[其他]改进非均相催化合成反应器以降低能量消耗的系统及其相应的反应器

权利要求书

1、使非均相合成，特别是氨和甲醇合成的反应器增加转化收率和减少能量消耗的系统，该系统由外壳P和内件C组成，外壳P通常是整体的，内件的外径为D，内有分装在一层或多层触媒床K中的粒状触媒，触媒床高为Hi，位于外筒壁、内筒壁和底F之间，外筒壁是内件C的一部分并且有内径Di和高度Hi，内筒壁是输送新鲜合成气的管子T的一部分，直径为De(较Di为小)，触媒筐的上截面敞开，合成气作轴向流动，本系统的特点在于至少在一个触媒床上按下述办法对触媒进行限位：

(a)在内件C外壁之内并靠近该壁处加进一圆筒，其上沿高度Hi的大部分区域开孔，圆筒壁的直径D′i略小于上述内件C的内径Di，

(b)加进一个沿其高度Hi大部分区域开孔的内筒壁，其直径为D′e比内输气管T的直径De略大，

(c)触媒床底部F安一环形封底FO，

在上述两个加进的圆筒壁(Fe及/或Fi)中至少有一个上面至少有占小部分的不开孔区Hi-H′i，这样以来触媒床中的合成气以径向流动为主(由外向内或由内向外)。

2、根据权利要求1的系统，其特征为合成气流分为通过上述加进的筒壁上开孔高度H′i（占总高度的大部分）的径向流B和通过至少一个筒壁上的上部不开孔高度（占总高度较小部分）的轴向流A。

3、根据权利要求1的系统，其特征为该上部占较小部分的不开孔区是在内筒Fi之上而且流经触媒床的合成气汇集于由直径为De的输气管T与高度为H′i（＜Hi）和直径为D′e（＞De）的内壁Fi的一部分组成的环形空间。

4、根据权利要求1的系统，其特征为该上部占较小部分的不开孔区是在外筒壁Fe上，外筒壁Fe的占大部分的开孔区Hi与内件C的内壁形成一通道以便反应过的气体流通。

5、根据权利要求1的系统，其特征为占大部分的开孔区的高度H′i是根据各触媒床高度Hi加以调整的，以便在每一触媒床中都得到最佳轴向流量/径向流量比。

6、根据权利要求5的系统，其特征为至少在一部分改造过的触媒床中轴向气流与径向气流的比例同时也用采用一个板来减少触媒床顶部自由截面的方法来调节。

7、根据权利要求6的系统，其特征为上述板带有孔，该孔最好具有沿着径向由内向外增加的截面积（对于由内向外流式则相反）该板置于触媒床上表面，各触媒床的轴向流量与径向流量的比例控制在0.02～0.2的范围内。

8、根据权利要求6的系统其特征为在采用调节板的同时还在触媒床层的上部采用下述方法或者用下述方法代替该为达到减少触媒床自由截面目的的调节板上层触媒颗粒比下层触媒颗粒小得多，床层厚度由内向外减少（或者气体由内向外流动时增加）。

9、根据前述权利要求的系统，其特征为至少在一部分改造过的触媒床上采用全封闭（不带孔）的板而不采用带孔的调节板以使轴向气流量为零。

10、非均相合成特别是氨反应器，其长径比（H/D）小于10，触媒床安排在增加的筒壁Fi与Fe之间，合成气流在床层的小部区域中作轴向流动，而在大部区域中作径向流动。