專利名稱：用于放熱或吸熱催化反應(yīng)的反應(yīng)器的制作方法
用于放熱或吸熱催化反應(yīng)的反應(yīng)器本發(fā)明涉及用于放熱或吸熱催化反應(yīng)的反應(yīng)器。更具體地，本發(fā)明涉及放熱或吸熱催化反應(yīng)、以及多相反應(yīng)的反應(yīng)器。還更具體地，本發(fā)明涉及用于費(fèi)托反應(yīng)的反應(yīng)器。在本發(fā)明中，所提及的所有信息以及操作和非操作條件，即使未明確說明，但也仍應(yīng)解釋為是優(yōu)選的。如已知的，費(fèi)托反應(yīng)為在基本上為三相體系中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，其中氣相流動(dòng)與固體催化劑接觸，反應(yīng)產(chǎn)物主要由液體烴和氣體烴構(gòu)成。特別地，反應(yīng)中的氣相為氫氣和一氧化碳的混合物(合成氣)，H2/C0的摩爾比為1 3，液相基本上由具有高碳原子數(shù)的線性烴(鏈烷烴蠟)構(gòu)成，固相由催化劑表示。費(fèi)托反應(yīng)的放熱性質(zhì)(35 45千卡/mol)，使其需要采用換熱設(shè)備以將溫度控制在反應(yīng)的運(yùn)行界限以內(nèi)，并防止形成局部“熱點(diǎn)”，所述熱點(diǎn)會(huì)造成催化劑的劣化。例如，國(guó)際專利申請(qǐng)WO 2008/074496提出，在稱作“漿體鼓泡塔”的反應(yīng)器中實(shí)施費(fèi)托反應(yīng)，其中費(fèi)托反應(yīng)在三相體系中進(jìn)行，其中合成氣以氣泡的形式在催化劑于反應(yīng)液體中的懸浮液中汩汩流動(dòng)。所述反應(yīng)體系，通過上升的氣流連續(xù)攪動(dòng)，使得利用浸沒入液體中的換熱管系統(tǒng)可容易地將反應(yīng)熱除去，其中將冷卻流體如水進(jìn)行循環(huán)。即使“漿體鼓泡塔”反應(yīng)器使得可獲得極其有利的反應(yīng)收率以及有效地進(jìn)行溫度控制，但是其具有一系列操作問題。首先，必須將反應(yīng)產(chǎn)物與催化劑分離從反應(yīng)器中收集催化劑在反應(yīng)液體中的懸浮液，需要在反應(yīng)器自身的內(nèi)部或外部實(shí)施分離步驟。其次，為了使得催化劑均勻分散，所述反應(yīng)體系必須在適當(dāng)?shù)牧黧w動(dòng)力學(xué)條件下運(yùn)行。最后，用于費(fèi)托合成的最新一代的工業(yè)反應(yīng)器，尤其是采用“漿體鼓泡塔”技術(shù)的反應(yīng)器，其尺寸巨大。例如，其具有60米高的圓柱形建筑物且直徑為約10米。這些反應(yīng)器的管理且特別是其維護(hù)例如換熱設(shè)備的管的維護(hù)，是困難的。事實(shí)上，在40 60米高或更高的反應(yīng)器中對(duì)換熱設(shè)備的受損管進(jìn)行簡(jiǎn)單的替換也不是簡(jiǎn)單的操作。對(duì)“漿體鼓泡塔”反應(yīng)器的一種替代是固定床反應(yīng)器。這些反應(yīng)器基本上由包括外殼或殼以及一對(duì)上部封閉元件和下部封閉元件的設(shè)備構(gòu)成，其中通常具有反應(yīng)物的進(jìn)料裝置和用于排放反應(yīng)產(chǎn)物的裝置。將多個(gè)管插入殼的內(nèi)部，各個(gè)填充有催化劑，且所述催化劑為例如小球的形式。反應(yīng)物氣體例如合成氣在管內(nèi)流動(dòng)，與催化顆粒接觸并反應(yīng)。通過冷卻流體如水的連續(xù)流動(dòng)將反應(yīng)熱移除，所述冷卻流體占據(jù)殼的內(nèi)部。