CN101254442A

CN101254442A - 一种用于放热加压催化反应的方法及其反应器

Info

Publication number: CN101254442A
Application number: CNA200710171920XA
Authority: CN
Inventors: 朱子彬; 朱学栋; 唐黎华; 李瑞江; 吴勇强; 黄震尧; 刘玉兰; 倪燕慧
Original assignee: East China University of Science and Technology
Current assignee: East China University of Science and Technology
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2027-12-07
Also published as: CN101254442B

Abstract

本发明提供一种用于放热加压催化反应的方法及其反应器。该方法及反应器采用一带有催化床(4)的圆形压力容器(7)，气体进口(1)位于容器(7)的封头上与内分布筒(5)相连接，形成反应气体的分流流道(2)，而出口(11)与容器(7)器壁和外分布筒(6)间形成的空间相连接，形成反应气体的集流流道(3)，外分布筒(6)和内多孔壁筒(5)之间构成催化床(4)，其间填装催化剂；反应气体由内分布筒(5)向外分布筒(6)径向流动呈离心式。该方法及反应器具有反应气体沿轴向分配均匀，床层温度分布优化，催化剂利用率高，流体经反应器的压降小等特点，适用于合成甲醇、氨、二甲醚等催化反应，同样适用于其它放热的加压气固相催化反应。

Description

一种用于放热加压催化反应的方法及其反应器

技术领域

本发明属于化学反应工程技术领域，具体的说，涉及一种用于放热加压催化反应的方法及其反应器，特别涉及一种用于合成甲醇、氨、二甲醚等催化反应的方法及其反应器。

背景技术

众所周知，对于合成甲醇、氨、二甲醚等的催化反应过程一般采用固定床催化反应器。为了降低反应器床层阻力，提高空速和增加生产能力而采用固定床径向催化反应器。另外，对于由加压下合成甲醇、氨和二甲醚等这类气固相催化放热反应，随着反应过程的进行，不断放出的反应热会使催化剂层温度提高，为了提高反应过程的效率，往往需要及时把反应热移出以降低反应温度。在工业反应器中广为使用的一种是具有段间换热的多段绝热反应器，段间采用原料气直接或者中间介质间接换热的方式来降低反应温度，但这种反应器因原料气直接换热降低了反应物浓度，同时反应热也没有充分利用，而间接换热使反应温度偏离最佳温度曲线过多，影响了反应过程的效率。在工业反应器中广为使用的另一种英国专利GB689214公开的具有连续换热的管壳式轴向固定床反应器，床层内由于连续换热，床层内温度较均一，又称之为拟等温轴向固定床反应器，该类反应器不但反应温度均匀，转化率较高，反应副产物少，原料消耗低，空时产率较高，而且可以充分利用反应热，在工业生产中使用广泛，但是它的反应器容积利用率仅为1/3左右，由于受设备加工限制，反应器直径不能过大，致使反应器床层高度很高，造成床层阻力大、单位催化剂的比换热面积很低的众多缺陷，而且化工生产装置的单系列大型化趋势出现后，大直径反应器在加工、制造、运输中均存在目前难以克服的困难。

因此，为了提高反应效率，减少反应器内的压降损失，尽可能的回收高温位热量，充分延长催化剂的使用寿命，更能满足反应器大型化的需求，不少工程技术人员开发了床层内换热的径向固定床催化反应器。美国专利US4321234公开了一种径向流动固定床催化反应器，给出了流体的流动方式和冷却管的排列方式，克服了列管式固定床反应器床层阻力大的缺点，又能有效的利用反应热，但是反应器内存在较严重的流体分布不均匀问题，且催化剂不能得到充分利用。日本专利JP59162942和中国专利CN1054430则公开了一种利用插管换热的径向流动固定床催化反应器，同样存在径向床层流体分布不均匀，比较影响催化剂利用率，反应器结构复杂，催化剂装卸困难等缺陷。美国专利US7055583和中国专利CN1571697公开了一种径向流动等温固定床催化反应器中的换热单元，采用板式换热器，换热单元一体化设计但结构复杂，工程实施颇为困难。中国专利CN1788835公开了一种横向流管式换热反应设备，反应器卧式放置，换热管横向排列，反应物流从上向下横向流动并与之换热，降低了反应器的阻力，但是反应物流分布不均，催化剂装卸困难，反应器内滑动管板密封困难。中国专利CN2880821公开了一种悬挂式水管等温径向反应器，同样存在反应器结构复杂，催化剂装卸困难等缺陷。中国专利CN2291201和CN2355787公开了一种径向流动副产蒸汽的固定床催化反应器，其冷管分别为直管或盘管，直管传热效果差，而盘管加工复杂，床层更难以达到适宜的温度分布。目前生产中工业中主要甲醇反应器类型指标的比较表见表1。

