CN101160168B - 操作三相料浆反应器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种操作三相料浆反应器的方法，包括：在低液面处将至少一种气态反应物馈送到悬浮在悬浮液体中的固体颗粒的竖直延伸的料浆主体中，所述料浆主体被容纳于共用反应器壳体内部的多个竖直延伸且水平分开的料浆通道中，所述料浆通道被限定在竖直延伸且水平分开的分隔壁或板之间，而且每个料浆通道具有的高度、宽度和阔度使得所述高度和阔度比所述宽度大得多。允许所述气态反应物在其向上经过存在于所述料浆通道中的所述料浆主体时发生反应，进而形成非气态产物和/或气态产物。允许气态产物和/或未反应的气态反应物在所述料浆主体的上方的顶部空间中脱离所述料浆主体。

Description

操作三相料浆反应器的方法
技术领域
本发明涉及一种操作三相料浆反应器的方法并涉及三相料浆反应器。
背景技术
当将技术从试验生产规模扩展至商业生产规模以牟取规模经济利益时，将遇到相当大的风险。三相料浆反应器通常呈现出视规模而定的巨大混合效应，因此，当三相料浆反应器扩大生产规模时上述风险随之而来。这样，优选需要找到一种方法来显著降低三相料浆反应器扩大生产规模的相关风险。此外，如果在反应器设计中可以由实验较容易地模拟或预测反应器内部的混合式样(pattern)，则该反应器设计具有的益处在于，可限制通常不希望的逆混合的程度，从而有望允许所希望的栓塞流特性(通常为良好的生产率和良好的选择性)与充分混合特性(通常为所希望的固体分配甚至于温度分布所要求)的优选组合。
已经提出的解决方案是，在反应器中形成若干区，所述区有效模仿反应器的行为并具有较小的特征直径。采用这种方式，可在某种程度上预测大规模反应器的行为，因为大规模反应器实际上由多个具有有效试验生产规模的较小反应器一起组成。不过，单一的反应器仍然主要依赖于在具有较小特征直径的反应器中所建立的大批量混合样式的范围内的工作。因此，优选找到一种方法使设计者获得更大的自由度来至少在一定程度上控制在三相料浆反应器中建立的混合式样。
三相料浆反应器由于其优良的散热性能而广泛用于高放热反应。不过，随着更高效催化剂的引入和反应器容积的更彻底使用，三相料浆反应器甚至在散热能力方面也正在经受检验。
因此，根据以上所述，优选找到一种方法，通过给予设计者更大的自由度对反应器中的混合式样施加某些控制，以显著降低与三相料浆反应器扩产的相关风险，而同时增加反应器的散热能力。
申请人关注到US 6,375,921，其涉及一种使用多孔式盘进行逆流操作的鼓泡塔。该文献进行了如下公开，可以在鼓泡塔内部使用板式热交换器。不过，US 6,375,921并未提供如下方面的教示，即，带有连续竖直延伸的料浆主体的三相料浆反应器的扩产所带来的问题。
申请人还关注到WO 02/096835。该文献公开了一种用于在料浆主体中将合成气体转化成较高的烃的过程。其中采用了高剪切混合，使得其中使用了上述过程的反应器可被认为是一种连续搅动箱体反应器。WO 02/096835并未提供如下方面的教示，即，以栓塞流方式进行连续竖直延伸的料浆主体操作的三相料浆反应器的扩产所带来的问题。
发明内容
根据本发明的一方面，提供一种操作三相料浆反应器的方法，该方法包括：
在低液面处将至少一种气态反应物馈送到悬浮在悬浮液体中的固体颗粒的竖直延伸的料浆主体中，所述料浆主体被容纳于共用反应器壳体内部的多个竖直延伸且水平分开的料浆通道中，所述料浆通道被限定在竖直延伸且水平分开的分隔壁或板之间，而且每个料浆通道具有的高度、宽度和阔度使得所述高度和阔度比所述宽度大得多；
允许所述气态反应物在其向上经过存在于所述料浆通道中的所述料浆主体时发生反应，进而形成非气态产物和/或气态产物；
允许气态产物和/或未反应的气态反应物在所述料浆主体的上方的顶部空间中脱离所述料浆主体；
从所述顶部空间中撤出气态产物和/或未反应的气态反应物；和
如果必要，则通过撤出料浆或悬浮液体，如存在非气态产物，则撤出包含该非气态产物的料浆或悬浮液体，或者通过添加料浆或悬浮液体，使所述料浆主体保持处于所希望的液面。
所述方法可包括：允许使用在所述反应器壳体内部的一个或多个降液管区或降液管，使料浆从所述料浆主体中的高液面向下传送至所述料浆主体中的较低液面。
至少一些所述料浆通道可在所述料浆通道的上端的上方进行料浆流体连通。
至少一些所述料浆通道的分隔壁或板可将所述料浆通道与相邻的传热介质流动空间分开。所述方法可包括：使传热介质经过所述传热介质流动空间，从而与所述料浆通道中存在的所述料浆主体以间接关系进行热交换。
反应器的传热表面，例如分隔壁或板的传热表面，可以可选地被成形或构为，与光滑的分隔壁或板的表面相比，其传热表面面积得到增大或传热系数得到提高。所述成形或构成还可包括使用波纹状、棱纹状或鳍状的壁或板，以及本领域普通技术人员已知的其它方法。
根据本发明的第二方面，提供一种操作三相料浆反应器的方法，该方法包括：
在低液面处将至少一种气态反应物馈送到悬浮在悬浮液体中的固态颗粒的竖直延伸的料浆主体中，所述料浆主体被容纳于共用反应器壳体内部的多个竖直延伸且水平分开的料浆通道中，至少一些所述料浆通道在所述料浆通道的开放上端的上方进行料浆流体连通，并且至少一些所述料浆通道被壁所限定，所述壁将所述料浆通道与一个或多个传热介质流动空间分开；
允许所述气态反应物在其向上经过存在于所述料浆通道中的所述料浆主体时发生反应，进而形成非气态和/或气态产物；
使传热介质经过一个或多个所述传热介质流动空间，从而与所述料浆通道中存在的所述料浆主体以间接关系进行热交换；
允许使用在所述反应器壳体内部的一个或多个降液管区或降液管，使料浆从所述料浆主体中的高液面向下传送至所述料浆主体中的较低液面；
允许气态产物和/或未反应的气态反应物在所述料浆主体的上方的顶部空间中脱离所述料浆主体；
从所述顶部空间中撤出气态产物和/或未反应的气态反应物；和
如果必要，则通过撤出料浆或悬浮液体，如存在非气态产物，则撤出包含该非气态产物的料浆或悬浮液体，或者通过添加料浆或悬浮液体，使所述料浆主体保持处于所希望的液面。
料浆通道优选地在其开放上端与开放下端之间相互隔离，并优选被传热介质流动空间相互分离。换句话说，所述方法优选包括：在所述料浆通道的开放上端与开放下端之间的所有高度处阻止料浆流体连通，使得料浆通道分立以限定完全独立的反应室。