固定床構(gòu)造的主要限制是基本上取決于粒子內(nèi)的傳質(zhì)阻力(例如在費(fèi)托反應(yīng)的情況中造成對(duì)液體產(chǎn)物具有低活性和低選擇性)和反應(yīng)器內(nèi)部的徑向傳熱(其能夠產(chǎn)生具有使得催化劑部分失活的潛能的局部“熱點(diǎn)”)。此外，還能夠發(fā)生壓降、甚至相當(dāng)高的壓降， 這取決于固定床的結(jié)構(gòu)，特別地，取決于管的高度與直徑之比以及催化劑顆粒的尺寸?？傊?，固定床反應(yīng)器的特征在于，單位生產(chǎn)率(在所使用催化劑的單位體積上)非常低，鑒于此，為了提高所述單位生產(chǎn)率，必須使用特別大量的催化劑，因此反應(yīng)器的尺寸巨大。
傳統(tǒng)的固定床反應(yīng)器或漿體鼓泡反應(yīng)器的替代方案是具有獨(dú)石催化劑的多管反應(yīng)器。在公布的美國(guó)專利申請(qǐng)2005/0142049A1中能夠發(fā)現(xiàn)這種方案的實(shí)例。根據(jù)在該專利申請(qǐng)中所述的，能夠在裝載有導(dǎo)熱性獨(dú)石催化劑的多管反應(yīng)器中實(shí)施放熱反應(yīng)，例如將苯或正丁烷選擇性催化氧化成馬來酸酐、將鄰二甲苯氧化成鄰苯二甲酸酐、或費(fèi)托合成、或吸熱反應(yīng)例如將烴蒸汽重整成合成氣(H2和CO)。這些反應(yīng)器包含容器，在所述容器內(nèi)部放置多個(gè)管。管束的各個(gè)管包含由負(fù)載催化劑的金屬獨(dú)石蜂窩結(jié)構(gòu)構(gòu)成的催化劑。在各個(gè)管中包括的獨(dú)石結(jié)構(gòu)由連續(xù)的圓柱體構(gòu)成，在所述圓柱體內(nèi)部存在多個(gè)平行通道。例如在美國(guó)專利6，881，703中也描述了這些獨(dú)石結(jié)構(gòu)。利用“洗涂”技術(shù)將催化材料分布在獨(dú)石通道的內(nèi)壁上，從而與在獨(dú)石的各個(gè)通道內(nèi)流動(dòng)的反應(yīng)物接觸。獨(dú)石結(jié)構(gòu)確保了與在容器中且在管道外部循環(huán)的熱調(diào)節(jié)流體的良好換熱，因?yàn)楠?dú)石材料的特征為具有良好的導(dǎo)熱性，有利于熱量的徑向傳遞。具有“洗涂的”獨(dú)石催化劑的多管反應(yīng)器的限制在于單位體積的反應(yīng)器的催化活性相的可得性比傳統(tǒng)反應(yīng)器的低。鑒于此，為了具有良好的產(chǎn)率，必須提高反應(yīng)體積。本申請(qǐng)人現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，上述問題的解決方案能夠利用具有更小尺寸的反應(yīng)器，這歸功于催化劑的活性相的體積密度更高且用于除去反應(yīng)熱的系統(tǒng)更有效。因此，本發(fā)明的反應(yīng)器相對(duì)于傳統(tǒng)反應(yīng)器或已知領(lǐng)域的反應(yīng)器具有更小的尺寸。這種特征使得本發(fā)明中所述的反應(yīng)器可位于船上和/或運(yùn)輸至僻遠(yuǎn)位置處的特種陸地運(yùn)輸交通工具上，在所述位置處具有用于合成氣的原料資源，例如海上和/或陸上天然氣田，所述位置不方便或不可能使用大尺寸反應(yīng)器例如固定床“漿體鼓泡塔”反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器或裝載有常規(guī)單塊催化劑的多管反應(yīng)器因此，本發(fā)明的目的是涉及一種在催化劑存在下用于放熱或吸熱化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)器，例如用于費(fèi)托反應(yīng)的反應(yīng)器，其中所述催化劑由填充體(例如小球、圓柱體、環(huán)等)或結(jié)構(gòu)體(例如泡沫、絲網(wǎng)、線等)組成，所述催化劑裝載并容納在具有獨(dú)石結(jié)構(gòu)且熱導(dǎo)率高的多個(gè)元件中，所述元件能夠有助于反應(yīng)熱向/源自在反應(yīng)器夾套內(nèi)循環(huán)的冷凍/加熱流體的熱傳遞，所述獨(dú)石結(jié)構(gòu)浸沒在該流體中。