專利名稱：：一種用于放熱加壓催化反應的方法及其反應器的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于化學反應工程
技術領域：
，具體的說，涉及一種用于放熱加壓催化反應的方法及其反應器，特別涉及一種用于合成甲醇、氨、二甲醚等催化反應的方法及其反應器。
背景技術：
：眾所周知，對于合成甲醇、氨、二甲醚等的催化反應過程一般采用固定床催化反應器。為了降低反應器床層阻力，提高空速和增加生產(chǎn)能力而采用固定床徑向催化反應器。另外，對于由加壓下合成甲醇、氨和二甲醚等這類氣固相催化放熱反應，隨著反應過程的進行，不斷放出的反應熱會使催化劑層溫度提高，為了提高反應過程的效率，往往需要及時把反應熱移出以降低反應溫度。在工業(yè)反應器中廣為使用的一種是具有段間換熱的多段絕熱反應器，段間采用原料氣直接或者中間介質(zhì)間接換熱的方式來降低反應溫度，但這種反應器因原料氣直接換熱降低了反應物濃度，同時反應熱也沒有充分利用，而間接換熱使反應溫度偏離最佳溫度曲線過多，影響了反應過程的效率。在工業(yè)反應器中廣為使用的另一種英國專利GB689214公開的具有連續(xù)換熱的管殼式軸向固定床反應器，床層內(nèi)由于連續(xù)換熱，床層內(nèi)溫度較均一，又稱之為擬等溫軸向固定床反應器，該類反應器不但反應溫度均勻，轉化率較高，反應副產(chǎn)物少，原料消耗低，空時產(chǎn)率較高，而且可以充分利用反應熱，在工業(yè)生產(chǎn)中使用廣乏，但是它的反應器容積利用率僅為1/3左右，由于受設備加工限制，反應器直徑不能過大，致使反應器床層高度很高，造成床她阻力大、單位催化劑的比換熱面積很低的眾多缺陷，而且化工生產(chǎn)裝置的單系列大型化趨勢出現(xiàn)后，大直徑反應器在加工、制造、運輸中均存在目前難以克服的困難。因此，為了提高反應效率，減少反應器內(nèi)的壓降損失，盡可能的回收高溫位熱量，充分延長催化劑的使用壽命，更能滿足反應器大型化的需求，不少工程技術人員開發(fā)了床層內(nèi)換熱的徑向固定床催化反應器。美國專利US4321234公開了一種徑向流動固定床催化反應器，給出了流體的流動方式和冷卻管的排列方式，克服了列管式固定床反應器床層阻力大的缺點，又能有效的利用反應熱，但是反應器內(nèi)存在較嚴重的流體分布不均勻問題，且催化劑不能得到充分利用。日本專利JP59162942和中國專利CN1054430則公開了一種利用插管換熱的徑向流動固定床催化反應器，同樣存在徑向床層流體分布不均勻，比較影響催化劑利用率，反應器結構復雜，催化劑裝卸困難等缺陷。美國專利US7055583和中國專利CN1571697公開了一種徑向流動等溫固定床催化反應器中的換熱單元，采用板式換熱器，換熱單元一體化設計但結構復雜，工程實施頗為困難。中國專利CN1788835公開了一種橫向流管式換熱反應設備，反應器臥式放置，換熱管橫向排列，反應物流從上向下橫向流動并與之換熱，降低了反應器的阻力，但是反應物流分布不均，催化劑裝卸困難，反應器內(nèi)滑動管板密封困難。中國專利CN2880821公開了一種懸掛式水管等溫徑向反應器，同樣存在反應器結構復雜，催化劑裝卸困難等缺陷。中國專利CN2291201和CN2355787公開了一種徑向流動副產(chǎn)蒸汽的固定床催化反應器，其冷管分別為直管或盤管，直管傳熱效果差，而盤管加工復雜，床層更難以達到適宜的溫度分布。目前生產(chǎn)中工業(yè)中主要甲醇反應器類型指標的比較表見表1。表l、主要甲醇反應器類型指標的比較表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>總而言之，上述各專利的反應器大都為流體由外向內(nèi)呈向心式流動的z型徑向反應器。