CN105148806A - 底部具有气体分配系统的反应器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于进行放热工艺的反应器(1)，包括：反应器壳(2)，用于将反应物和冷却剂引入反应器壳(2)的入口(3，7)，用于从反应器壳(2)排出产品和冷却剂的出口(4，8)，至少两个反应器管(9)，冷却剂室(6)，和冷却剂室(6)下方的气体分配系统(11)，其中至少两个反应器管(9)延伸穿过冷却剂室(6)，使得在冷却剂室(6)下方的空间(15)与冷却剂室(6)上方的空间(13)之间流体相通，所述反应器(1)包括一种或多种高度多孔催化剂，所述催化剂具有至少1mm的尺寸并且包含多孔体和催化剂材料，其中多孔体具有50－98体积％的孔隙率。

Description

底部具有气体分配系统的反应器

本申请是申请日为2010年12月22日、申请号为201080059666.4、发明名称为“底部具有气体分配系统的反应器”的发明专利申请的分案申请。

本发明涉及一种用于进行放热工艺，例如费托工艺的反应器。其尤其涉及在反应器底部包括气体分配系统的固定床反应器。在优选实施方案中，反应器包含高度多孔催化剂。本发明进一步涉及反应器的应用。

如WO2005/075065中说明的，费托工艺通常用于使气态烃进料原料转化成液体和/或固体烃。进料原料例如天然气、伴生气、煤-床甲烷、残余(原)油馏分、煤和/或生物质在第一步骤转化成氢和一氧化碳的混合物，也称为合成气。然后在第二步骤在合适的催化剂上在升高的温度和压力下将合成气转化成从甲烷到包含至多200个，或者在特定情形下更多的碳原子的高分子量分子的链烷烃化合物。

已经开发了许多类型的反应器系统用于进行费托反应。费托反应器系统包括固定床反应器，特别是多管固定床反应器，流化床反应器，例如夹带的流化床反应器和固定流化床反应器，和淤浆床反应器，例如三相淤浆泡罩塔和沸腾床反应器。

费托反应高度放热并且温度敏感，因此需要小心的温度控制以保持最佳操作条件和烃产品选择率。

商业费托固定床和三相淤浆反应器通常利用沸水除去反应热。在固定床反应器中，单个反应器管位于包含水/蒸汽的壳内，所述水/蒸汽通常通过壳壁中的法兰送入反应器。反应热使每一管内的催化剂床层的温度升高。该热能转移到管壁，迫使周围的水沸腾。在淤浆设计中，冷却管设置在淤浆体积内并且热从液体连续基质转移到管壁。在管内产生蒸汽提供了冷却。

本发明的目的是提供用于进行放热工艺，例如费托工艺的改进的反应器。

本发明涉及一种用于进行放热工艺的反应器(1)，包括：反应器壳(2)，用于将反应物和冷却剂引入反应器壳(2)的入口(3，7)，用于从反应器壳(2)排出产品和冷却剂的出口(4，8)，至少两个反应器管(9)，冷却剂室(6)，和冷却剂室(6)下方的气体分配系统(11)，其中至少两个反应器管(9)延伸穿过冷却剂室(6)，使得在冷却剂室(6)下方的空间(15)与冷却剂室(6)上方的空间(13)之间流体相通，所述反应器(1)包含一种或多种高度多孔催化剂。所述催化剂具有至少1mm的尺寸。所述催化剂包含多孔体和催化剂材料。多孔体具有50－98体积％的孔隙率。

具有至少1mm的尺寸的催化剂被定义为具有至少1mm的最长内部直线长度的催化剂。优选地，高度多孔催化剂具有尺寸超过10μm的孔。催化剂材料包含载体和催化活性组分或其前体。通过使其经受氢或含氢气体，可以使催化活性组分的前体具有催化活性。

根据本发明的反应器具有几个优点。根据本发明的反应器的一个优点是与包含固体催化剂颗粒填料的固定床反应器中在催化剂与冷却介质之间的传热相比，在冷却剂室中在催化剂与冷却介质之间可以具有非常好的传热。与在反应器管中包含高度多孔催化剂，其中反应物气体从反应器管的顶部向下流过反应器管的多管固定床反应器相比，根据本发明的反应器中的传热也更好。

好的传热允许使用更大的管直径，和因此单位反应器体积中更少的管。这使得反应器较易建造和操作。

根据本发明的反应器的另一个优点是与包含固体催化剂颗粒填料的固定床反应器相比，可以获得沿着反应器管的低压降。低压降降低成本和进料气体和/或循环气体压缩机的能量消耗。

根据本发明的反应器的另一个优点是与包含流化催化剂颗粒的淤浆反应器相比，规模扩大可以更容易并且更可靠地进行。这是因为商业反应器的设计可以依赖于单个管的小规模试验。通过倍增反应器管的数目，规模扩大可以简单并且可靠地进行。

根据本发明的反应器的另一个优点是在反应器内可以获得催化剂的均匀分布，这与水力操作条件无关。甚至在单个反应器管内可以采用不同催化剂结构的堆叠。这是相对于包括具有多个冷却剂管的容器或壳的淤浆反应器的大优点。优选使用如下所述的高度多孔催化剂，或者如下所述的不同的高度多孔催化剂的堆叠或梯度。

根据本发明的反应器的进一步优点是产品可以容易地与催化剂分离。这是相对于包含流化催化剂颗粒的淤浆反应器的大优点。

冷却剂室(6)优选包括至少两个基本平行的板(16，17)，所述板将冷却剂室(6)与冷却剂室(6)下方的空间(15)和冷却剂室(6)上方的空间(13)分开。这种基本平行的板(16，17)优选为基本水平的。优选地，延伸穿过冷却剂室(6)的至少两个反应器管(9)也延伸穿过冷却剂室(6)的至少基本平行的板(16，17)。

