[发明专利]多床催化反应器

权利要求书

1.反应器，包括用于将反应物气态流转化成气态产物流的多个催化床(C1、C2、C3)，其中：

所述催化床具有由外圆柱形壁和内圆柱形壁界定的圆柱形环形形状；

根据从反应器的入口至出口的气态流的路径，将所述催化床顺序地从第一床(C1)至最后床(C3)布置在压力容器(1)内，使得对于每对的连续床，在该对的连续床的下游床中进一步处理该对的连续床的上游床的流出气体；

其中所述催化床总共具有体积V，并且所述序列中的每个第i个床具有体积V(i)；

其中，在所述序列中的第i位置中的每个床具有径向宽度R(i)和轴向长度B(i)，所述长度B沿着所述环形床的径向对称的中心轴线测量；

所述反应器的特征在于，所述第一床(C1)满足以下条件：

L(1)*(V/V(1))等于或大于50

其中：

L(1)为所述第一床的长细比，计算为B(1)/(R(1)；

V(1)是所述第一床的体积。

2.根据权利要求1所述的反应器，其中，所述第一床满足以下条件：

L(1)*(V/V(1))大于55，优选大于60，优选大于70。

3.根据权利要求1所述的反应器，其中，所述第一床满足以下条件：

L(1)*(V/V(1))是在50至1000、优选50至150、更优选60至110以及甚至更优选70至100的范围内。

4.根据前述权利要求中任一项所述的反应器，其中，所述第一床的长细比L(1)为至少10。

5.根据权利要求4所述的反应器，其中，所述第一床的所述长细比L(1)在10至50、优选10至30、并且更优选10至15的范围内。

6.根据前述权利要求中任一项所述的反应器，其中，所有的所述催化床具有共同的外径，并且所述第一床具有比其他床的径向更小的径向宽度。

7.根据前述权利要求中任一项所述的反应器，其中，所述序列中从第一床至最后一个床的每个床，具有大于所述序列中的前一个床的体积，即V(i+1)大于V(i)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的反应器，其中，所述序列的所述第一床的体积不大于所述床的总体积的15％，即比率V(i)/V不大于0.15。

9.根据前述权利要求中任一项所述的反应器，其中，所述催化床根据其序列次序，一个在另一个上方地竖直布置，使得对于每对相邻的床，下面的床接纳上方的床的流出物，所述第一催化床在所述反应器的顶部上。

10.根据前述权利要求中任一项所述的反应器，其中，催化床的数量为三个。

11.根据前述权利要求中任一项所述的反应器，其中，所有床包含相同类型的催化剂。

12.根据前述权利要求中任一项所述的反应器，其中，至少一个热交换器(HE1)位于所述第一床(C1)的中心空腔(2)中并且布置为从所述第一床的流出物中除去热量。

13.根据前述权利要求中任一项所述的反应器，其中，所述反应器是用于合成氨的反应器，包含在所述床中的催化剂是从含氢和氮的补充气体开始对催化氨的合成具有活性的催化剂。

14.一种氨的合成方法，其中，通过重整烃源在前端产生包含氢和氮的补充气体，并且使所述补充气体在根据权利要求13所述的反应器中反应以形成氨。