(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１アミンをホスゲンと反応させることによりポリイソシアナートを製造する方法であって、
ａ）前記アミンをホスゲンと混合する段階、
ｂ）前記アミンをホスゲンと滞留制御型反応器内で反応させる段階、および、場合により、
ｃ）前記ｂ）段階における反応器からの排出物を蒸留塔に移送する段階、
を含み、前記ｂ）段階における滞留制御型反応器が管式反応器として構成されており、前記管式反応器が複数の水平および／または垂直な構成部分を含んでおり、これらの水平または垂直な構成部分のうちの最も細い構成部分の直径より小さい直径を有する連結部によりこれらの構成部分が互いに連結されていることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記連結部が管の屈曲部として構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記連結部の直径が、前記水平および／または垂直な構成部分における最小の直径の０．９５倍以下であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記連結部の直径が、前記水平および／または垂直な構成部分における最小の直径の０．７５倍以下であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記連結部の直径が、前記水平および／または垂直な構成部分における最小の直径の最小値の０．５倍以下であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記水平および／または垂直な構成部分の長さが、管の直径の２５０倍未満であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
流体が気相および／または蒸気相と液体との混合物であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
系の圧力を上昇させることにより、液体の割合を単相の液体流になる極端な場合にまで増加させることができることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記ｂ）段階における液体の滞留時間が５〜１０００秒であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記ｂ）段階における液体の滞留時間が２０〜５００秒であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記ｂ）段階における液体の滞留時間が２５〜２００秒であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記水平な構成部分における水平に対する傾きが−１０°〜＋１０°であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記アミンが、メチレンジ(フェニルアミン）、トルエンジアミン、ｎ−ペンチルアミン、６−メチル−２−ペンタンアミン、シクロペンチルアミン、Ｒ，Ｓ−１−フェニルエチルアミン、１−メチル−３−フェニルプロピルアミン、２，６−キシリジン、２−ジメチルアミノエチルアミン、２−ジイソプロピルアミノエチルアミン、Ｃ１１−ネオジアミン、イソホロンジアミン、１，６−ヘキサメチレンジアミン、ナフチレンジアミン、ビス（３，３’−アミノフェニル）スルホン、および４−アミノメチル−１，８−オクタンジアミンからなる群から選択されることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
第１アミンとホスゲンとを反応させることによりイソシアナートを製造するために、管式反応器を使用する方法であって、管式反応器として、複数の水平および／または垂直な構成部分を含んでおり、これらの水平または垂直な構成部分のうちの最も細い構成部分の直径よりも小さい直径を有する連結部によりこれらの構成部分が互いに連結されている管式反応器を使用することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１アミンとホスゲンとを反応させることによりイソシアナートを製造するための新規な方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリイソシアナートは大量に製造されており、主としてポリウレタンの製造のための出発物質として使用されている。これらのポリイソシアナートは、通常、対応するアミンとホスゲンとの反応によって製造されている。