更具體地，本發(fā)明的目的涉及一種在催化劑存在下用于放熱/吸熱化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)器，所述催化劑優(yōu)選為固體，所述反應(yīng)器包含a.基本為圓柱形的容器，其安裝有化學(xué)反應(yīng)的熱調(diào)節(jié)流體的進(jìn)料裝置和排放裝置；b.分別位于該容器頂部和底部的上部關(guān)閉元件和下部關(guān)閉元件；c.位于上部關(guān)閉元件和/或下部關(guān)閉元件中的反應(yīng)物氣相的進(jìn)料裝置；d.位于上部關(guān)閉元件和/或下部關(guān)閉元件中的反應(yīng)后的相的排放裝置；e.多個(gè)獨(dú)石結(jié)構(gòu)，其原樣使用或同軸插入管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部，布置在上部關(guān)閉元件與下部關(guān)閉元件之間的容器(a)的內(nèi)部，各個(gè)獨(dú)石結(jié)構(gòu)由基本上圓柱體構(gòu)成，在所述圓柱體內(nèi)存在多個(gè)從一端向另一端延伸的平行軸向通道，適用于填裝催化劑。本發(fā)明的反應(yīng)器的目標(biāo)是特別并優(yōu)選適用于在三相體系中進(jìn)行的費(fèi)托反應(yīng)，所述三相體系基本上由反應(yīng)物氣相、反應(yīng)后的液相、以及固體催化相構(gòu)成，所述固體催化相由插
4入獨(dú)石結(jié)構(gòu)通道內(nèi)的填充體(例如小球、圓柱體、環(huán)等)或結(jié)構(gòu)體(例如泡沫、絲網(wǎng)、線等) 構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明，容器基本為圓柱形且能夠具有任意尺寸，但優(yōu)選特征在于，高度為例如1 IOm且直徑為1 5m。所述基本為圓柱形的容器以及上部關(guān)閉元件和下部關(guān)閉元件通常由碳鋼、抗腐蝕鋼制成或由結(jié)合了選自例如釩、鈮、鉻、鉬、鎢、錳、鎳等中的第5-10族的那些金屬的鋼構(gòu)成。體壁的厚度取決于發(fā)生反應(yīng)處的溫度和壓力，但通常為20 100mm。 作為本發(fā)明的目的的反應(yīng)器能夠豎直或水平排列。將多個(gè)獨(dú)石結(jié)構(gòu)插入基本為圓柱形的容器中，其原樣使用或插入管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。這些獨(dú)石結(jié)構(gòu)為相互隔開、插入圓柱形容器內(nèi)部且浸沒入反應(yīng)溫度熱調(diào)節(jié)流體中的管束形式，所述熱調(diào)節(jié)流體例如在放熱反應(yīng)中為水、或在吸熱反應(yīng)中為導(dǎo)熱油。所述束具有基本等于圓柱形容器(a)的內(nèi)徑的直徑，或稍微更小，并占據(jù)所述體 (a)的總體積的50 90%、優(yōu)選60 80%的體積。所述束包含的獨(dú)石結(jié)構(gòu)的數(shù)目為10 20000，優(yōu)選 100 10000，更優(yōu)選 1000 8000。各個(gè)獨(dú)石結(jié)構(gòu)由基本上圓柱形的體構(gòu)成，所述體具有1 IOcm的直徑、具有連續(xù)的蜂窩結(jié)構(gòu)、并熱連接，這在操作階段使得可在高徑向換熱系數(shù)下在放熱反應(yīng)情況中將反應(yīng)熱放掉，或使得在吸熱反應(yīng)的情況中接收熱量。