセス処理区域の前記長さに対する前記反応区域の前記長さの前記比は、約0.01から約1000の前記範囲にある、請求項1から25のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項27】
前記1つ以上の分流区域の前記長さに対する前記反応区域の前記長さの前記比は、約0.1から約1000の前記範囲にある、請求項15に記載のプロセス。
【請求項28】
前記プロセスマイクロチャネルと発熱源および/または吸熱源との間で熱が交換される、請求項1から27のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項29】
前記少なくとも1つの液体反応体と前記少なくとも1つの気体反応体とは、前記プロセスマイクロチャネルの上流および/または前記プロセスマイクロチャネルの中で混合される、請求項1から28のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項30】
前記プロセスマイクロチャネルはマイクロチャネル反応器の中にあり、前記マイクロチャネル反応器は原料流ヘッダを含み、前記少なくとも1つの液体反応体と前記少なくとも1つの気体反応体とは前記原料流ヘッダの中で混合される、請求項1から29のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項31】
前記プロセスマイクロチャネルは、少なくとも1つの側壁と、前記側壁の中にある少なくとも1つの開口区間とを有し、前記少なくとも1つの気体反応体は、前記開口区間を通って前記プロセスマイクロチャネルに流入する、請求項1から30のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項32】
前記少なくとも1つの気体反応体は、第2の反応体流チャネルから前記開口区間を通って前記プロセスマイクロチャネルに流入する、請求項31に記載のプロセス。
【請求項33】
前記少なくとも1つの気体反応体は、前記少なくとも1つの液体反応体と前記プロセス処理区域の中で混合される、請求項1から32のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項34】
前記反応体混合物は、液相と気相とを含み、前記気相は、約0.1から約25ミクロンの前記範囲の体積基準の平均直径と、約1から約5の前記範囲のスパンとを有する気泡を含む、請求項1から33のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項35】
前記プロセスマイクロチャネルは、最大約10mmの幅または高さからなる内部寸法を有する、請求項1から34のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項36】
前記プロセスマイクロチャネルは、最大約2mmの幅または高さからなる内部寸法を有する、請求項1から35のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項37】
前記プロセスマイクロチャネルは、鋼、モネル、インコネル、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅、真ちゅう、任意の前記記載金属の合金、重合体、セラミックス、ガラス、重合体とガラス繊維とを含む複合材料、石英、シリコン、またはそれらの2つ以上の組み合わせを含む材料で作られている、請求項1から36のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項38】
前記発熱源および/または吸熱源は、前記プロセスマイクロチャネルに隣接している、請求項28に記載のプロセス。
【請求項39】
前記発熱源および/または吸熱源は、前記プロセスマイクロチャネルと熱接触している、請求項28に記載のプロセス。
【請求項40】
前記発熱源および/または吸熱源は、少なくとも1つの熱交換チャネルを含む、請求項28に記載のプロセス。
【請求項41】
前記熱交換チャネルは、マイクロチャネルを含む、請求項40に記載のプロセス。
【請求項42】
前記熱交換チャネルは、最大約10mmの幅または高さからなる内部寸法を有する、請求項40に記載のプロセス。
【請求項43】
前記熱交換チャネルは、最大約2mmの幅または高さからなる内部寸法を有する、請求項40に記載のプロセス。
【請求項44】
前記熱交換チャネルは、鋼、モネル、インコネル、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅、真ちゅう、任意の前記記載金属の合金、重合体、セラミック、ガラス、重合体とガラス繊維とを含むコンポジット、石英、ケイ素、またはそれらの2つ以上の組み合わせを含む材料で作られている、請求項40に記載のプロセス。
【請求項45】
前記熱交換チャネルの中に熱交換流体がある、請求項40に記載のプロセス。
【請求項46】
前記熱交換流体は、前記熱交換チャネルの中で相変化する、請求項45に記載のプロセス。
【請求項47】
前記熱交換チャネルの中で吸熱プロセスが実行される、請求項40に記載のプロセス。
【請求項48】
前記熱交換チャネルの中で発熱プロセスが実行される、請求項40に記載のプロセス。
【請求項49】
前記反応体は、前記プロセスマイクロチャネルの中を第1の方向に流れ、前記熱交換チャネルの中を熱交換流体が第2の方向に流れ、前記第2の方向は、前記第1の方向に対して交差流である、請求項40に記載のプロセス。
【請求項50】
前記反応体は、前記プロセスマイクロチャネルの中を第1の方向に流れ、前記熱交換チャネルの中を熱交換流体が第2の方向に流れ、前記第2の方向は、前記第1の方向に対して並流である、請求項40に記載のプロセス。
【請求項51】
前記熱交換チャネルの中に熱交換流体があり、前記熱交換流体は、前記少なくとも1つの液体反応体、前記少なくとも1つの気体反応体、前記少なくとも1つの反応生成物またはそれらの2つ以上の混合物を含む、請求項40に記載のプロセス。
【請求項52】
前記熱交換チャネルの中に熱交換流体があり、前記熱交換流体は、空気、水蒸気、液体水、一酸化炭素、二酸化炭素、気体窒素、液体窒素、不活性気体、気体炭化水素、油および液体炭化水素の1つ以上を含む、請求項40に記載のプロセス。
【請求項53】
前記発熱源および/または吸熱源と前記プロセスマイクロチャネルとの間の前記熱の流束は、前記プロセスマイクロチャネルの表面積の平方センチメートルあたり約0.01から約500ワットの前記範囲にある、請求項28に記載のプロセス。
【請求項54】
前記プロセスマイクロチャネルに入る前記第1の反応体の前記温度は、前記プロセスマイクロチャネルから出る前記生成物の前記温度から約200℃の範囲内にある、請求項28に記載のプロセス。
【請求項55】
前記1つ以上の内部障害物、および/または前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体は、前記プロセスマイクロチャネルの1つ以上の内壁の中に形成され、および/または前記プロセスマイクロチャネルの1つ以上の内壁から突き出ている1つ以上の表面構成要素を含む、請求項1から54のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項56】
前記表面構成要素は、前記マイクロチャネル内壁の1つ以上の中のくぼみおよび/または前記マイクロチャネル内壁の1つ以上からの突起物の前記形であり、前記突起物は、前記マイクロチャネルを通る流体の流れの前記方向に対して傾斜した角度の配向を有する、請求項55に記載のプロセス。
【請求項57】
前記表面構成要素は、少なくとも2つの表面構成要素領域の前記形であり、第1の表面構成要素領域の中で前記第1の流体と第2の流体との混合が実行された後、第2の表面構成要素領域の中を流れ、前記第2の表面構成要素領域の中の前記流れパターンは、前記第1の表面構成要素領域の中の前記流れパターンと異なる、請求項55に記載のプロセス。
【請求項58】
前記表面構成要素は、互いの上に積層され、および/または3次元パターンで絡み合った2つ以上の層を含む、請求項55に記載のプロセス。
【請求項59】
前記表面構成要素は、円形、楕円形、正方形、長方形、格子模様、V字形、波形またはそれらの組み合わせの前記形状である、請求項55に記載のプロセス。
【請求項60】
前記表面構成要素は、副構成要素を含み、前記表面構成要素の前記主壁は、きざみ目、波、ギザギザ、孔、バリ、格子、貝またはそれらの組み合わせの前記形状のより小さな表面構成要素をさらに含む、請求項53に記載のプロセス。
【請求項61】
前記化学反応は、フィッシャー‐トロプシュ合成反応、酸化反応、水素化分解反応、水素化反応、水和反応、カルボニル化反応、二量化反応、三量化反応、オリゴマー化反応、重合反応、脱硫反応、過酸化水素合成反応、アルコールのアルデヒドまたはカルボニルへの選択酸化、1つ以上の汚染物質の湿式酸化、水素化処理反応、アルキル化反応、アシル化反応、光触媒反応、またはそれらの2つ以上の組み合わせである、請求項1から60のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項62】
前記触媒は、少なくとも1つのフィッシャー‐トロプシュ合成触媒、酸化触媒、水素化分解触媒、水素化触媒、水和触媒またはカルボニル化触媒を含む、請求項1から61のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項63】
前記触媒は活性部分を含み、前記活性部分は、前記式
CoM1aM2bOx
式中、M1は、Fe、Ni、Ru、Re、Osまたはそれらの混合物、M2は、Li、B、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、Ac、Zr、La、Ac、Ce、Thまたはそれらの2つ以上の混合物、aは、ゼロから約0.5の前記範囲の数、bは、ゼロから約0.5の前記範囲の数、xは、存在する前記元素の前記原子価要件を満たすために必要な酸素の前記数、によって表される組成を含む、請求項1から62のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項64】
前記触媒は、アルミナに担持したコバルトを含む、請求項1から63のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項65】
前記触媒は、少なくとも約25重量%のコバルト担持率レベルと、少なくとも約3%のコバルト分散度とを有する、請求項1から64のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項66】
前記触媒は、傾斜触媒である、請求項1から65のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項67】
前記1つ以上の内部障害物と、前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体とは、熱伝導性材料で作られている、請求項1から66のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項68】
少なくとも1つの第1の反応体と少なくとも1つの第2の反応体との間の化学反応を少なくとも1つの触媒を含むプロセスマイクロチャネルの中で実行するためのプロセスであって、前記触媒は、固体触媒かまたは固体上に固定化された均一系触媒を含み、前記触媒は、前記プロセスマイクロチャネルの中の反応区域の中に配置され、前記プロセスマイクロチャネルは、前記反応区域の上流にある第1の開放断面積を有する少なくとも1つの第1のプロセス処理区域と、前記反応区域の中および/または前記反応区域と前記第1のプロセス処理区域との間にある第2の開放断面積を有する少なくとも1つの第2のプロセス処理区域とを含み、第2の開放断面積は第1の開放断面積より小さく、
前記反応体の少なくとも1つを、前記第1のプロセス処理区域を通して流した後、前記第2のプロセス処理区域を通して前記プロセスマイクロチャネルの中に流す工程であって、前記反応体は、少なくとも1つの液体と少なくとも1つまたは2つ以上の気体とを含み、これらの反応体は少なくとも1つの液体生成物を生成し、前記少なくとも1つの反応体の前記局所速度は、前記少なくとも1つの反応体が前記第1のプロセス処理区域から前記第2のプロセス処理区域へ流れこれを通って流れるとき増加する工程、
前記少なくとも1つの触媒を、前記少なくとも1つの第1の反応体および少なくとも1つの第2の反応体と接触させる工程、
前記少なくとも1つの触媒の上に液膜層を形成させる工程、
前記少なくとも1つの第1の反応体と前記少なくとも1つの第2の反応体とを反応させて少なくとも1つの生成物を生成させる工程、
を含むプロセス。
【請求項69】
前記少なくとも1つの反応体は、液体を含み、前記第1のプロセス処理区域の中の前記液体の前記局所速度は、約0.01から約100m/sの前記範囲にある、請求項68に記載のプロセス。
【請求項70】
前記少なくとも1つの反応体は、気体を含み、前記第1のプロセス処理区域の中の前記気体の前記局所速度は、約0.1から約250m/sの前記範囲にある、請求項68に記載のプロセス。
【請求項71】
前記少なくとも1つの反応体は、液体を含み、前記第2のプロセス処理区域の中の前記液体の前記局所速度は、約0.01から約200m/sの前記範囲にある、請求項68に記載のプロセス。
【請求項72】
前記少なくとも1つの反応体は、気体を含み、前記第2のプロセス処理区域の中の前記気体の前記局所速度は、約0.1から約500m/sの前記範囲にある、請求項68に記載のプロセス。
【請求項73】
前記少なくとも1つの反応体は、液体を含み、前記第1のプロセス処理区域の中の前記液体の前記局所速度に対する前記第2のプロセス処理区域の中の前記液体の前記局所速度の前記比は、約1.2から約100の前記範囲にある、請求項68から72のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項74】
前記少なくとも1つの反応体は、気体を含み、前記第1のプロセス処理区域の中の前記気体の前記局所速度に対する前記第2のプロセス処理区域の中の前記気体の前記局所速度の前記比は、約1.2から約100の前記範囲にある、請求項68から72のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項75】
前記第2の開放断面積に対する前記第1の開放断面積の前記比は、約1.2から約25の前記範囲にある、請求項68から74のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項76】
前記触媒上の前記液膜層は、約10nmから約100ミクロンの前記範囲の厚さを有する、請求項68から75のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項77】
前記少なくとも1つの反応体は、液体を含み、前記液体は、約0.01から約1000センチポイズの前記範囲の粘度を有する、請求項68から76のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項78】
前記少なくとも1つの反応体は、気体を含み、前記気体は、約0.001から約0.1センチポイズの前記範囲の粘度を有する、請求項68から76のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項79】
前記少なくとも1つの生成物は、約0.01から約1000センチポイズの前記範囲の粘度を有する、請求項68から76のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項80】
前記第2のプロセス処理区域は、前記反応区域の上流にある、請求項68から80のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項81】