表1、主要甲醇反应器类型指标的比较表

总而言之，上述各专利的反应器大都为流体由外向内呈向心式流动的Z型径向反应器。分流流道位于反应器外筒壁一侧，由于外壁的热损失，将严重影响径向反应器的床层轴向温度分布，不均匀的床层温度，使催化剂的效率下降；而向心式的Z型流动，反应器往往只能采用末端控制的径向流体均布技术(即中心管分布器的控制)，则会使径向床流体流动的均匀度下降，不均匀的流动更难以使催化反应过程实现优化。

考察了上述反应器结构、换热方式和反应气体的流动方式，归纳存在如下问题：

1、反应气体由外向内、由上向下流动，呈向心式Z型，流体的径向流动过程靠中心管分布器控制，为此难以达到全床层的流体均布，或者不得不采用控制压降很大的气体分布器，将会使径向反应器低压降的特点大部丢失。横向管式换热的卧式设置，流体分布更难均匀。

2、反应器内传统换热管径向传热效果较差；插管换热的径向反应器大直径制造困难；而采用板式换热单元结构复杂，加工难度高，又将使径向反应器宜于大型化的特点丢失。

3、传统径向反应器采用由外向内的向心式，反应气体在筒体与外分布筒之间的分流流道内流动，由于热量损失产生温差变化，会导致床层轴向产生颇大的温度差异。

4、大多数径向反应器采用了向心式流动，流体流动速度沿半径方向逐渐加快，对那些严重受平衡制约的化学反应，其后期反应速度又显著变慢，二者不相匹配，将会影响径向反应器效率。

发明内容

本申请的发明人通过研究，对于放热的加压固定床气固相催化反应，找到一种优化的反应方法，反应气体在反应器内呈离心式的Z型或∏型流动，同时采用了强化径向传热的措施以及将径向传热过程与反应过程相适应的催化床最佳温度分布的方法，不仅可以使轴径向流体分布均匀、降低反应器压降、提高催化床换热效率和提高催化剂利用率，而且适合反应装置大型化加工、制造和运输，同时解决了现有反应器中的技术难题，也克服了现有技术存在的上述缺陷。

因此，本发明的首要目的就在于提供一种用于放热加压催化反应的方法。

本发明的另一目的在于提供一种能实现上述催化反应方法的反应器。

本发明需要解决的技术问题是：

(1)提供一种优化的用于合成甲醇、氨、二甲醚等放热反应的床层内换热式固定床气固径向催化反应装置，催化剂利用率高，床层压降低，反应气体沿轴向均匀分布，催化剂装填系数高等特点，更适合反应装置大型化加工、制造和运输。

(2)反应器内换热单元结构简单，采用有效措施强化径向错流传热，提高催化床内的换热效果，单位催化床的比传热面积小。

(3)采用优化的流体均布方法和流体均布控制技术，采用有利全程流体均布的始、末端双边控制技术，采用最佳分流和集流流道的组合流体控制技术等低压降流体均布技术，满足大直径的大型径向反应器技术要求。

(4)避免了反应气体在近外壁分流流道中的热损失，使催化床层的轴向温度更为均匀。

(5)反应器采用了由内向外流动的离心式，反应气体沿半径流速逐渐变缓的过程与受平衡制约的化学反应变慢的过程相匹配，有利于催化反应效率的优化；

因此，本发明的构思是这样的：

1、反应气体采用由内向外、由上向下流动的Z型或由上向上、由下向下的∏型流动方式；且采用流体流动的始、末端双边控制技术，使流体径向流过催化床层实现全程的流体分布均匀；

