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本申請要求于2014年11月14日提交的美國申請?zhí)枮?2/079,647的權益，其全部內容通過引用并入本文。

發(fā)明背景

合成氣(氫(h2)和一氧化碳(co)的混合物)可通過本領域眾所周知的方法從煤或甲烷(天然氣)中容易地產生并在世界各地被廣泛商業(yè)實踐。一些眾所周知的工業(yè)方法使用合成氣來生產各種含氧有機化學品。從合成氣催化產生烴的費-托(fischer-tropsch)催化方法最初在20世紀20年代被發(fā)現并開發(fā)，并在南非被多年用于生產汽油類烴作為汽車燃料。需要有效地實施費-托催化方法的反應器和方法。

因此，本文公開了有效地實施費-托催化方法的反應器和方法。

發(fā)明概要

本文公開了一種包括第一一個或多個催化劑保持區(qū)的反應器，其中第一一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都具有第一內表面，其中第一內表面限定第一內部空間，其中第一一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都具有第一縱向軸線，其中第一一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都具有第一端和第二端，其中第一內表面從第一端向第二端朝第一縱向軸線成錐度，且其中第一一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都被構造為進行放熱反應。

本文還公開了一種用于生產烴的方法，其包括以下步驟：a)提供本文公開的反應器，其中第一和/或第二一個或多個催化劑保持區(qū)的第一和/或第二內部空間包括適合于催化放熱反應的催化劑：b)通過使合成氣從第一端流動至第二端通過第一和/或第二一個或多個催化劑保持區(qū)的第一和/或第二內部空間而使合成氣與適合于催化放熱反應的催化劑接觸；和c)在第一和/或第二一個或多個催化劑保持區(qū)的第二端收集第一產物，其中第一產物包括烴。

將在下面的描述中闡述部分額外優(yōu)點，并且通過該描述，這些額外優(yōu)點將部分顯而易見，或者可通過實踐以下描述的各方面來了解。將通過所附權利要求中特別指出的化學組成、方法及其組合來實現并獲得以下所述的優(yōu)點。應理解，上述一般描述和以下具體實施方式兩者僅是示例性和解釋性的，而不是限制性的。

附圖說明

并入并構成本說明書的一部分的附圖示出幾個方面，并與具體實施方式一起用于解釋本發(fā)明的原理。

圖1示出第一催化劑保持區(qū)的非限制視圖。

圖2示出具有第一催化劑保持區(qū)、第二催化劑保持區(qū)和一個冷卻段的反應器的非限制視圖。

圖3示出具有第一催化劑保持區(qū)、第二催化劑保持區(qū)和兩個冷卻段的反應器的非限制視圖。

圖4示出包括催化劑保持區(qū)的多管式反應器的非限制視圖。

圖5示出與常規(guī)多管式固定床反應器相比的圖2的反應器的建模溫度曲線。

圖6示出與圖2的反應器相比的圖3的反應器的建模溫度曲線。

本發(fā)明的其它優(yōu)點將在下面的描述中部分列出，并且部分將由描述而變得顯而易見，或可以通過本發(fā)明的實踐來學習。本發(fā)明的優(yōu)點將借助在所附權利要求書中特別指出的要素和組合來實現和達到。應理解，以上概述和以下詳述二者都僅為示例性和解釋性的，并且不限制要求保護的本發(fā)明。

具體實施方式

本文公開的是可用于所公開的方法的產物和組合物、可與所公開的方法的產物和組合物一起使用、可用于制備所公開的方法的產物和組合物或作為所公開的方法的產物和組合物的材料、化合物、組合物和組分。應理解，當公開這些材料的組合、子集、相互作用、基團等時，雖然不能明確地公開這些化合物的每個各種個體和集體組合和排列的具體參考，但是每個都在這里被特別考慮并描述。例如，如果公開并討論了催化劑組分，并討論了該組分的多種替代固態(tài)形式，除非特別指出相反，否則特別考慮可能的催化劑組分和固體狀態(tài)形式的每個和每一個組合和排列。該概念適用于本公開的所有方面，包括但不限于制作和使用所公開的組合物的方法中的步驟。因此，如果存在可進行的各種附加步驟，應理解，可用所公開方法的任何特定方面或各方面的組合來進行這些附加步驟中的每個，且每個這樣的組合都被具體預期且應被考慮為公開。