【０００３】
一般的には、連続法による製造は２段階で実施される。第１段階のホスゲン化段階では、アミンがホスゲンと反応させられて塩化カルバモイルと塩化水素が形成され、平行反応でアミン塩酸塩が形成される。アミンとホスゲンとの反応は極めて速く、発熱量が大きく、極低温においてさえ進行する。副生成物と固体の形成を最小限にするためには、アミンとホスゲンとを場合により有機溶媒との混合物の状態で迅速に混合しなければならない。第１段階のホスゲン化段階は、従って混合装置、好ましくはノズル内で実施される。ホスゲン化の第２段階は、塩化カルバモイルの分解による目的のイソシアナートと塩化水素の形成と、アミン塩酸塩のホスゲン化による塩化カルバモイルの形成の両方を包含する。ホスゲン化の第２段階における温度は、一般に第１段階における温度よりも高温である。この第２段階のために、多くの反応器が開発されてきた。
【０００４】
滞留時間の分布を狭めて所定の滞留時間でホスゲン化を行うと、改良された結果が得られることがわかっている。従って、狭い滞留時間分布を維持しつつ液相でアミンとホスゲンとを反応させることによりイソシアナートを製造するための様々な方法が、先行文献に記載されている。狭い滞留時間分布は、例えば、撹拌容器のカスケードを使用することにより、または管式反応器を使用することにより達成することができる。
【０００５】
管式反応器の滞留時間特性を有する連結型の装置としてのカスケードの使用に関し、ＤＥ８４４８９６号公報に記載されているような撹拌容器のカスケード中でのホスゲン化が最も簡単な場合として挙げられる。しかしながら、この場合の問題点として、可動部品を使用する点が挙げられる。ホスゲンを含む装置の場合には、可動部品の使用は安全性の見地から、特に軸が通過している箇所での反応器壁を通っての漏洩の危険性があるため、回避されるべきである。
【０００６】
ＥＰ３２２６４７号公報は、モノイソシアナートまたはポリイソシアナートの連続的な製造のための、内部部品として穴あき板を有するホスゲン化塔を開示している。内部部品としての穴あき板は、より狭い滞留時間分布へとつながる流動の連続性の確保を目的として設けられる。問題点として、穴あき板が長期間の操作で閉塞されやすいことが挙げられる。
【０００７】
ＥＰ７１６０７９号公報は、アミン塩酸塩の反応のための下流の反応器を備えてた管式反応器としてのループ型反応器または気泡塔におけるアミンとホスゲンとの反応と、得られた反応混合物の循環利用とを開示している。この方法の問題点は、循環される物質が大量であるため、低い空時収率しか得られない点である。
【０００８】
ＤＥ２７４７５２４号公報は、形成された塩化カルバモイルが管壁に蓄積しないように、反応器壁を、特にアミンとホスゲンとの混合導入部の後の領域を加熱した管式反応器におけるホスゲン化を開示している。
【０００９】
ＤＥ２１１２１８１号公報は、充填型の管式反応器における並流でのホスゲン化を開示しており、この方法では、上記管式反応器における流動が層流と脈流との遷移状態に維持されており、最終的な反応溶液の一部が上記反応器に循環されている。問題点として、反応器が充填材上への固体の蓄積によって閉塞される傾向があることが挙げられる。
【００１０】
ＤＥ２０５８０３２号公報は、内蔵された攪拌器、例えば螺旋型攪拌器または移送スクリュー、および側方から気体を排出するための設備を備えた横型の管の内部高温ホスゲン化を行う２段階のホスゲン化を開示している。この場合の、稼動部分の使用が問題である。
【００１１】
ＤＥ９４９２２８号公報は、単環の芳香族ジイソシアナートの連続的な製造方法を開示している。この２段階の低温−高温ホスゲン化によって第１アミンからホスゲンを使用してイソシアナートを製造する連続法において、高温ホスゲン化は垂直なまたは傾斜した管または塔内で気体ホスゲンを添加しながら行われる。しかしながら、この低温−高温ホスゲン化の問題点は、低い空時収率である。
【００１２】
ＤＥ３１２１０３６号公報は、イソシアナートの連続的な製造方法を開示しており、この方法では、混合ノズルと管式反応器の組み合わせにおいて一定の温度が採用されている。この方法の問題点は、中間的な脱気が省略されているために、管式反応器の体積が極めて大きい点である。
【００１３】