用于根据本发明第二方面的方法的所述料浆通道可以通过在管片之间竖直延伸的管被限定，所述传热介质流动空间被限定在所述管片之间并围绕所述管。所述管的直径通常为至少约10cm。
此外，所述料浆通道可被竖直延伸且水平分开的分隔壁或板所限定，所述传热介质流动空间也被限定在竖直延伸且水平分开的分隔壁或板之间，而且至少一些所述料浆通道通过共用或共享的分隔壁或板而与相邻的传热介质流动空间分开。
所述分隔壁或板可相互平行，对料浆通道和传热介质流动空间进高度、宽度和阔度的限定，使得所述高度和阔度比所述宽度大得多。换句话说，每个分隔壁的厚度相比其高度和阔度明显相对较小，并且分隔壁相对较近地与相邻分隔壁分开，从而以其中一维显著小于其他两维的方式限定竖直延伸的平行通道或空间。
反应器的传热表面，例如分隔壁或板或管的传热表面，可以可选地被成形或构成为，与光滑的分隔壁或板的表面相比，其传热表面面积得到增大或传热系数得到提高。所述成形或构成还可包括使用波纹状、棱纹状或鳍状的壁或板，以及本领域普通技术人员已知的其它方法。
当料浆通道被分隔壁限定时，料浆和传热介质可存在于交替排布的料浆通道和传热介质流动空间中。每个料浆通道因而可侧面相接于或夹在两个传热介质流动空间之间，径向外料浆通道可能例外。
在所述降液管区或降液管中料浆的向下流量可高得足以使得在所述料浆通道中基本上没有料浆的向下流量。
虽然可以相信所述方法至少在理论上能够具有较广泛的应用，但预计所述固态颗粒通常为催化剂颗粒，用于对一种或多种气态反应物的反应进行催化而生成液态产物和/或气态产物。所述悬浮液体通常为但不总是液态产物，因而液相或料浆从料浆主体中撤出以使料浆主体保持处于所希望的液面。
而且，虽然可以相信所述方法至少在理论上能够具有较广泛的应用，但预计其将特别应用于烃合成中，其中，气态反应物能够在料浆主体中进行催化放热反应，以形成液态烃产物以及可选地形成气态烃产物。特别地，所述反应或者说烃合成可为费希尔-托罗普施合成，其中采用合成气流形式的气态反应物主要包含一氧化碳和氢气，其中生成液态和气态烃产物，所述传热介质为诸如锅炉馈送水的冷却介质。
对于烃合成而言，料浆通道的高度通常为至少0.5m，优选至少1m，更优选至少2m，不过甚至可为4m或更高。料浆通道的宽度通常为至少2cm，优选至少3.8cm，更优选至少5cm。料浆通道的宽度通常不超过50cm，所述宽度优选不超过25cm，所述宽度更优选不超过15cm。料浆通道的阔度范围通常为大约0.2m至1m。反应器壳体的直径通常为至少1m，优选至少2.5m，更优选至少5m，但应注意到的是，本发明的目的在于，使反应器直径对反应器行为不产生影响。
应认识到的是，每个料浆通道，无论其限定于分隔壁之间还是由管所限定，功能上均独立于反应器壳体，并可在功能上设置为在很大程度上独立于其他料浆通道。可以在试验规模上对单个料浆通道或小组的料浆通道进行的设计和测试，如果正确控制视规模而定的大批量混合效应，就可以相当简单且风险较小地扩展至包含多个料浆通道的商业规模的反应器。
而且，当所采用的降液管或降液管区带有足够的向下料浆流量而使得在所述料浆通道中基本上没有料浆的向下流量时，实际上不可能在反应器上建立大批量混合式样，而是显示为限定的向下流动和向上流动区。
所述方法可包括：冷却来自顶部空间的气体以凝结出诸如液态烃和反应水的液态产物，将液态产物从气体中分离出而提供尾气，并将至少一些尾气作为再循环气流再循环至料浆主体。
竖直延伸且水平放置的反应器区可被限定在所述反应器壳体内部，其中，每个水平放置的反应器区包括多个料浆通道，且可选地包括一个或多个传热介质流动空间。所述方法可包括：在相邻的竖直延伸且水平放置的反应器区之间阻止料浆流体连通，并且在水平放置的反应器区中的所述料浆通道的上、下开放端之间的所有高度处阻止料浆流体连通。这可例如通过以下方式来实现，即，为水平放置的反应器区提供竖直延伸的侧壁，或将在相邻的水平放置的反应器区中以垂直角度设置分隔壁，从而使在水平放置的反应器区之一中的端部的分隔壁实际上形成针对相邻的水平放置的反应器区的侧壁。
所述方法可包括：将所述料浆主体容纳于竖直分开的反应器区中，每个所述反应器区包括多个料浆通道，且可选地包括一个或多个传热介质流动空间。在所述竖直分开的反应器区之间可限定中间料浆区。
所述方法可包括：将至少一种气流馈送到在两个竖直分开反应器区之间的中间区中。所述气流可为再循环气流。如果希望，可馈送所述气流而使得反应器的一部分横截面积不被气流所充气。
一个或多个所述降液管区或降液管，可从所述料浆通道的开放上端之处或之上开始，或从上部的竖直分开的反应器区中的料浆通道的开放上端之处或之上开始，延伸至所述料浆通道的开放下端之处或之下，或延伸至底部的竖直分开的反应器区中的料浆通道的开放下端之处或之下。
此外，一个或多个所述降液管区或降液管，可从竖直分开的反应器区的所述料浆通道的开放上端之处或之上，延伸至所述竖直分开的所述反应器区的所述料浆通道的开放下端之处或之下，经常延伸进入所述竖直分开的反应器区下方的中间区。较低或较高的竖直分开的反应器区可包括类似的降液管区或降液管，它们可与上方或下方的竖直分开的反应器区中的降液管区或降液管可在俯视图中交错开，或可与在上方或下方的竖直分开的反应器区中的降液管区或降液管对准。
如果希望，降液管区可包括一个或多个传热介质流动空间，和/或将固态颗粒从悬浮液体分离出的过滤器。
允许料浆在降液管区或降液管中向下传送这一过程可包括：例如通过提供挡板来防止或阻止一种或多种气态反应物进入降液管区，并且/或者，上述过程可包括：例如通过在降液管区或降液管的上端提供除气装置来对降液管区或降液管中的料浆进行除气。
所述方法可包括：在一个或多个中间区中的水平放置的反应器区之间，和/或在料浆通道的开放下端下方的反应器的底部中，允许料浆流通。
所述方法可包括：限制在整个反应器长度范围内的固态颗粒的轴向混合。这可通过如下方法实现：遍及单个反应区长度来选择竖直分开的反应区和降液管。
根据本发明的第三方面，提供一种三相料浆反应器，该反应器包括：
反应器壳体，其包含多个竖直延伸且水平分开的料浆通道，所述料浆通道在使用时将容纳悬浮在悬浮液体中的固态颗粒料浆，所述料浆通道被限定在竖直延伸且水平放置的分隔壁或板之间，并且每个料浆通道的高度、宽度和阔度使得所述高度和阔度比所述宽度大得多；
在所述反应器壳体中的气体入口，用于将气态反应物或气态产物引入所述反应器；和
在所述壳体中的气体出口，用于从所述料浆通道的上方的壳体内的顶部空间中撤出气体。