2、优化了分流流道和集流流道的流道截面设计，优化了其流道内的静压分布，达到了可使用低压降的气体分布器，进一步降低了径向反应器的压降；

3.根据反应过程设计高效换热单元，让换热速率与反应速率相匹配，实现床层内的温度分布最佳化，能显著提高反应器的效率；

4.气体由内向外作离心式流动，避免了反应器筒体热损失所造成的催化床轴向温度的差异；

5.气体由内向外作离心式流动，沿半径方向流速变缓过程与受平衡制约的化学反应的后期速度慢的特点相吻合，更有利于提高催化反应的效率。

根据上述构思，本发明提出如下所述的技术方案：

本发明所述的用于放热加压催化反应的方法可在以下所提供的工艺参数条件，在一种离心式径向反应器中进行。

所述的离心式径向催化反应器包括一个能承受压力的壳体、进料管、出料管、内分布筒、外分布筒、催化剂支撑底板和催化剂卸料管，以及至少一个冷却水进口、至少一个冷却水出口和由供冷却水流动的一系列冷却管。其中壳体由圆柱形筒体、上封头和下封头组成，所述的Z型反应器反应气体进口和冷却水出口置于壳体上封头，而反应气体出口和冷却水进口置于壳体下封头上；所述的∏型反应器反应气体进口、出口和冷却水出口置于壳体上封头，而冷却水进口置于壳体下封头上；或者反应气体进口、出口和冷却水进口置于壳体下封头上，而冷却水出口置于壳体上封头。

在圆柱形筒体内包括：与圆柱形筒体同轴设置的，由内向外依次排列上部侧壁不开孔的多孔壁内分布筒和多孔壁外分布筒或扇形筒，内分布筒和外分布筒置于底部弧形的催化剂支撑底板或下封头上，形成一个环形催化剂床，内分布筒和外分布筒在催化剂床相应部分开有小孔；所说的多孔壁筒为由多孔厚板紧贴多孔薄板，或由多孔厚板和多孔薄板中间用支撑条架空，或由多孔厚板紧贴格栅组成的各种结构；所说多孔厚板的开孔率上下相同或上下不同；所述内分布筒与置于上封头上的进料口通过设置的膨胀结相连通，构成反应气体分流流道。内分布筒与外分布筒之间的催化剂床上方设催化剂封，催化剂封顶部装填一定厚度的惰性固体颗粒材料。外分布筒或扇形筒上端通过填料密封函于固定于上封头的环形密封板相连接，并与圆柱形筒体侧壁之间构成反应气体集流流道，反应气体集流流道通过催化剂支撑底板和下封头间的空间与置于下封头的出料口相连通。内分布筒的开孔高度和外分布筒或扇形筒的开孔高与催化剂床层高度一致。催化剂床层内设置与分布筒同圆且等三角形排列的系列冷却管，冷却管的高度与催化剂装填高度相当，冷却水通过下封头的冷却水进口，并经过分配环管进入冷却管，在床层内换热后，再经集流环管，进入位于上封头的冷却水出口。

附图说明

图1：本发明所述离心式Z型流动换热式径向催化反应器结构示意图。

图2：本发明所述一种离心式∏型流动换热式径向催化反应器结构示意图。

图3：本发明所述另一种离心式∏型流动换热式径向催化反应器结构示意图。

图4：本发明所述离心式反应器结构横截面示意图。

图5：一种扇形筒示意图。

图6：一种多孔壁示意图。

图7：一种格栅示意图。

图8：一种人字形多孔薄板示意图。

图9：一种双翅片冷却管示意图。

图10：一种单翅片冷却管示意图。

图11：一种单翅片冷却管布局示意图。

图号说明：

1—进料口； 2—反应气体分流流道； 3—反应气体集流流道； 4—催化剂床；

5—内分布筒； 6—外分布筒； 7—圆柱形筒体； 8—分配环管；

9—催化剂支撑板； 10—冷却水入口； 11—出料口； 12—催化剂卸料管；

13—冷却管； 14—催化剂封； 15—集流环管； 16—冷却水出口；

17—环形密封板； 18—膨胀结 19—多孔厚板； 20—分布孔；

21—多孔薄板； 22—横向支撑； 23—条形丝；

21-1—格栅； 21-2—人字形多孔薄板；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，所绘附图只是帮助理解本发明，其并不限制本发明的保护范围：