前記反応区域は、前記第2のプロセス処理区域を含む、請求項68から80のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項82】
前記プロセスマイクロチャネルは、2つ以上の側壁を含み、前記2つ以上の側壁は、前記第1のプロセス処理区域から前記第2のプロセス処理区域へ互いに接近して前記第1のプロセス処理区域の中の前記開放断面積より小さな前記第2のプロセス処理区域の中の開放断面積を提供する、請求項68から81のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項83】
前記第2のプロセス処理区域は、前記第1のプロセス処理区域の前記開放断面積より小さな開放断面積を前記第2のプロセス処理区域に提供する1つ以上の内部障害物を含む、請求項68から82のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項84】
前記内部障害物は、球状の物体および/または表面構成要素を含む、請求項83に記載のプロセス。
【請求項85】
前記内部障害物は、前記触媒を含む、請求項83に記載のプロセス。
【請求項86】
前記内部障害物は、前記触媒のための1つ以上の担体を含む、請求項83に記載のプロセス。
【請求項87】
前記プロセスマイクロチャネルは、約15cmから約15mの前記範囲の長さを有する、請求項68から86のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項88】
前記プロセスマイクロチャネルは、前記反応区域の下流にある少なくとも1つの追加の区域をさらに含み、前記少なくとも1つの追加の区域は、前記反応区域の前記断面積より大きな断面積を有する、請求項68から87のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項89】
前記プロセスマイクロチャネルと発熱源および/または吸熱源との間で熱が交換される、請求項69から88のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項90】
前記第1の反応体と前記第2の反応体とは、前記プロセスマイクロチャネルの上流、および/または前記プロセスマイクロチャネルの中で混合される、請求項69から89のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項91】
前記プロセスマイクロチャネルは、マイクロチャネル反応器の中にあり、前記マイクロチャネル反応器は、原料流ヘッダを含み、前記第1の反応体と前記第2の反応体とは、前記原料流ヘッダの中で混合される、請求項68から89のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項92】
前記プロセスマイクロチャネルは、少なくとも1つの側壁と、前記側壁の中にある少なくとも1つの開口区間とを有し、前記第2の反応体は、前記開口区間を通って前記プロセスマイクロチャネルに流入する、請求項68から89のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項93】
前記第2の反応体は、第2の反応体流チャネルから前記開口区間を通って前記プロセスマイクロチャネルに流入する、請求項92に記載のプロセス。
【請求項94】
前記第2の反応体は、前記反応区域の中で前記第1の反応体と混合される、請求項68から89のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項95】
前記プロセスマイクロチャネルの中に混合区域があり、前記混合区域は、前記反応区域の上流にあり、前記第2の反応体は、前記混合区域の中で前記第1の反応体と混合される、請求項68から89のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項96】
前記プロセスマイクロチャネルの中に混合区域があり、前記混合区域は、前記反応区域の上流にあり、前記混合区域の中で前記第2の反応体の一部が前記第1の反応体と混合され、前記第2の反応体の一部は前記反応区域の中で前記第1の反応体と接触する、請求項68から89のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項97】
前記化学反応は、フィッシャー‐トロプシュ合成反応、酸化反応、水素化分解反応、水素化反応、水和反応、カルボニル化反応、二量化反応、三量化反応、オリゴマー化反応、重合反応、脱硫反応、過酸化水素合成反応、アルコールのアルデヒドまたはカルボニルへの選択酸化、1つ以上の汚染物質の湿式酸化、水素化処理反応、アルキル化反応、アシル化反応、光触媒反応またはそれらの2つ以上の組み合わせである、請求項68から96のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項98】
少なくとも1つの触媒を含むプロセスマイクロチャネルの中で化学反応を行うためのプロセスであって、前記触媒は、固相触媒かまたは固体上に固定化された均一系触媒を含み、前記触媒は、前記プロセスマイクロチャネルの中の反応区域の中に配置され、前記プロセスマイクロチャネルは、前記反応区域の上流にある第1の開放断面積を有する少なくとも1つの第1のプロセス処理区域と、前記反応区域の中および/または前記反応区域と前記第1のプロセス処理区域との間にある第2の開放断面積を有する少なくとも1つの第2のプロセス処理区域とを含み、前記第2の開放断面積は、前記第1の開口断面積より小さく、
前記第1のプロセス処理区域と、続いて前記第2のプロセス処理区域とを通して少なくとも1つの反応体組成物をプロセスマイクロチャネルの中に流す工程であって、前記少なくとも1つの反応体組成物は、少なくとも1つの液体と少なくとも1つまたは2つ以上の気体とを含み、これらは少なくとも1つの液体生成物を生成し、前記少なくとも1つの反応体組成物の前記局所速度は、前記少なくとも1つの反応体組成物が前記第1のプロセス処理区域から前記第2のプロセス処理区域へ流れこれを通って流れるとき増加する工程、
前記少なくとも1つの触媒を前記少なくとも1つの反応体組成物と接触させる工程、
前記少なくとも1つの触媒の上に液膜層を形成させる工程、
前記少なくとも1つの反応体組成物を反応させて少なくとも1つの生成物を生成させる工程、
を含むプロセス。
【請求項99】
少なくとも1つのフィッシャー‐トロプシュ合成触媒を含むプロセスマイクロチャネルの中でフィッシャー‐トロプシュ合成反応を行うためのプロセスであって、前記触媒は、固相触媒または固体上に固定化された均一系触媒を含み、
H2とCOとを含む反応体をプロセスマイクロチャネルの中に流す工程であって、前記反応体の入り口空塔速度は、少なくとも約0.1m/sである工程、
前記フィッシャー‐トロプシュ合成触媒を前記反応体と接触させる工程、および
前記反応体を前記触媒の存在下で反応させて少なくとも1つの生成物を生成させる工程、
を含むプロセス。
【請求項100】
前記反応体は、H2O、CO2、1から約4の炭素原子の炭化水素、またはそれらの2つ以上の混合物をさらに含む、請求項99に記載のプロセス。
【請求項101】
前記反応体は、1つ以上の希釈材料をさらに含む、請求項99または100に記載のプロセス。
【請求項102】
COに対するH2の前記モル比は、最大約2.7である、請求項99から101のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項103】
前記触媒は被膜層を含み、前記被膜層の前記厚さは、少なくとも約110ミクロンである、請求項99から102のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項104】
前記触媒は固体粒子を含み、前記固体粒子の前記平均粒子サイズは、少なくとも約225ミクロンである、請求項99から102のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項105】
COの前記体積計測消費重量は、少なくとも約10g‐mol/kg‐触媒/時間・活性触媒、モル基準のメタンへの選択率は、サイクルあたり約15%より小さい、請求項99から104のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項106】
前記触媒は反応区域の中にあり、前記反応区域の中で1つ以上の追加の反応体および/または希釈材料が前記反応体に加えられる、請求項99から104のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項107】
前記触媒は反応区域の中にあり、前記反応区域の中の前記プロセスマイクロチャネルの前記開放断面積は、前記反応区域の上流にある前記プロセスマイクロチャネルの前記開放断面積より狭い、請求項99から106のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項108】
前記触媒は反応区域の中にあり、前記反応区域は、1つ以上の壁構造体をさらに含み、前記壁構造体は、前記反応区域から液体を取り出す、請求項99から106のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項109】
前記プロセスマイクロチャネルは、約15cmから約15mの前記範囲の長さを有する、請求項99から108のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項110】
前記プロセスマイクロチャネルの中に液体があり、前記プロセスマイクロチャネルの中の前記液体の前記動的圧力は、約0.1から約100Paの前記範囲にある、請求項99から109のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項111】
前記プロセスマイクロチャネルの中に気体があり、前記プロセスマイクロチャネルの中の前記気体の前記動的圧力は、約0.5から約200Paの前記範囲にある、請求項99から110のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項112】
前記プロセスマイクロチャネルと発熱源および/または吸熱源との間で熱が交換される、請求項99から111のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項113】
前記反応体は、前記プロセスマイクロチャネルの上流および/または前記プロセスマイクロチャネルの中で混合される、請求項99から112のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項114】
前記プロセスマイクロチャネルは、マイクロチャネル反応器の中にあり、前記マイクロチャネル反応器は、原料流ヘッダを含み、前記反応体は、前記原料流ヘッダの中で混合される、請求項99から112のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項115】
前記プロセスマイクロチャネルは、少なくとも1つの側壁と、前記側壁の中にある少なくとも1つの開口区間とを有し、前記反応体の1つは、前記開口区間を通って前記プロセスマイクロチャネルに流入する、請求項99から112のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項116】
前記1つの反応体は、第2の反応体流チャネルから前記開口区間を通って前記プロセスマイクロチャネルに流入する、請求項115に記載のプロセス。
【請求項117】
前記反応体は、前記反応区域の中で混合される、請求項99から112のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項118】
前記プロセスマイクロチャネルの中に混合区域があり、前記混合区域は、前記反応区域の上流にあり、前記反応体は、前記混合区域の中で混合される、請求項99から112のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項119】
前記プロセスマイクロチャネルの中に混合区域があり、前記混合区域は、前記反応区域の上流にあり、前記反応体の前記一方の一部は、前記混合区域の中で前記他方の反応体と混合され、前記一方の反応体の一部は、前記反応区域の中で前記他方の反応体と接触する、請求項99から112のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項120】
前記プロセスマイクロチャネルは、最大約10mmの幅または高さからなる内部寸法を有する、請求項99から119のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項121】
前記プロセスマイクロチャネルは、最大約2mmの幅または高さからなる内部寸法を有する、請求項99から119のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項122】
前記プロセスマイクロチャネルは、鋼、モネル、インコネル、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅、真ちゅう、任意の前記記載金属の合金、重合体、セラミックス、ガラス、重合体とガラス繊維とを含む複合体、石英、シリコン、またはそれらの2つ以上の組み合わせを含む材料で作られている、請求項99から121のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項123】
前記発熱源および/または吸熱源は、前記プロセスマイクロチャネルに隣接している、請求項112に記載のプロセス。
【請求項124】
前記発熱源および/または吸熱源は、前記プロセスマイクロチャネルと熱接触している、請求項112に記載のプロセス。
【請求項125】
前記発熱源および/または吸熱源は、少なくとも1つの熱交換チャネルを含む、請求項112に記載のプロセス。
【請求項126】
前記熱交換チャネルは、マイクロチャネルを含む、請求項125に記載のプロセス。
【請求項127】
前記熱交換チャネルは、最大約10mmの幅または高さからなる内部寸法を有する、請求項125に記載のプロセス。
【請求項128】
前記熱交換チャネルは、最大約2mmの幅または高さからなる内部寸法を有する、請求項125に記載のプロセス。
【請求項129】
前記熱交換チャネルは、鋼、モネル、インコネル、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅、真ちゅう、任意の前記記載金属の合金、重合体、セラミック、ガラス、重合体とガラス繊維とを含むコンポジット、石英、ケイ素、またはそれらの2つ以上の組み合わせ含む材料で作られる、請求項125に記載のプロセス。
【請求項130】
前記熱交換チャネルの中に熱交換流体がある、請求項125に記載のプロセス。
【請求項131】
前記熱交換流体は、前記熱交換チャネルの中で相変化する、請求項130に記載のプロセス。
【請求項132】
前記熱交換チャネルの中で吸熱プロセスが実行される、請求項125に記載のプロセス。
【請求項133】
前記反応体は、前記プロセスマイクロチャネルの中を第1の方向に流れ、前記熱交換チャネルの中を熱交換流体が第2の方向に流れ、前記第2の方向は、前記第1の方向に対して交差流である、請求項125に記載のプロセス。
【請求項134】
前記反応体は、前記プロセスマイクロチャネルの中を第1の方向に流れ、前記熱交換チャネルの中を熱交換流体が第2の方向に流れ、前記第2の方向は、前記第1の方向に対して並流または向流である、請求項125に記載のプロセス。
【請求項135】
前記熱交換チャネルの中に熱交換流体があり、前記熱交換流体は、前記第1の反応体、前記第2の反応体、前記生成物、またはそれらの2つ以上の混合物を含む、請求項125に記載のプロセス。