因此，所述連續(xù)的蜂窩獨(dú)石結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為多個(gè)縱向通道，所述縱向通道具有橫截面、優(yōu)選為側(cè)邊長(zhǎng)度為0. 5 5mm的正方形或長(zhǎng)方形形式、并沒入連續(xù)體中。獨(dú)石結(jié)構(gòu)的縱向通道的橫截面并不必須是正方形或長(zhǎng)方形。還能夠獲得多邊形截面、以及圓形、半圓形和橢圓或具有更復(fù)雜的形狀。作為本發(fā)明目標(biāo)的獨(dú)石結(jié)構(gòu)不充當(dāng)催化劑的載體，但必須有助于有效除去反應(yīng)熱。鑒于此，其由具有超過10W/m/K、優(yōu)選100 400W/m/K的固有熱導(dǎo)率的材料制成。關(guān)于在反應(yīng)溫度下的尺寸穩(wěn)定性，所述材料選自金屬如鋼、鋁、鋁合金或銅，所述鋼與圓柱形體的類型相同。所述金屬優(yōu)選為鋁或鋁合金?；蛘撸軌蚴褂脽釋?dǎo)性陶瓷材料如碳化硅。在美國(guó)專利6，881，703或在國(guó)際專利申請(qǐng)WO 2005/011889中提供了根據(jù)本發(fā)明的獨(dú)石結(jié)構(gòu)的制備實(shí)例。將填充體(例如小球、圓柱體、環(huán)等)或結(jié)構(gòu)體(例如剛性泡沫、絲網(wǎng)、線等)形式的催化劑放置在獨(dú)石結(jié)構(gòu)的各個(gè)通道內(nèi)部，從而填充體積，使得填充因子即催化劑的體積/ 縱向通道的體積為0. 2 0. 8。利用催化劑的這種安排，能夠在沿反應(yīng)器上的流動(dòng)壓降、單位反應(yīng)器體積的催化劑合適量的可得性、以及反應(yīng)熱的有效移除之間獲得最佳方案，這歸功于連續(xù)、傳導(dǎo)性獨(dú)石結(jié)構(gòu)。特別地，作為本發(fā)明目的的反應(yīng)器能夠用于放熱催化反應(yīng)如費(fèi)托反應(yīng)中，其中由 CO和H2的混合物(合成氣)構(gòu)成的氣體反應(yīng)物相發(fā)生流動(dòng)而與基本為固定床的催化劑如微粒接觸，在反應(yīng)溫度和壓力下形成由鏈烷烴蠟構(gòu)成的液相/蒸氣相。特別地，用于費(fèi)托型反應(yīng)的反應(yīng)器為其中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)器，所述化學(xué)反應(yīng)在三相體系中進(jìn)行，其中氣相/蒸氣相流動(dòng)而與固相接觸并產(chǎn)生使得催化劑潤(rùn)濕的蒸氣相和液相。在此情況中，氣相/蒸氣相基本上由合成氣和輕質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)物構(gòu)成，所述蒸氣相/液相為重質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)物即基本具有高碳原子數(shù)的烴，且所述固體相由催化劑表示。在例如在美國(guó)專利5，645，613中所述的反應(yīng)的基礎(chǔ)上，所述合成氣優(yōu)選來自天然氣或其他烴的蒸汽重整和/或部分氧化?；蛘撸龊铣蓺饽軌騺碜云渌a(chǎn)技術(shù)，例如源自自熱重整、CPO(催化部分氧化)或源自在高溫水蒸氣下煤或其他含碳產(chǎn)物的氣化，如在 “Catalysis Science and Technology，，，vol. 1 Springer-Verlag. New York，1981 中所述的。通過費(fèi)托反應(yīng)基本上產(chǎn)生兩相，其中更輕的蒸氣相基本上由輕質(zhì)烴和反應(yīng)副產(chǎn)物的混合物構(gòu)成，所述輕質(zhì)烴具有1 25的碳原子數(shù)且作為C5 C25的餾分在常壓下的沸點(diǎn)等于或低于約150°C，所述反應(yīng)副產(chǎn)物為例如水蒸氣、CO2、醇等。