分流流道位于反應器外筒壁一側，由于外壁的熱損失，將嚴重影響徑向反應器的床層軸向溫度分布，不均勻的床層溫度，使催化劑的效率下降；而向心式的Z型流動，反應器往往只能采用末端控制的徑向流體均布技術(即中心管分布器的控制)，則會使徑向床流體流動的均勻度下降，不均勻的流動更難以使催化反應過程實現(xiàn)優(yōu)化。考察了上述反應器結構、換熱方式和反應氣體的流動方式，歸納存在如下問題'1、反應氣體由外向內(nèi)、由上向下流動，呈向心式Z型，流體的徑向流動過程靠中心管分布器控制，為此難以達到全床層的流體均布，或者不得不采用控制壓降很大的氣體分布器，將會使徑向反應器低壓降的特點大部丟失。橫向管式換熱的臥式設置，流體分布更難均勻。2、反應器內(nèi)傳統(tǒng)換熱管徑向傳熱效果較差；插管換熱的徑向反應器大直徑制造困難；而采用板式換熱單元結構復雜，加工難度高，又將使徑向反應器宜于大型化的特點丟失。3、傳統(tǒng)徑向反應器采用由外向內(nèi)的向心式，反應氣體在筒體與外分布筒之間的分流流道內(nèi)流動，由于熱量損失產(chǎn)生溫差變化，會導致床層軸向產(chǎn)生頗大的溫度差異。4、大多數(shù)徑向反應器采用了向心式流動，流體流動速度沿半徑方向逐漸加快，對那些嚴重受平衡制約的化學反應，其后期反應速度又顯著變慢，二者不相匹配，將會影響徑向反應器效率。
發(fā)明內(nèi)容本申請的發(fā)明人通過研究，對于放熱的加壓固定床氣固相催化反應，找到一種優(yōu)化的反應方法，反應氣體在反應器內(nèi)呈離心式的z型或n型流動，同時采用了強化徑向傳熱的措施以及將徑向傳熱過程與反應過程相適應的催化床最佳溫度分布的方法，不僅可以使軸徑向流體分布均勻、降低反應器壓降、提高催化床換熱效率和提高催化劑利用率，而且適合反應裝置大型化加工、制造和運輸，同時解決了現(xiàn)有反應器中的技術難題，也克服了現(xiàn)有技術存在的上述缺陷。因此，本發(fā)明的首要目的就在于提供一種用于放熱加壓催化反應的方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種能實現(xiàn)上述催化反應方法的反應器。本發(fā)明需要解決的技術問題是-(1)提供一種優(yōu)化的用于合成甲醇、氨、二甲醚等放熱反應的床層內(nèi)換熱式固定床氣固徑向催化反應裝置，催化劑利用率高，床層壓降低，反應氣體沿軸向均勻分布，催化劑裝填系數(shù)高等特點，更適合反應裝置大型化加工、制造和運輸。(2)反應器內(nèi)換熱單元結構簡單，采用有效措施強化徑向錯流傳熱，提高催化床內(nèi)的換熱效果，單位催化床的比傳熱面積小。(3)采用優(yōu)化的流體均布方法和流體均布控制技術，釆用有利全程流體均布的始、末端雙邊控制技術，采用最佳分流和集流流道的組合流體控制技術等低壓降流體均布技術，滿足大直徑的大型徑向反應器技術要求。(4)避免了反應氣體在近外壁分流流道中的熱損失，使催化床層的軸向溫度更為均勻。(5)反應器采用了由內(nèi)向外流動的離心式，反應氣體沿半徑流速逐漸變緩的過程與受平衡制約的化學反應變慢的過程相匹配，有利于催化反應效率的優(yōu)化；因此，本發(fā)明的構思是這樣的1.反應氣體采用由內(nèi)向外、由上向下流動的Z型或由上向上、由下向下的n型流動方式；且采用流體流動的始、末端雙邊控制技術，使流體徑向流過催化床層實現(xiàn)全程的流體分布均勻；2.優(yōu)化了分流流道和集流流道的流道截面設計，優(yōu)化了其流道內(nèi)的靜壓分布，達到了可使用低壓降的氣體分布器，進一步降低了徑向反應器的壓降；3.