【請求項136】
前記熱交換チャネルの中に熱交換流体があり、前記熱交換流体は、空気、水蒸気、液体の水、一酸化炭素、二酸化炭素、気体窒素、液体窒素、不活性気体、気体炭化水素、油および液体炭化水素の1つ以上を含む、請求項125に記載のプロセス。
【請求項137】
前記発熱源および/または吸熱源と前記プロセスマイクロチャネルとの間の前記熱の流束は、前記プロセスマイクロチャネルの表面積の平方センチメートルあたり約0.01から約500ワットの前記範囲にある、請求項112に記載のプロセス。
【請求項138】
前記プロセスマイクロチャネルに入る前記第1の反応体の前記温度は、前記プロセスマイクロチャネルから出る前記生成物の前記温度から約200℃の範囲内にある、請求項112に記載のプロセス。
【請求項139】
前記プロセスマイクロチャネルは、前記マイクロチャネル内の流れを変化させるための、1つ以上の内壁の中および/または上に形成された表面構成要素を含む、請求項99から138のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項140】
前記表面構成要素は、前記プロセスマイクロチャネル内壁の1つ以上の中のくぼみおよび/または前記プロセスマイクロチャネル内壁の1つ以上からの突起物の形であり、前記くぼみまたは突起物は、前記マイクロチャネルを通る流体の流れの前記方向に対して傾斜のある角度の配向を有する、請求項139に記載のプロセス。
【請求項141】
前記表面構成要素は、少なくとも2つの表面構成要素領域の形であり、前記第1の流体と第2の流体との混合が第1の表面構成要素領域の中で実行された後、第2の表面構成要素領域の中を流れ、前記第2の表面構成要素領域の中の前記流れのパターンは、前記第1の表面構成要素領域の中の前記流れのパターンと異なる、請求項139に記載のプロセス。
【請求項142】
前記表面構成要素は、互いの上に積層され、および/または3次元パターンで絡み合った2つ以上の層を含む、請求項139に記載のプロセス。
【請求項143】
前記表面構成要素は、円形、楕円形、正方形、長方形、格子模様、V字形、波形またはそれらの組み合わせの形である、請求項139に記載のプロセス。
【請求項144】
前記表面構成要素は、副構成要素を含み、前記表面構成要素の前記主壁は、きざみ目、波、ギザギザ、孔、バリ、格子、貝またはそれらの組み合わせの形のより小さな表面構成要素をさらに含む、請求項139に記載のプロセス。
【請求項145】
前記プロセスマイクロチャネルは、1つ以上の側壁と、前記側壁の1つ以上の中にある少なくとも1つの開口区間とを有し、前記開口区間は、内部部分と、前記開口区間の前記内部部分の上にある表面構成要素シートとを含み、前記表面構成要素シートの中および/または上に表面構成要素がある、請求項99に記載のプロセス。
【請求項146】
前記触媒は活性部分を含み、前記活性部分は、前記式
CoM1aM2bOx
式中、M1は、Fe、Ni、Ru、Re、Osまたはそれらの混合物、M2は、Li、B、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、Ac、Zr、La、Ac、Ce、Thまたはそれらの2つ以上の混合物、aは、ゼロから約0.5の前記範囲の数、bは、ゼロから約0.5の前記範囲の数、xは、存在する前記元素の前記原子価要件を満たすために必要な酸素の前記数、によって表される組成物を含む、請求項99から145のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項147】
前記触媒は、アルミナに担持したコバルトを含む、請求項99から145のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項148】
前記触媒は、少なくとも約25重量%のコバルト担持率レベルと、少なくとも約3%のコバルト分散度とを有する、請求項147に記載のプロセス。
【請求項149】
前記触媒は、傾斜触媒である、請求項99から148のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項150】
前記触媒は、固体粒子を含む、請求項99から149のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項151】
前記触媒は、前記プロセスマイクロチャネルの少なくとも1つの内壁上にある、請求項99から150のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項152】
前記触媒は、担体に担持されている、請求項99から151のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項153】
前記担体は、シリカゲル、発泡銅、焼結ステンレス鋼繊維、スチールウール、アルミナ、ポリ(メタクリル酸メチル)、ポリスルホン酸エステル、ポリ(テトラフルオロエチレン)、鉄、ニッケルスポンジ、ナイロン、ポリ二フッ化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンエチルケトン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリレート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリブチレンまたはそれらの2つ以上の組み合わせを含む、請求項152に記載のプロセス。
【請求項154】
前記担体は、熱伝導性材料を含む、請求項152に記載のプロセス。
【請求項155】
前記担体は、Ni、CrおよびFeを含む合金かまたはFe、Cr、AlおよびYを含む合金を含む、請求項152に記載のプロセス。
【請求項156】
前記担体は、側流構成、貫流構成、ハニカム構造または蛇行構成を有する、請求項152に記載のプロセス。
【請求項157】
前記担体は、発泡体、フェルト、詰め物、フィンまたはそれらの2つ以上の組み合わせの前記構成を有する、請求項152に記載のプロセス。
【請求項158】
前記担体は、隣接するギャップを有する側流構成、隣接するギャップを有する発泡体構成、ギャップを有するフィン構造体、または流れのためのギャップを有するガーゼ構成を有する、請求項152に記載のプロセス。
【請求項159】
前記担体は、少なくとも1つのフィンを含むフィンアセンブリを含む、請求項152に記載のプロセス。
【請求項160】
前記フィンアセンブリは、複数の平行な離間したフィンを含む、請求項159に記載のプロセス。
【請求項161】
前記触媒は、担体に担持され、前記担体は、マイクログルーブ型担体ストリップを含み、前記マイクログルーブ型担体ストリップは、長さおよび前記長さの方向に延在する中心軸、第1の表面、第1の側端、第2の側端、前記第1の側端から前記第2の側端へ延在する前端、前記第1の側端から前記第2の側端へ延在する後端、前記第1の表面にあって前記中心軸に対してある角度で前記第1の側端と前記第2の側端との間に延在する、複数の平行なマイクログルーブを有する、請求項99に記載のプロセス。
【請求項162】
前記担体ストリップは、熱伝導性材料で作られている、請求項161に記載のプロセス。
【請求項163】
前記触媒は、前記マイクログルーブの中に配置された固体粒子を含む、請求項161に記載のプロセス。
【請求項164】
前記触媒は複合担持構造体に担持されており、
前記複合担持構造体は、
第1の表面、第2の表面、長さおよび前記長さの方向に延在する中心軸、前端、後端、第1の側端、第2の側端を含む少なくとも1つの第1の担体ストリップであって、前記前端と前記後端とは、前記第1の側端から前記第2の側端へ延在し、前記第1の表面の中の複数の平行なマイクログルーブが前記前端から前記第2の側端へ延在し、前記第1の表面の中の複数の平行なマイクログルーブが前記第1の側端から前記後端へ延在する第1の担体ストリップと、
第1の表面、第2の表面、長さおよび前記長さの方向に延在する中心軸、前端、後端、第1の側端、第2の側端を含む少なくとも1つの第2の担体ストリップであって、前記前端と前記後端とは、前記第1の側端から前記第2の側端へ延在し、前記第1の表面の中の複数の平行なマイクログルーブが前記前端から前記第1の側端へ延在し、前記第1の表面の中の複数の平行なマイクログルーブが前記第2の側端から前記後端へ延在する第2の担体ストリップとを含んでおり、
前記第1の担体ストリップは、前記第2の担体ストリップに隣接し、前記第1の担体ストリップの前記第2の表面は、前記第2の担体ストリップの前記第1の表面と接触し、
前記担体ストリップのそれぞれの前記前端および後端は開放され、前記前端および後端を通って流体が流れることが可能であり、
前記担体ストリップのそれぞれの前記側端は閉ざされ、前記側端を通って流体が流れることはできず、
前記マイクログルーブのそれぞれは、流体が前記担体ストリップを通って1つの担体ストリップから別の担体ストリップへ流れることが十分に可能であるように、前記担体ストリップの中に進入し、
前記第1の担体ストリップの前記第1の表面の前記マイクログルーブは、前記第1の担体ストリップの前記前端および前記第1の側端の方へ配向し、前記中心軸と第1の角度を形成し、
前記第2の担体ストリップの前記第1の表面の前記マイクログルーブは、前記第2の担体ストリップの前記前端および前記第1の側端の方へ配向し、前記中心軸と第2の角度を形成し、前記第1の角度は、前記第2の角度と異なり、前記第1の担体ストリップの前記マイクログルーブと前記第2の担体ストリップの前記マイクログルーブとの交差を提供する、
請求項99に記載のプロセス。
【請求項165】
前記触媒は、前記プロセスマイクロチャネルの中の反応区域の中にあり、前記反応区域は、前記プロセスマイクロチャネルの断面積の約5%から約95%を含むバルク流路を有する、請求項99に記載のプロセス。
【請求項166】
前記プロセスマイクロチャネル内の前記温度は、約150℃から約270℃の前記範囲にある、請求項99から165のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項167】
前記プロセスマイクロチャネル内の前記圧力は、少なくとも約5気圧である、請求項99から166のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項168】
前記プロセスマイクロチャネルの中の流体の前記流れの前記空間速度は、少なくとも約1000hr−1である、請求項99から167のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項169】
前記プロセスマイクロチャネルの中の流体の前記流れの前記圧力降下は、前記プロセスマイクロチャネルの長さのメートルあたり最大約15気圧である、請求項99から168のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項170】
前記発熱源および/または吸熱源は、少なくとも1つの熱交換チャネルを含み、前記熱交換チャネルの中に熱交換流体があり、前記熱交換流体は、前記熱交換チャネルの中を流れ、前記熱交換チャネルの中を流れる前記熱交換流体の前記圧力降下は、前記熱交換チャネルの長さのメートルあたり最大約10気圧である、請求項112に記載のプロセス。
【請求項171】
COの前記反応率は、サイクルあたり少なくとも約50%である、請求項99から170のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項172】
メタンへのモル基準の前記選択率は、サイクルあたり約25%以下である、請求項99から171のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項173】
モル基準の生成物の前記収率は、サイクルあたり少なくとも約25%である、請求項99から172のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項174】
前記生成物は、前記プロセスマイクロチャネルから取り出され、前記プロセスは、前記プロセスマイクロチャネルを通して再生用流体を流し、前記触媒と接触させる工程をさらに含む、請求項99から173のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項175】
COに対するH2の前記モル比は、約0.8から約2.7の前記範囲にある、請求項99から174のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項176】
前記生成物は、大気圧で約350℃以下の温度で沸騰する炭化水素を含む、請求項99から175のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項177】
前記生成物は、大気圧で約350℃以上の温度で沸騰する炭化水素を含む、請求項99から175のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項178】
前記生成物は、中間留分の前記沸点範囲を有する炭化水素混合物を含む、請求項99から175のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項179】
前記生成物は、少なくとも1つのオレフィンを含む、請求項99から175のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項180】
前記生成物は、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、またはそれらの混合物を含む、請求項99から175のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項181】
前記生成物は、水素化分解、水素化異性化または脱ロウを用いてさらにプロセス処理される、請求項99から180のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項182】
前記生成物は、さらにプロセス処理され、潤滑剤基油またはディーゼル燃料を形成する、請求項99から181のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項183】
前記反応は、連鎖成長反応である、請求項99から182のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項184】
前記反応は、オリゴマー化反応である、請求項99から182のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項185】
前記反応は、重合反応である、請求項99から182のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項186】
少なくとも1つのフィッシャー‐トロプシュ合成触媒を含むプロセスマイクロチャネルの中でフィッシャー‐トロプシュ合成を行うためのプロセスであって、前記触媒は、固相触媒かまたは固体上に固定化された均一系触媒を含み、前記触媒は、前記プロセスマイクロチャネルの中の反応区域の中に配置され、前記プロセスマイクロチャネルは、前記反応区域の上流にある第1の開放断面積を有する少なくとも1つの第1のプロセス処理区域と、前記反応区域の中および/または前記反応区域と前記第1のプロセス処理区域との間にある第2の開放断面積を有する少なくとも1つの第2のプロセス処理区域とを含み、前記第2の開放断面積は、前記第1の開放断面積より小さく、
前記第1のプロセス処理区域と、続いて前記第2のプロセス処理区域とを通して前記プロセスマイクロチャネルの中にH2とCOとを含む反応体を流す工程であって、前記反応体の前記局所速度は、前記反応体が前記第1のプロセス処理区域から前記第2のプロセス処理区域へ流れ、これを通って流れるとき増加する工程、
