[其他]在進行氣相多相反應的催化床中達到最佳氣體分布的方法

無效

• 申請號: 87102931
• 申請日: 1987-03-13
• 公開（公告）號: CN87102931A
• 公開（公告）日: 1987-10-21
• 發明（設計）人: 昂伯托·扎爾迪
• 申請（專利權）人: 阿莫尼·卡薩爾公司;昂伯托·扎爾迪
• 主分類號: B01J8/04
• 分類號: B01J8/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王杰

本發明是關于在反應器中進行多相反應時，使合成氣在催化床中達到最佳分布的一種系統。該反應器由帶有裝填著催化劑的內筒的圓筒形壓力容器構成，其中至少有兩個裝填催化劑的催化床，每個催化床有兩個透氣性的、相互同軸且與壓力容器的軸線同軸的圓筒形壁層，氣體以向內或向外徑向流動的方式、或以向內或向外軸向-徑向流動的方式穿過催化床，并通過氣體入口和出口收集器進行分配。

眾所周知，為了最有效地利用催化劑并獲得高的反應產率，使合成氣在氣相反應催化床中均勻分布是至關重要的。

許多專利描述過在催化床中，特別是在氣體徑向流動的反應器中氣體的分配系統。

已知有些反應器是由一個圓筒形壓力容器構成的。壓力容器內有一個內筒，內筒中至少有兩個裝填有催化劑的催化床，每個催化床有兩個圓筒形的、透氣性的、相互同軸且與壓力容器軸線同軸的壁層。氣體以向內或向外的徑向流動方式，或者以向內或向外的軸向-徑向流動方式穿過該催化床，并通過氣體入口和出口收集器進行分配。每個收集器一般由一個與壓力容器同軸的中心導管構成，其壁層可使氣體透過到催化床內壁上，如英國專利1352550中附圖1所示（氣流向外流動的入口收集器），或者由一個透氣性圓筒形壁層與一無孔剛性壁層之間的空隙構成，如上述英國專利1352550中附圖1所示的氣體出口收集器），或者由透氣性的雙層壁層構成，其中一個壁層的表面積較大（37），可直接與催化床接觸或通過一個催化劑的金屬網支撐體，如英國專利1118750中附圖5所示，而另一壁層（39）的透氣截面（40）比第一個壁層的小得多，其作用是造成至少與催化床中一樣的集中壓力降，以利于氣體在催化床的整個軸向長度上均勻分布。

實踐中絕大多數廣泛使用的反應器采用上述催化床分配器，它的入口收集器是由雙層透氣性壁層構成的，其中內壁（37）較靠近催化床，如英國專利1118750所示，其外壁（39）氣體通道截面較小，可造成明顯的壓力降（高于催化床壓力降任何倍數）;這樣，如上述專利的權利要求13中指出的那樣，必須用專門的裝置，使來自外分配壁層的高速氣體（高速度是由外壁層本身減小的截面造成的）沿平行于分配器壁的方向流動，以免直接沖擊內透氣壁層，直接沖擊內透氣壁層有可能使氣體在催化床中的分布不均勻，并使催化劑受損。

如已說明的那樣，在上述反應器中，出口收集器一般不存在任何集中壓力降，催化床中氣體的均勻分布來自入口收集器外壁上的壓力降。

采用上述氣體分配收集器的結構時，催化床頂端通常要裝有密閉效果好的頂蓋，頂蓋要具有能承受較大壓力降的、較好的機械強度，以防止部分氣體繞過催化床。

本發明的目的是提供一個在進行氣相合成反應的催化床中達到最佳氣體分布的系統，它可使氣體在催化床中均勻分布，并得到較高的產率，避免了已知系統中，特別是上述系統中的缺陷。

根據本發明，這一系統的特征在于提供了一組分配器：一個催化床中的氣體入口分配器和一個氣體出口分配器，每個分配器由相互同軸且與圓筒形壓力容器的軸線同軸的兩個圓筒形壁層構成，每個分配器的兩層壁都可透過氣體;上述分配器的靠近催化床的壁層有較大的橫截面（具有更好的透氣性），而每個分配器的另一個壁層則有：a）比最靠近催化劑的壁層的透氣面積小的橫截面，但該橫截面仍大到足以限制催化床本身（氣體入口分配器中）的壓力降;b）狹小的橫截面（透氣性較差），狹小到足以造成幾乎等于或2倍（最好幾乎4倍）于催化床（氣體出口分配器中）的壓力降。

根據本發明的一個特征，本系統可用于氣體在催化床中徑向或基本上徑向流動的反應器（根據美國專利4372920和4405562中的軸向-徑向催化床）。本系統由一組分配器構成，氣體從一個分配器流入催化床，從另一個分配器流出，每個分配器由相互同軸且與圓筒形壓力容器的軸線同軸的兩層圓筒形壁構成，兩層壁都可透過氣體。上述分配器中最靠近催化床的壁層的橫截面最大（透氣性最好），而每一分配器的另一壁層具有：a）比最靠近催化劑的壁層的透氣面積小的橫截面，但該橫截面仍大到可限制氣體穿過此壁時的壓力降至少與催化床中（氣體入口分配器中）的壓力降一樣大，或較其小3倍（最好較其小1倍）;b）一個狹小的橫截面（透氣性較差），狹小到足以產生幾乎等于或2倍（最好幾乎4倍）于催化床（氣體出口分配器中）中的壓力降。

通過下面的描述，可更好地理解本發明的不同特征和優點。下面的描述只是進一步的說明，而不是加以限制。為清楚起見、參照附圖1、2和3進行說明。這些附圖是局部的、分配器部份的縱剖面示意圖。