根據(jù)反應過程設計高效換熱單元，讓換熱速率與反應速率相匹配，實現(xiàn)床層內(nèi)的溫度分布最佳化，能顯著提高反應器的效率；4.氣體由內(nèi)向外作離心式流動，避免了反應器筒體熱損失所造成的催化床軸向溫度的差異；5.氣體由內(nèi)向外作離心式流動，沿半徑方向流速變緩過程與受平衡制約的化學反應的后期速度慢的特點相吻合，更有利于提高催化反應的效率。根據(jù)上述構思，本發(fā)明提出如下所述的技術方案本發(fā)明所述的用于放熱加壓催化反應的方法可在以下所提供的工藝參數(shù)條件，在一種離心式徑向反應器中進行。所述的離心式徑向催化反應器包括一個能承受壓力的殼體、進料管、出料管、內(nèi)分布筒、外分布筒、催化劑支撐底板和催化劑卸料管，以及至少一個冷卻水進口、至少一個冷卻水出口和由供冷卻水流動的一系列冷卻管。其中殼體由圓柱形筒體、上封頭和下封頭組成，所述的Z型反應器反應氣體進口和冷卻水出口置于殼體上封頭，而反應氣體出口和冷卻水進口置于殼體下封頭上；所述的n型反應器反應氣體進口、出口和冷卻水出口置于殼體上封頭，而冷卻水進口置于殼體下封頭上；或者反應氣體進口、出口和冷卻水進口置于殼體下封頭上，而冷卻水出口置于殼體上封頭。在圓柱形筒體內(nèi)包括與圓柱形筒體同軸設置的，由內(nèi)向外依次排列上部側壁不開孔的多孔壁內(nèi)分布筒和多孔壁外分布筒或扇形筒，內(nèi)分布筒和外分布筒置于底部弧形的催化劑支撐底板或下封頭上，形成一個環(huán)形催化劑床，內(nèi)分布筒和外分布筒在催化劑床相應部分開有小孔；所說的多孔壁筒為由多孔厚板緊貼多孔薄板，或由多孔厚板和多孔薄板中間用支撐條架空，或由多孔厚板緊貼格柵組成的各種結構；所說多孔厚板的開孔率上下相同或上下不同；所述內(nèi)分布筒與置于上封頭上的進料口通過設置的膨脹結相連通，構成反應氣體分流流道。內(nèi)分布筒與外分布筒之間的催化劑床上方設催化劑封，催化劑封頂部裝填一定厚度的惰性固體顆粒材料。外分布筒或扇形筒上端通過填料密封函于固定于上封頭的環(huán)形密封板相連接，并與圓柱形筒體側壁之間構成反應氣體集流流道，反應氣體集流流道通過催化劑支撐底板和下封頭間的空間與置于下封頭的出料口相連通。內(nèi)分布筒的開孔高度和外分布筒或扇形筒的開孔高與催化劑床層高度一致。催化劑床層內(nèi)設置與分布筒同圓且等三角形排列的系列冷卻管，冷卻管的高度與催化劑裝填高度相當，冷卻水通過下封頭的冷卻水進口，并經(jīng)過分配環(huán)管進入冷卻管，在床層內(nèi)換熱后，再經(jīng)集流環(huán)管，進入位于上封頭的冷卻水出口。圖1:本發(fā)明所述離心式Z型流動換熱式徑向催化反應器結構示意圖。圖2:本發(fā)明所述一種離心式n型流動換熱式徑向催化反應器結構示意圖。圖3:本發(fā)明所述另一種離心式n型流動換熱式徑向催化反應器結構示意圖'圖4:本發(fā)明所述離心式反應器結構橫截面示意圖。圖5:—種扇形筒示意圖。圖6:—種多孔壁示意圖。圖7:—種格柵示意圖。圖8:—種人字形多孔薄板示意圖。圖9:一種雙翅片冷卻管示意圖。圖10:—種單翅片冷卻管示意圖。圖ll:一種單翅片冷卻管布局示意圖。圖號說明2—反應氣體分流流道；6—外分布筒；IO—冷卻水入口；14一催化劑封；18—膨脹結22—橫向支撐；21-2—人字形多孔薄板；l一進料口；5—內(nèi)分布筒；9一催化劑支撐板13—冷卻管；17—環(huán)形密封板;21—多孔薄板；21-1—格柵；3—反應氣體集流流道;7—圓柱形筒體；ll一出料口；15—集流環(huán)管；19一多孔厚板；23—條形絲；4一催化劑床；8—分配環(huán)管；12—催化劑卸料管;16—冷卻水出口；20—分布孔；具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明，所繪附圖只是幫助理解本發(fā)明，其并不限制本發(fā)明的保護范圍-如圖1所示，本發(fā)明的離心式Z型流動固定床床層內(nèi)換熱式徑向催化反應器包括一圓柱形筒體7和容器內(nèi)催化床4，在該圓柱形筒體的上封頭上設有進料口1，下封頭上設有出料口11和催化劑卸料管12。