至少一些所述分隔壁或板可限定传热介质流动空间或通道。传热介质流动通道的高度、宽度和阔度可使得所述高度和阔度比所述宽度大得多。
反应器的传热表面，例如分隔壁或板的表面，可以可选地被成形或构成为使其传热表面面积增大或传热系数提高。所述成形或织构化还可包括使用波纹状、棱纹状或鳍状的壁或板，以及本领域普通技术人员已知的其它方法。
所述通道可如前文所述。
料浆通道因而位于反应器壳体内部的料浆区中。所述料浆区可具有在所述料浆通道的开放上端上方的常态料浆液面，使得至少一些所述料浆通道可在其开放上端上方进行料浆流体连通。
所述反应器可包括一个或多个降液管区或降液管，在使用时，通过所述降液管区或降液管，料浆可从在所述料浆区中的高液面传送至该料浆区中的较低液面。
根据本发明的第四方面，提供一种三相料浆反应器，该反应器包括：
反应器壳体，其包含多个竖直延伸且水平分开的料浆通道，所述料浆通道在使用时将容纳悬浮在悬浮液体中的固态颗粒料浆，所述料浆通道位于所述反应器壳体内的料浆区中，所述料浆区具有在所述料浆通道的开放上端上方的常态料浆液面，使得至少一些所述料浆通道在其开放上端之上进行料浆流体连通；
传热介质流动空间，其被壁所限定，所述壁将所述料浆通道与一个或多个所述传热介质流动空间分开，这样，在使用时，在所述料浆通道中的料浆与在所述传热介质流动空间中的传热介质之间，以间接传热关系进行热传递；
一个或多个降液管区或降液管，通过所述降液管区或降液管，料浆可从在所述料浆区中的高液面传送至所述料浆区中的较低液面；
在所述反应器壳体中的气体入口，用于将气态反应物或气态产物引入所述反应器；
在所述壳体中的气体出口，用于从所述料浆通道的上方的壳体内的顶部空间中撤出气体；和
如果必要，还包括液体入口，用于将料浆或悬浮液体加入或撤出所述反应器。
至少一些所述料浆通道可以在所述料浆通道的开放下端的下方进行料浆流体连通。所述料浆通道可以具有壁，所述壁被设置为，阻止料浆不经过所述料浆通道的开放上端和开放下端而流入或流出所述料浆通道。换句话说，所述壁通常阻止在料浆通道之间进行径向或横向的料浆流动，使得料浆通道为完全独立的反应室。
根据本发明第四方面的反应器中的料浆通道，可通过在管片之间的竖直延伸管而限定，其中所述传热介质流动空间被限定在所述管片之间并围绕所述管。所述管的直径通常为至少约10cm。
此外，所述料浆通道可通过竖直延伸且水平分开的分隔壁或板而限定，其中所述传热介质流动空间也被限定在竖直延伸且水平分开的分隔壁或板之间，至少一些料浆通道通过共用或共享的分隔壁或板而与相邻的传热介质流动空间分开。
所述分隔壁或板可相互平行，限定料浆通道和传热介质流动空间，如前文所述。通常，分隔壁或板当在俯视图中观察时对应圆柱形的反应器壳体的弦。
当料浆通道被分隔壁限定时，料浆通道和传热介质流动空间可交替排布。每个料浆通道因而可被侧向包围或夹在两个传热介质流动空间之间，径向外侧料浆通道16可能例外。
反应器的传热表面，例如分隔壁或板或管的传热表面，可以可选地被成形或构成为，与光滑的分隔壁或光滑的管的表面相比，其传热表面面积得到增大或传热系数得到提高。所述成形或构成还可包括使用波纹状、棱纹状或鳍状的壁或板或管，以及本领域普通技术人员已知的其它方法。
所述料浆通道，可选地与一个或多个传热介质流动空间一起，可以一起组合在反应器模块或子反应器中。所述子反应器可遍及所述反应器壳体的横截面积而水平设置。子反应器可具有竖直延伸的侧壁，使得所述子反应器与相邻的水平分开的子反应器分开。所述竖直延伸的侧壁可被设置为，在相邻的水平放置的子反应器的料浆通道的上、下开放端之间的所有高度处阻止相邻的水平放置的子反应器之间的料浆流体连通。
当所述料浆通道被分隔壁或板限定时，水平放置或水平分开的相邻子反应器的料浆通道中的每一个可具有阔度轴线，相邻的水平放置的子反应器的料浆通道的阔度轴线平行。此外，相邻的水平放置的子反应器的阔度轴线可为垂直。在这样的实施例中，子反应器的端部的分隔壁因而可形成将子反应器与水平放置的相邻子反应器分开的侧壁。
所述反应器可包括：竖直分开的反应器模块或子反应器，其中，下部的一个或多个子反应器的料浆通道的开放上端处于上部的一个或多个子反应器的料浆通道的开放下端的下方。
所述反应器可包括在上部的子反应器与下部的子反应器之间的中间区。所述中间区可与上部的一个或多个子反应器的料浆通道流体连通，并可与下部的一个或多个子反应器的料浆通道流体连通。换句话说，通过设置中间区从而消除在料浆通道向外开放进入中间区的开放端之间阻止横向流动的阻隔，可以允许料浆在中间区中横向或水平流动或混合。
所述反应器可包括：气体入口，其通入在所述上、下部子反应器之间的所述中间区。所述气体入口可为再循环气体入口。所述气体入口可被设置为将气体仅引入反应器壳体的横截面积的一部分。换句话说，所述气体入口可在使用时被设置为仅向反应器的所选横截面区域输气，即，仅向特定子反应器或特定料浆通道输气。
一个或多个降液管区或降液管，可从所述料浆通道的开放上端之处或之上开始，或从上部的子反应器的料浆通道的开放上端之处或之上开始，延伸至所述料浆通道的开放下端之处或之下，或延伸至下部的子反应器的料浆通道的开放下端之处或之下。
此外，一个或多个降液管区或降液管，可从子反应器中的所述料浆通道的开放上端之处或之上，延伸至所述子反应器的所述料浆通道的开放下端之处或之下，通常进入所述子反应器下方的中间区中。竖直分开的子反应器的降液管区或降液管在俯视图中可交错开，或可对准。
降液管或降液管区可通过适于用作降液管或降液管区的料浆通道限定。这种适合的料浆通道可具有或可关联到诸如挡板的阻气装置，或者，可具有或可关联到在其上端处的除气装置。
降液管区或降液管可包括传热介质流动空间，并且/或者，可包括将固态颗粒与悬浮液体分开的过滤器。
传热介质流动空间当采用通道形式时可封闭端部，并且设置有传热介质入口和出口排布。传热介质入口和出口排布可通过其封闭端而轴向地或竖直地向外开放进入所述通道，或者，传热介质流动通道或空间可横向地或水平地进行流体连通，而同时相对于中间流动空间封闭，上述流体连通可视为每个第二流动空间处于流通状态的板式热交换器。
附图说明
本发明现在将参照所附示意图并通过示例进行描述，其中：
图1显示了根据本发明的三相料浆反应器的一个实施例的示意性截面投影图；
图2显示了根据本发明的三相料浆反应器的另一实施例的示意性截面投影图；
图3显示了根据本发明的三相料浆反应器的一些反应器模块或子反应器以及降液管或降液管区的示意性三维视图；