ＵＳ３５４４６１２号公報は、イソシアナートを管式反応器または塔内で向流でアミン塩酸塩をホスゲン化することによって製造する方法を開示しており、この方法では塩化水素の分散物が頂部から添加され、ホスゲン溶液が底部から導入される。ホスゲン溶液と塩化水素分散物との間の物質移動を改良するために、不活性な充填材または板材の使用が推奨されている。この方法の問題点は、特に、内部部品が閉塞されやすく、アミン塩酸塩のホスゲン化に長時間を要する点である。
【００１４】
ＤＥ１５９３４１２号公報は、蒸留塔内で大気圧以上の圧力でイソシアナートを製造する方法を開示している。この方法は蒸留塔内で好ましく実施され、低温ホスゲン化からの排出物が、塔の上から１／３の長さの部分に供給され、塩化水素および場合によりホスゲンが塔頂から得られる。粗イソシアナート溶液が底部から排出される。推奨されている塔の内部部品は充填材（ラシヒリング）である。この方法の問題点は、逆混合した塔底物の循環と、充填材が閉塞されやすい点である。この方法が段塔で行われる場合には、コンパクトなプロセス設計を妨げる大量の利用されない気体の体積の問題が、さらなる問題として挙げられる。
【００１５】
ＵＳ３８２９４５８号公報は、アミンとホスゲンとを反応させるための充填型の管式反応器を開示しており、この反応器では、反応物どうしが反応器内を並流として流れ、反応器内の流動が層流と乱流の遷移状態にある。この反応器の問題点は、ホスゲン化反応器内での充填材の使用により、固体が非常に形成されやすくなる点である。
【００１６】
ＤＤ３００１６８号公報は、アミンとホスゲンとを注入する水平な管式反応器を開示している。この反応器では、ホスゲンがアミンの上および下に導入される。この反応器の問題点は、他の対策を設けていない単純な水平の構成が、管内の気体の割合の増加をもたらし、比較的広い滞留時間分布をもたらす点である。この結果、比較的低い空時収率しか得られず、従って極めてコンパクトな構成にすることはできない。
【００１７】
【特許文献１】ＤＥ８４４８９６号公報
【特許文献２】ＥＰ３２２６４７号公報
【特許文献３】ＥＰ７１６０７９号公報
【特許文献４】ＤＥ２７４７５２４号公報
【特許文献５】ＤＥ２１１２１８１号公報
【特許文献６】ＤＥ２０５８０３２号公報
【特許文献７】ＤＥ９４９２２８号公報
【特許文献８】ＤＥ３１２１０３６号公報
【特許文献９】ＵＳ３５４４６１２号公報
【特許文献１０】ＤＥ１５９３４１２号公報
【特許文献１１】ＵＳ３８２９４５８号公報
【特許文献１２】ＤＤ３００１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的は、まず、イソシアナートの製造方法であって、製造反応を実施した結果高い選択性と高い空時収率が得られ、従ってコンパクトな構成に製造方法を設計することができ、さらに閉塞性に関して極めて信頼性良く実行可能な製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
発明者らは、上記目的が、第１アミンをホスゲンと反応させることによりポリイソシアナートを製造する方法であって、
ａ）上記アミンをホスゲンと混合する段階、
ｂ）上記アミンをホスゲンと滞留制御型反応器内で反応させる段階、および、場合により、
ｃ）上記ｂ）段階における反応器からの排出物を蒸留塔に移送する段階、
を含み、上記ｂ）段階における滞留制御型反応器が管式反応器として構成されていることを特徴とする方法によって達成されることを発見した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
上述の管式反応器を構成するために、原則として４つの可能性がある。
【００２１】
１．管式反応器が基本的に垂直であり、内部を通過する流が底部から上方に向かう。この構成の利点は、気泡と液体が並行して流れ、流動が妨害されずにかつ吐出することなく比較的安定に動作する点である。この構成の問題点は、ホスゲン化において発生する固体が沈降するのを防止するために、流動を十分に高速にする必要がある点である。このことは、管式反応器の適当な動作のための範囲をかなり狭くする。例えば、部分負荷では流の乱れが小さすぎ、固体が堆積し、反応器が閉塞されるであろう。
【００２２】
２．管式反応器が基本的に垂直であり、内部を通過する流が頂部から下方に向かう。この構成の利点は、固体が沈降しない点である。問題点は、気体と液体とが向流として流される点である。その結果、液体の流れが凝集して大型化した気泡によって妨害されうる。従って、装置が脈動の状態で動作し、不安定で望ましくない動作モードが現れる。
【００２３】