如图1所示，本发明的离心式Z型流动固定床床层内换热式径向催化反应器包括：

一圆柱形筒体7和容器内催化床4，在该圆柱形筒体的上封头上设有进料口1，下封头上设有出料口11和催化剂卸料管12。

在圆柱形筒体7内包括：与圆柱形筒体7同轴设置的，由内向外依此排列上部侧壁不开孔、下部开孔高度为H的多孔壁内分布筒5和上部侧壁不开孔、下部开孔高度为H’的多孔壁外分布筒6；内分布筒5和外分布筒6置于底部弧形的催化剂支撑底板9上，其间的环形空间即为催化剂床4。

所述内分布筒5与置于圆柱形筒体7顶部的进料口1通过膨胀结18相连通，构成反应气体的分流流道2；多孔壁外分布筒6通过填料函与密封环板17相连接，并与圆柱形筒体7侧壁之间形成反应气体集流流道3，或由扇形筒6′本身构成反应气体集流流道3，反应气体集流流道3通过催化剂支撑板9与底部封头间的空间，与置于圆柱形筒体7下封头上的出料口11相连通，反应气体集流流道3的横截面积与反应气体分流流道2的横截面积之比值以1～3为宜；

所述的催化床4上部设有一段催化剂封14和惰性颗粒材料，催化剂封14的高度ΔH为床层高度的0.03～0.15倍，惰性颗粒材料的厚度为床层径向厚度的0.1～0.5倍；外分布筒6的开孔高度H为催化床的有效高度，上端与内分布筒5的开孔区一致。

图2所示为本发明所说的离心式∏型流动换热式径向催化反应器，其进料口1和出料口11设在该圆柱形筒体的上封头上。

图3所示为另一种离心式∏型流动换热式径向催化反应器，其反应气的进料口1和出料口11设在该圆柱形筒体的下封头上。

图4所示为离心式径向催化反应器的截面示意图，反应气体集流流道4为圆柱形筒体7侧壁和多孔壁外分布筒6构成或由扇形的多孔中空元件本身构成。

图5所示为扇形筒6′的示意图，扇形筒6′顶端密封，上部催化剂封处不开孔。

图6、图7和图8所示为多孔壁结构示意图，图6所示的多孔壁内分布筒5和6是由多孔厚板19和多孔薄板21-2中间用横向和纵向支撑条架空卷制而成，多孔薄板的开孔率为20～40％；图7所示为由多孔厚板19和格栅21-1组成的双层紧贴结构卷制而成，格栅的空隙率为25～50％；所述的多孔厚板19的开孔率为0.5％～5％，多孔厚板19的开孔20采用由上至下的均匀开孔，也可根据气体分布需要采用变开孔率技术。

由于本发明实施了反应气体进入床层的始端控制技术和流出床层的终端控制技术，使得流体流过床层时更加稳定和均匀。始端控制的阻力损失是终端控制的阻力损失的1.5～5倍，由此外分布筒的开孔率为内分布筒的1.2～3倍；这样可以降低反应器流体分布的控制压降，使反应气体分布器的控制压降仅为催化床层压降的10～50％或更低，在实现较低控制压降的同时，保证了反应气体沿轴向的均匀分布。

为了提高催化过程反应效率，并尽可能的回收热量或合理利用热量，充分延长催化剂的使用寿命。本发明的反应器内设置冷却管13，冷却管的高度与催化剂装填高度相当，冷却水通过下封头的冷却水进口10，并经过分配环管8进入冷却管13，在床层内换热后，再经集流环管15，进入位于上封头的冷却水出口16。冷却管13在催化剂床层内的层数根据反应过程的特点设置，按同心圆等三角形方式排列，图1、2、3中左部为简化起见没有示出，所示数量并不代表实际情况。

冷却管13可以是直管，为增加传热效果，也可使用图9的双翅片管和图10所示的单翅片管结构。翅片管的翅片高度L是管径D的0.2～0.8倍，优选0.5D。图11所示为一种单翅片管的布管方式，圆管翅片的方向与反应器内反应物料的径向流动方向一致。

实施例1

原料气中组成为：CO 13.3％、CO₂ 4.96％、H₂ 75.62％、CH₄ 0.98％、Ar+N₂ 4.75％、CH₃OH 0.34％，气体空速6500h^-1，反应温度为210～260℃、反应压力为8MPa的甲醇合成反应工艺采用图1、图2或图3所示三种方式中的任意一种方式实施。得到的产物气体中组成为：CO 7.30％、CO₂ 5.11％、H₂ 70.1％、CH₄ 1.21％、Ar+N₂ 5.71％、CH₃OH9.89％、H₂O 0.68％；反应器内床层温度沿轴向差别小于±2℃，气体流量沿轴向分布偏差小于±2％，反应器压降小于0.2MPa，空时产率0.78t/m³.h，换热管所占催化剂床层横截面的比例小于30％，床层温度分布接近最佳温度分布曲线，日产甲醇3000吨。

