應(yīng)物氣體。這確保貫穿反應(yīng)器的均勻轉(zhuǎn)化。通過(guò)均勻轉(zhuǎn)化和通過(guò)反應(yīng)器中 均勻的液體移動(dòng),這還有助于好的傳熱。
[0027] 用于排出產(chǎn)品的出口可以在冷卻劑室上方和/或下方。補(bǔ)充或作為替代,用于排 出產(chǎn)品的出口可以在冷卻劑室的液面上。在冷卻劑室上方的出口可以例如包括溢流堰。通 過(guò)冷卻劑室下方的出口抽出的液體可以例如基于液面控制。在液面控制的情形中,反應(yīng)器 中液體產(chǎn)品的液面提供了用于通過(guò)流量控制器抽出的設(shè)定點(diǎn)。優(yōu)選地,反應(yīng)器包括在冷卻 劑室下方的出口。當(dāng)產(chǎn)品在冷卻劑室下方排出時(shí),將沒(méi)有或幾乎沒(méi)有氣體隨液體產(chǎn)品一起 帶出。與在冷卻劑室上方排出的產(chǎn)品相比,在冷卻劑室下方排出的產(chǎn)品將因此可能包含較 少的氣態(tài)產(chǎn)品,例如H2OX4-產(chǎn)品、C02、C0和H2。在冷卻劑室下方的出口還提供排空反應(yīng)器 的可能性。
[0028] 最優(yōu)選地,產(chǎn)品的排出基于液面控制。例如,可以在冷卻劑室上方設(shè)置幾米范圍內(nèi) 的液面控制,以調(diào)節(jié)在冷卻劑室下方用于排出產(chǎn)品的出口中的閥。在所述情形下,基于冷卻 劑室上方的液面控制,液體產(chǎn)品通過(guò)冷卻劑室下方的出口排出。
[0029] 在優(yōu)選實(shí)施方案中,在根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器使用期間,即使當(dāng)沒(méi)有反應(yīng)物氣體流 入反應(yīng)器時(shí),反應(yīng)器中液體的量足夠大使得反應(yīng)器管中的催化劑浸入液體。這可以通過(guò)液 面控制裝置調(diào)節(jié)。
[0030] 在根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器使用期間,有氣體上升流或者并行的氣體和液體上升流。 [0031 ] 在優(yōu)選實(shí)施方案中,反應(yīng)器包括反應(yīng)器管以及一個(gè)或多個(gè)液體循環(huán)管。在反應(yīng)器 使用期間,反應(yīng)器管包含催化劑。液體循環(huán)管是在反應(yīng)器使用期間不含催化劑的管。液體 循環(huán)管(18)可以延伸穿過(guò)冷卻劑室(6),使得在冷卻劑室(6)下方的空間(15)與冷卻劑 室(6)上方的空間(13)之間流體相通。在使用期間,由于通過(guò)反應(yīng)器管的反應(yīng)物氣體,因 此液體在反應(yīng)器管(9)中向上轉(zhuǎn)移,并且液體在一個(gè)或多個(gè)液體循環(huán)管(18)中向下移動(dòng)。 發(fā)現(xiàn)通過(guò)使用包括液體循環(huán)管的反應(yīng)器,可以實(shí)現(xiàn)最佳的傳熱。
[0032] 反應(yīng)器可以包括不同尺寸的液體循環(huán)管作為反應(yīng)器管:它們可以具有不同的內(nèi)徑 和/或不同的長(zhǎng)度。作為替代,液體循環(huán)管可以具有與反應(yīng)器管相同的尺寸。在所述情形 下,我們可以選擇向大多數(shù)管裝入催化劑并且留下一些空的管,即在使用反應(yīng)器前使用大 多數(shù)管作為反應(yīng)器管和一些管作為液體循環(huán)管。反應(yīng)物氣體優(yōu)選不送入液體循環(huán)管。
[0033] 在可用作反應(yīng)器管的管不裝入催化劑以使用該管作為液體循環(huán)管的情形下,反應(yīng) 物氣體不送入此液體循環(huán)管。在所述情形下,因此可能需關(guān)閉氣體分配系統(tǒng)的出口,如果其 存在于管下面或者管中。
[0034] 在一個(gè)實(shí)施方案中,反應(yīng)器包括一個(gè)或多個(gè)位于反應(yīng)器殼外面的液體循環(huán)管。所 述液體循環(huán)管在兩個(gè)不同的位置穿過(guò)反應(yīng)器殼。位于反應(yīng)器殼外面的液體循環(huán)管(18)可 以在冷卻劑室(6)的上方和下方延伸穿過(guò)反應(yīng)器殼(2),使得在冷卻劑室(6)上方的空間 (13)與冷卻劑室(6)下方的空間(15)之間流體相通。這允許在反應(yīng)器使用期間液體向下 流過(guò)反應(yīng)器殼外的液體循環(huán)管。
[0035] 在優(yōu)選實(shí)施方案中,反應(yīng)器包括頂部出口 5。在所述情形下未反應(yīng)的氣體和任選地 氣態(tài)產(chǎn)品可以通過(guò)頂部出口 5離開(kāi)反應(yīng)器。如果存在,一個(gè)或多個(gè)頂部出口 5優(yōu)選位于在 冷卻劑室的上方,并且位置可以穿過(guò)冷卻劑室上方的基本垂直的反應(yīng)器殼和/或位置可以 穿過(guò)反應(yīng)器頂部的拱頂。頂部出口優(yōu)選包括噴嘴。