前記フィッシャー‐トロプシュ合成触媒を前記反応体と接触させる工程、
前記触媒の上に液膜層を形成させる工程、
および前記反応体を前記触媒の存在下で反応させて少なくとも1つの生成物を生成させる工程、
を含むプロセス。
【請求項187】
前記反応体は、H2O、CO2、1から約4の炭素原子の炭化水素、またはそれらの2つ以上の混合物をさらに含む、請求項186に記載のプロセス。
【請求項188】
前記第1のプロセス処理区域の中に気相があり、前記第1のプロセス処理区域の中の気体の前記局所速度は、約0.1から約250m/sの前記範囲にある、請求項186に記載のプロセス。
【請求項189】
前記第2のプロセス処理区域の中に液相があり、前記第2のプロセス処理区域の中の液体の前記局所速度は、約0.01から約200m/sの前記範囲にある、請求項186に記載のプロセス。
【請求項190】
前記第2のプロセス処理区域の中に気相があり、前記第2のプロセス処理区域の中の気体の前記局所速度は、約0.1から約500m/sの前記範囲にある、請求項186に記載のプロセス。
【請求項191】
前記第2の開放断面積に対する前記第1の開放断面積の前記比は、約1.2から約25の前記範囲にある、請求項186から190のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項192】
前記触媒上の前記液膜層は、約10nmから約100ミクロンの前記範囲の厚さを有する、請求項186から191のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項193】
前記反応体は、約0.001から約0.1センチポイズの前記範囲の粘度を有する、請求項186から192のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項194】
前記生成物は、約0.01から約1000センチポイズの前記範囲の粘度を有する、請求項186から192のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項195】
前記第2のプロセス処理区域は、前記反応区域の上流にある、請求項186から194のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項196】
前記反応区域は、前記第2のプロセス処理区域を含む、請求項186から194のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項197】
前記プロセスマイクロチャネルは、2つ以上の側壁を含み、前記2つ以上の側壁は、前記第1のプロセス処理区域から前記第2のプロセス処理区域にかけて互いに接近し、前記第1のプロセス処理区域の中の開放断面積より小さな前記第2のプロセス処理区域の中の開放断面積を提供する、請求項186から196のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項198】
前記第2のプロセス処理区域は、前記第1のプロセス処理区域の開放断面積より小さな開放断面積を有する前記第2のプロセス処理区域を提供する1つ以上の内部障害物を含む、請求項186から197のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項199】
前記内部障害物は、球状物体および/または表面構成要素を含む、請求項198に記載のプロセス。
【請求項200】
前記内部障害物は、前記触媒を含む、請求項198に記載のプロセス。
【請求項201】
前記内部障害物は、前記触媒のための1つ以上の担体を含む、請求項198に記載のプロセス。
【請求項202】
前記プロセスマイクロチャネルは、約15cmから約15mの前記範囲の長さを有する、請求項186から201のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項203】
前記プロセスマイクロチャネルは、前記反応区域の下流にある少なくとも1つの追加の区域をさらに含み、前記少なくとも1つの追加の区域は、前記反応区域の前記断面積より大きな断面積を有する、請求項186から202のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項204】
前記プロセスマイクロチャネルの中に液体があり、前記プロセスマイクロチャネルの中の前記液体の前記動的圧力は、約0.1から約100Paの前記範囲にある、請求項186から203のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項205】
前記プロセスマイクロチャネルの中に気体があり、前記プロセスマイクロチャネルの中の前記気体の前記動的圧力は、約0.5から約200Paの前記範囲にある、請求項186から203のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項206】
前記プロセスマイクロチャネルと発熱源および/または吸熱源との間で熱が交換される、請求項186から205のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項207】
前記反応体は、前記プロセスマイクロチャネルの上流および/または前記プロセスマイクロチャネルの中で混合される、請求項186から206のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項208】
前記プロセスマイクロチャネルは、マイクロチャネル反応器の中にあり、前記マイクロチャネル反応器は、原料流ヘッダを含み、前記反応体は、前記原料流ヘッダの中で混合される、請求項186から206のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項209】
前記プロセスマイクロチャネルは、少なくとも1つの側壁と、前記側壁の中にある少なくとも1つの開口区間とを有し、前記反応体の1つは、前記開口区間を通って前記プロセスマイクロチャネルに流入する、請求項186から206のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項210】
前記1つの反応体は、前記開口区間を通って第2の反応体流チャネルから前記プロセスマイクロチャネルに流入する、請求項209に記載のプロセス。
【請求項211】
前記反応体は、前記反応区域の中で混合される、請求項186から206のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項212】
前記プロセスマイクロチャネルの中に混合区域があり、前記混合区域は、前記反応区域の上流にあり、前記反応体は、前記混合区域の中で混合される、請求項186から206のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項213】
前記プロセスマイクロチャネルの中に混合区域があり、前記混合区域は、前記反応区域の上流にあり、前記反応体の前記一方の一部は、前記混合区域の中で前記他方の反応体と混合され、前記一方の反応体の一部は、前記反応区域の中で前記他方の反応体と接触する、請求項186から206のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項214】
プロセスマイクロチャネルの中で化学反応を行うためのプロセスであって、前記プロセスマイクロチャネルは、少なくとも1つの触媒を含み、前記触媒は、固相触媒かまたは固体上に固定化された均一系触媒を含み、
反応体を前記プロセスマイクロチャネルの中に流す工程であって、前記反応体は、液体と気体との反応体または反応して液体生成物を生成する気体反応体を含み、前記気体反応体の前記入り口空塔速度は、少なくとも約0.1m/sである工程、
前記少なくとも1つの触媒を前記反応体と接触させる工程、および
前記反応体を前記触媒の存在下で反応させて少なくとも1つの生成物を生成させる工程であって、前記生成物は、2つ以上の炭化水素の混合物を含む工程、
を含むプロセス。
【請求項215】
プロセスマイクロチャネルの中で化学反応を行うためのプロセスであって、前記プロセスマイクロチャネルは、少なくとも1つの触媒を含み、前記触媒は、固相触媒かまたは固体上に固定化された均一系触媒を含み、
前記プロセスマイクロチャネルの中に反応体を流す工程であって、前記反応体は、反応して液体生成物を生成する液体および気体または気体状反応体を含み、前記反応体の1つはH2を含み、前記気体反応体の前記入り口空塔速度は、少なくとも約0.1m/sである工程、
前記少なくとも1つの触媒を前記反応体と接触させる工程、および
前記反応体を触媒の存在下で反応させて少なくとも1つの生成物を生成させる工程であって、前記生成物は、2つ以上の炭化水素の混合物を含む工程、
を含むプロセス。
【請求項216】
プロセスマイクロチャネルの中で化学反応を行うためのプロセスであって、前記プロセスマイクロチャネルは、少なくとも1つの触媒を含み、前記触媒は、固相触媒または固体上に固定化された均一系触媒を含み、
前記プロセスマイクロチャネルの中に反応体を流す工程であって、前記反応体は、液体と、反応して液体生成物を生成する気体または気体反応体とを含み、前記気体反応体の前記入り口空塔速度は、少なくとも約0.1m/sである工程、
前記少なくとも1つの触媒を前記反応体と接触させる工程、および
前記反応体を触媒の存在下で反応させて少なくとも1つの生成物を生成させる工程であって、前記生成物は、炭化水素混合物を含み、前記混合物の少なくとも約10重量%は、大気圧で約25℃から約350℃の前記範囲の温度で沸騰し、前記混合物の約5重量%は、大気圧で約350℃より高い温度で沸騰する工程、
を含むプロセス。
【請求項217】
プロセスマイクロチャネルの中で化学反応を行うためのプロセスであって、前記プロセスマイクロチャネルは、少なくとも1つの触媒を含み、前記触媒は、固相触媒または固体上に固定化された均一系触媒を含み、
前記プロセスマイクロチャネルの中に反応体を流す工程であって、前記反応体は、液体と気体との反応体または反応して液体生成物を生成する気体反応体を含み、前記気体反応体の前記入り口空塔速度は、少なくとも約0.1m/sである工程、
前記少なくとも1つの触媒を前記反応体と接触させる工程、および
前記反応体を前記触媒の存在下で反応させて少なくとも1つの生成物を生成させる工程であって、前記生成物は、炭化水素混合物を含み、前記炭化水素混合物の少なくとも約5重量%は、少なくとも約500の数平均分子量を有する炭化水素を含む工程、
を含むプロセス。
【請求項1】
少なくとも1つの液体反応体と少なくとも1つの気体反応体との間の化学反応を少なくとも1つの触媒を含むプロセスマイクロチャネルの中で行うためのプロセスであって、前記触媒は、固相触媒または固体上に固定化した均一系触媒を含み、前記プロセスマイクロチャネルは、1つ以上の内部障害物を含むプロセス処理区域と、前記触媒と接触および/または担持するための1つ以上の構造体を含む反応区域とを含み、前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体は、前記反応体が、前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体の中を流れることができるようにする開口部を含み、
前記少なくとも1つの液体反応体と前記少なくとも1つの気体反応体とを含む反応体混合物を形成させる工程、
前記反応体混合物を前記プロセス処理区域の中に流して前記1つ以上の内部障害物と接触させ、前記液体反応体と前記気体反応体との混合を促進する工程、
前記反応体混合物を、前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体の中の開口部の中に流し、前記触媒と接触させる工程、および
前記少なくとも1つの液体反応体を前記少なくとも1つの気体反応体と反応させて少なくとも1つの生成物を生成させる工程、
を含むプロセス。
【請求項2】
前記1つ以上の内部障害物と、前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体とは、前記同じ構造を有する、請求項1に記載のプロセス。
【請求項3】
前記1つ以上の内部障害物と、前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体とは、異なる構造を有する、請求項1に記載のプロセス。
【請求項4】
前記1つ以上の内部障害物は、前記プロセスマイクロチャネルの1つ以上の内壁の中に形成され、および/または前記プロセスマイクロチャネルの1つ以上の内壁から突き出ている1つ以上の表面構成要素を含む、請求項1から3のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項5】
前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体は、前記プロセスマイクロチャネルの1つ以上の内壁から突き出ている表面構成要素を含む、請求項1から4のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項6】
前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体は、前記1つ以上の構造体を被覆する触媒を含む、請求項1から5のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項7】
前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体は、前記1つ以上の構造体上に成長した触媒を含む、請求項1から5のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項8】
前記触媒は、前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体と接触している固体粒子を含む、請求項1から5のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項9】
前記1つ以上の内部障害物は、前記プロセス処理区域の中の流体の流れの前記バルク流れ方向に対して垂直な少なくとも1つの寸法を有し、前記寸法は、前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体の前記開口部の前記直径より大きい、請求項1から8のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項10】
前記反応区域の中の前記反応体混合物の前記空塔速度は、少なくとも約0.01m/sである、請求項1から9のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項11】
前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体は、前記プロセス処理区域の下流の前記プロセスマイクロチャネルの中に配置された複数の平行なサブマイクロチャネルを含み、前記触媒は、前記サブマイクロチャネルの中に配置される、請求項1から10のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項12】
前記触媒は、前記サブマイクロチャネルの1つ以上の内壁を被覆する、請求項11に記載のプロセス。
【請求項13】
前記触媒は、前記サブマイクロチャネルの1つ以上の内壁上に成長した、請求項11に記載のプロセス。
【請求項14】
前記触媒は、前記サブマイクロチャネルの中の固体粒子を含む、請求項11に記載のプロセス。
【請求項15】
前記プロセス処理区域と前記反応区域との間に1つ以上の分流区域が配置され、各分流区域は、前記反応体混合物の流れを2つ以上の小さくなった流れに分流する、請求項1から14のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項16】