图4显示了图3中反应器模块和降液管的示意图俯视图；
图5显示了根据本发明的三相料浆反应器的一些上、下反应器模块或子反应器以及降液管的示意性三维视图；
图6-9显示了根据本发明的三相料浆反应器在具有或不具有降液管的情况下的不同实施例的示意性截面投影图；
图10-12显示了根据本发明的三相料浆反应器在对气体进行分阶段引入并且对降液管进行不同排布情况下的不同实施例的示意性截面投影图；
图13-16显示了根据本发明的三相料浆反应器的分隔壁的不同排布的示意性俯视图；
图17-20显示了根据本发明的不同三相料浆反应器的示意性截面平面图，其中图示了不同的降液管布置；和
图21-28显示了根据本发明的不同三相料浆反应器的示意性截面平面图，其中图示了水平设置的反应器模块或子反应器以及降液管区的不同排布。
具体实施方式
参照附图中的图1，附图标记10概括性地表示根据本发明的三相料浆反应器的一个实施例。反应器10包括反应器壳体12，该壳体容纳多个竖直延伸且水平分开的平行分隔壁或板14。板14限定多个料浆通道16。
当俯视观察时，壳体12呈圆柱状，板14与壳体12的弦相吻合或者说落在壳体12的弦上。对于每个料浆通道16而言，相比于其高度和阔度，其宽度相对较小，即，板14之间的间隔相对较小，此处料浆通道16的阔度沿与显示附图的页面相垂直的轴线截取。
虽然在附图中未示出，但至少一些分隔壁或板14可被成形或构造以增大它们的传热表面面积或提高传热系数。上述成形或构造可包括使用波纹状、棱纹状或鳍状的壁或板，以及对本领域普通技术人员而言已知的其它方法。
反应器10还包括气体入口18，其导通至料浆通道16下方的喷淋布置20中。气体出口22被设置成与料浆通道16上方的顶部空间24流体连通。液体出口26从料浆通道16下方的反应器10底部引出，不过也可处于任何方便的高度。
反应器10具有料浆区，该料浆区从反应器10底部延伸至由附图标记28和30表示的正常料浆液面。因此，如图1中所见，正常料浆液面28或者可位于料浆通道16的开放上端的下方，或者正常料浆液面30可位于料浆通道16的开放上端的上方，从而在使用时完全浸没板14。
在诸如反应器10的料浆反应器中，在各料浆通道16向外开放进入反应器10底部的情况下，各料浆通道16之间的相互作用受到限制或基本上不存在。由料浆通道16限定的反应空间基本上是二维的，如果各料浆通道基本相互独立地操作，则对于反应器壳体12直径的依赖性会基本上消失或完全消失。这就有利于扩大生产规模，并可以作为由一个或数个料浆通道组成的代表性单元而单独地且独立于大规模反应器尺度进行研究。
当板14未完全浸没在料浆体中时，即，当正常料浆液面为液面28时，反应器10基本上表现为成束的平行而竖直延伸的二维三相料浆柱。这些二维柱与传统的三维柱之间在涉及混合、气体驻留以及传热和物质传输存在差别，从而在使用中具有优势。
对于完全被浸没的板14，当正常料浆液面表示为液面30时，这些板14甚至会具有更多的使用机会。可在料浆通道16中建立料浆循环流动方式，从而允许在料浆通道16中的各相具有更佳的栓塞流特性，并使料浆各处固体分布更均匀并且传热系数更高(稍后将更为详细地论述具有传热布置的反应器)。
参照附图中的图2，附图标记100概括性地表示根据本发明的三相料浆反应器的另一实施例。反应器100在许多方面类似于反应器10，并且除非另行指出，相同的附图标记用于指代相同的或类似的部件或特征。在反应器100中，传热介质通道32也被限定在一些板14之间。传热介质通道32具有闭合的下端和上端，但在其端部相互流体连通并与传热介质入口和出口布置(未示出)流体连通。在使用时，传热介质因而可或向上或向下地穿过传热介质通道32。
料浆通道16和传热介质通道32交替排布，从而使每个料浆通道16被侧向包围或夹在两个传热介质通道32之间，径向外侧料浆通道16可能例外，这取决于反应器100的具体结构。
在反应器100中，料浆通道16和传热介质通道32被分组为：限定上板束(plate bank)或者说子反应器34的上组和限定下板束或者说子反应器36的下组。上子反应器34与下子反应器36竖直分开，使得上子反应器34的料浆通道16的开放下端位于下子反应器36的料浆通道16的开放上端的上方。在上子反应器34与下子反应器36之间限定中间区38。气体入口(作为再循环气体入口并表示为附图标记40)从反应器100的两个对角相反侧进入中间区38。每个再循环气体入口40与喷淋布置42相连。
带除气器46的降液管44设置在反应器壳体12的中心，并从上子反应器34的料浆通道16的开放上端的上方延伸到上子反应器34的料浆通道16的开放下端的下方，即，进入中间区38。在反应器壳体12与下子反应器36的板14之间限定环状降液管区48。应注意到的是，所设置的喷淋布置42并不向降液管44喷气，而所设置的喷淋布置18并不向降液管区48喷气。应认识到的是，降液管44实质上相对降液管区48交错开，从而确保料浆再循环或再分布如箭头50所示流动。
反应器100在理论上适用于要求三相料浆反应器并要求传热进出料浆的许多工艺。不过，现在将仅描述一种应用，即，烃合成。
在使用时，主要含作为气态反应物的一氧化碳和氢气的新合成气体经气体入口18和喷淋布置20馈送到反应器100的底部。通过喷淋布置20，合成气体遍及反应器100的底部中存在的料浆而均匀分布。同时，特别包含氢气、一氧化碳、甲烷和二氧化碳的再循环气流(通常被冷却)通过再循环气体入口40和喷淋布置42返回到反应器100。所有再循环气流可通过再循环气体入口40馈送到中间区38，或者如果希望，则一部分再循环气流可通过气体入口18返回到反应器100的底部。
通过喷淋布置42，再循环气体专门经过上子反应器34的料浆通道16，而不经过降液管44。通过使用再循环气体入口40，就可以允许一部分再循环气体绕过位于反应器100在喷淋布置42下方的部分中的料浆。采用这种方式可以减少驻留在反应器100中的气体总量，从而惊人地增大反应器的接收能力。
包含新合成气体和任意再循环气体的气态反应物，向上通过料浆主体52，料浆主体52占据上子反应器34和下子反应器36的料浆通道16，并从反应器100的底部延伸至液面30。料浆主体52包含悬浮在液态产物(大多为蜡状物)中的费希尔-托罗普施(Fischer-Tropsch)催化剂颗粒，特别为铁基或钴基的催化剂。料浆主体52被控制而使料浆液面30位于上子反应器34的料浆通道16的开放上端的上方并位于除气器46的上方。