实施例2

原料气中组成为：CO 13.4％、CO₂ 4.96％、H₂ 75.63％、CH₄ 0.98％、Ar+N₂ 4.75％、CH₃OH 0.32％，气体空速6500h^-1，反应温度为210～260℃、反应压力为10MPa的甲醇合成反应工艺采用图1、图2或图3所示三种方式中的任意一种方式实施。得到的产物气体中组成为：CO 6.58％、CO₂ 5.24％、H₂ 69.3％、CH₄ 1.32％、Ar+N₂ 5.82％、CH₃OH10.85％、H₂O 0.89％；反应器内床层温度沿轴向差别小于±2℃，气体流量沿轴向分布偏差小于±2％，反应器压降小于0.2MPa，空时产率0.79t/m³.h，换热管所占催化剂床层横截面的比例小于30％，床层温度分布接近最佳温度分布曲线，日产甲醇3000吨。

反应气体由反应气体进口1进入内分布筒5构成的分流流道2，通过内分布筒5上的内分布孔20径向流入径向床层区4，进而由内向外通过外分布筒6进入反应气体集流通道3作离心流动，然后沿集流流道3经过催化剂支撑板9和下封头之间的空间进入反应气体的出料口11流出。床层温度由通过冷却入口10，再经过环形分布器8进入冷却管的冷却水饱和水在冷却管内的汽化吸热控制，气液混合物经环形收集器15，然后由冷却水出口16流出。

采用本发明所述的反应方法及其反应器，与现有技术相比具有以下优点：

1.离心式流动的始、末端双边共同控制的均布技术，完全能保证反应气体沿轴向均匀分布；

2.反应气体由中心向外离心流动，位于中心分流流道几乎无热损失，保证了反应器内轴向温度均匀；

3.反应气体在床层沿径向作离心式流动，其流程的后期径向流速明显趋缓，与受平衡制约的化学反应过程的末期反应速度显著下降相一致，有利于催化反应效率的提高；

4.冷却管使用翅片式结构，强化了径向传热的效果，使单位催化剂床层的冷管数减少。

5.该反应器具有床层温度沿轴向差别小，沿轴向气体分布均匀度高，反应器压降低，催化剂的空时产率高，单位催化剂的比换热面积小，床层温度分布接近最佳温度分布曲线，反应转化率高的特点。

6.由于轴向反应器无法具有径向反应器的可以不增大直径而成倍增加高度的优势，所以本发明方法所述的径向反应器易于加工和制造，便于运输，更适宜于单体设备大型化的要求，催化剂装卸也十分方便。

Claims

1、一种用于放热加压催化反应的方法，其特征在于，在气固相固定床催化反应器内，换热为床层内进行，反应气体的流动方式为由内向外的离心式。

2、如权利要求1所述的反应方法，其特征在于，在气固相固定床催化反应器内，所述的反应气体的流动方式为，在反应器内分流流道和集流流道的流动为上进下出的Z型、上进上出的∏型或下进下出的∏型。

3、如权利要求1或2所述的反应方法，其特征在于，所述的反应器包括：一圆柱形筒体(7)和筒体内催化床(4)，在该圆柱形筒体(7)的封头上设有反应气体进料口(1)、反应气体出料口(11)、冷却水的入口(10)、冷却水的出口(16)和催化剂卸料管(12)；在圆柱形筒体(7)内包括：与圆柱形筒体(7)同轴设置的，由内向外依次排列多孔壁圆形内分布筒(5)、冷却管(13)和多孔壁结构的圆形外分布筒(6)；

所述多孔壁内分布筒(5)上部侧壁不开孔，内分布筒(5)通过膨胀节(18)与置于圆柱形筒体(7)顶端的反应气体进口(1)相连通，构成反应气体的分流流道(2)；内分布筒(5)与外分布筒(6)置于催化剂弧形支撑板(9)之上，并一起形成环形催化床(4)，换热管束(13)置于催化床(4)内；多孔壁外分布筒(6)与位于上封头的密封环板(17)相连接，并与圆柱形筒体(7)侧壁之间的环隙空间构成反应气体集流流道(3)，并通过催化剂弧形支撑板(9)与下封头之间的空间，与置于圆柱形筒体(7)下封头的反应气体出料口(11)相连通；