1.定義

在本說明書和下面的權利要求書中，將參考將被定義為具有以下含義的多個術語：

須注意，如在說明書和所附權利要求書中所使用，除非上下文另有明確規(guī)定，否則單數形式“一種/個(a/an)”和“該/所述(the)”包括復數指示物。因此，例如，對“催化劑”的參考包括催化劑的混合物。

范圍可在本文中表示為“一個特定值”，和/或“另一特定值”。當表示這樣的范圍時，另一方面包括從一個特定值和/或至另一個特定值。類似地，當各個值被表示為近似值時，通過使用先行詞“，”，應理解，特定值形成另一方面。還應進一步理解，每個范圍的端點對于另一端點而言都是顯著的，并且獨立于另一端點。

在說明書和結論權利要求書中，組合物或制品中的特定元素或組分的重量份的參考指示元素或組分與組合物或制品中的任何其它元素或組分(對其表達了重量份)之間的重量關系。因此，在含有2重量份組分x和5重量份組分y的化合物中，x和y以2:5的重量比存在，并且不管另外的組分是否包含在化合物中都以如此的比例存在。

除非相反地明確規(guī)定，否則組分的重量百分數基于其中包括組分的制劑或組合物的總重量。

如本文所使用，術語時空產率(“sty”)是指每單位時間/每體積催化劑產生的幾噸或kg的產物。

2.反應器

放熱方法(諸如費-托方法)是眾所周知的。費-托催化方法從合成氣產生液體烴(c2-c10)。該技術通常用于生產蠟，然而，目前的開發(fā)重點是生產可用于生產烯烴的更有價值烴，諸如輕質烴(c2-c5)。在費-托方法期間最小化蠟形成(或零蠟形成)是具有挑戰(zhàn)的。在費-托方法過程中形成蠟可能是使已經產生的烴再吸附至催化劑上的結果。本文公開的反應器和方法降低了使已經產生的烴再吸附至催化劑上的可能性，從而最小化蠟的產生。

重時空速“whsv“因子(方程1)描述催化反應器，并且指示反應物質量流速除以反應器中的催化劑質量的商。

方程式1

whsv與反應物轉化率相關，其中對于相同質量的催化劑，較高whsv得到低轉化率，這是因為停留時間減少。

在催化反應器(諸如管式反應器)中，在反應進行通過反應器時，反應物的量(以摩爾數計)減少。因此，如果催化劑的量在整個反應器中保持恒定，則whsv沿催化劑床減少。換言之，反應物流量(以摩爾數計)沿催化劑床減少，且催化劑活性位點與反應物摩爾的比例沿床層長度增加。這種增加的比例使得烴產物重新吸附在活性位點上的可能性增加，從而產生較長烴鏈，諸如重烴和蠟。可通過在催化劑床上保持相同比例(催化劑質量：反應物摩爾數)由本文公開的反應器和方法使重質烴的形成最小化，從而控制反應物停留時間。

催化劑利用率指示反應物摩爾數除以催化劑質量的商，這也可稱為修飾的whsv，如方程式2中所示。

方程式2

按照方程式2，為了保持催化劑利用率恒定，如果存在較少反應物摩爾數，則需要較少催化劑重量。因此，如果在反應器的初始階段消耗反應物摩爾數，則在反應器的后續(xù)階段需要較少催化劑重量以使催化劑利用率保持恒定。

本文公開的反應器提供：1.穩(wěn)定的熱穩(wěn)定性，2.高烯烴選擇性，3.低蠟形成和4.優(yōu)化的催化劑利用率。

本文公開了一種包括第一一個或多個催化劑保持區(qū)的反應器，其中第一一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都具有第一內表面，其中第一內表面限定第一內部空間，其中第一一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都具有第一縱向軸線，其中第一一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都具有第一端和第二端，其中第一內表面從第一端向第二端朝第一縱向軸線成錐度，且其中第一一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都被構造為進行放熱反應。放熱反應可以是費-托反應。

