[发明专利]用于放热反应的方法和反应器

权利要求书

1.一种操作放热反应的方法，所述放热反应由包含分散的活性金属化合物的催化活性材料催化，所述反应将反应合成气体转化成气体产物，其中所述催化活性材料的峰温度为所述活性金属化合物的绝对熔化温度的至少40％，所述方法包括以下步骤：

a)将气体反应物引导到在放热反应中呈催化活性的材料的第一区域，产生第一气体产物，和

b)将所述第一气体产物引导到在放热反应中呈催化活性的材料的第二区域，产生第二气体产物，

选择全部或部分地绕过所述第一区域或所述第二区域，同时将温度比气体产物低至少50℃的非冷凝气体流引导到所绕过的区域，

其中，基于操作时间或反映未被绕过的催化活性材料区域的催化活性的工艺参数来作出绕过所述区域的选择。

2.根据权利要求1所述的方法，其中可冷凝化合物作为反应物或产物以使露点高于50℃的浓度存在。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述露点高于150℃。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，进一步包括一个或多个另外的将气体引导到催化活性材料区域或绕过一个或多个另外区域的步骤，其中基于操作时间或反映在放热反应中呈催化活性的材料的其他区域中的一个或多个区域的催化活性的工艺参数来作出绕过所述一个或多个另外区域的决定。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中反映催化活性的参数选自以下组：出口气体温度、催化活性材料的温度以及一个或多个反应物和产物的浓度。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述一个或多个反应物和产物是CO、CO₂、H₂O、CH₃OH或CH₄。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中放热反应选自包括以下所列的组：甲烷化反应、水气变换反应和甲醇合成。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中催化活性材料包含还原、氧化物或硫化物形式的锌、钴、钼、镍、铜或铁。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中放热反应是甲烷化反应，其中合成气体的入口温度在300℃至400℃的范围内。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述合成气体的入口温度在330℃至360℃的范围内。

11.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中放热反应是水气变换反应，其中合成气体的入口温度在180℃至250℃的范围内，或在300℃至400℃的范围内。

12.根据权利要求11所述的方法，其中合成气体的入口温度在190℃至210℃的范围内，或在330℃至360℃的范围内。

13.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中放热反应是甲醇合成，其中合成气体的入口温度在180℃至250℃的范围内。

14.根据权利要求13所述的方法，其中合成气体的入口温度在190℃至210℃的范围内。

15.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中如果活性区域的出口处的温差小于50℃，则绕过催化活性材料的特定区域，其中所述温差为气体的实际温度和该气体组成的平衡温度之间的差值。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述活性区域的出口处的温差小于20℃。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述活性区域的出口处的温差小于10℃。

18.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中将一定量的吹扫气体引导到在放热反应中呈催化活性的材料的绕过区域，所述吹扫气体的流速小于气体反应物的流速的50％。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述吹扫气体的流速小于气体反应物的流速的20％。

20.根据权利要求18所述的方法，其中所述吹扫气体的流速小于气体反应物的流速的10％。

21.根据权利要求18所述的方法，其中所述吹扫气体包含气体产物和/或进一步反应的气体产物。

22.根据权利要求21所述的方法，其中所述气体产物进一步反应至少20％。