產(chǎn)生的第二相基本上由在反應(yīng)溫度下為液體的鏈烷烴蠟構(gòu)成，其包含線性烴、支化烴、以及具有高碳原子數(shù)的飽和和不飽和烴的混合物。這些通常為在常壓下具有超過 150°C如160 380°C沸點(diǎn)的烴混合物。在等于或高于150°C如200 350°C的溫度下實(shí)施費(fèi)托反應(yīng)，在將反應(yīng)器內(nèi)部壓力保持在0. 5 30MPa的壓力下。在上述“Catalysis Science and Technology”中能夠發(fā)現(xiàn)關(guān)于費(fèi)托反應(yīng)的更多細(xì)節(jié)。催化劑通?；谪?fù)載在惰性固體上的鈷或鐵。優(yōu)選適用于根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器的催化劑基于分散在固體載體上的鈷，所述固體載體由選自如下元素Si、Ti、Al、Zr、Mg中的一種或多種中的至少一種氧化物組成。優(yōu)選的載體為氧化硅、氧化鋁或氧化鈦。相對(duì)于總重量，鈷在催化劑中存在的量為1 50wt%，通常為5 35wt%。此夕卜，所使用的催化劑能夠包含另外的其他元素。例如，相對(duì)于總重量，其能夠包含0.05 5wt %，優(yōu)選0. 1 3 %的釕和0. 05 5wt %、優(yōu)選0. 1 3 %的選自屬于3族元素(IUPAC 規(guī)則)的那些中的至少第三種元素。這種催化劑在文獻(xiàn)中是已知的，且在歐洲專利756，895 中對(duì)其及其制備進(jìn)行了描述。催化劑的另外實(shí)例仍以鈷為基礎(chǔ)，但含有鉭作為助催化劑元素，所述鉭的量相對(duì)于總重量為0. 05 5wt%，優(yōu)選0. 1 3%。通過例如利用濕浸漬技術(shù)將鈷鹽沉積在惰性載體(氧化硅或氧化鋁)上，隨后實(shí)施煅燒步驟以及任選的對(duì)煅燒的產(chǎn)物進(jìn)行還原和鈍化的步驟，可預(yù)先制備這些催化劑。優(yōu)選利用濕浸漬技術(shù)將鉭的衍生物(優(yōu)選鉭的醇化物)沉積在由此得到的催化前體上，隨后進(jìn)行煅燒以及任選的還原和鈍化。無論其化學(xué)組成如何，以結(jié)構(gòu)或顆粒形式，例如平均尺寸小于3mm、優(yōu)選0. 3 Imm 的球形顆粒的形式，來使用催化劑。為了更好地理解作為本發(fā)明目的的用于放熱/吸熱化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)器，可參考附圖中的圖，所述附圖代表示例性和非限制性實(shí)施方案。特別地，附圖的

圖1示意性代表反應(yīng)器的縱向段，而圖2和3代表位于其內(nèi)部的獨(dú)石結(jié)構(gòu)的一種和存在于其中的催化劑的細(xì)節(jié)。根據(jù)附圖，反應(yīng)器1基本上由圓柱形容器A和兩個(gè)關(guān)閉元件Bl和B2構(gòu)成。圓柱體A安裝有關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的熱調(diào)節(jié)流體的進(jìn)口(2)和出口(3)，而關(guān)閉元件Bl和B2安裝有反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物的進(jìn)口(4)和/或出口(5)?；蛘撸M(jìn)口和出口能夠顛倒。獨(dú)石結(jié)構(gòu)的束(6)位于圓柱形容器A的內(nèi)部，在圖2的圖中能夠發(fā)現(xiàn)其細(xì)節(jié)。各種獨(dú)石結(jié)構(gòu)(7)由圓柱體(8)構(gòu)成，其內(nèi)部包含多個(gè)沒入連續(xù)體(10)中的通道(9)。