一方面，反應器還可包括第二一個或多個催化劑保持區(qū)，其中第二一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都具有第二內表面，其中第二內表面限定第二內部空間，其中第二一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都具有第二縱向軸線，其中第二一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都具有第一端和第二端，其中第二內表面從第一端向第二端遠離第一縱向軸線成錐度，且其中第二一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都被構造為進行放熱反應。放熱反應可以是費-托反應。

本文還公開了一種包括第一一個或多個催化劑保持區(qū)和第二一個或多個保持區(qū)的反應器，其中第一一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都具有第一內表面，其中第一內表面限定第一內部空間，其中第一一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都具有第一縱向軸線，其中第一一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都具有第一端和第二端，其中第一內表面從第一端向第二端朝第一縱向軸線成錐度，其中第二一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都具有第二內表面，其中第二內表面限定第二內部空間，其中第二一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都具有第二縱向軸線，其中第二一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都具有第一端和第二端，其中第二內表面從第一端向第二端遠離第一縱向軸線成錐度，且其中第一一個或多個催化劑保持區(qū)和第二一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都被構造為進行放熱反應。放熱反應可以是費-托反應。

一方面，第一內部空間包括自由空間。一方面，第二內部空間包括自由空間。

在本文公開的催化劑保持區(qū)中，h2和co在費-托反應中進行催化反應。因此，催化劑保持區(qū)(諸如第一一個或多個催化劑保持區(qū)和第二一個或多個催化劑保持區(qū))可包括一種或多種費-托催化劑。例如，第一一個或多個催化劑保持區(qū)可包括一種或多種費-托催化劑。在另一實例中，第二一個或多個催化劑保持區(qū)可包括一種或多種費-托催化劑。費-托催化劑在本領域中是已知的，并且可以例如是fe基催化劑和/或co基催化劑和/或ru基催化劑。在美國專利4,088,671和美國專利4,207,248中描述了這種催化劑，所述專利的全部內容并入本文，具體涉及它們關于費-托催化劑的公開。

在本文所述的混合區(qū)中混合的氣體可包括h2和co。進氣與第一混合區(qū)的h2/co摩爾比可以是0.5-4。例如，h2/co摩爾比可以是1.0至3.0，例如1.5至3.0，或在另一實例中是1.5至2.5。應理解，h2/co摩爾比可控制正在生產的烴的選擇性。

本文公開的反應器可存在于多管式固定床反應器中。一方面，反應器包括兩個或多個第一催化劑保持區(qū)。一方面，反應器包括兩個或多個第二催化劑保持區(qū)。一方面，反應器包括等量的第一催化劑保持區(qū)和第二催化劑保持區(qū)。

一方面，本文公開的反應器包括1,000至50,000個第一催化劑保持區(qū)。例如，反應器包括10,000至30,000個第一催化劑保持區(qū)。

一方面，本文公開的反應器包括2至50,000個第一催化劑保持區(qū)。例如，本文公開的反應器包括2至30,000個第一催化劑保持區(qū)。

一方面，本文公開的反應器包括2至30,000個第一催化劑保持區(qū)和2至30,000個第二催化劑保持區(qū)。例如，反應器可包括1,000至25,000個第一催化劑保持區(qū)和1,000至25,000個第二催化劑保持區(qū)。

一方面，反應器是工業(yè)尺寸的反應器。例如，反應器可具有至少0.5升、1升、2升、5升、10升、20升、50升、100升、250升、500升、1,000升、10,000升或20,000升的體積。例如，反應器可具有1升至500升(諸如，例如1升至20升)的體積。在另一實例中，反應器可具有500升至20,000升(諸如，例如1,000升至10,000升)的體積。

一方面，本文所述的催化劑保持區(qū)可以是反應器。例如，催化劑保持區(qū)可具有至少1ml、5ml、25ml、100ml、500ml、1,000ml、5升、20升、100升或1,000升的體積。例如，催化劑保持區(qū)可具有1ml至5升(諸如，例如25ml至1000ml)的體積。在另一實例中，催化劑保持區(qū)可具有1ml至5升(諸如，例如5升至1,000升)的體積。