３．均一な流動が、細い管径を選択することにより発生する。このことにより、流れが均質化するような速度まで液体と気体の速度が増加することになる。気体と液体の流れは、層構造またはうねり波が形成されることなく、横断面に関して均一に分布する。本明細書に関する限り、“うねり波”という語は、２相系の場合に、液体が管の横断面全体を占めるような液体の波を言う。うねり波は反応器内で気相を分断する。この形態の利点は、固体の沈降が起こらない点である。問題点は、速い流速のため、目的の滞留時間を達成するために極めて長い管の長さが必要になる点である。その上、管の長さに対して直線的に圧力降下が増加する点である。圧力降下は目的の流速の増加の二乗に比例する。速い流速にもかかわらず反応壁に堆積物が形成された場合には、細い管の洗浄は、より大きな断面積を有する場合の洗浄よりもさらに困難である。
【００２４】
４．管式反応器は基本的に水平である。この形態の利点は、固体の沈降が極めて遅い流速の場合でさえも回避される点である。問題点は、不安定な相分離が起こりうる点である。不安定な相分離は、特に偏向する場合に、液体のうねり波を引き起こしうる。平均流速の何倍もの速度で移動するうねり波は、装置への機械的な応力をかなり増加させる。このことは、長期間の動作では、反応器および反応器に接続した部品を損傷させる結果になり、結果的に環境に生成物が放出されることにつながる。その上、平均流速に比較したうねり波の速い流速が、滞留時間分布を広げる。本発明に導いた現在までの知見によると、このことは製品の品質の低下につながる。気相の前方への移動がうねり波によって妨げられるため、うねり波の領域では、小断層が発生し、また気体の体積の割合が大きくなる。このことは極めてコンパクトな構成にはつながらず、従って高価な構成へとつながる。
【００２５】
従って、本発明の別の目的は、反応混合物の均一な滞留時間分布が達成されるような、そして反応器内でのうねり波の発生が回避できるような、管式反応器を構成することである。
【００２６】
発明者らは、この目的は、１個以上の垂直または水平な構成部分を有しており、これらの構成部分のうちの最も細い構成部分の直径より小さい直径を有する連結部でこれらの構成部分が互いに連結されている管式反応器によって達成されることを発見した。
【００２７】
本発明は従って、第１アミンをホスゲンと反応させることによりポリイソシアナートを製造する方法であって、
ａ）上記アミンをホスゲンと混合する段階、
ｂ）滞留制御型反応器内でアミンをホスゲンと反応させる段階、および場合により
ｃ）上記ｂ）段階からの排出物を蒸留塔に移送する段階、
を含み、ｂ）段階における滞留時間型反応器が管式反応器であり、この管式反応器が１個以上の垂直または水平な構成部分を有しており、これらの構成部分のうちの最も細い構成部分の直径より小さい直径を有する連結部でこれらの構成部分が互いに連結されていることを特徴とする方法を提供する。
【００２８】
本発明はさらに、１個以上の垂直または水平な構成部分を有しており、これらの構成部分のうちの最も細い構成部分の直径より小さい直径を有する連結部でこれらの構成部分が互いに連結されている管式反応器を、第１アミンとホスゲンとの反応によるポリイソシアナートの製造に使用する方法を提供する。
【００２９】
上述の管式反応器は、通常、内部部品を有していない。
【００３０】
本発明の一形態では、管式反応器が直線的な構成を有している。すなわち、水平な連結部により互いに連結されている複数の水平な構成部分を含む。この形態は極めて単純であるが、多数の水平な構成部分を使用することにより極めて長い反応器になり、従ってプラントの極めてコンパクトな設計にはつながらない点である。
【００３１】
このため、本発明の好ましい形態では、連結部が管の屈曲部として設計される。この形態では、反応器は複数の基本的に水平な構成部分を含むことができる。
【００３２】
管式反応器の別の好ましい形態では、反応の要件が充足されかつ反応のａ)段階とｃ）段階のための装置間の距離が長くなるのが回避されるように、基本的に水平な構成部分が基本的に垂直な連結部で連結されている。個々の構成部分は、その末端で、管の屈曲部を介して連結されている。それぞれの構成部分は、特にコンパクトな構成を達成するための、隣どうしにあるいは上下に配列することができる。
【００３３】
連結部の直径を、この連結部によって接続されている管の構成部分の直径より小さくすると、管の屈曲部内でのみ、流速が増加し、管１ｍあたりの圧力降下が増加する。このことは流動の均質化につながる。屈曲部の上流の液体の渋滞が回避され、従ってうねり波の主要な原因が除かれる。
【００３４】
速度の十分な増加を達成するためには、連結部の直径が最も狭い直径を有する構成部分の直径の０．９５倍以下であり、好ましくは０．７５倍以下であり、特に好ましくは０．５倍以下である。
