[发明专利]用于生产高价值化学产品的反应器系统

权利要求书

1.一种化学反应器，其包括：

a.两个或更多个气体反应器元件，其中所述气体反应器元件中的每一个包括：

i.具有(1)上游末端和(2)下游末端的第一反应室，其中所述第一反应室由围绕第一中心纵向轴线的第一反应器壁限定，其中所述第一反应室具有位于所述第一反应室的所述下游末端的开口；

ii.进料组件单元，其围绕所述第一中心纵向轴线，并与所述第一反应室可操作地连接，其中所述进料组件单元包括：1)由围绕所述第一中心纵向轴线的一个或多个进料组件壁限定的混合室，其中所述混合室可操作地连接到所述第一反应室的所述上游末端，并且至少一个进料组件壁与所述第一反应器壁可操作地连接；和2)两个或更多个进料入口流动空间，每个与所述混合室流体连通，并且构造为将进料流以相对于所述第一中心纵向轴线的径向和/或非径向方向注入所述混合室；

b.第二反应室，其与所述两个或更多个气体反应器元件中的每一个相连接，并且构造为独立地接收来自所述两个或更多个气体反应器元件的两个或更多个产物流，其中所述第二反应室具有(i)第二中心纵向轴线，(ii)下游末端，和(iii)上游末端，并且进一步其中所述第二反应室由以下限定：

(1)第二反应器壁，其围绕所述第二中心纵向轴线，并从所述第二反应室的所述上游末端延伸至所述第二反应室的所述下游末端；

(2)底板，其横跨所述第二中心纵向轴线延伸，并且位于所述第二反应室的所述上游末端，其中所述底板与所述第二反应器壁周界地接合；进一步地，其中，所述第一反应室中的每一个的开口形成位于所述第二反应室的上游末端的第二反应室入口，使得所述第一反应室与所述第二反应室流体连通；和

(3)与所述第二反应室的所述下游末端可操作地连接的一个或多个产物出口；并且

其中，对于所述两个或更多个气体反应器元件中的每一个，所述第一反应室具有1R至10R的长度，其中‘R’是圆的半径，其中所述圆的平面垂直于所述第一中心轴线定向，并且所述圆具有能够内接在位于所述第一反应室的所述下游末端的所述开口内的最大半径，并且进一步地，其中，在所述第一中心纵向轴线与所述第二中心纵向轴线之间形成的角度为包括0°到小于180°。

2.根据权利要求1所述的化学反应器，其中对于所述两个或更多个气体反应器元件中的每一个，位于所述第一反应室的所述下游末端处的所述开口具有半径为‘R’的环形构造。

3.根据权利要求1所述的化学反应器，其中所述化学反应器进一步包括位于所述第二反应室下游的气体会聚部分，所述气体会聚部分具有(i)与一个或多个产物出口流体连通的下游末端，和(ii)与所述第二反应室的所述下游末端流体连通的上游末端，和(iii)与所述第二中心纵向轴线基本同轴的中心轴线，其中所述气体会聚部分由围绕所述中心轴线的壁限定，其中所述气体会聚部分的所述壁在所述第二反应室的所述下游末端与所述第二反应器壁周界地接合。

4.根据权利要求1所述的化学反应器，其中所述进料组件单元包括：

a.下游进料组件壁，其与所述第一反应器壁可操作地连接，其中所述下游进料组件壁围绕所述第一中心纵向轴线；

b.上游进料组件壁，其与所述下游进料组件壁在上游轴向隔开，并围绕所述第一中心纵向轴线；其中所述下游进料组件壁和所述上游进料组件壁一起部分地限定用于混合两种或更多种进料流的所述混合室，其中所述混合室可操作地连接到所述第一反应室的所述上游末端；和

c.两个或更多个进料入口流动空间，其每个与所述混合室流体连通，并且每个构造都为以相对于所述第一中心纵向轴线的径向和/或非径向方向上将进料流注入所述混合室中。

5.根据权利要求1所述的化学反应器，其中任何两个相邻气体反应器元件之间的距离为0.5R至5R，其中‘R’是圆的半径，其中所述圆的平面垂直于所述第一中心轴线定向，并且所述圆具有能够内接在位于所述第一反应室的所述下游末端的所述开口内的最大半径。

6.根据权利要求1所述的化学反应器，其中在所述第一中心纵向轴线和所述第二中心纵向轴线之间形成的角度为0°至90°。