随着合成气体经过料浆床52而起泡，其中的气态反应物进行催化放热反应而生成液态产物，该液态产物因而形成了料浆床52的一部分。含液态产物的料浆或液相间歇地或持续地经液体出口26抽出，从而控制料浆液面30。在适合的内部或外部分离系统中例如采用过滤器(未示出)从液态产物中分离出催化剂颗粒。如果所述分离系统位于反应器12的外部，那么就提供另装的系统(未示出)以使分离出的催化剂颗粒返回到反应器12。
新合成馈送气体和再循环气体被引入反应器100中，引入速度足以搅动和悬浮系统中的所有催化剂颗粒而不会使这些颗粒沉淀。气体流速的选择取决于料浆浓度、催化剂密度、悬浮介质密度和粘度、所使用的特定颗粒尺寸。适合的气体流速涵盖了例如从大约5厘米/秒至大约50厘米/秒的范围。不过，在鼓泡塔中已经测试过高达大约85厘米/秒的气体速度。采用较高气体速度的缺点在于，其伴随着反应器中的更高的气体滞留(hold-up)，从而导致容纳含催化剂的料浆的空间相对较小。不过，气体流速无论如何选择，都应该足以避免颗粒沉淀和结块。
一些料浆如箭头50所示持续向下经过降液管44和降液管区48，从而实现催化剂颗粒在料浆主体52中的再分配，并促进遍及料浆主体52的均匀热量再分配。应认识到的是，根据降液管或降液管区的配置，可以实现在反应器100的所选竖直延伸区域中的料浆再分配。
反应器100的运行使得料浆通道16中的料浆主体52处于不均匀或汹涌搅动的流动状态，并且该料浆主体52包括稀释相和稠密相，稀释相包括实质上以栓塞流方式穿过料浆主体52的气态反应物和气态产物的快速上升的较大气泡，稠密相包括液态产物、固态催化剂颗粒以及所含的气态反应物和气态产物的较小气泡。通过使用料浆通道16，促进了整个反应器100的栓塞流行为，原因在于，每个料浆通道16在论及高度和宽度时具有高的高宽比，该高宽比显著超过反应器壳体12的高宽比。
优选地，在降液管区44和48中的料浆的向下流动速度足够高，以至于料浆通道16中的料浆基本不向下流动。由此，除了在降液管区44和48中向下流动以及在料浆通道16中向上流动之外，基本上不会形成大规模的混合模式。
料浆主体52存在于上子反应器34和下子反应器36中的间隔的端部开放的料浆通道16中。作为冷却介质的锅炉馈送水循环通过端部封闭的传热介质通道32以去除放热反应的热。应认识到的是，板14提供大的传热表面面积，以便通过向锅炉馈送水间接传热而从料浆主体52散热。
诸如C20和低于其的馏分之类的轻质烃产物通过气体出口22从反应器中抽出并传送到分离单元(未示出)。具体而言，为了从C20和低于其的烃馏分中去除氢气、一氧化碳、甲烷和二氧化碳，分离单元包含一系列冷却器和气液分离器，并可以可选地包括另外的冷却器和分离器，还可能包括低温单元。还可采用其它分离技术，例如，膜单元、压力回转吸收单元和/或用于选择性地去除二氧化碳的单元。包括氮气、一氧化碳和其他气体的分离气体被压缩器(未示出)压缩且再循环，以提供再循环气流。凝结的液态烃和反应水从分离单元中抽出以进行进一步工作。
应认识到的是，虽然在所示的反应器100允许气体再循环至反应器100，不过，不必在所有实施例中采用再循环气流。
由于板14的存在，所以在料浆通道16之间，在它们的开放上端与开放下端之间的所有高度处，均不可能出现料浆流体连通。不过，在上子反应器34的料浆通道16的开放上端的上方，对于料浆流动没有限制。类似地，在中间区38中并在下子反应器36的料浆通道16的开放下端的下方，对于料浆流动没有限制。
根据本发明的三相料浆反应器可包括多个水平设置的反应器模块或子反应器，它们在反应器壳体12中将因而处于相同的高度处，但被设置为遍及反应器壳体12的横截面面积。在图3和4中示出并由附图标记60标识出这些水平设置的反应器模块或子反应器或板束中的一些。由附图标记62标识出的降液管区关联到子反应器60。喷淋布置64设置在子反应器60和降液管区62的下方。
应注意的是，降液管区62还包括形式与子反应器60相同的多个竖直延伸的分隔壁或板14。不过喷淋布置64不向降液管区62喷气，从而允许区62用作降液管而非用作子反应器或提升管。
类似于子反应器60，降液管区62具有交替排布的料浆通道和传热介质通道。
在图3和4中，子反应器60和降液管区62的高度显示为相等。不过，应认识到的是，它们可具有不同的高度、宽度和通道阔度。
如图4中的十字交叉箭头61所示，在子反应器60之间或在子反应器60与降液管区62之间，不存在料浆交流，除非在料浆通道的开放上端的上方和在料浆通道的开放下端的下方。
子反应器或板束的平行板可限定带开放侧的通道16，如图13所示，或者，子反应器可具有侧壁63，如图14所示。当如图14所示通道16的侧部被侧壁63封闭时，除非在例壁63中提供孔，则在这样一种的子反应器的通道16中的料浆与在相邻子反应器的通道16中的料浆之间没有相互作用。自然地，侧壁可封闭不止一个子反应器或板束。
当两个子反应器如图15所示地将其板14设置为平行且不设置侧壁时，一个子反应器的通道16中的料浆与相邻子反应器的通道16中的料浆相互作用。当如图16所示相邻子反应器的板14垂直时，一个子反应器的端板有效限定侧壁，从而防止这两个子反应器的通道16中的料浆之间的相互作用。
参照附图中的图5，显示了上子反应器34和下子反应器36以及两个降液管或降液管区62。还显示了两个喷淋布置64，一个处于上子反应器34的下方，另一个处于下子反应器36的下方。在如图5所示的反应器布局中，降液管或降液管区62从上子反应器34的料浆通道的开放上端经中间区38延伸至下子反应器36的开放下端的下方，并实际上延伸至下喷淋布置64的下方。采用这种布置，可以以已知的且受控的规划实现料浆的大规模循环。也可以允许在相邻的子反应器34.a与34.b之间或36.a与36.b之间进行受限的料浆交流。应认识到的是，料浆通道可设计为具有所希望的传热表面面积、液压直径等。如果希望，可以在中间区38中在竖直分开的子反应器之间安装入另外的气体喷淋装置，并且在中间区38中或者在降液管或降液管区62中的一个中安装内过滤装置。在降液管或降液管区中放置诸如过滤器的内部构件的一个优点在于，在降液管区中滞留气体减少并使形成速度相对较高。通过选择降液管或降液管区62的位置并将它们放置在反应器壳体12的横截面上的特定位置处，可急剧影响大规模料浆循环，从而实现所希望的目的。