前記プロセス処理区域と前記反応区域との間に2つ以上の分流区域が配置され、前記2つ以上の分流区域は直列に配置され、1つの分流区域は前記次の分流区域の下流にある、請求項15に記載のプロセス。
【請求項17】
前記サブマイクロチャネルの1つ以上の内壁の中および/または上に表面構成要素が配置されている、請求項11に記載のプロセス。
【請求項18】
前記サブマイクロチャネルの中の前記表面構成要素は、前記サブマイクロチャネルの1つ以上の内壁の中にエッチングされている、請求項11に記載のプロセス。
【請求項19】
前記サブマイクロチャネルの前記内壁は波形である、請求項11に記載のプロセス。
【請求項20】
前記1つ以上の内部障害物、および/または前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体は、前記プロセスマイクロチャネルの内壁から突き出ている複数の相互に連結した傾斜のある角度構造体を含み、前記プロセスマイクロチャネルは、前記相互に連結した傾斜のある角度構造体に隣接する開放通路を有する、請求項1から19のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項21】
前記触媒の上に液膜層があり、前記液膜層は、約10nmから約100ミクロンの前記範囲の厚さを有する、請求項1から20のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項22】
前記少なくとも1つの液体反応体は、約0.01から約1000センチポイズの前記範囲の粘度を有する、請求項1から21のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項23】
前記少なくとも1つの気体反応体は、約0.001から約0.1センチポイズの前記範囲の粘度を有する、請求項1から22のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項24】
前記少なくとも1つの生成物は、約0.01から約1000センチポイズの前記範囲の粘度を有する、請求項1から23のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項25】
前記プロセスマイクロチャネルは、約15cmから約15mの前記範囲の長さを有する、請求項1から24のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項26】
前記プロセス処理区域の前記長さに対する前記反応区域の前記長さの前記比は、約0.01から約1000の前記範囲にある、請求項1から25のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項27】
前記1つ以上の分流区域の前記長さに対する前記反応区域の前記長さの前記比は、約0.1から約1000の前記範囲にある、請求項15に記載のプロセス。
【請求項28】
前記プロセスマイクロチャネルと発熱源および/または吸熱源との間で熱が交換される、請求項1から27のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項29】
前記少なくとも1つの液体反応体と前記少なくとも1つの気体反応体とは、前記プロセスマイクロチャネルの上流および/または前記プロセスマイクロチャネルの中で混合される、請求項1から28のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項30】
前記プロセスマイクロチャネルはマイクロチャネル反応器の中にあり、前記マイクロチャネル反応器は原料流ヘッダを含み、前記少なくとも1つの液体反応体と前記少なくとも1つの気体反応体とは前記原料流ヘッダの中で混合される、請求項1から29のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項31】
前記プロセスマイクロチャネルは、少なくとも1つの側壁と、前記側壁の中にある少なくとも1つの開口区間とを有し、前記少なくとも1つの気体反応体は、前記開口区間を通って前記プロセスマイクロチャネルに流入する、請求項1から30のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項32】
前記少なくとも1つの気体反応体は、第2の反応体流チャネルから前記開口区間を通って前記プロセスマイクロチャネルに流入する、請求項31に記載のプロセス。
【請求項33】
前記少なくとも1つの気体反応体は、前記少なくとも1つの液体反応体と前記プロセス処理区域の中で混合される、請求項1から32のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項34】
前記反応体混合物は、液相と気相とを含み、前記気相は、約0.1から約25ミクロンの前記範囲の体積基準の平均直径と、約1から約5の前記範囲のスパンとを有する気泡を含む、請求項1から33のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項35】
前記プロセスマイクロチャネルは、最大約10mmの幅または高さからなる内部寸法を有する、請求項1から34のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項36】
前記プロセスマイクロチャネルは、最大約2mmの幅または高さからなる内部寸法を有する、請求項1から35のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項37】
前記プロセスマイクロチャネルは、鋼、モネル、インコネル、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅、真ちゅう、任意の前記記載金属の合金、重合体、セラミックス、ガラス、重合体とガラス繊維とを含む複合材料、石英、シリコン、またはそれらの2つ以上の組み合わせを含む材料で作られている、請求項1から36のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項38】
前記発熱源および/または吸熱源は、前記プロセスマイクロチャネルに隣接している、請求項28に記載のプロセス。
【請求項39】
前記発熱源および/または吸熱源は、前記プロセスマイクロチャネルと熱接触している、請求項28に記載のプロセス。
【請求項40】
前記発熱源および/または吸熱源は、少なくとも1つの熱交換チャネルを含む、請求項28に記載のプロセス。
【請求項41】
前記熱交換チャネルは、マイクロチャネルを含む、請求項40に記載のプロセス。
【請求項42】
前記熱交換チャネルは、最大約10mmの幅または高さからなる内部寸法を有する、請求項40に記載のプロセス。
【請求項43】
前記熱交換チャネルは、最大約2mmの幅または高さからなる内部寸法を有する、請求項40に記載のプロセス。
【請求項44】
前記熱交換チャネルは、鋼、モネル、インコネル、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅、真ちゅう、任意の前記記載金属の合金、重合体、セラミック、ガラス、重合体とガラス繊維とを含むコンポジット、石英、ケイ素、またはそれらの2つ以上の組み合わせを含む材料で作られている、請求項40に記載のプロセス。
【請求項45】
前記熱交換チャネルの中に熱交換流体がある、請求項40に記載のプロセス。
【請求項46】
前記熱交換流体は、前記熱交換チャネルの中で相変化する、請求項45に記載のプロセス。
【請求項47】
前記熱交換チャネルの中で吸熱プロセスが実行される、請求項40に記載のプロセス。
【請求項48】
前記熱交換チャネルの中で発熱プロセスが実行される、請求項40に記載のプロセス。
【請求項49】
前記反応体は、前記プロセスマイクロチャネルの中を第1の方向に流れ、前記熱交換チャネルの中を熱交換流体が第2の方向に流れ、前記第2の方向は、前記第1の方向に対して交差流である、請求項40に記載のプロセス。
【請求項50】
前記反応体は、前記プロセスマイクロチャネルの中を第1の方向に流れ、前記熱交換チャネルの中を熱交換流体が第2の方向に流れ、前記第2の方向は、前記第1の方向に対して並流である、請求項40に記載のプロセス。
【請求項51】
前記熱交換チャネルの中に熱交換流体があり、前記熱交換流体は、前記少なくとも1つの液体反応体、前記少なくとも1つの気体反応体、前記少なくとも1つの反応生成物またはそれらの2つ以上の混合物を含む、請求項40に記載のプロセス。
【請求項52】
前記熱交換チャネルの中に熱交換流体があり、前記熱交換流体は、空気、水蒸気、液体水、一酸化炭素、二酸化炭素、気体窒素、液体窒素、不活性気体、気体炭化水素、油および液体炭化水素の1つ以上を含む、請求項40に記載のプロセス。
【請求項53】
前記発熱源および/または吸熱源と前記プロセスマイクロチャネルとの間の前記熱の流束は、前記プロセスマイクロチャネルの表面積の平方センチメートルあたり約0.01から約500ワットの前記範囲にある、請求項28に記載のプロセス。
【請求項54】
前記プロセスマイクロチャネルに入る前記第1の反応体の前記温度は、前記プロセスマイクロチャネルから出る前記生成物の前記温度から約200℃の範囲内にある、請求項28に記載のプロセス。
【請求項55】
前記1つ以上の内部障害物、および/または前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体は、前記プロセスマイクロチャネルの1つ以上の内壁の中に形成され、および/または前記プロセスマイクロチャネルの1つ以上の内壁から突き出ている1つ以上の表面構成要素を含む、請求項1から54のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項56】
前記表面構成要素は、前記マイクロチャネル内壁の1つ以上の中のくぼみおよび/または前記マイクロチャネル内壁の1つ以上からの突起物の前記形であり、前記突起物は、前記マイクロチャネルを通る流体の流れの前記方向に対して傾斜した角度の配向を有する、請求項55に記載のプロセス。
【請求項57】
前記表面構成要素は、少なくとも2つの表面構成要素領域の前記形であり、第1の表面構成要素領域の中で前記第1の流体と第2の流体との混合が実行された後、第2の表面構成要素領域の中を流れ、前記第2の表面構成要素領域の中の前記流れパターンは、前記第1の表面構成要素領域の中の前記流れパターンと異なる、請求項55に記載のプロセス。
【請求項58】
前記表面構成要素は、互いの上に積層され、および/または3次元パターンで絡み合った2つ以上の層を含む、請求項55に記載のプロセス。
【請求項59】
前記表面構成要素は、円形、楕円形、正方形、長方形、格子模様、V字形、波形またはそれらの組み合わせの前記形状である、請求項55に記載のプロセス。
【請求項60】
前記表面構成要素は、副構成要素を含み、前記表面構成要素の前記主壁は、きざみ目、波、ギザギザ、孔、バリ、格子、貝またはそれらの組み合わせの前記形状のより小さな表面構成要素をさらに含む、請求項53に記載のプロセス。
【請求項61】
前記化学反応は、フィッシャー‐トロプシュ合成反応、酸化反応、水素化分解反応、水素化反応、水和反応、カルボニル化反応、二量化反応、三量化反応、オリゴマー化反応、重合反応、脱硫反応、過酸化水素合成反応、アルコールのアルデヒドまたはカルボニルへの選択酸化、1つ以上の汚染物質の湿式酸化、水素化処理反応、アルキル化反応、アシル化反応、光触媒反応、またはそれらの2つ以上の組み合わせである、請求項1から60のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項62】
前記触媒は、少なくとも1つのフィッシャー‐トロプシュ合成触媒、酸化触媒、水素化分解触媒、水素化触媒、水和触媒またはカルボニル化触媒を含む、請求項1から61のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項63】
前記触媒は活性部分を含み、前記活性部分は、前記式
CoM1aM2bOx
式中、M1は、Fe、Ni、Ru、Re、Osまたはそれらの混合物、M2は、Li、B、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、Ac、Zr、La、Ac、Ce、Thまたはそれらの2つ以上の混合物、aは、ゼロから約0.5の前記範囲の数、bは、ゼロから約0.5の前記範囲の数、xは、存在する前記元素の前記原子価要件を満たすために必要な酸素の前記数、によって表される組成を含む、請求項1から62のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項64】
前記触媒は、アルミナに担持したコバルトを含む、請求項1から63のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項65】
前記触媒は、少なくとも約25重量%のコバルト担持率レベルと、少なくとも約3%のコバルト分散度とを有する、請求項1から64のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項66】
前記触媒は、傾斜触媒である、請求項1から65のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項67】
前記1つ以上の内部障害物と、前記触媒と接触および/または担持するための前記1つ以上の構造体とは、熱伝導性材料で作られている、請求項1から66のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項68】
少なくとも1つの第1の反応体と少なくとも1つの第2の反応体との間の化学反応を少なくとも1つの触媒を含むプロセスマイクロチャネルの中で実行するためのプロセスであって、前記触媒は、固体触媒かまたは固体上に固定化された均一系触媒を含み、前記触媒は、前記プロセスマイクロチャネルの中の反応区域の中に配置され、前記プロセスマイクロチャネルは、前記反応区域の上流にある第1の開放断面積を有する少なくとも1つの第1のプロセス処理区域と、前記反応区域の中および/または前記反応区域と前記第1のプロセス処理区域との間にある第2の開放断面積を有する少なくとも1つの第2のプロセス処理区域とを含み、第2の開放断面積は第1の開放断面積より小さく、
前記反応体の少なくとも1つを、前記第1のプロセス処理区域を通して流した後、前記第2のプロセス処理区域を通して前記プロセスマイクロチャネルの中に流す工程であって、前記反応体は、少なくとも1つの液体と少なくとも1つまたは2つ以上の気体とを含み、これらの反応体は少なくとも1つの液体生成物を生成し、前記少なくとも1つの反応体の前記局所速度は、前記少なくとも1つの反応体が前記第1のプロセス処理区域から前記第2のプロセス処理区域へ流れこれを通って流れるとき増加する工程、
前記少なくとも1つの触媒を、前記少なくとも1つの第1の反応体および少なくとも1つの第2の反応体と接触させる工程、
前記少なくとも1つの触媒の上に液膜層を形成させる工程、
前記少なくとも1つの第1の反応体と前記少なくとも1つの第2の反応体とを反応させて少なくとも1つの生成物を生成させる工程、
を含むプロセス。
【請求項69】
前記少なくとも1つの反応体は、液体を含み、前記第1のプロセス処理区域の中の前記液体の前記局所速度は、約0.01から約100m/sの前記範囲にある、請求項68に記載のプロセス。
【請求項70】
前記少なくとも1つの反応体は、気体を含み、前記第1のプロセス処理区域の中の前記気体の前記局所速度は、約0.1から約250m/sの前記範囲にある、請求項68に記載のプロセス。
【請求項71】
前記少なくとも1つの反応体は、液体を含み、前記第2のプロセス処理区域の中の前記液体の前記局所速度は、約0.01から約200m/sの前記範囲にある、請求項68に記載のプロセス。