在圓柱形筒體7內(nèi)包括與圓柱形筒體7同軸設置的，由內(nèi)向外依此排列上部側壁不開孔、下部開孔高度為H的多孔壁內(nèi)分布筒5和上部側壁不開孔、下部開孔高度為H'的多孔壁外分布筒6;內(nèi)分布筒5和外分布筒6置于底部弧形的催化劑支撐底板9上，其間的環(huán)形空間即為催化劑床4。所述內(nèi)分布筒5與置于圓柱形筒體7頂部的進料口1通過膨脹結18相連通，構成反應氣體的分流流道2;多孔壁外分布筒6通過填料函與密封環(huán)板17相連接，并與圓柱形筒體7側壁之間形成反應氣體集流流道3，或由扇形筒6'本身構成反應氣體集流流道3，反應氣體集流流道3通過催化劑支撐板9與底部封頭間的空間，與置于圓柱形筒體7下封頭上的出料口11相連通，反應氣體集流流道3的橫截面積與反應氣體分流流道2的橫截面積之比值以13為宜；所述的催化床4上部設有一段催化劑封14和惰性顆粒材料，催化劑封14的高度AH為床層高度的0.030.15倍，惰性顆粒材料的厚度為床層徑向厚度的0.10.5倍；外分布筒6的開孔高度H為催化床的有效高度，上端與內(nèi)分布筒5的開孔區(qū)一致。圖2所示為本發(fā)明所說的離心式n型流動換熱式徑向催化反應器，其進料口l和出料口11設在該圓柱形筒體的上封頭上。圖3所示為另一種離心式n型流動換熱式徑向催化反應器，其反應氣的進料口l和出料口11設在該圓柱形筒體的下封頭上。圖4所示為離心式徑向催化反應器的截面示意圖，反應氣體集流流道4為圓柱形筒體7側壁和多孔壁外分布筒6構成或由扇形的多孔中空元件本身構成。圖5所示為扇形筒6'的示意圖，扇形筒6'頂端密封，上部催化劑封處不開孔。圖6、圖7和圖8所示為多孔壁結構示意圖，圖6所示的多孔壁內(nèi)分布筒5和6是由多孔厚板19和多孔薄板21-2中間用橫向和縱向支撐條架空巻制而成，多孔薄板的開孔率為2040%;圖7所示為由多孔厚板19和格柵21-1組成的雙層緊貼結構巻制而成，格柵的空隙率為2550%;所述的多孔厚板19的開孔率為0.5%5%，多孔厚板19的開孔20采用由上至下的均勻開孔，也可根據(jù)氣體分布需要采用變開孔率技術。由于本發(fā)明實施了反應氣體進入床層的始端控制技術和流出床層的終端控制技術，使得流體流過床層時更加穩(wěn)定和均勻。始端控制的阻力損失是終端控制的阻力損失的L55倍，由此外分布筒的開孔率為內(nèi)分布筒的L23倍；這樣可以降低反應器流體分布的控制壓降，使反應氣體分布器的控制壓降僅為催化床層壓降的1050%或更低，在實現(xiàn)較低控制壓降的同時，保證了反應氣體沿軸向的均勻分布。為了提高催化過程反應效率，并盡可能的回收熱量或合理利用熱量，充分延長催化劑的使用壽命。本發(fā)明的反應器內(nèi)設置冷卻管13，冷卻管的高度與催化劑裝填高度相當，冷卻水通過下封頭的冷卻水進口10，并經(jīng)過分配環(huán)管8進入冷卻管13，在床層內(nèi)換熱后，再經(jīng)集流環(huán)管15，進入位于上封頭的冷卻水出口16。冷卻管13在催化劑床層內(nèi)的層數(shù)根據(jù)反應過程的特點設置，按同心圓等三角形方式排列，圖l、2、3中左部為簡化起見沒有示出，所示數(shù)量并不代表實際情況。