費-托反應是高度放熱的?？赏ㄟ^利用本文公開的第二催化劑保持區(qū)在本文公開的反應器中控制溫度曲線。存在于第二催化劑保持區(qū)的第一端處的較少量催化劑(與第一催化劑保持區(qū)相比)可穩(wěn)定整個反應器的熱分布，從而產生更有效的反應器。

第一端處和第二端處的第一內表面的形狀可相同，例如圓形、正方形或矩形。一方面，第一端處和第二端處的第一內表面是圓形。

第一端處和第二端處的第二內表面的形狀可相同，例如圓形、正方形或矩形。一方面，第一端處和第二端處的第二內表面是圓形。

一方面，第一內表面和第二內表面彼此相鄰。

一方面，第一端處的第一內表面的直徑比第二端處的第一內表面的直徑大至少10％。另一方面，第一端處的第一內表面的直徑比第二端處的第一內表面的直徑大至少15％。又另一方面，第一端處的第一內表面的直徑比第二端處的第一內表面的直徑大至少20％。又另一方面，第一端處的第一內表面的直徑比第二端處的第一內表面的直徑大至少30％。又另一方面，第一端處的第一內表面的直徑比第二端處的第一內表面的直徑大至少50％。又另一方面，第一端處的第一內表面的直徑比第二端處的第一內表面的直徑大至少100％。又另一方面，第一端處的第一內表面的直徑為比第二端處的第一內表面的直徑大10％至100％，諸如，例如20％至50％。

一方面，第二端處的第二內表面的直徑比第一端處的第二內表面的直徑大至少50％。另一方面，第二端處的第二內表面的直徑比第一端處的第二內表面的直徑大至少75％。又另一方面，第二端處的第二內表面的直徑比第一端處的第二內表面的直徑大至少100％。又另一方面，第二端處的第二內表面的直徑比第一端處的第二內表面的直徑大至少150％。又另一方面，第二端處的第二內表面的直徑比第一端處的第二內表面的直徑大至少200％。一方面，第二端處的第二內表面的直徑比第一端處的第二內表面的直徑大50％至200％。

一方面，在第一端處從第一內表面至第一縱向軸線的距離比在第二端處從第一內表面至第一縱向軸線的距離大至少10％。另一方面，在第一端處從第一內表面至第一縱向軸線的距離比在第二端處從第一內表面至第一縱向軸線的距離大至少15％。又另一方面，在第一端處從第一內表面至第一縱向軸線的距離比在第二端處從第一內表面至第一縱向軸線的距離大至少20％。又另一方面，在第一端處從第一內表面至第一縱向軸線的距離比在第二端處從第一內表面至第一縱向軸線的距離大至少30％。又另一方面，在第一端處從第一內表面至第一縱向軸線的距離比在第二端處從第一內表面至第一縱向軸線的距離大至少50％。又另一方面，在第一端處從第一內表面至第一縱向軸線的距離比在第二端處從第一內表面至第一縱向軸線的距離大至少100％。又另一方面，在第一端處從第一內表面至第一縱向軸線的距離比在第二端處從第一內表面至第一縱向軸線的距離大10％至100％，諸如，例如20％至50％。

一方面，在第二端處從第二內表面至第二縱向軸線的距離比在第一端處從第二內表面至第二縱向軸線的距離大至少50％。另一方面，在第二端處從第二內表面至第二縱向軸線的距離比在第一端處從第二內表面至第二縱向軸線的距離大至少75％。又另一方面，在第二端處從第二內表面至第二縱向軸線的距離比在第一端處從第二內表面至第二縱向軸線的距離至少大100％。又另一方面，在第二端處從第二內表面至第二縱向軸線的距離比在第一端處從第二內表面至第二縱向軸線的距離至少大150％。又另一方面，在第二端處從第二內表面至第二縱向軸線的距離比在第一端處從第二內表面至第二縱向軸線的距離至少大200％。又另一方面，在第二端處從第二內表面至第二縱向軸線的距離比在第一端處從第二內表面至第二縱向軸線的距離大50％至200％。

從催化劑保持區(qū)的第一端至第二端處的錐度確定催化劑保持區(qū)的特定點處的催化劑的量?？筛鶕磻獥l件，諸如合成氣的流量、溫度等來改變催化劑保持區(qū)的錐度。例如，當催化劑濃度高時，需要更高錐度。一方面，第一內表面的錐度從第一端至第二端是恒定的。一方面，第二內表面的錐度從第一端至第二端是恒定的。