【請求項72】
前記少なくとも1つの反応体は、気体を含み、前記第2のプロセス処理区域の中の前記気体の前記局所速度は、約0.1から約500m/sの前記範囲にある、請求項68に記載のプロセス。
【請求項73】
前記少なくとも1つの反応体は、液体を含み、前記第1のプロセス処理区域の中の前記液体の前記局所速度に対する前記第2のプロセス処理区域の中の前記液体の前記局所速度の前記比は、約1.2から約100の前記範囲にある、請求項68から72のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項74】
前記少なくとも1つの反応体は、気体を含み、前記第1のプロセス処理区域の中の前記気体の前記局所速度に対する前記第2のプロセス処理区域の中の前記気体の前記局所速度の前記比は、約1.2から約100の前記範囲にある、請求項68から72のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項75】
前記第2の開放断面積に対する前記第1の開放断面積の前記比は、約1.2から約25の前記範囲にある、請求項68から74のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項76】
前記触媒上の前記液膜層は、約10nmから約100ミクロンの前記範囲の厚さを有する、請求項68から75のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項77】
前記少なくとも1つの反応体は、液体を含み、前記液体は、約0.01から約1000センチポイズの前記範囲の粘度を有する、請求項68から76のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項78】
前記少なくとも1つの反応体は、気体を含み、前記気体は、約0.001から約0.1センチポイズの前記範囲の粘度を有する、請求項68から76のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項79】
前記少なくとも1つの生成物は、約0.01から約1000センチポイズの前記範囲の粘度を有する、請求項68から76のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項80】
前記第2のプロセス処理区域は、前記反応区域の上流にある、請求項68から80のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項81】
前記反応区域は、前記第2のプロセス処理区域を含む、請求項68から80のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項82】
前記プロセスマイクロチャネルは、2つ以上の側壁を含み、前記2つ以上の側壁は、前記第1のプロセス処理区域から前記第2のプロセス処理区域へ互いに接近して前記第1のプロセス処理区域の中の前記開放断面積より小さな前記第2のプロセス処理区域の中の開放断面積を提供する、請求項68から81のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項83】
前記第2のプロセス処理区域は、前記第1のプロセス処理区域の前記開放断面積より小さな開放断面積を前記第2のプロセス処理区域に提供する1つ以上の内部障害物を含む、請求項68から82のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項84】
前記内部障害物は、球状の物体および/または表面構成要素を含む、請求項83に記載のプロセス。
【請求項85】
前記内部障害物は、前記触媒を含む、請求項83に記載のプロセス。
【請求項86】
前記内部障害物は、前記触媒のための1つ以上の担体を含む、請求項83に記載のプロセス。
【請求項87】
前記プロセスマイクロチャネルは、約15cmから約15mの前記範囲の長さを有する、請求項68から86のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項88】
前記プロセスマイクロチャネルは、前記反応区域の下流にある少なくとも1つの追加の区域をさらに含み、前記少なくとも1つの追加の区域は、前記反応区域の前記断面積より大きな断面積を有する、請求項68から87のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項89】
前記プロセスマイクロチャネルと発熱源および/または吸熱源との間で熱が交換される、請求項69から88のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項90】
前記第1の反応体と前記第2の反応体とは、前記プロセスマイクロチャネルの上流、および/または前記プロセスマイクロチャネルの中で混合される、請求項69から89のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項91】
前記プロセスマイクロチャネルは、マイクロチャネル反応器の中にあり、前記マイクロチャネル反応器は、原料流ヘッダを含み、前記第1の反応体と前記第2の反応体とは、前記原料流ヘッダの中で混合される、請求項68から89のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項92】
前記プロセスマイクロチャネルは、少なくとも1つの側壁と、前記側壁の中にある少なくとも1つの開口区間とを有し、前記第2の反応体は、前記開口区間を通って前記プロセスマイクロチャネルに流入する、請求項68から89のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項93】
前記第2の反応体は、第2の反応体流チャネルから前記開口区間を通って前記プロセスマイクロチャネルに流入する、請求項92に記載のプロセス。
【請求項94】
前記第2の反応体は、前記反応区域の中で前記第1の反応体と混合される、請求項68から89のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項95】
前記プロセスマイクロチャネルの中に混合区域があり、前記混合区域は、前記反応区域の上流にあり、前記第2の反応体は、前記混合区域の中で前記第1の反応体と混合される、請求項68から89のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項96】
前記プロセスマイクロチャネルの中に混合区域があり、前記混合区域は、前記反応区域の上流にあり、前記混合区域の中で前記第2の反応体の一部が前記第1の反応体と混合され、前記第2の反応体の一部は前記反応区域の中で前記第1の反応体と接触する、請求項68から89のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項97】
前記化学反応は、フィッシャー‐トロプシュ合成反応、酸化反応、水素化分解反応、水素化反応、水和反応、カルボニル化反応、二量化反応、三量化反応、オリゴマー化反応、重合反応、脱硫反応、過酸化水素合成反応、アルコールのアルデヒドまたはカルボニルへの選択酸化、1つ以上の汚染物質の湿式酸化、水素化処理反応、アルキル化反応、アシル化反応、光触媒反応またはそれらの2つ以上の組み合わせである、請求項68から96のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項98】
少なくとも1つの触媒を含むプロセスマイクロチャネルの中で化学反応を行うためのプロセスであって、前記触媒は、固相触媒かまたは固体上に固定化された均一系触媒を含み、前記触媒は、前記プロセスマイクロチャネルの中の反応区域の中に配置され、前記プロセスマイクロチャネルは、前記反応区域の上流にある第1の開放断面積を有する少なくとも1つの第1のプロセス処理区域と、前記反応区域の中および/または前記反応区域と前記第1のプロセス処理区域との間にある第2の開放断面積を有する少なくとも1つの第2のプロセス処理区域とを含み、前記第2の開放断面積は、前記第1の開口断面積より小さく、
前記第1のプロセス処理区域と、続いて前記第2のプロセス処理区域とを通して少なくとも1つの反応体組成物をプロセスマイクロチャネルの中に流す工程であって、前記少なくとも1つの反応体組成物は、少なくとも1つの液体と少なくとも1つまたは2つ以上の気体とを含み、これらは少なくとも1つの液体生成物を生成し、前記少なくとも1つの反応体組成物の前記局所速度は、前記少なくとも1つの反応体組成物が前記第1のプロセス処理区域から前記第2のプロセス処理区域へ流れこれを通って流れるとき増加する工程、
前記少なくとも1つの触媒を前記少なくとも1つの反応体組成物と接触させる工程、
前記少なくとも1つの触媒の上に液膜層を形成させる工程、
前記少なくとも1つの反応体組成物を反応させて少なくとも1つの生成物を生成させる工程、
を含むプロセス。
【請求項99】
少なくとも1つのフィッシャー‐トロプシュ合成触媒を含むプロセスマイクロチャネルの中でフィッシャー‐トロプシュ合成反応を行うためのプロセスであって、前記触媒は、固相触媒または固体上に固定化された均一系触媒を含み、
H2とCOとを含む反応体をプロセスマイクロチャネルの中に流す工程であって、前記反応体の入り口空塔速度は、少なくとも約0.1m/sである工程、
前記フィッシャー‐トロプシュ合成触媒を前記反応体と接触させる工程、および
前記反応体を前記触媒の存在下で反応させて少なくとも1つの生成物を生成させる工程、
を含むプロセス。
【請求項100】
前記反応体は、H2O、CO2、1から約4の炭素原子の炭化水素、またはそれらの2つ以上の混合物をさらに含む、請求項99に記載のプロセス。
【請求項101】
前記反応体は、1つ以上の希釈材料をさらに含む、請求項99または100に記載のプロセス。
【請求項102】
COに対するH2の前記モル比は、最大約2.7である、請求項99から101のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項103】
前記触媒は被膜層を含み、前記被膜層の前記厚さは、少なくとも約110ミクロンである、請求項99から102のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項104】
前記触媒は固体粒子を含み、前記固体粒子の前記平均粒子サイズは、少なくとも約225ミクロンである、請求項99から102のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項105】
COの前記体積計測消費重量は、少なくとも約10g‐mol/kg‐触媒/時間・活性触媒、モル基準のメタンへの選択率は、サイクルあたり約15%より小さい、請求項99から104のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項106】
前記触媒は反応区域の中にあり、前記反応区域の中で1つ以上の追加の反応体および/または希釈材料が前記反応体に加えられる、請求項99から104のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項107】
前記触媒は反応区域の中にあり、前記反応区域の中の前記プロセスマイクロチャネルの前記開放断面積は、前記反応区域の上流にある前記プロセスマイクロチャネルの前記開放断面積より狭い、請求項99から106のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項108】
前記触媒は反応区域の中にあり、前記反応区域は、1つ以上の壁構造体をさらに含み、前記壁構造体は、前記反応区域から液体を取り出す、請求項99から106のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項109】
前記プロセスマイクロチャネルは、約15cmから約15mの前記範囲の長さを有する、請求項99から108のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項110】
前記プロセスマイクロチャネルの中に液体があり、前記プロセスマイクロチャネルの中の前記液体の前記動的圧力は、約0.1から約100Paの前記範囲にある、請求項99から109のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項111】
前記プロセスマイクロチャネルの中に気体があり、前記プロセスマイクロチャネルの中の前記気体の前記動的圧力は、約0.5から約200Paの前記範囲にある、請求項99から110のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項112】
前記プロセスマイクロチャネルと発熱源および/または吸熱源との間で熱が交換される、請求項99から111のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項113】
前記反応体は、前記プロセスマイクロチャネルの上流および/または前記プロセスマイクロチャネルの中で混合される、請求項99から112のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項114】
前記プロセスマイクロチャネルは、マイクロチャネル反応器の中にあり、前記マイクロチャネル反応器は、原料流ヘッダを含み、前記反応体は、前記原料流ヘッダの中で混合される、請求項99から112のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項115】
前記プロセスマイクロチャネルは、少なくとも1つの側壁と、前記側壁の中にある少なくとも1つの開口区間とを有し、前記反応体の1つは、前記開口区間を通って前記プロセスマイクロチャネルに流入する、請求項99から112のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項116】
前記1つの反応体は、第2の反応体流チャネルから前記開口区間を通って前記プロセスマイクロチャネルに流入する、請求項115に記載のプロセス。
【請求項117】
前記反応体は、前記反応区域の中で混合される、請求項99から112のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項118】
前記プロセスマイクロチャネルの中に混合区域があり、前記混合区域は、前記反応区域の上流にあり、前記反応体は、前記混合区域の中で混合される、請求項99から112のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項119】
前記プロセスマイクロチャネルの中に混合区域があり、前記混合区域は、前記反応区域の上流にあり、前記反応体の前記一方の一部は、前記混合区域の中で前記他方の反応体と混合され、前記一方の反応体の一部は、前記反応区域の中で前記他方の反応体と接触する、請求項99から112のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項120】
前記プロセスマイクロチャネルは、最大約10mmの幅または高さからなる内部寸法を有する、請求項99から119のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項121】
前記プロセスマイクロチャネルは、最大約2mmの幅または高さからなる内部寸法を有する、請求項99から119のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項122】
前記プロセスマイクロチャネルは、鋼、モネル、インコネル、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅、真ちゅう、任意の前記記載金属の合金、重合体、セラミックス、ガラス、重合体とガラス繊維とを含む複合体、石英、シリコン、またはそれらの2つ以上の組み合わせを含む材料で作られている、請求項99から121のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項123】