冷卻管13可以是直管，為增加傳熱效果，也可使用圖9的雙翅片管和圖IO所示的單翅片管結構。翅片管的翅片高度L是管徑D的0.20.8倍，優(yōu)選0.5D。圖U所示為一種單翅片管的布管方式，圓管翅片的方向與反應器內(nèi)反應物料的徑向流動方向一致。實施例1原料氣中組成為CO13.3%、C024.96%、H275.62%、CH40.98%、Ar+N24.75%、CH3OH0.34%,氣體空速6500h"，反應溫度為210260°C、反應壓力為8MPa的甲醇合成反應工藝采用圖l、圖2或圖3所示三種方式中的任意一種方式實施。得到的產(chǎn)物氣體中組成為CO7.30%、C025.11%、H270.1%、CH41.21%、Ar+N25.71%、CH3OH9.89%、H200.68%;反應器內(nèi)床層溫度沿軸向差別小于士2'C,氣體流量沿軸向分布偏差小于±2%，反應器壓降小于0.2MPa，空時產(chǎn)率0.78t/m3.h，換熱管所占催化劑床層橫截面的比例小于30%，床層溫度分布接近最佳溫度分布曲線，日產(chǎn)甲醇3000噸。實施例2原料氣中組成為CO13.4%、C024.96%、H275.63%、CH40.98%、Ar+N24.75%、CH3OH0.32%，氣體空速6500h'1，反應溫度為210260°C、反應壓力為10MPa的甲醇合成反應工藝采用圖l、圖2或圖3所示三種方式中的任意一種方式實施。得到的產(chǎn)物氣體中組成為CO6.58%、C025.24%、H269.3%、CH41,32%、Ar+N25.82%、CH3OH10.85%、H2O0.89%;反應器內(nèi)床層溫度沿軸向差別小于士2。C，氣體流量沿軸向分布偏差小于±2%，反應器壓降小于0.2MPa，空時產(chǎn)率0.79t/m3.h，換熱管所占催化劑床層橫截面的比例小于30%，床層溫度分布接近最佳溫度分布曲線，日產(chǎn)甲醇3000噸。反應氣體由反應氣體進口1進入內(nèi)分布筒5構成的分流流道2，通過內(nèi)分布筒5上的內(nèi)分布孔20徑向流入徑向床層區(qū)4，進而由內(nèi)向外通過外分布筒6進入反應氣體集流通道3作離心流動，然后沿集流流道3經(jīng)過催化劑支撐板9和下封頭之間的空間進入反應氣體的出料口ll流出。床層溫度由通過冷卻入口10，再經(jīng)過環(huán)形分布器8進入冷卻管的冷卻水飽和水在冷卻管內(nèi)的汽化吸熱控制，氣液混合物經(jīng)環(huán)形收集器15，然后由冷卻水出口16流出。采用本發(fā)明所述的反應方法及其反應器，與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點1.離心式流動的始、末端雙邊共同控制的均布技術，完全能保證反應氣體沿軸向均勻分布；2.反應氣體由中心向外離心流動，位于中心分流流道幾乎無熱損失，保證了反應器內(nèi)軸向溫度均勻；3.反應氣體在床層沿徑向作離心式流動，其流程的后期徑向流速明顯趨緩，與受平衡制約的化學反應過程的末期反應速度顯著下降相一致，有利于催化反應效率的提高；4.冷卻管使用翅片式結構，強化了徑向傳熱的效果，使單位催化劑床層的冷管數(shù)減少。5.該反應器具有床層溫度沿軸向差別小，沿軸向氣體分布均勻度高，反應器壓降低，催化劑的空時產(chǎn)率高，單位催化劑的比換熱面積小，床層溫度分布接近最佳溫度分布曲線，反應轉化率高的特點。6.由于軸向反應器無法具有徑向反應器的可以不增大直徑而成倍增加高度的優(yōu)勢，所以本發(fā)明方法所述的徑向反應器易于加工和制造，便于運輸，更適宜于單體設備大型化的要求，催化劑裝卸也十分方便。