將例如處于利用顆粒填充床(11)的形式的催化劑布置在通道內(nèi)部，如圖3中的圖所示。由上述說明和附圖，可使得例如用于費(fèi)托放熱反應(yīng)的反應(yīng)器的功能變得清楚。一旦將催化劑(11)裝入獨(dú)石結(jié)構(gòu)中，就例如通過所述進(jìn)口導(dǎo)管(4)供應(yīng)合成氣。在其流入填充獨(dú)石結(jié)構(gòu)的通道的內(nèi)部時(shí)，反應(yīng)物氣體與催化劑接觸并反應(yīng)而形成蒸氣相/液相，其基本上由高分子量的鏈烷烴蠟構(gòu)成。通過出口導(dǎo)管( 將反應(yīng)產(chǎn)物與反應(yīng)副產(chǎn)物、烴類氣體 /蒸氣和未反應(yīng)的反應(yīng)物一起排出。在反應(yīng)期間，產(chǎn)生熱量，利用通過(2)和(3)供應(yīng)并排出的冷卻流體將所述熱量除去。由于獨(dú)石結(jié)構(gòu)和構(gòu)成獨(dú)石結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)材料，通過傳導(dǎo)至冷卻流體在比傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器的情況更高的效率下來傳遞反應(yīng)熱。為了展示與本發(fā)明相關(guān)的提高的換熱效率和提高的產(chǎn)率，下文中僅出于代表性但不是限制本發(fā)明的目的而提供了應(yīng)用實(shí)例。
實(shí)施例首先考慮外部冷卻的單管反應(yīng)器，其由蜂窩獨(dú)石構(gòu)成，所述蜂窩獨(dú)石具有多個(gè) 1米長(zhǎng)的正方形通道，由鋁制成，所述通道具有等于25. 4mm的外徑，且蜂房密度(cell density)為每平方厘米上4個(gè)蜂房。利用基于負(fù)載氧化鋁上的鈷的、厚度等于50 μ m的用于費(fèi)托合成的催化劑層對(duì)這種獨(dú)石通道進(jìn)行涂覆(通過洗涂)，所述通道的空白空隙分?jǐn)?shù)等于0. 57。在壓頭(head)等于20巴的壓力下運(yùn)行反應(yīng)器，在5000Ncm7h/g催化劑下供應(yīng)預(yù)熱至235°C的CO和吐的混合物，且所述混合物的所述兩種物質(zhì)之比等于2. 1摩爾壓每摩爾 CO。將冷卻流體保持在235°C的恒定溫度下。該反應(yīng)器的總比產(chǎn)率等于35kg/h/m3且壓降可忽略。獨(dú)石的溫度曲線幾乎是平坦的且與冷卻流體的溫度相差小于2V (ΤΛλ= 237°C )。然后，考慮外部冷卻的相同的單管反應(yīng)器，其由蜂窩獨(dú)石構(gòu)成，所述蜂窩獨(dú)石具有多個(gè)1米長(zhǎng)的正方形通道，由鋁制成，所述通道具有等于25. 4mm的外徑，且蜂房密度為每平方厘米上4個(gè)蜂房。然而，在此情況中，利用填充有負(fù)載在氧化鋁上的鈷的催化顆粒對(duì)獨(dú)石的通道進(jìn)行填充，所述催化顆粒的外徑為500 μ m。在壓頭等于20巴的壓力下運(yùn)行反應(yīng)器，在5000Ncm7h/g催化劑下供應(yīng)預(yù)熱至
的CO和吐的混合物，且所述混合物的兩種物質(zhì)之比等于2. 1摩爾吐每摩爾CO。將冷卻流體保持在2 °C的恒定溫度下。該反應(yīng)器的總比產(chǎn)率等于^4kg/h/m3且壓降稍微高于先前情況的壓降，但仍可接受，等于0.76巴。獨(dú)石的溫度曲線，盡管明顯高于先前的曲線，但是溫度差仍保持在;TC以下且與冷卻流體的溫度相差不大于irC (ΤΛλ= 239°C )。
權(quán)利要求