降液管或降液管区能够有助于在三相料浆反应器的整个高度范围内均衡固体滞留分布和温度分布。不过，与此同时，它们引入了有时可能不希望的轴向混合。通过设计，可促进轴向混合(导致一种提升管-降液管运行模式)，或者，可抑制轴向混合以促进针对反应器的栓塞流特性。
图6-9显示了根据本发明的三相料浆反应器的具有变体降液管布置的不同实施例。在图6中，反应器具有四个竖直分开的子反应器或板束，而不设置降液管。在图3中，显示出可采用轴向线性延伸通过子反应器或板束的自上而下的降液管。图8图示了降液管在每个子反应器或板束中可如何排布，而使降液管被俯视时在上、下子反应器或板束之间错开。图9图示了一种三相料浆反应器，其中分隔壁或板从底部区域至顶部空间区域大致沿反应器整个长度延伸，并且单一的降液管从顶部空间延伸至底部区域。
图17-20中显示了降液管或降液管区的不同排布，其中降液管或降液管区由附图标记70标识出。在图17中，降液管区70遍布于反应器壳体12的横截面区域。在图18中，降液管区70邻接反应器壳体12并在俯视图中大致呈环形。在图19中，降液管区70紧靠反应器壳体12的一侧，而在图20中，降液管区70定位于中心。
通过针对子反应器和降液管或降液管区所选择的排布，可以允许或防止反应器中在不同的向上流动区(由料浆通道限定)之间的料浆流动相互作用，并防止或阻止在这些向上流动区与向下流动区(由降液管或降液管区限定)之间的相互作用。因此，在诸如反应器100的反应器中，在特定高度，例如在由图2中附图标记72所标识的高度，可以采用多种排布，如附图中的图21-28就示出了其中一些排布。
在图21中，降液管区70紧靠反应器壳体12的侧部。每个由附图标记74所示的子反应器均具有侧壁，从而防止在子反应器74之间以及在子反应器74与向下流动区70之间的相互作用。
在图22中，子反应器22不具有侧壁，而且相邻子反应器74的料浆通道平行。在这些料浆通道中的料浆因而可相互作用。在图23中正相反，相邻子反应器74的料浆通道垂直排布。虽然由25个子反应器组成的一组具有侧壁76，不过单个子反应器74并不具有侧壁。子反应器74略微分开，从而允许在相邻子反应器74之间进行受限的料浆相互作用，但各板的垂直排布防止相邻子反应器74之间进行较为自由的料浆相互作用。在向上流动区之间，即在子反应器74与降液管区70之间不允许进行料浆相互作用。
在图24中，子反应器74均设置有侧壁，并分布有降液管区70。因此，在子反应器74之间或在子反应器74与降液管区70之间，不进行料浆相互作用。在图25中正相反，子反应器不具有侧壁，而且降液管区70仅邻接壳体12。在子反应器74之间以及在子反应器74与降液管区70之间，可发生实质性的料浆相互作用。在图26中，子反应器74也不设置侧壁，但许多子反应器74被排布为使其料浆通道垂直于相邻子反应器74的料浆通道。虽然这样在子反应器74之间或在子反应器74与降液管区70之间将由此存在一些相互作用，但相比于如图25中所示的情况，料浆的相互作用将受到更大的限制。
图27显示了与如图26所示的反应器相类似的反应器，不过，在图27中的反应器的情况中，降液管区70被设置为遍及反应器的横截面区域。
在图28中，降液管区70紧靠反应器壳体12一侧而定位。虽然子反应器74以垂直角度进行排布，不过，子反应器74由于其间的微小间隔而使子反应器74间的料浆相互作用受限。挡板或侧壁76基本上防止了在子反应器74中的料浆与在降液管区70中的料浆之间的料浆相互作用。
图10-12中示出不同的气体喷淋方案。在图10中，气体分两阶段引入，一部分气体进入反应器的底部区域，而另一部分气体进入在两个子反应器或板束之间的中间区。在图11和12中，结合降液管或降液管区来显示气体喷淋器。可明显看出，可以在底部和中间区中仅对反应器的横截面面积的一部分进行喷气。
因此，本发明的方法和装置能够在对料浆流动反应器的设计扩大规模时大大减小风险，原因在于，料浆通道的存在基本上防止了大规模混合形式的形成。此外，特别对于包含降液管或降液管区的设计，反应区由多个料浆通道构成，其中存在已知的向上表面液体流速和已知的向上表面气体速度。这些料浆通道易于操纵和模型化，这使设计者可以更大程度地控制大规模的反应区混合规划。进一步，料浆通道由热交换表面形成。这样，相比于采用蜿蜒冷却线圈的标准设计，这些设计在散热能力方面得到加大改善。不仅可用散热表面面积得到增大，而且在反应器上分布更为均匀。

Claims (45)

1.一种操作三相料浆反应器的方法，该方法包括：
在低液面处通过所述反应器的壳体将至少一种气态反应物馈送到悬浮在悬浮液体中的固体颗粒的竖直延伸的料浆主体中，所述料浆主体被容纳于作为共用反应器壳体的所述反应器壳体内部的多个竖直延伸且水平分开的料浆通道中，所述料浆通道被限定在竖直延伸且水平分开的分隔壁或板之间，而且每个料浆通道具有的高度、宽度和阔度使得所述高度和阔度比所述宽度大得多，所述料浆主体从其底部连续延伸至处于顶部空间下方的常态的料浆液面，使得气泡从引入所述气态反应物之处穿过所述连续的料浆主体而至所述常态的料浆液面，至少一些所述料浆通道的分隔壁或板将所述料浆通道与相邻的传热介质流动空间分开；
使传热介质经过所述传热介质流动空间，从而与所述料浆通道中存在的所述料浆主体以间接关系进行热交换；
允许所述气态反应物在其向上经过存在于所述料浆通道中的所述料浆主体时发生反应，进而形成非气态产物和/或气态产物；
允许气态产物和/或未反应的气态反应物在所述料浆主体的上方的顶部空间中脱离所述料浆主体；
从所述顶部空间中撤出气态产物和/或未反应的气态反应物；和
如果所述液面变化，则通过撤出料浆或悬浮液体，如存在非气态产物，则撤出包含该非气态产物的料浆或悬浮液体，或者通过添加料浆或悬浮液体，使所述料浆主体保持处于所希望的液面。