前記発熱源および/または吸熱源は、前記プロセスマイクロチャネルに隣接している、請求項112に記載のプロセス。
【請求項124】
前記発熱源および/または吸熱源は、前記プロセスマイクロチャネルと熱接触している、請求項112に記載のプロセス。
【請求項125】
前記発熱源および/または吸熱源は、少なくとも1つの熱交換チャネルを含む、請求項112に記載のプロセス。
【請求項126】
前記熱交換チャネルは、マイクロチャネルを含む、請求項125に記載のプロセス。
【請求項127】
前記熱交換チャネルは、最大約10mmの幅または高さからなる内部寸法を有する、請求項125に記載のプロセス。
【請求項128】
前記熱交換チャネルは、最大約2mmの幅または高さからなる内部寸法を有する、請求項125に記載のプロセス。
【請求項129】
前記熱交換チャネルは、鋼、モネル、インコネル、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅、真ちゅう、任意の前記記載金属の合金、重合体、セラミック、ガラス、重合体とガラス繊維とを含むコンポジット、石英、ケイ素、またはそれらの2つ以上の組み合わせ含む材料で作られる、請求項125に記載のプロセス。
【請求項130】
前記熱交換チャネルの中に熱交換流体がある、請求項125に記載のプロセス。
【請求項131】
前記熱交換流体は、前記熱交換チャネルの中で相変化する、請求項130に記載のプロセス。
【請求項132】
前記熱交換チャネルの中で吸熱プロセスが実行される、請求項125に記載のプロセス。
【請求項133】
前記反応体は、前記プロセスマイクロチャネルの中を第1の方向に流れ、前記熱交換チャネルの中を熱交換流体が第2の方向に流れ、前記第2の方向は、前記第1の方向に対して交差流である、請求項125に記載のプロセス。
【請求項134】
前記反応体は、前記プロセスマイクロチャネルの中を第1の方向に流れ、前記熱交換チャネルの中を熱交換流体が第2の方向に流れ、前記第2の方向は、前記第1の方向に対して並流または向流である、請求項125に記載のプロセス。
【請求項135】
前記熱交換チャネルの中に熱交換流体があり、前記熱交換流体は、前記第1の反応体、前記第2の反応体、前記生成物、またはそれらの2つ以上の混合物を含む、請求項125に記載のプロセス。
【請求項136】
前記熱交換チャネルの中に熱交換流体があり、前記熱交換流体は、空気、水蒸気、液体の水、一酸化炭素、二酸化炭素、気体窒素、液体窒素、不活性気体、気体炭化水素、油および液体炭化水素の1つ以上を含む、請求項125に記載のプロセス。
【請求項137】
前記発熱源および/または吸熱源と前記プロセスマイクロチャネルとの間の前記熱の流束は、前記プロセスマイクロチャネルの表面積の平方センチメートルあたり約0.01から約500ワットの前記範囲にある、請求項112に記載のプロセス。
【請求項138】
前記プロセスマイクロチャネルに入る前記第1の反応体の前記温度は、前記プロセスマイクロチャネルから出る前記生成物の前記温度から約200℃の範囲内にある、請求項112に記載のプロセス。
【請求項139】
前記プロセスマイクロチャネルは、前記マイクロチャネル内の流れを変化させるための、1つ以上の内壁の中および/または上に形成された表面構成要素を含む、請求項99から138のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項140】
前記表面構成要素は、前記プロセスマイクロチャネル内壁の1つ以上の中のくぼみおよび/または前記プロセスマイクロチャネル内壁の1つ以上からの突起物の形であり、前記くぼみまたは突起物は、前記マイクロチャネルを通る流体の流れの前記方向に対して傾斜のある角度の配向を有する、請求項139に記載のプロセス。
【請求項141】
前記表面構成要素は、少なくとも2つの表面構成要素領域の形であり、前記第1の流体と第2の流体との混合が第1の表面構成要素領域の中で実行された後、第2の表面構成要素領域の中を流れ、前記第2の表面構成要素領域の中の前記流れのパターンは、前記第1の表面構成要素領域の中の前記流れのパターンと異なる、請求項139に記載のプロセス。
【請求項142】
前記表面構成要素は、互いの上に積層され、および/または3次元パターンで絡み合った2つ以上の層を含む、請求項139に記載のプロセス。
【請求項143】
前記表面構成要素は、円形、楕円形、正方形、長方形、格子模様、V字形、波形またはそれらの組み合わせの形である、請求項139に記載のプロセス。
【請求項144】
前記表面構成要素は、副構成要素を含み、前記表面構成要素の前記主壁は、きざみ目、波、ギザギザ、孔、バリ、格子、貝またはそれらの組み合わせの形のより小さな表面構成要素をさらに含む、請求項139に記載のプロセス。
【請求項145】
前記プロセスマイクロチャネルは、1つ以上の側壁と、前記側壁の1つ以上の中にある少なくとも1つの開口区間とを有し、前記開口区間は、内部部分と、前記開口区間の前記内部部分の上にある表面構成要素シートとを含み、前記表面構成要素シートの中および/または上に表面構成要素がある、請求項99に記載のプロセス。
【請求項146】
前記触媒は活性部分を含み、前記活性部分は、前記式
CoM1aM2bOx
式中、M1は、Fe、Ni、Ru、Re、Osまたはそれらの混合物、M2は、Li、B、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、Ac、Zr、La、Ac、Ce、Thまたはそれらの2つ以上の混合物、aは、ゼロから約0.5の前記範囲の数、bは、ゼロから約0.5の前記範囲の数、xは、存在する前記元素の前記原子価要件を満たすために必要な酸素の前記数、によって表される組成物を含む、請求項99から145のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項147】
前記触媒は、アルミナに担持したコバルトを含む、請求項99から145のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項148】
前記触媒は、少なくとも約25重量%のコバルト担持率レベルと、少なくとも約3%のコバルト分散度とを有する、請求項147に記載のプロセス。
【請求項149】
前記触媒は、傾斜触媒である、請求項99から148のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項150】
前記触媒は、固体粒子を含む、請求項99から149のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項151】
前記触媒は、前記プロセスマイクロチャネルの少なくとも1つの内壁上にある、請求項99から150のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項152】
前記触媒は、担体に担持されている、請求項99から151のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項153】
前記担体は、シリカゲル、発泡銅、焼結ステンレス鋼繊維、スチールウール、アルミナ、ポリ(メタクリル酸メチル)、ポリスルホン酸エステル、ポリ(テトラフルオロエチレン)、鉄、ニッケルスポンジ、ナイロン、ポリ二フッ化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンエチルケトン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリレート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリブチレンまたはそれらの2つ以上の組み合わせを含む、請求項152に記載のプロセス。
【請求項154】
前記担体は、熱伝導性材料を含む、請求項152に記載のプロセス。
【請求項155】
前記担体は、Ni、CrおよびFeを含む合金かまたはFe、Cr、AlおよびYを含む合金を含む、請求項152に記載のプロセス。
【請求項156】
前記担体は、側流構成、貫流構成、ハニカム構造または蛇行構成を有する、請求項152に記載のプロセス。
【請求項157】
前記担体は、発泡体、フェルト、詰め物、フィンまたはそれらの2つ以上の組み合わせの前記構成を有する、請求項152に記載のプロセス。
【請求項158】
前記担体は、隣接するギャップを有する側流構成、隣接するギャップを有する発泡体構成、ギャップを有するフィン構造体、または流れのためのギャップを有するガーゼ構成を有する、請求項152に記載のプロセス。
【請求項159】
前記担体は、少なくとも1つのフィンを含むフィンアセンブリを含む、請求項152に記載のプロセス。
【請求項160】
前記フィンアセンブリは、複数の平行な離間したフィンを含む、請求項159に記載のプロセス。
【請求項161】
前記触媒は、担体に担持され、前記担体は、マイクログルーブ型担体ストリップを含み、前記マイクログルーブ型担体ストリップは、長さおよび前記長さの方向に延在する中心軸、第1の表面、第1の側端、第2の側端、前記第1の側端から前記第2の側端へ延在する前端、前記第1の側端から前記第2の側端へ延在する後端、前記第1の表面にあって前記中心軸に対してある角度で前記第1の側端と前記第2の側端との間に延在する、複数の平行なマイクログルーブを有する、請求項99に記載のプロセス。
【請求項162】
前記担体ストリップは、熱伝導性材料で作られている、請求項161に記載のプロセス。
【請求項163】
前記触媒は、前記マイクログルーブの中に配置された固体粒子を含む、請求項161に記載のプロセス。
【請求項164】
前記触媒は複合担持構造体に担持されており、
前記複合担持構造体は、
第1の表面、第2の表面、長さおよび前記長さの方向に延在する中心軸、前端、後端、第1の側端、第2の側端を含む少なくとも1つの第1の担体ストリップであって、前記前端と前記後端とは、前記第1の側端から前記第2の側端へ延在し、前記第1の表面の中の複数の平行なマイクログルーブが前記前端から前記第2の側端へ延在し、前記第1の表面の中の複数の平行なマイクログルーブが前記第1の側端から前記後端へ延在する第1の担体ストリップと、
第1の表面、第2の表面、長さおよび前記長さの方向に延在する中心軸、前端、後端、第1の側端、第2の側端を含む少なくとも1つの第2の担体ストリップであって、前記前端と前記後端とは、前記第1の側端から前記第2の側端へ延在し、前記第1の表面の中の複数の平行なマイクログルーブが前記前端から前記第1の側端へ延在し、前記第1の表面の中の複数の平行なマイクログルーブが前記第2の側端から前記後端へ延在する第2の担体ストリップとを含んでおり、
前記第1の担体ストリップは、前記第2の担体ストリップに隣接し、前記第1の担体ストリップの前記第2の表面は、前記第2の担体ストリップの前記第1の表面と接触し、
前記担体ストリップのそれぞれの前記前端および後端は開放され、前記前端および後端を通って流体が流れることが可能であり、
前記担体ストリップのそれぞれの前記側端は閉ざされ、前記側端を通って流体が流れることはできず、
前記マイクログルーブのそれぞれは、流体が前記担体ストリップを通って1つの担体ストリップから別の担体ストリップへ流れることが十分に可能であるように、前記担体ストリップの中に進入し、
前記第1の担体ストリップの前記第1の表面の前記マイクログルーブは、前記第1の担体ストリップの前記前端および前記第1の側端の方へ配向し、前記中心軸と第1の角度を形成し、
前記第2の担体ストリップの前記第1の表面の前記マイクログルーブは、前記第2の担体ストリップの前記前端および前記第1の側端の方へ配向し、前記中心軸と第2の角度を形成し、前記第1の角度は、前記第2の角度と異なり、前記第1の担体ストリップの前記マイクログルーブと前記第2の担体ストリップの前記マイクログルーブとの交差を提供する、
請求項99に記載のプロセス。
【請求項165】
前記触媒は、前記プロセスマイクロチャネルの中の反応区域の中にあり、前記反応区域は、前記プロセスマイクロチャネルの断面積の約5%から約95%を含むバルク流路を有する、請求項99に記載のプロセス。
【請求項166】
前記プロセスマイクロチャネル内の前記温度は、約150℃から約270℃の前記範囲にある、請求項99から165のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項167】
前記プロセスマイクロチャネル内の前記圧力は、少なくとも約5気圧である、請求項99から166のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項168】
前記プロセスマイクロチャネルの中の流体の前記流れの前記空間速度は、少なくとも約1000hr−1である、請求項99から167のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項169】
前記プロセスマイクロチャネルの中の流体の前記流れの前記圧力降下は、前記プロセスマイクロチャネルの長さのメートルあたり最大約15気圧である、請求項99から168のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項170】
前記発熱源および/または吸熱源は、少なくとも1つの熱交換チャネルを含み、前記熱交換チャネルの中に熱交換流体があり、前記熱交換流体は、前記熱交換チャネルの中を流れ、前記熱交換チャネルの中を流れる前記熱交換流体の前記圧力降下は、前記熱交換チャネルの長さのメートルあたり最大約10気圧である、請求項112に記載のプロセス。
【請求項171】
COの前記反応率は、サイクルあたり少なくとも約50%である、請求項99から170のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項172】
メタンへのモル基準の前記選択率は、サイクルあたり約25%以下である、請求項99から171のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項173】
モル基準の生成物の前記収率は、サイクルあたり少なくとも約25%である、請求項99から172のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項174】
前記生成物は、前記プロセスマイクロチャネルから取り出され、前記プロセスは、前記プロセスマイクロチャネルを通して再生用流体を流し、前記触媒と接触させる工程をさらに含む、請求項99から173のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項175】
COに対するH2の前記モル比は、約0.8から約2.7の前記範囲にある、請求項99から174のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項176】
前記生成物は、大気圧で約350℃以下の温度で沸騰する炭化水素を含む、請求項99から175のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項177】
前記生成物は、大気圧で約350℃以上の温度で沸騰する炭化水素を含む、請求項99から175のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項178】
前記生成物は、中間留分の前記沸点範囲を有する炭化水素混合物を含む、請求項99から175のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項179】
前記生成物は、少なくとも1つのオレフィンを含む、請求項99から175のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項180】
