[發明專利]一種具有三維通道結構的反應器及其應用

在審

• 申請號: 201610965579.4
• 申請日: 2016-10-28
• 公開（公告）號: CN107999016A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 徐潤;牛傳峰;胡志海;夏國富;侯朝鵬;田鵬程;孫霞
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: B01J19/24
• 分類號: B01J19/24;C10G2/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種具有三維通道結構的反應器，其特征在于，該反應器包括反應通道、流體通道、流體入口分布腔和流體出口收集腔，所述反應通道為直線型通道，所述流體通道為非直線型通道，n個平行反應通道構成單個反應通道層，m個平行流體通道構成單個流體通道層，x個反應通道層和y個流體通道層組成交錯的三維通道結構，其中n為5-10000，m為5-10000，其中x為1-10000，y為2-10000，流體通道的入口與流體入口分布腔相連，流體通道的出口與流體出口收集腔相連，所述的三維通道結構的反應器中，單位體積內的所有通道面積之和為500m2/m3-10000m2/m3。

2.按照權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述的三維通道結構的反應器中，單位體積內的所有通道面積之和為500m2/m3-5000m2/m3。

3.按照權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述的反應通道的最小邊長為10-1000微米，優選為100-800微米。

4.按照權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述的流體通道是強化傳熱的非直線型形狀設計。

5.按照權利要求1或4所述的反應器，其特征在于，所述的流體通道的最小邊長為10-1000微米，優選為100-800微米。

6.按照權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述相鄰的反應通道和流體通道的中心軸間的垂直距離為10-10000微米，優選為100-8000微米。

7.按照權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述的三維通道結構的反應器內，總流體通道面積與總反應通道面積之比為0.5-3.0。

8.按照權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述的三維通道結構的反應器內，總流體通道面積與總反應通道面積之比為1.0-2.0。

9.按照權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述反應通道內裝填催化劑，催化劑粒徑為反應通道最小邊長的1/10-1/2。

10.按照權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述反應通道內涂覆催化劑，涂覆的催化劑層厚度為反應通道最小邊長的1/10-1/2。

11.按照權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述的三維通道結構的反應器由鋼、鈦、合金、銅或玻璃制成。

12.按照權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述的三維通道結構的由平面結構堆造；或者采用3D制造技術進行澆筑。

13.一種權利要求1-12反應器的應用方法，其特征在于，在反應器內使用鐵基、鈷基、釕基費托合成催化劑，將氫氣和一氧化碳轉化為烴類，反應條件為：操作壓力1.0-5.0MPa，反應溫度150-300℃，合成氣原料與催化劑的體積比為1000-60000，H2/CO進料摩爾比0.5-3.0。

14.按照權利要求13所述的方法，其特征在于，反應條件為：操作壓力2.0-4.0MPa，反應溫度190-250℃，合成氣原料與催化劑的體積比10000-30000，H2/CO進料摩爾比1.0-2.5。

15.按照權利要求13所述的方法，其特征在于，所述的流體通道內流動有用于熱交換的介質，選自導熱油、水、蒸汽、氫氣、氮氣中的一種或幾種。