【００３５】
２個の屈曲部の間の管の長さがある長さを超えると、既存の波または層流からうねり波が直接発生することがわかっている。屈曲部の間の基本的に水平な構成部分におけるうねり波の発生を確実に回避するためには、この構成部分の長さがその直径の２５０倍未満であり、好ましくは１００倍未満であり、特に好ましくは５０倍以下である。基本的に水平な構成部分が使用される場合には、その傾きは、−１０°〜１０°であるべきであり、−５°〜５°が好ましく、−３°〜３°が特に好ましい。このようにすると、修理を行う前に管式反応器を完全に空にすることができる。
【００３６】
管式反応器を通って流れる媒体は、通常、気相および／または蒸気相と液相との混合物である。しかしながら、原則として、系の圧力を増やすことにより、液体の割合を単相の液体流になる極端な場合にまで増加させることもできる。
【００３７】
必要に応じて、管式反応器を加熱／冷却が可能なように構成することもできる。この場合には、反応器壁の加熱／冷却または内部の熱交換器表面によって温度制御を行うことができる。
【００３８】
本発明で使用される管式反応器の利点は、うねり波のない均一の流を達成するために、いかなる種類の内部部品も管内に備える必要がない点である。この方法によると、堆積物の形成および閉塞が減少する。それにもかかわらず管の洗浄が必要な場合には、内部部品を含む構成物の場合よりも極めて容易に洗浄を行うことができる。簡単な設計のために、他の構成に比較して資本コストを節約することもできる。
【００３９】
本発明において使用され、かつ上でより詳細に説明した構造を有する管式反応器は、従って、気相と液相とが同時に存在する他の反応に対しても適している。従って、本発明はまた、１個以上の垂直なまたは水平な構成部分を有しており、これらの垂直なまたは水平な構成部分のうちの最も細い構成部分の直径よりも小さい直径を有する連結部でこれらの構成部分が互いに連結されている管式反応器を提供する。連結部の直径は、好ましくは最も小さい直径を有する構成部分の直径の０．９５倍以下であり、より好ましくは０．７５倍以下であり、特に好ましくは０．５倍以下である。構成部分の長さは、好ましくはその直径の２５０倍未満であり、より好ましくは１００倍未満であり、特に好ましくは５０倍以下である。
【００４０】
本発明の方法における最終的な転化率をさらに高くするために、管式反応器からの排出物を後反応が起こりうる蒸留塔に供給するのが有用である。この蒸留塔内では、液相が塔内をその頂部から下方に通過し、気相が塔内をその底部から上方に通過する。
【００４１】
総反応体積の減少により、プラントを顕著にコンパクトにすることができる。プラントで取り扱われるホスゲンに関する危険性の点で、このことはプラントの安全性をかなり向上させ、同時に資本コストを低減させる。
【００４２】
アミンとホスゲンとの反応は、６０〜２００℃の温度、０．９〜４００ｂａｒの絶対圧、および１５：１〜１：１の使用されるアミノ基に対するホスゲンのモル比の条件下で行われる。
【００４３】
管式反応器内の反応混合物の滞留時間は、使用されるアミンに依存して、５秒〜３時間である。滞留時間は５〜１０００秒であるのが好ましく、２０〜５００秒であるのがより好ましく、２５〜２００秒であるのが特に好ましい。
【００４４】
本発明の方法のａ)段階の反応物の混合は、混合器内を通過する反応混合物流に高い乱流剪断力が加わるような混合器内で行うのが好ましい。回転式混合器、混合ポンプまたは混合ノズルが好ましく、混合ノズルが特に好ましく、混合ノズルは管式反応器の上流に搭載される。このようなノズルは、例えばＤＤ３００１６８号公報、ＷＯ０１／９１８９８号公報、およびＷＯ０２／０２２１７号公報に記載されている。
【００４５】
ｂ）段階における滞留時間は、通常、反応混合物がイソシアナートに完全に転化するのに十分な時間に設定される。しかしながら、反応を完全にするために、管式反応器から排出された反応混合物を後反応器、特に反応塔ｃ）に供給するのが好ましい。このような塔は、例えばＷＯ９９／５４２８５号公報に記載されている。
【００４６】
この後反応器では、反応混合物中に依然として存在する塩化カルバモイルとアミン塩酸塩の完全な分解が起こる。後反応器における条件は、完全な反応が確保されるように選択されるべきである。塔を使用する場合には、液相、例えばホスゲン、イソシアナートおよび溶媒を塔内でその頂部から下方に通過させ、低沸点物、例えばホスゲンおよび塩化水素を塔内でその底部から上方に通過させるのが好ましい。
【００４７】