此外，期望在整個催化劑保持區(qū)具有穩(wěn)定和恒定的熱分布。對于針對烯烴生產的費-托方法，催化劑床對溫度非常敏感，且非常期望避免在反應器長度的三分之一處出現溫度峰。一方面，反應器包括冷卻段，諸如中間冷卻器系統(tǒng)。多個冷卻段可用于控制整個催化劑保持區(qū)的熱分布。

一方面，反應器還包括一個或多個冷卻段。

一方面，反應器還包括兩個或多個冷卻段。

反應器可被構造為在約3至25巴的壓力下且空間速度是約700至6000ml/g/hr時進行放熱反應，諸如約220℃至350℃的費-托反應。反應器或催化劑保持區(qū)可由金屬材料(諸如碳鋼材料或不銹鋼材料)制成。催化劑保持區(qū)的長度可以是3cm至12m。催化劑保持區(qū)中的壁材料的厚度通常是0.5mm至5mm。

現在參考圖1，其示出本文公開的反應器的非限制示例方面。圖1示出具有第一內表面(102)的第一催化劑保持區(qū)(100)。第一催化劑保持區(qū)(100)還具有第一縱向軸線(104)。內表面(102)從第一端(106)向第二端(108)朝第一縱向軸線(104)成錐度。第一催化劑保持區(qū)(100)也可具有第一外表面(110)，所述第一外表面(110)可以是第二催化劑保持區(qū)或冷卻區(qū)的內表面，如本文所述。

現在參考圖2，其示出本文公開的反應器的非限制示例方面。圖2示出如本文公開的具有第一催化劑保持區(qū)(220)和第二催化劑保持區(qū)(222)的反應器(200)。反應器(200)的第一催化劑保持區(qū)具有第一內表面(202)。第一催化劑保持區(qū)還具有第一縱向軸線(206)。內表面(202)從第一端(210)向第二端(212)朝第一縱向軸線(206)成錐度。反應器(200)的第二催化劑保持區(qū)具有第二內表面(204)。第二催化劑保持區(qū)具有第二縱向軸線(208)。內表面(202)從第二催化劑保持區(qū)的第一端(214)至第二端(216)遠離第二縱向軸線(208)成錐度。反應器(200)還可具有冷卻段(218)。

現在參考圖3，其示出本文公開的反應器的非限制示例方面。圖3示出如本文公開的具有第一催化劑保持區(qū)(322)和第二催化劑保持區(qū)(324)的反應器(300)。反應器(300)的第一催化劑保持區(qū)具有第一內表面(302)。第一催化劑保持區(qū)還具有第一縱向軸線(306)。內表面(302)從第一端(310)向第二端(312)朝第一縱向軸線(306)成錐度。反應器(30)的第二催化劑保持區(qū)具有第二內表面(304)。第二催化劑保持區(qū)具有第二縱向軸線(308)。內表面(302)從第二催化劑保持區(qū)的第一端(314)至第二端(316)遠離第二縱向軸線(308)成錐度。反應器(300)還可具有兩個冷卻段(318)和(320)。

現在參考圖4，其示出本文公開的反應器的非限制示例方面。圖4示出具有多個催化劑保持區(qū)(402)的反應器(400)，諸如本文所述的那些，包括圖1、圖2和圖3所示的那些。

3.使用反應器的方法

本文還公開了一種使用本文公開的反應器用于生產烴的方法。

本文還公開了一種用于生產烴的方法，其包括以下步驟：a)提供本文公開的反應器，其中第一和/或第二一個或多個催化劑保持區(qū)的第一和/或第二內部空間包括適合于催化放熱反應的催化劑，諸如費-托催化劑；b)通過使合成氣從第一端流動至第二端通過第一和/或第二一個或多個催化劑保持區(qū)的第一和/或第二內部空間將合成氣與適合于催化放熱反應的催化劑接觸；和c)在第一和/或第二一個或多個催化劑保持區(qū)的第二端收集第一產物，其中第一產物包括烴。