[0036] 在優(yōu)選實(shí)施方案中,反應(yīng)器包括穿過(guò)反應(yīng)器頂部的拱頂?shù)捻敳砍隹诤驮陧敳砍隹?下面的反應(yīng)器中的氣-液分離器,例如除霧器或旋風(fēng)器。氣-液分離器可用于限制通過(guò)頂 部出口離開(kāi)反應(yīng)器的材料的量,并且增加通過(guò)產(chǎn)品出口離開(kāi)反應(yīng)器的材料的量。
[0037] 本發(fā)明的反應(yīng)器尤其適合于進(jìn)行費(fèi)托工藝。當(dāng)用作費(fèi)托反應(yīng)器時(shí),根據(jù)本發(fā)明的 反應(yīng)器使得通過(guò)延伸穿過(guò)冷卻劑室(6)的至少兩個(gè)反應(yīng)器管(9),在冷卻劑室(6)下方的空 間(15)與冷卻劑室(6)上方的空間(13)之間的合成氣和流體烴能夠流體相通。
[0038] 當(dāng)用作費(fèi)托反應(yīng)器時(shí),合成氣轉(zhuǎn)化成烴。在反應(yīng)器操作條件下,轉(zhuǎn)化產(chǎn)物可以在液 相或者部分液相和部分氣相中。
[0039] 在正常工作期間,反應(yīng)器管裝入液體產(chǎn)品并且反應(yīng)物氣體起泡通過(guò)液體產(chǎn)品。通 過(guò)液體產(chǎn)品獲得從催化劑到冷卻劑室的這種最佳傳熱方式。以這種方式還可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)物 到催化劑結(jié)構(gòu)的良好轉(zhuǎn)移。在作為費(fèi)托反應(yīng)器的正常操作期間,反應(yīng)器管裝入液體烴并且 合成氣起泡通過(guò)液體烴。通過(guò)液體烴獲得從催化劑到冷卻劑室的這種最佳傳熱方式。
[0040] 冷卻劑優(yōu)選通過(guò)在冷卻劑室下側(cè)的一個(gè)或多個(gè)入口送入冷卻劑室,并且優(yōu)選通過(guò) 在冷卻劑室上側(cè)的一個(gè)或多個(gè)出口離開(kāi)冷卻劑室。非常合適的冷卻劑是水和/或蒸汽。沸 水可以通過(guò)具有蒸汽鼓的自然循環(huán)熱虹吸系統(tǒng)循環(huán)。作為替代,可以使用沸騰烴例如煤油 作為冷卻劑。
[0041] 根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器包含高度多孔催化劑。催化劑具有至少Imm的尺寸。具有至 少Imm的尺寸的催化劑被定義為具有至少Imm的最長(zhǎng)內(nèi)部直線長(zhǎng)度的催化劑。當(dāng)具有足夠 的尺寸時(shí),高度多孔催化劑可以固定在反應(yīng)器管中。
[0042] 催化劑優(yōu)選包含多孔體和催化劑材料。催化劑也被稱為催化劑體。多孔體充當(dāng)催 化劑材料用的載體。催化劑材料包含載體和催化活性組分或用于其的前體。通過(guò)使其經(jīng)受 氫或含氫氣體,可以使催化活性組分的前體具有催化活性。
[0043] 對(duì)于此規(guī)格,催化劑或催化劑體被定義為催化活性的體或者通過(guò)使其經(jīng)受氫氣或 含氫氣體,可以使其具有催化活性的體。例如,金屬鈷在費(fèi)托反應(yīng)中是催化活性的。在催化 劑或催化劑體包含鈷化合物的情形下,通過(guò)使其經(jīng)受氫或含氫氣體,鈷化合物可以轉(zhuǎn)化成 金屬鈷。經(jīng)受氫或含氫氣體有時(shí)被稱為還原或活化。
[0044] 當(dāng)催化劑被稱為包含一定量的催化活性金屬時(shí),參考當(dāng)為金屬形式時(shí)催化活性的 催化劑中金屬原子的量。例如包含鈷化合物的催化劑因此被認(rèn)為是具有一定量的催化活性 鈷原子的催化劑。因此催化劑包含一定量的催化活性金屬,與其的氧化態(tài)無(wú)關(guān)。
[0045] 多孔體可以為規(guī)則或不規(guī)則形狀,或者它們的混合物。這些包括圓柱體、立方體、 球體、卵形體和其它成型多邊形體。
[0046] 在優(yōu)選實(shí)施方案中,多孔體具有選自紗網(wǎng)、蜂窩、整料、海綿、泡沫、網(wǎng)格、絲網(wǎng)、箱 結(jié)構(gòu)和編織墊形式,或者這些的任意組合的形式或形狀。
[0047] 多孔體可以是一些形式例如上面列出的那些的組合。例如,多孔體可以由蜂窩形 材料制成并且具有環(huán)形外形。另一個(gè)例子是由編織墊制成的圓柱體。
[0048] 多孔體可由能夠承受反應(yīng)器內(nèi)條件的任何惰性材料制成。多孔體可由難熔氧化 物,例如氧化鈦、二氧化硅、氧化鋁制成。多孔體優(yōu)選由金屬,例如不銹鋼、鐵或銅制成。
[0049] 多孔體中的孔隙率,即催化劑材料施加在多孔體上之前多孔體的內(nèi)空隙度為 50 - 98體積% ;優(yōu)選地內(nèi)空隙度為少于95體積% ;優(yōu)選地內(nèi)空隙度為多于60體積%,更 優(yōu)選多于70體積%,甚至更優(yōu)選多于80體積%,并且最優(yōu)選多于90體積%,基于多孔體的 圓周體積計(jì)算。
[0050] 催化劑或催化劑體,即包括催化劑材料和多孔體的孔隙率為至少50體積%并且 優(yōu)選至少65體積%,更優(yōu)選約85體積%,基于催化劑體的圓周體積計(jì)算。
[0051] 原位在