權利要求1、一種用于放熱加壓催化反應的方法，其特征在于，在氣固相固定床催化反應器內(nèi)，換熱為床層內(nèi)進行，反應氣體的流動方式為由內(nèi)向外的離心式。2、如權利要求1所述的反應方法，其特征在于，在氣固相固定床催化反應器內(nèi)，所述的反應氣體的流動方式為，在反應器內(nèi)分流流道和集流流道的流動為上進下出的Z型、上進上出的n型或下進下出的n型。3、如權利要求l或2所述的反應方法，其特征在于，所述的反應器包括一圓柱形筒體(7)和筒體內(nèi)催化床(4)，在該圓柱形筒體(7)的封頭上設有反應氣體進料口(1)、反應氣體出料口(11)、冷卻水的入口(10)、冷卻水的出口(16)和催化劑卸料管(12);在圓柱形筒體(7)內(nèi)包括與圓柱形筒體(7)同軸設置的，由內(nèi)向外依次排列多孔壁圓形內(nèi)分布筒(5)、冷卻管(13)和多孔壁結構的圓形外分布筒(6);所述多孔壁內(nèi)分布筒(5)上部側壁不開孔，內(nèi)分布筒(5)通過膨脹節(jié)(18)與置于圓柱形筒體(7)頂端的反應氣體進口(1)相連通，構成反應氣體的分流流道(2);內(nèi)分布筒(5)與外分布筒(6)置于催化劑弧形支撐板(9)之上，并一起形成環(huán)形催化床(4)，換熱管束(13)置于催化床(4)內(nèi)；多孔壁外分布筒(6)與位于上封頭的密封環(huán)板(17)相連接，并與圓柱形筒體(7)側壁之間的環(huán)隙空間構成反應氣體集流流道(3)，并通過催化劑弧形支撐板(9)與下封頭之間的空間，與置于圓柱形筒體(7)下封頭的反應氣體出料口(11)相連通；置于催化床(4)內(nèi)冷卻管束(13)在底部通過分流分配管(8)與冷卻水的入口(10)相聯(lián)接，在頂部通過集流分配管(15)和冷卻水的出口(16)相聯(lián)接，構成冷卻水的流動流道。4、權利要求13任一所述方法所用的反應器，其特征在于，該反應器包括一圓柱形筒體(7)和筒體內(nèi)催化床(4)，在該圓柱形筒體(7)的封頭上設有反應氣體進料口(1)、反應氣體出料口(11)、冷卻水的入口(10)、冷卻水的出口(16)和催化劑卸料管(12);在圓柱形筒體(7)內(nèi)包括與圓柱形筒體(7)同軸設置的，由內(nèi)向外依次排列多孔壁圓形內(nèi)分布筒(5)、冷卻管(13)和多孔壁結構的圓形外分布筒(6);所述多孔壁內(nèi)分布筒(5)上部側壁不開孔，內(nèi)分布筒(5)通過膨脹節(jié)(18)與置于圓柱形筒體(7)頂端的反應氣體進口(1)相連通，構成反應氣體的分流流道(2);內(nèi)分布筒(5)與外分布筒(6)置于催化劑弧形支撐板(9)之上，并一起形成環(huán)形催)置于催化床(4)內(nèi)；多孔壁外分布筒(6)與位于上封頭的密封環(huán)板(17)相連接，并與圓柱形筒體(7)側壁之間的環(huán)隙空間構成反應氣體集流流道(3)，并通過催化劑弧形支撐板(9)與下封頭之間的空間，與置于圓柱形筒體(7)下封頭的反應氣體出料口(11)相連通；置于催化床(4)內(nèi)冷卻管束(13)在底部通過分流分配管(8)與冷卻水的入口(10)相聯(lián)接，在頂部通過集流分配管(15)和冷卻水的出口(16)相聯(lián)接，構成冷卻水的流動流道。5、如權利要求4所述的反應器，其特征在于，在所述的圓柱形筒體(7)的上封頭上設有反應氣體進料口(O和冷卻水的出口(16)，下封頭上設有反應氣體出料口(11)、冷卻水的入口(10)和催化劑卸料管(12);反應氣體沿床層徑向由內(nèi)向外流動呈離心式，反應氣體在分流流道(2)和集流流道(3)內(nèi)均呈由上向下的同向流動的Z型。