2.根据权利要求1所述的方法，其中至少一些所述料浆通道在所述料浆通道的上端的上方进行料浆流体连通。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述固态颗粒为催化剂颗粒，用于对一种或多种气态反应物的反应进行催化而生成液态产物和/或气态产物，并且，如果生成液态产物，则所述悬浮液体包含液态产物。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述反应为费希尔-托罗普施烃合成。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述料浆通道具有至少0.5m的高度和2cm至50cm的宽度。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述料浆通道的阔度范围为0.2m至1m。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述反应器壳体的直径至少1m。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，竖直延伸且水平放置的反应器区被限定在所述反应器壳体内部，每个水平放置的反应器区包括多个料浆通道，且可选地包括一个或多个传热介质流动空间，所述方法包括：在相邻的竖直延伸且水平放置的反应器区之间阻止料浆流体连通，并且在水平放置的反应器区中的所述料浆通道的上、下开放端之间的所有高度处阻止料浆流体连通。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，通过使所述分隔壁或板以垂直角度排布在相邻的水平放置的反应器区中来限定水平放置的反应器区，使得在水平放置的反应器区之一中的端部的分隔壁或板实际上形成针对相邻的水平放置的反应器区的侧壁。
10.根据权利要求1所述的方法，包括：将所述料浆主体容纳于竖直分开的反应器区中，每个所述反应器区包括多个料浆通道，且包括一个或多个传热介质流动空间，在所述竖直分开的反应器区之间限定中间料浆区。
11.一种操作三相料浆反应器的方法，该方法包括：
在低液面处将至少一种气态反应物通过所述反应器的壳体馈送到悬浮在悬浮液体中的固态颗粒的竖直连续延伸的料浆主体中，所述料浆主体被容纳于作为共用反应器壳体的所述反应器壳体内部的多个竖直延伸且水平分开的料浆通道中，至少一些所述料浆通道在所述料浆通道的开放上端的上方进行料浆流体连通，并且至少一些所述料浆通道被壁所限定，所述壁将所述料浆通道与一个或多个传热介质流动空间分开，使得气泡从引入所述气态反应物之处穿过所述连续延伸的料浆主体而至所述常态的料浆液面；
允许所述气态反应物在其向上经过存在于所述料浆通道中的所述料浆主体时发生反应，进而形成非气态和/或气态产物；
使传热介质经过一个或多个所述传热介质流动空间，从而与所述料浆通道中存在的所述料浆主体以间接关系进行热交换；
允许使用在所述反应器壳体内部的一个或多个降液管区或降液管，使料浆从所述料浆主体中的高液面向下传送至所述料浆主体中的较低液面；
允许气态产物和/或未反应的气态反应物在所述料浆主体的上方的顶部空间中脱离所述料浆主体；
从所述顶部空间中撤出气态产物和/或未反应的气态反应物；和
如果所述液面变化，则通过撤出料浆或悬浮液体，如存在非气态产物，则撤出包含该非气态产物的料浆或悬浮液体，或者通过添加料浆或悬浮液体，使所述料浆主体保持处于所希望的液面。
12.根据权利要求11所述的方法，其中至少一些所述料浆通道在所述料浆通道的开放下端的下方进行料浆流体连通，所述方法包括：在所述料浆通道的开放上端与开放下端之间的所有高度处阻止料浆流体连通。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述料浆通道被在管片之间竖直延伸的管所限定，所述传热介质流动空间被限定在所述管片之间并围绕所述管。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述料浆通道被竖直延伸且水平分开的分隔壁或板所限定，所述传热介质流动空间也被限定在竖直延伸且水平分开的分隔壁或板之间，而且至少一些所述料浆通道通过共用或共享的分隔壁或板而与相邻的传热介质流动空间分开，并且，至少一些所述分隔壁或板相互平行，对料浆通道和传热介质流动空间进行高度、宽度和阔度的限定，使得所述高度和阔度比所述宽度大得多。
15.根据权利要求11所述的方法，其中在所述降液管区或降液管中料浆的向下流量高得足以使所述料浆通道中基本没有料浆的向下流量。
16.根据权利要求11所述的方法，其中所述固态颗粒为催化剂颗粒，用于对一种或多种气态反应物的反应进行催化而生成液态产物和/或气态产物，并且，如果生成液态产物，则所述悬浮液体包含液态产物。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述反应为费希尔-托罗普施烃合成。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述料浆通道具有至少0.5m的高度，所述料浆通道被水平分开的分隔壁或板所限定，所述料浆通道的宽度范围为2cm至50cm。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述料浆通道的阔度范围为0.2m至1m。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述反应器壳体的直径至少1m。
21.根据权利要求11所述的方法，其中，竖直延伸且水平放置的反应器区被限定在所述反应器壳体内部，每个水平放置的反应器区包括多个料浆通道，且可选地包括一个或多个传热介质流动空间，所述方法包括：在相邻的竖直延伸且水平放置的反应器区之间阻止料浆流体连通，并且在水平放置的反应器区中的所述料浆通道的上、下开放端之间的所有高度处阻止料浆流体连通。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，料浆通道被水平分开的分隔壁或板所限定，通过使所述分隔壁或板以垂直角度排布在相邻的水平放置的反应器区中来限定水平放置的反应器区，使得在水平放置的反应器区之一中的端部的分隔壁或板实际上形成针对相邻的水平放置的反应器区的侧壁。
23.根据权利要求11所述的方法，包括：将所述料浆主体容纳于竖直分开的反应器区中，每个所述反应器区包括多个料浆通道，且可选地包括一个或多个传热介质流动空间，在所述竖直分开的反应器区之间限定中间料浆区。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，一个或多个所述降液管区或降液管，从所述料浆通道的开放上端之处或之上始，或者如果存在竖直分开的上部反应器区，则从该竖直分开的上部反应器区的料浆通道的开放上端之处或之上始，延伸至所述料浆通道的开放下端之处或之下，或者如果存在竖直分开的下部反应器区，则延伸至该竖直分开的下部反应器区的料浆通道的开放下端之处或之下，并且/或者，一个或多个所述降液管区或降液管，从反应器区的所述料浆通道的开放上端之处或之上，延伸至所述反应器区的所述料浆通道的开放下端之处或之下。