一方面，烴包括c2-c20+烴。例如，烴包括c2-c10烴，諸如，例如c2-c5烴，諸如c2-c3烴。

一方面，催化劑分布在從第一端至第二端處的整個第一和/或第二一個或多個催化劑保持區(qū)。

如本文所述，費-托反應是高度放熱的。期望保持反應的溫度曲線恒定，且沒有任何溫度峰，這升高了溫度。使用常規(guī)反應管的常規(guī)方法通常包括具有溫度峰的溫度曲線。溫度峰是溫度曲線中的峰，其比通過反應器的平均反應溫度高至少5℃。例如，圖5示出常規(guī)多管式固定床反應器具有反應器長度是約400mm至約800mm的溫度峰。一方面，方法的溫度曲線不包括溫度峰。

一方面，可通過利用本文公開的反應器和方法在整個任何放熱反應的反應過程中保持一致等溫性。

一方面，合成氣在3巴至25巴的壓力下流動。例如，合成氣可在5巴至15巴的壓力下流動。

一方面，第一產物包括至少50％的烴。另一方面，第一產物包括至少75％的烴。又另一方面，第一產物包括50％至75％的烴。例如，第一產物可包括至少20％的c2-c5烴。在另一實例中，第一產物可包括至少40％的c2-c5烴。在另一實例中，第一產物可包括20％至40％的c2-c5烴。

一方面，第一產物包括小于5％的蠟。例如，第一產物可包括小于0.1％的蠟。在另一實例中，第一產物可基本上不包括蠟。

一方面，引入反應器的至少30％的合成氣被轉化為第一產物。例如，引入反應器的至少40％的合成氣被轉化為第一產物。在另一實例中，引入反應器的至少50％的合成氣被轉化為第一產物。在又另一實例中，引入反應器的至少60％的合成氣被轉化為第一產物。在又另一實例中，引入反應器的至少70％的合成氣被轉化為第一產物。

4.各方面

考慮到所述的催化劑和催化劑組合物及其方法和變化，在下文描述本發(fā)明的一些更特別描述的方面。然而，這些特別敘述的方面不應被解釋為對包含本文所述的不同或更一般教導的任何不同權利要求具有任何限制效果，或者“特別”方面以某種方式受限，除了本文字面上使用的語言和公式的固有含義之外。

方面1：本文公開了一種包括第一一個或多個催化劑保持區(qū)的反應器，其中第一一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都具有第一內表面，其中第一內表面限定第一內部空間，其中第一一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都具有第一縱向軸線，其中第一一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都具有第一端和第二端，其中第一內表面從第一端向第二端朝第一縱向軸線成錐度，且其中第一一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都被構造為進行放熱反應。

方面2：方面1的反應器，其中反應器還包括第二一個或多個催化劑保持區(qū)，其中第二一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都具有第二內表面，其中第二內表面限定第二內部空間，其中第二一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都具有第二縱向軸線，其中第二一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都具有第一端和第二端，其中第二內表面從第一端向第二端遠離第二縱向軸線成錐度，且其中第二一個或多個催化劑保持區(qū)中的每個都被構造為進行放熱反應。