前記生成物は、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、またはそれらの混合物を含む、請求項99から175のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項181】
前記生成物は、水素化分解、水素化異性化または脱ロウを用いてさらにプロセス処理される、請求項99から180のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項182】
前記生成物は、さらにプロセス処理され、潤滑剤基油またはディーゼル燃料を形成する、請求項99から181のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項183】
前記反応は、連鎖成長反応である、請求項99から182のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項184】
前記反応は、オリゴマー化反応である、請求項99から182のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項185】
前記反応は、重合反応である、請求項99から182のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項186】
少なくとも1つのフィッシャー‐トロプシュ合成触媒を含むプロセスマイクロチャネルの中でフィッシャー‐トロプシュ合成を行うためのプロセスであって、前記触媒は、固相触媒かまたは固体上に固定化された均一系触媒を含み、前記触媒は、前記プロセスマイクロチャネルの中の反応区域の中に配置され、前記プロセスマイクロチャネルは、前記反応区域の上流にある第1の開放断面積を有する少なくとも1つの第1のプロセス処理区域と、前記反応区域の中および/または前記反応区域と前記第1のプロセス処理区域との間にある第2の開放断面積を有する少なくとも1つの第2のプロセス処理区域とを含み、前記第2の開放断面積は、前記第1の開放断面積より小さく、
前記第1のプロセス処理区域と、続いて前記第2のプロセス処理区域とを通して前記プロセスマイクロチャネルの中にH2とCOとを含む反応体を流す工程であって、前記反応体の前記局所速度は、前記反応体が前記第1のプロセス処理区域から前記第2のプロセス処理区域へ流れ、これを通って流れるとき増加する工程、
前記フィッシャー‐トロプシュ合成触媒を前記反応体と接触させる工程、
前記触媒の上に液膜層を形成させる工程、
および前記反応体を前記触媒の存在下で反応させて少なくとも1つの生成物を生成させる工程、
を含むプロセス。
【請求項187】
前記反応体は、H2O、CO2、1から約4の炭素原子の炭化水素、またはそれらの2つ以上の混合物をさらに含む、請求項186に記載のプロセス。
【請求項188】
前記第1のプロセス処理区域の中に気相があり、前記第1のプロセス処理区域の中の気体の前記局所速度は、約0.1から約250m/sの前記範囲にある、請求項186に記載のプロセス。
【請求項189】
前記第2のプロセス処理区域の中に液相があり、前記第2のプロセス処理区域の中の液体の前記局所速度は、約0.01から約200m/sの前記範囲にある、請求項186に記載のプロセス。
【請求項190】
前記第2のプロセス処理区域の中に気相があり、前記第2のプロセス処理区域の中の気体の前記局所速度は、約0.1から約500m/sの前記範囲にある、請求項186に記載のプロセス。
【請求項191】
前記第2の開放断面積に対する前記第1の開放断面積の前記比は、約1.2から約25の前記範囲にある、請求項186から190のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項192】
前記触媒上の前記液膜層は、約10nmから約100ミクロンの前記範囲の厚さを有する、請求項186から191のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項193】
前記反応体は、約0.001から約0.1センチポイズの前記範囲の粘度を有する、請求項186から192のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項194】
前記生成物は、約0.01から約1000センチポイズの前記範囲の粘度を有する、請求項186から192のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項195】
前記第2のプロセス処理区域は、前記反応区域の上流にある、請求項186から194のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項196】
前記反応区域は、前記第2のプロセス処理区域を含む、請求項186から194のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項197】
前記プロセスマイクロチャネルは、2つ以上の側壁を含み、前記2つ以上の側壁は、前記第1のプロセス処理区域から前記第2のプロセス処理区域にかけて互いに接近し、前記第1のプロセス処理区域の中の開放断面積より小さな前記第2のプロセス処理区域の中の開放断面積を提供する、請求項186から196のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項198】
前記第2のプロセス処理区域は、前記第1のプロセス処理区域の開放断面積より小さな開放断面積を有する前記第2のプロセス処理区域を提供する1つ以上の内部障害物を含む、請求項186から197のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項199】
前記内部障害物は、球状物体および/または表面構成要素を含む、請求項198に記載のプロセス。
【請求項200】
前記内部障害物は、前記触媒を含む、請求項198に記載のプロセス。
【請求項201】
前記内部障害物は、前記触媒のための1つ以上の担体を含む、請求項198に記載のプロセス。
【請求項202】
前記プロセスマイクロチャネルは、約15cmから約15mの前記範囲の長さを有する、請求項186から201のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項203】
前記プロセスマイクロチャネルは、前記反応区域の下流にある少なくとも1つの追加の区域をさらに含み、前記少なくとも1つの追加の区域は、前記反応区域の前記断面積より大きな断面積を有する、請求項186から202のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項204】
前記プロセスマイクロチャネルの中に液体があり、前記プロセスマイクロチャネルの中の前記液体の前記動的圧力は、約0.1から約100Paの前記範囲にある、請求項186から203のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項205】
前記プロセスマイクロチャネルの中に気体があり、前記プロセスマイクロチャネルの中の前記気体の前記動的圧力は、約0.5から約200Paの前記範囲にある、請求項186から203のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項206】
前記プロセスマイクロチャネルと発熱源および/または吸熱源との間で熱が交換される、請求項186から205のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項207】
前記反応体は、前記プロセスマイクロチャネルの上流および/または前記プロセスマイクロチャネルの中で混合される、請求項186から206のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項208】
前記プロセスマイクロチャネルは、マイクロチャネル反応器の中にあり、前記マイクロチャネル反応器は、原料流ヘッダを含み、前記反応体は、前記原料流ヘッダの中で混合される、請求項186から206のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項209】
前記プロセスマイクロチャネルは、少なくとも1つの側壁と、前記側壁の中にある少なくとも1つの開口区間とを有し、前記反応体の1つは、前記開口区間を通って前記プロセスマイクロチャネルに流入する、請求項186から206のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項210】
前記1つの反応体は、前記開口区間を通って第2の反応体流チャネルから前記プロセスマイクロチャネルに流入する、請求項209に記載のプロセス。
【請求項211】
前記反応体は、前記反応区域の中で混合される、請求項186から206のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項212】
前記プロセスマイクロチャネルの中に混合区域があり、前記混合区域は、前記反応区域の上流にあり、前記反応体は、前記混合区域の中で混合される、請求項186から206のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項213】
前記プロセスマイクロチャネルの中に混合区域があり、前記混合区域は、前記反応区域の上流にあり、前記反応体の前記一方の一部は、前記混合区域の中で前記他方の反応体と混合され、前記一方の反応体の一部は、前記反応区域の中で前記他方の反応体と接触する、請求項186から206のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項214】
プロセスマイクロチャネルの中で化学反応を行うためのプロセスであって、前記プロセスマイクロチャネルは、少なくとも1つの触媒を含み、前記触媒は、固相触媒かまたは固体上に固定化された均一系触媒を含み、
反応体を前記プロセスマイクロチャネルの中に流す工程であって、前記反応体は、液体と気体との反応体または反応して液体生成物を生成する気体反応体を含み、前記気体反応体の前記入り口空塔速度は、少なくとも約0.1m/sである工程、
前記少なくとも1つの触媒を前記反応体と接触させる工程、および
前記反応体を前記触媒の存在下で反応させて少なくとも1つの生成物を生成させる工程であって、前記生成物は、2つ以上の炭化水素の混合物を含む工程、
を含むプロセス。
【請求項215】
プロセスマイクロチャネルの中で化学反応を行うためのプロセスであって、前記プロセスマイクロチャネルは、少なくとも1つの触媒を含み、前記触媒は、固相触媒かまたは固体上に固定化された均一系触媒を含み、
前記プロセスマイクロチャネルの中に反応体を流す工程であって、前記反応体は、反応して液体生成物を生成する液体および気体または気体状反応体を含み、前記反応体の1つはH2を含み、前記気体反応体の前記入り口空塔速度は、少なくとも約0.1m/sである工程、
前記少なくとも1つの触媒を前記反応体と接触させる工程、および
前記反応体を触媒の存在下で反応させて少なくとも1つの生成物を生成させる工程であって、前記生成物は、2つ以上の炭化水素の混合物を含む工程、
を含むプロセス。
【請求項216】
プロセスマイクロチャネルの中で化学反応を行うためのプロセスであって、前記プロセスマイクロチャネルは、少なくとも1つの触媒を含み、前記触媒は、固相触媒または固体上に固定化された均一系触媒を含み、
前記プロセスマイクロチャネルの中に反応体を流す工程であって、前記反応体は、液体と、反応して液体生成物を生成する気体または気体反応体とを含み、前記気体反応体の前記入り口空塔速度は、少なくとも約0.1m/sである工程、
前記少なくとも1つの触媒を前記反応体と接触させる工程、および
前記反応体を触媒の存在下で反応させて少なくとも1つの生成物を生成させる工程であって、前記生成物は、炭化水素混合物を含み、前記混合物の少なくとも約10重量%は、大気圧で約25℃から約350℃の前記範囲の温度で沸騰し、前記混合物の約5重量%は、大気圧で約350℃より高い温度で沸騰する工程、
を含むプロセス。
【請求項217】
プロセスマイクロチャネルの中で化学反応を行うためのプロセスであって、前記プロセスマイクロチャネルは、少なくとも1つの触媒を含み、前記触媒は、固相触媒または固体上に固定化された均一系触媒を含み、
前記プロセスマイクロチャネルの中に反応体を流す工程であって、前記反応体は、液体と気体との反応体または反応して液体生成物を生成する気体反応体を含み、前記気体反応体の前記入り口空塔速度は、少なくとも約0.1m/sである工程、
前記少なくとも1つの触媒を前記反応体と接触させる工程、および
前記反応体を前記触媒の存在下で反応させて少なくとも1つの生成物を生成させる工程であって、前記生成物は、炭化水素混合物を含み、前記炭化水素混合物の少なくとも約5重量%は、少なくとも約500の数平均分子量を有する炭化水素を含む工程、
を含むプロセス。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
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【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
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【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
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【図49】
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【図51】
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【図57】
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【図34】
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【図45】
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【図48】
【図49】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55】
【図56】
【図57】
【公表番号】特表2009−500165(P2009−500165A)
【公表日】平成21年1月8日(2009.1.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−520342(P2008−520342)
【出願日】平成18年6月30日(2006.6.30)
【国際出願番号】PCT/US2006/026028
【国際公開番号】WO2007/008495
【国際公開日】平成19年1月18日(2007.1.18)
【出願人】(505056694)ヴェロシス,インク. (20)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成21年1月8日(2009.1.8)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年6月30日(2006.6.30)
【国際出願番号】PCT/US2006/026028
【国際公開番号】WO2007/008495
【国際公開日】平成19年1月18日(2007.1.18)
【出願人】(505056694)ヴェロシス,インク. (20)
【Fターム(参考)】
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