25.一种三相料浆反应器，该反应器包括：
反应器壳体，其包含多个竖直延伸且水平分开的端部开放的料浆通道，所述料浆通道在使用时将容纳悬浮在悬浮液体中的固态颗粒料浆，所述料浆通道被限定在竖直延伸且水平放置的分隔壁或板之间，并且每个料浆通道的高度、宽度和阔度使得所述高度和阔度比所述宽度大得多，所述料浆通道一起组合在反应器模块或子反应器中；
在所述反应器壳体中的气体入口，用于将一种或多种气态反应物引入所述反应器；和
在所述壳体中的气体出口，用于从所述料浆通道的上方的壳体内的顶部空间中抽出气体。
26.根据权利要求25所述的反应器，其中，至少一些所述分隔壁或板至少部分地限定传热介质流动空间或通道。
27.根据权利要求25所述的反应器，其中，所述料浆区具有在所述料浆通道的开放上端上方的常态料浆液面，使得至少一些所述料浆通道在其开放上端之上进行料浆流体连通。
28.根据权利要求25所述的反应器，其中所述反应器模块或子反应器被水平设置而遍及所述反应器壳体的横截面区域。
29.根据权利要求28所述的反应器，其中所述子反应器具有竖直延伸的侧壁，使得所述子反应器与相邻的水平分开的子反应器分开，并且，所述竖直延伸的侧壁被设置为，在相邻的水平放置的子反应器的料浆通道的上、下开放端之间的所有高度处防止料浆流体连通。
30.根据权利要求28所述的反应器，其中，所述料浆通道被平行的分隔壁或板限定在每个子反应器中，使得每个相邻子反应器均具有阔度轴线，相邻的水平放置的子反应器的阔度轴线垂直。
31.根据权利要求28所述的反应器，包括：竖直分开的反应器模块或子反应器，其中，一个或多个下部的子反应器的料浆通道的开放上端处于一个或多个上部的子反应器的料浆通道的开放下端的下方。
32.根据权利要求31所述的反应器，包括在一个或多个上部的子反应器与一个或多个下部的子反应器之间的中间区，其中所述中间区与一个或多个上部的子反应器的料浆通道流体连通，并与一个或多个下部的子反应器的料浆通道流体连通。
33.根据权利要求32所述的反应器，包括气体入口，其通入在所述上部和下部的子反应器之间的所述中间区。
34.根据权利要求25所述的反应器，其中，一个或多个所述降液管区或降液管，从所述料浆通道的开放上端之处或之上始，或者如果上部子反应器，则从上部子反应器的料浆通道的开放上端之处或之上始，延伸至所述料浆通道的开放下端之处或之下，或者如果存在下部子反应器，则延伸至下部子反应器的料浆通道的开放下端之处或之下，并且/或者，一个或多个所述降液管区或降液管，从子反应器的料浆通道的开放上端之处或之上，延伸至所述子反应器的料浆通道的开放下端之处或之下。
35.一种三相料浆反应器，该反应器包括：
反应器壳体，其包含多个竖直延伸且水平分开的料浆通道，所述料浆通道在使用时将容纳悬浮在悬浮液体中的固态颗粒料浆，所述料浆通道位于所述反应器壳体内的料浆区中，所述料浆区具有在所述料浆通道的开放上端上方的常态料浆液面，使得至少一些所述料浆通道在其开放上端之上进行料浆流体连通，所述料浆通道一起组合在反应器模块或子反应器中；
传热介质流动空间，其被料浆通道的壁所限定，所述壁将所述料浆通道与一个或多个所述传热介质流动空间分开，这样，在使用时，在所述料浆通道中的料浆与在所述传热介质流动空间中的传热介质之间，以间接传热关系进行热传递；
一个或多个降液管区或降液管，通过所述降液管区或降液管，料浆可从在所述料浆区中的高液面传送至所述料浆区中的较低液面；
在所述反应器壳体中的气体入口，用于将气态反应物或气态产物引入所述反应器；
在所述壳体中的气体出口，用于从所述料浆通道的上方的壳体内的顶部空间中抽出气体；和
如果必要，还包括液体入口，用于将料浆或悬浮液体加入或撤出所述反应器。
36.根据权利要求35所述的反应器，其中，至少一些所述料浆通道在所述料浆通道的开放下端的下方进行料浆流体连通，所述料浆通道具有壁，所述壁被设置为，防止料浆不经过所述料浆通道的开放上端和开放下端而流入或流出所述料浆通道。
37.根据权利要求35所述的反应器，其中，在所述反应器中的料浆通道被在管片之间的竖直延伸管所限定，其中所述传热介质流动空间被限定在所述管片之间并围绕所述管。
38.根据权利要求35所述的反应器，其中，所述料浆通道被竖直延伸且水平分开的分隔壁或板所限定，其中所述传热介质流动空间也被限定在竖直延伸且水平分开的分隔壁或板之间，并且至少一些所述分隔壁或板相互平行，对料浆通道和传热介质流动空间进行高度、宽度和阔度的限定，使得所述高度和阔度比所述宽度大得多。
39.根据权利要求35所述的反应器，其中所述反应器模块或子反应器被水平设置而遍及所述反应器壳体的横截面区域。
40.根据权利要求39所述的反应器，其中所述子反应器具有竖直延伸的侧壁，使得所述子反应器与相邻的水平分开的子反应器分开，并且，所述竖直延伸的侧壁被设置为，在相邻的水平放置的子反应器的料浆通道的上、下开放端之间的所有高度处防止料浆流体连通。
41.根据权利要求39所述的反应器，其中，所述料浆通道被平行的分隔壁或板限定在每个子反应器中，使得每个相邻子反应器均具有阔度轴线，相邻的水平放置的子反应器的阔度轴线垂直。
42.根据权利要求39所述的反应器，包括：竖直分开的反应器模块或子反应器，其中，一个或多个下部的子反应器的料浆通道的开放上端处于一个或多个上部的子反应器的料浆通道的开放下端的下方。
43.根据权利要求42所述的反应器，包括在一个或多个上部的子反应器与一个或多个下部的子反应器之间的中间区，其中所述中间区与一个或多个上部的子反应器的料浆通道流体连通，并与一个或多个下部的子反应器的料浆通道流体连通。
44.根据权利要求43所述的反应器，包括气体入口，其通入在所述上部和下部的子反应器之间的所述中间区。
45.根据权利要求35所述的反应器，其中，一个或多个所述降液管区或降液管，从所述料浆通道的开放上端之处或之上始，或者如果上部子反应器，则从上部子反应器的料浆通道的开放上端之处或之上始，延伸至所述料浆通道的开放下端之处或之下，或者如果存在下部子反应器，则延伸至下部子反应器的料浆通道的开放下端之处或之下，并且/或者，一个或多个所述降液管区或降液管，从子反应器的料浆通道的开放上端之处或之上，延伸至所述子反应器的料浆通道的开放下端之处或之下。
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