置于催化床(4)内冷却管束(13)在底部通过分流分配管(8)与冷却水的入口(10)相联接，在顶部通过集流分配管(15)和冷却水的出口(16)相联接，构成冷却水的流动流道。

4、权利要求1～3任一所述方法所用的反应器，其特征在于，该反应器包括：一圆柱形筒体(7)和筒体内催化床(4)，在该圆柱形筒体(7)的封头上设有反应气体进料口(1)、反应气体出料口(11)、冷却水的入口(10)、冷却水的出口(16)和催化剂卸料管(12)；在圆柱形筒体(7)内包括：与圆柱形筒体(7)同轴设置的，由内向外依次排列多孔壁圆形内分布筒(5)、冷却管(13)和多孔壁结构的圆形外分布筒(6)；

5、如权利要求4所述的反应器，其特征在于，在所述的圆柱形筒体(7)的上封头上设有反应气体进料口(1)和冷却水的出口(16)，下封头上设有反应气体出料口(11)、冷却水的入口(10)和催化剂卸料管(12)；反应气体沿床层径向由内向外流动呈离心式，反应气体在分流流道(2)和集流流道(3)内均呈由上向下的同向流动的Z型。

6、如权利要求4所述的反应器，其特征在于，在所述的圆柱形筒体(7)的上封头上设有反应气体进料口(1)、反应气体出料口(11)和冷却水的出口(16)，下封头上设有冷却水的入口(10)和催化剂卸料管(12)；反应气体沿床层径向由内向外流动呈离心式，反应气体在分流流道(2)内由上向下流动而集流流道(3)内由下向上流动，径向反应器为∏型结构。

7、如权利要求4所述的反应器，其特征在于，所述的圆柱形筒体(7)的下封头上设有反应气体进料口(1)、反应气体出料口(11)、冷却水的入口(10)和催化剂卸料管(12)，上封头上设有冷却水的出口(16)；反应气体沿床层径向由内向外流动呈离心式，反应气体在分流流道(2)内由下向上流动而集流流道(3)内则由上向下流动，径向反应器为∏型结构。

8、如权利要求4、5、6或7所述的反应器，其特征在于，组成反应气体的集流流道(3)与反应气体的分流流道(2)之间的面积比为0.5～5。

9、如权利要求4、5、6或7所述的反应器，其特征在于，组成分流流道(2)的内分布筒(5)的多孔厚板(19)的开孔(20)采用由上至下的均匀开孔，开孔率为0.5～5％。

10、如权利要求4、5、6或7所述的反应器，其特征在于，集流流道(3)由外筒壁(7)和外分布筒(6)组成；组成外分布筒(6)的多孔厚板(19)的开孔(20)采用由上至下的均匀开孔，开孔率为3～30％。

11、如权利要求4、5、6或7所述的反应器，其特征在于，其内分布筒(5)和外分布筒(6)的多孔壁结构为多孔厚板(19)紧贴人字形多孔薄板(21-2)，或由人字形多孔厚板(19)和多孔薄板之间用支撑条架空的结构，或由多孔厚板(19)和格栅(21-1)组成的双层紧贴结构，多孔薄板的开孔率为20～40％，格栅的空隙率为20～50％。

12、如权利要求4、5、6或7所述的反应器，其特征在于，内分布筒(5)和外分布筒筒(6)上部侧壁不开孔区ΔH形成催化剂封，ΔH的高度为催化床层高的3～15％。

13、如权利要求4、5或7所述的反应器，其特征在于，集流流道(3)由扇形筒(6′)组成；扇形筒(6′)为隔栅(21-1)的支撑结构，开孔率为20～50％，扇形筒(6′)的顶端密封，上部侧壁不开孔区ΔH形成催化剂封，ΔH的高度为催化床层高的3～15％。

14、如权利要求4、5、6或7所述的反应器，其特征在于，催化床(4)内的换热管束(13)为普通圆管，圆管直径为20mm～100mm或为双翅片或单翅片(24)的圆管，圆管直径为20mm～100mm，翅片高度为圆管直径的20～100％，圆管翅片的排列方向与反应器内反应物料的径向流动方向一致。