6、如權利要求4所述的反應器，其特征在于，在所述的圓柱形筒體(7)的上封頭上設有反應氣體進料口(1)、反應氣體出料口(11)和冷卻水的出口(16)，下封頭上設有冷卻水的入口(10)和催化劑卸料管(12);反應氣體沿床層徑向由內(nèi)向外流動呈離心式，反應氣體在分流流道(2)內(nèi)由上向下流動而集流流道(3)內(nèi)由下向上流動，徑向反應器為n型結構。7、如權利要求4所述的反應器，其特征在于，所述的圓柱形筒體(7)的下封頭上設有反應氣體進料口(1)、反應氣體出料口(11)、冷卻水的入口(10)和催化劑卸料管(12)，上封頭上設有冷卻水的出口(16);反應氣體沿床層徑向由內(nèi)向外流動呈離心式，反應氣體在分流流道(2)內(nèi)由下向上流動而集流流道(3)內(nèi)則由上向下流動，徑向反應器為n型結構。8、如權利要求4、5、6或7所述的反應器，其特征在于，組成反應氣體的集流流道(3)與反應氣體的分流流道(2)之間的面積比為0.55。9.如權利要求4、5、6或7所述的反應器，其特征在于，組成分流流道(2)的內(nèi)分布筒(5)的多孔厚板(19)的開孔(20)采用由上至下的均勻開孔，開孔率為0.5~5%。10、如權利要求4、5、6或7所述的反應器，其特征在于，集流流道(3)由外筒壁(7)和外分布筒(6)組成；組成外分布筒(6)的多孔厚板(19)的開孔(20)采用由上至下的均勻開孔，開孔率為3~30%。11、如權利要求4、5、6或7所述的反應器，其特征在于，其內(nèi)分布筒(5)和外分布筒(6)的多孔壁結構為多孔厚板(19)緊貼人字形多孔薄板(21-2)，或由人字形權利要求書第3/3頁多孔厚板(19)和多孔薄板之間用支撐條架空的結構，或由多孔厚板(19)和格柵(21-1)組成的雙層緊貼結構，多孔薄板的開孔率為2040%，格柵的空隙率為2050%。12、如權利要求4、5、6或7所述的反應器，其特征在于，內(nèi)分布筒(5)和外分布筒筒(6)上部側壁不開孔區(qū)AH形成催化劑封，AH的高度為催化床層高的315M。13、如權利要求4、5或7所述的反應器，其特征在于，集流流道(3)由扇形筒(6')組成；扇形筒(6')為隔柵(21-1)的支撐結構，開孔率為2050%，扇形筒(6')的頂端密封，上部側壁不開孔區(qū)AH形成催化劑封，AH的高度為催化床層高的3~15%。14、如權利要求4、5、6或7所述的反應器，其特征在于，催化床(4)內(nèi)的換熱管束(13)為普通圓管，圓管直徑為20mm100mm;或為雙翅片或單翅片(24)的圓管，圓管直徑為20mm100mm，翅片高度為圓管直徑的20~100%,圓管翅片的排列方向與反應器內(nèi)反應物料的徑向流動方向一致。全文摘要本發(fā)明提供一種用于放熱加壓催化反應的方法及其反應器。該方法及反應器采用一帶有催化床(4)的圓形壓力容器(7)，氣體進口(1)位于容器(7)的封頭上與內(nèi)分布筒(5)相連接，形成反應氣體的分流流道(2)，而出口(11)與容器(7)器壁和外分布筒(6)間形成的空間相連接，形成反應氣體的集流流道(3)，外分布筒(6)和內(nèi)多孔壁筒(5)之間構成催化床(4)，其間填裝催化劑；反應氣體由內(nèi)分布筒(5)向外分布筒(6)徑向流動呈離心式。該方法及反應器具有反應氣體沿軸向分配均勻，床層溫度分布優(yōu)化，催化劑利用率高，流體經(jīng)反應器的壓降小等特點，適用于合成甲醇、氨、二甲醚等催化反應，同樣適用于其它放熱的加壓氣固相催化反應。文檔編號B01J8/02GK101254442SQ200710171920公開日2008年9月3日申請日期2007年12月7日優(yōu)先權日2007年12月7日發(fā)明者倪燕慧,劉玉蘭,吳勇強,唐黎華,朱子彬,朱學棟,李瑞江,黃震堯申請人:華東理工大學