[发明专利]实施放热催化工艺的方法及装置

权利要求书

1.一种用于放热催化工艺的反应器系统，包括第一反应器和第二反应器，其特征在于:所述第二反应器与第一反应器串联使得至少部分第一反应器输出的反应产物及剩余反应物可以被导入第二反应器，所述第一和第二反应器分别包括第一和第二反应管以及第一和第二热交换装置，分别用于将第一和第二反应管的外部温度控制在T₁和T₂，其中，T₂高于T₁；

其中，所述第一和第二反应管内分别设有第一和第二催化床，所述第一催化床沿反应物流向设有多个第一床段，使得该第一反应管内的反应空间被分成多个第一反应区域，该等第一床段所装填的催化材料使得在该反应器系统用于实施所述放热催化工艺时，所述多个第一反应区域中至少有两个第一反应区域的最高温度等于一个预定的第一温度或者处在一个预定的第一温度范围之内。

2.如权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：对应所述至少两个第一反应区域的第一床段所装填的催化材料的催化活性互不相同。且沿反应物流向下游的第一床段所装填的催化材料的催化活性高于上游的第一床段所装填的催化材料的催化活性。

3.如权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：所述第二催化床沿反应物流向设有多个第二床段，而使得该第二反应管内的反应空间被分成多个第二反应区域，在该反应器系统用于实施所述放热催化工艺时所述多个第二反应区域中至少有两个第二反应区域的最高温度因所述多个第二床段所装填的催化材料以及所述T₂而等于一个预定的第一温度或者处在一个预定的第二温度范围之内。

4.如权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：对应所述至少两个第二反应区域的至少两个第二床段所装填的催化材料的催化活性互不相同。且沿反应物流向下游的第二床段所装填的催化材料的催化活性高于上游的第二床段所装填的催化材料的催化活性。

5.如权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：所述放热催化工艺为费托合成工艺。

6.如权利要求1所述的反应器系统，其特征在于：在第一反应器与第二反应器之间设有一第一产物收集装置，收集部分由第一反应管输出的液态产物。

7.一种设计放热催化工艺的方法，包括以下步骤：

初步设定第一反应器以及相应的反应条件，初步设定第二反应器以及相应的反应条件，所述第二反应器与第一反应器串联，使得至少部分第一反应器输出的物质流被输入第二反应器作为第二反应器的反应原料，所述第一和第二反应器分别包括第一和第二反应管以及分别设于第一和第二反应管内的第一和第二催化床，所述第一催化床包括多个装填有催化材料的第一床段；

根据各第一床段所装填的催化材料及第一反应器的反应条件获得第一催化床的温度分布；

如果所获得的第一催化床的温度分布不符合一预定的第一温度条件，调整第一床段所装填的催化材料或/和第一反应器的反应条件；

如果所获得的第一催化床的温度分布符和所述预定的第一温度条件，获得由第一反应器输出的物质流的流量及组成；

根据所获得的由第一反应器输出的物质流的流量及组成、第二催化床所装填的催化材料以及第二反应器的反应条件，获得第二催化床的温度分布。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：第一温度条件可以为一预定的第一数量的第一床段的最高温度等于一个预定的第一温度或位于一个预定的第一温度范围内，其中，第一数量大于等于二；第一温度条件也可以为预先指定的至少两个第一床段的最高温度等于第一温度或位于第一温度范围内；第一温度条件还可以为至少两个第一床段的最高温度等于第一温度或处在第一温度范围之内。