方面3：方面1或2的反應器，其中反應器包括兩個或多個第一催化劑保持區(qū)。

方面4：方面2或3的反應器，其中反應器包括兩個或多個第二催化劑保持區(qū)。

方面5：方面11-4中任一方面的反應器，其中反應器包括2至50,000個第一催化劑保持區(qū)。

方面6：方面11-5中任一方面的反應器，其中反應器包括2至50,000個第二催化劑保持區(qū)。

方面7：方面1-6中任一方面的反應器，其中第一端處和第二端處的第一內表面是圓形。

方面8：方面2-7中任一方面的反應器，其中第一端處和第二端處的第二內表面是圓形。

方面9：方面77或88的反應器，其中第一端處的第一內表面的直徑比第二端處的第一內表面的直徑大至少10％。

方面10：方面88或9的反應器，其中第二端處的第二內表面的直徑比第一端處的第二內表面的直徑大至少10％。

方面11：方面77或88的反應器，其中由第一端處的第一內表面限定的空間的面積比第二端處的第一內表面的直徑大至少10％。

方面12：方面88或9的反應器，其中由第二端處的第二內表面限定的空間的面積比第一端處的第二內表面的直徑大至少10％。

方面13：方面11-12中任一方面的反應器，其中在第一端處從第一內表面至第一縱向軸線的距離比在第二端處從第一內表面至第一縱向軸線的距離大至少10％。

方面14：方面22-13中任一方面的反應器，其中在第二端處從第二內表面至第二縱向軸線的距離比在所述第一端處從第二內表面至第二縱向軸線的距離大至少10％。

方面15：方面11-14中任一方面的反應器，其中第一內表面的錐度從第一端至第二端是恒定的。

方面16：方面22-15中任一方面的反應器，其中第二內表面的錐度從第一端至第二端是恒定的。

方面17：方面2-16中任一方面的反應器，其中反應器還包括一個或多個冷卻劑段。

方面18：方面2-17中任一方面的反應器，其中反應器還包括兩個或多個冷卻劑段。

方面19：方面2-18中任一方面的反應器，其中放熱反應是費-托反應。

方面20：一種用于生產烴的方法，其包括以下步驟：a)提供方面1-19中任一方面的反應器，其中第一和/或第二一個或多個催化劑保持區(qū)的第一和/或第二內部空間包括適于催化放熱反應的催化劑：b)通過使合成氣從第一端流動至第二端通過第一和/或第二一個或多個催化劑保持區(qū)的第一和/或第二內部空間將合成氣與適合于催化放熱反應的催化劑接觸；和c)在第一和/或第二一個或多個催化劑保持區(qū)的第二端收集第一產物，其中第一產物包括烴。

方面21：方面2020的方法，其中催化劑分布在從第一端至第二端處的整個第一和/或第二一個或多個催化劑保持區(qū)。

方面22：方面20或2121的方法，其中合成氣在3巴至25巴的壓力下流動。

方面23：根據方面20-22中任一方面的方法，其中第一產物包括至少50％的烴。

方面24：方面20-23中任一方面的方法，其中第一產物包括小于5％的蠟。

方面25：方面2020-24中任一方面的方法，其中至少30％的合成氣被轉化為第一產物。

方面2020-25中任一方面的方法，其中放熱反應是費-托反應。

實施例

提出以下實施例以便為本領域普通技術人員提供如何制備和評估本文所述和所要求的化合物、組合物、制品、裝置和/或方法的完整公開和描述，并且旨在純粹是示例性的，且不旨在限制發(fā)明人認為是其發(fā)明的范圍。已經努力確保關于數字(例如數量、溫度等)的準確性，但應考慮到一些錯誤和偏差。除非另有說明，否則份量為重量份，溫度為℃或環(huán)境溫度，壓力為大氣壓或接近大氣壓。具有反應條件(例如組分濃度、所需溶劑、溶劑混合物、溫度、壓力和可用于優(yōu)化從所述方法獲得的產物純度和產率的其它反應范圍和條件)的各種變化和組合。只有合理和常規(guī)的實驗才能優(yōu)化這種方法條件。

1.實施例1

本實施例描述了本文所述的示例反應器和方法的建模數據。

圖2示出具有第一催化劑區(qū)和第二催化劑區(qū)和一個冷卻段的反應器。圖5示出圖2所示的反應器的建模溫度曲線。如圖所示，具有第一催化劑區(qū)和第二催化劑區(qū)兩者的反應器的溫度曲線不包括溫度峰，而常規(guī)多管式固定床反應器確實包括如建模的溫度峰。

圖3示出具有第一催化劑區(qū)和第二催化劑區(qū)和兩個冷卻段的反應器。圖6示出與圖2所示的反應器的模擬溫度曲線相比的圖3所示的反應器的建模溫度曲線。如圖所示，與具有第一催化劑區(qū)和第二催化劑區(qū)和一個冷卻段的反應器相比，具有第一催化劑區(qū)和第二催化劑區(qū)兩者和兩個冷卻段的反應器的溫度曲線具有更恒定的建模溫度。具有多于一個冷卻區(qū)域(例如兩個冷卻區(qū)域)的優(yōu)點是增強反應器下半部分(或最后三分之一)的溫度控制。