上述の連結部と同じ径を有する接続部を、ｂ）段階の管式反応器とｃ）段階の後反応器の間に配置することができる。後反応器内への生成物の均一な導入を確保するために、管式反応器と後反応器の間に調整弁を搭載するのも好ましい。
【００４８】
本発明の方法は、１級アミンであればどのアミンを使用しても、またはこれらの２種以上の混合物を使用しても、行うことができる。例として、メチレンジ（フェニルアミン）（各異性体、異性体混合物および／またはオリゴマー）、トルエンジアミン、ｎ−ペンチルアミン、６−メチル−２−ヘプタンアミン、シクロペンチルアミン、Ｒ，Ｓ−１−フェニルエチルアミン、１−メチル−３−フェニルプロピルアミン、２，６−キシリジン、２−ジメチルアミノエチルアミン、２−ジイソプロピルアミノエチルアミン、Ｃ１１−ネオジアミン、イソホロンジアミン、１，６−ヘキサメチレンジアミン、ナフチレンジアミン、ビス（３，３´−アミノフェニル）スルホン、および４−アミノメチル−１，８−オクタンジアミンが挙げられる。芳香族アミン、特にトルエンジアミンおよびジアミノジフェニルメタンまたはその高級類似体を使用するのが好ましい。本発明の方法は、一般的にどの種類のイソシアナートの製造にも適している。この方法は、特にメチレンジ（フェニルイソシアナート）（ＭＤＩ）およびトリレンジイソシアナート（ＴＤＩ）を製造するために好適に使用することができる。
【００４９】
本発明の方法では、出発物質を不活性の溶媒に溶解させることができる。これらの不活性な溶媒は、通常有機溶媒であり、単独でも混合物としても使用することができる。クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、トルエン、ヘキサン、ジエチルイソフタラート（ＤＥＩＰ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ベンゼン、およびこれらの混合物が好ましく、クロロベンゼンが特に好ましい。本発明の方法の特別な形態では、例えばＷＯ９６／１６０２８号公報に記載されているように、この方法によって製造されたイソシアナートを溶媒として使用することもできる。
【００５０】
反応後に、生成混合物を精留によりイソシアナート、溶媒、ホスゲン、および塩化水素に分離するのが好ましい。イソシアナート内に残留している少量の副生成物は、追加の精留または結晶化により、目的のイソシアナートから分離することができる。
【００５１】
本発明の方法によって製造されたイソシアナートは、特にポリウレタンの製造のために使用することができる。この目的のために、得られたイソシアナートは少なくとも２個のイソシアナト基と反応する水素原子を有する化合物と公知の方法により反応させられる。
【実施例】
【００５２】
本発明を以下の例を使用してさらに説明する。
【００５３】
例
実験装置内で、液体／気体混合物を、１８０°に屈曲した管屈曲部を介して互いに連結された２本の水平な直線状の管（ＤＮ２００、長さはそれぞれ５ｍ）から構成された長い管内に通した。この長い管の排出口の位置は、導入口の位置より１．２ｍ高かった。この高さの違いは主に管の屈曲部によってもたらされた。使用された管の屈曲部は、
ａ）反応器の直線的な構成部分の直径と同じ直径（ＤＮ２００）の屈曲部、
ｂ）反応器の直線的な構成部分の直径の半分の直径（ＤＮ１００）を有する屈曲部、
であった。
【００５４】
両方の配置において、液体の体積流量を２０ｍ3／ｈ−６０ｍ3／ｈの範囲で変化させ、気体の体積流量を２０ｍ3／ｈ−２００ｍ3／ｈの範囲で変化させた。それぞれの実験において、達成された流動の種類を観察し、管の屈曲部における圧力の差を測定した。
【００５５】
ａ）管の屈曲部がＤＮ２００である配置における実験
上の管における流動は、すべての液体流量および気体流量において、事実上変動の激しいうねり波であった。これは明らかに管の屈曲部を通過する不均一な流動により引き起こされる。この屈曲部における圧力降下は、液体が２０ｍ3／ｈで気体が２０ｍ3／ｈの条件では０．２ｂａｒであり、液体が６０ｍ3／ｈで気体が２００ｍ3／ｈの条件に体積流量を増加させると０．５ｂａｒに上昇した。
【００５６】
ｂ）管の屈曲部がＤＮ１００である配置における実験
液体が４０ｍ3／ｈの体積流量より大きい場合には、液体のうねり波は生じなかった。観察された流動の種類は波流であった。この管の屈曲部における圧力降下は、液体が２０ｍ3／ｈで気体が２０ｍ3／ｈの条件では０．２ｂａｒであり、液体が６０ｍ3／ｈで気体が２００ｍ3／ｈの条件に体積流量を増加させると０．６ｂａｒに上昇した。従って、上述のａ）の場合より大きな圧力降下は、屈曲部における相の混合、従って流動の均一化に貢献した。