1.用于在催化劑存在下實(shí)施放熱/吸熱化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)器，所述催化劑優(yōu)選為固體， 所述反應(yīng)器包含a.基本為圓柱形的容器，其安裝有化學(xué)反應(yīng)的熱調(diào)節(jié)流體的進(jìn)料裝置和排放裝置；b.分別位于該容器頂部和底部的上部關(guān)閉元件和下部關(guān)閉元件；c.位于上部關(guān)閉元件和/或下部關(guān)閉元件中的反應(yīng)物氣相的進(jìn)料裝置；d.位于上部關(guān)閉元件和/或下部關(guān)閉元件中的反應(yīng)后的相的排放裝置；e.多個(gè)蜂窩整體結(jié)構(gòu)，其原樣使用或同軸插入管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部，插入處于上部關(guān)閉元件與下部關(guān)閉元件之間的基本上圓柱形容器(a)的內(nèi)部，各個(gè)整體結(jié)構(gòu)由基本上圓柱形連續(xù)體構(gòu)成，在所述連續(xù)體內(nèi)存在一系列從一端向另一端延伸的平行軸向通道(管)，所述通道由連續(xù)的蜂窩基體隔開并填充有所述催化劑。
2.權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其中所述反應(yīng)器以豎直和水平兩種方式排列。
3.權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)器，其中一系列整體結(jié)構(gòu)形成束，所述束具有基本上等于或稍小于所述圓柱形容器(a)的內(nèi)徑的直徑，且所述束占據(jù)所述體(a)的總體積的50 90%的體積。
4.權(quán)利要求3所述的反應(yīng)器，其中所述束包含10 20000個(gè)整體結(jié)構(gòu)。
5.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器，其中所述整體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為一系列的縱向通道，所述縱向通道具有側(cè)邊長(zhǎng)度為0. 5 5mm的正方形或長(zhǎng)方形橫截面，并沒入連續(xù)體中。
6.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器，其中所述整體結(jié)構(gòu)由具有大于10W/m/K的固有熱導(dǎo)率的材料制成。
7.一種用于實(shí)施放熱/吸熱催化反應(yīng)的方法，其包括將反應(yīng)物進(jìn)料至根據(jù)權(quán)利要求 1 6中任一項(xiàng)的反應(yīng)器中。
8.權(quán)利要求7所述的方法，其中所述反應(yīng)為費(fèi)托反應(yīng)。
9.權(quán)利要求7或8所述的方法，其中以填充體或結(jié)構(gòu)體的形式來使用所述催化劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于費(fèi)托反應(yīng)的反應(yīng)器，所述費(fèi)托反應(yīng)在三相體系中實(shí)施，所述三相體系基本上由反應(yīng)中的氣相、反應(yīng)后的液相和固體催化相構(gòu)成，其中所述固體催化相由催化材料的填充體或結(jié)構(gòu)體構(gòu)成，所述催化材料被容納在具有高熱導(dǎo)率的至少一種蜂窩整體結(jié)構(gòu)內(nèi)。
文檔編號(hào)B01J19/24GK102481539SQ201080027347
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月13日
發(fā)明者C·G·韋斯康蒂, E·特羅康尼, E·米尼奧內(nèi), G·格羅皮, L·賴爾蒂, M·埃歐韋恩, P·佛扎蒂, R·扎納羅, S·羅西尼 申請(qǐng)人:艾尼股份公司