反应器优选包括少于50000个反应器管，更优选少于30000，甚至更优选少于10000，最优选少于5000。反应器优选包括至少10个反应器管，更优选至少100，甚至更优选至少1000，最优选至少2000。

反应器管优选具有多于1米，更优选多于5米，甚至更优选多于7米的长度。反应器管优选具有少于70米，更优选少于40米，甚至更优选少于20米的长度。

反应器管优选具有至少1cm，更优选至少2cm，甚至更优选至少5cm的内径。反应器管优选具有少于30cm，更优选少于20cm，甚至更优选少于15cm的内径。

优选地每一反应器管的至少70％，更优选至少80％在冷却剂室中。

用于将冷却剂引入反应器壳的入口和用于从反应器壳排出冷却剂的出口优选在平行板之间，所述平行板将冷却剂室与冷却剂室下方的空间和上方的空间分开。更优选地，一个或多个冷却剂入口刚好设置在冷却剂室的最低平行板上方，并且一个或多个冷却剂出口刚好设置在冷却剂室的最高平行板下方。

用于将反应物引入反应器壳的入口优选在冷却剂室的下方。用于引入反应物的一个或多个入口可以穿过基本垂直的反应器壳位于冷却剂室的下方，和/或可以穿过拱顶位于反应器底部。用于引入反应物的入口优选包括喷嘴。

反应物气体优选分配并且供送到单个反应器管。气体分配系统11优选使来自入口3的气体通过位于反应器管中和/或下面的分配系统出口到达反应器管9。反应物气体例如合成气向上流过反应器管中的催化剂，并且转化成产品。一般而言，并非所有通过催化剂的合成气转化成产品。

在一个实施方案中，气体分配系统包括安装在管下方，例如安装成行的基本水平的管。所述管具有几个反应物气体出口。管可以例如穿孔。补充或作为替代，管可以例如在垂直方向具有小管，所述小管将气体导入单个管。在优选实施方案中，小管延伸入管的底部中。

为了最小数目的反应物气体入口穿过反应器壳，一个实施方案包括具有数排包括反应物气体出口的管的气体分配系统，并且其中数排管与更大的分配管相连。更大的分配管可以例如为环的形式。

在优选实施方案中，气体分配系统设计为使得供送有反应物气体的每一反应器管接收相似量的反应物气体。这确保贯穿反应器的均匀转化。通过均匀转化和通过反应器中均匀的液体移动，这还有助于好的传热。

用于排出产品的出口可以在冷却剂室上方和/或下方。补充或作为替代，用于排出产品的出口可以在冷却剂室的液面上。在冷却剂室上方的出口可以例如包括溢流堰。通过冷却剂室下方的出口抽出的液体可以例如基于液面控制。在液面控制的情形中，反应器中液体产品的液面提供了用于通过流量控制器抽出的设定点。优选地，反应器包括在冷却剂室下方的出口。当产品在冷却剂室下方排出时，将没有或几乎没有气体随液体产品一起带出。与在冷却剂室上方排出的产品相比，在冷却剂室下方排出的产品将因此可能包含较少的气态产品，例如H₂O、C₄-产品、CO₂、CO和H₂。在冷却剂室下方的出口还提供排空反应器的可能性。

最优选地，产品的排出基于液面控制。例如，可以在冷却剂室上方设置几米范围内的液面控制，以调节在冷却剂室下方用于排出产品的出口中的阀。在所述情形下，基于冷却剂室上方的液面控制，液体产品通过冷却剂室下方的出口排出。

在优选实施方案中，在根据本发明的反应器使用期间，即使当没有反应物气体流入反应器时，反应器中液体的量足够大使得反应器管中的催化剂浸入液体。这可以通过液面控制装置调节。

在根据本发明的反应器使用期间，有气体上升流或者并行的气体和液体上升流。

在优选实施方案中，反应器包括反应器管以及一个或多个液体循环管。在反应器使用期间，反应器管包含催化剂。液体循环管是在反应器使用期间不含催化剂的管。液体循环管(18)可以延伸穿过冷却剂室(6)，使得在冷却剂室(6)下方的空间(15)与冷却剂室(6)上方的空间(13)之间流体相通。在使用期间，由于通过反应器管的反应物气体，因此液体在反应器管(9)中向上转移，并且液体在一个或多个液体循环管(18)中向下移动。发现通过使用包括液体循环管的反应器，可以实现最佳的传热。

反应器可以包括不同尺寸的液体循环管作为反应器管：它们可以具有不同的内径和/或不同的长度。作为替代，液体循环管可以具有与反应器管相同的尺寸。在所述情形下，我们可以选择向大多数管装入催化剂并且留下一些空的管，即在使用反应器前使用大多数管作为反应器管和一些管作为液体循环管。反应物气体优选不送入液体循环管。

在可用作反应器管的管不装入催化剂以使用该管作为液体循环管的情形下，反应物气体不送入此液体循环管。在所述情形下，因此可能需关闭气体分配系统的出口，如果其存在于管下面或者管中。

在一个实施方案中，反应器包括一个或多个位于反应器壳外面的液体循环管。所述液体循环管在两个不同的位置穿过反应器壳。位于反应器壳外面的液体循环管(18)可以在冷却剂室(6)的上方和下方延伸穿过反应器壳(2)，使得在冷却剂室(6)上方的空间(13)与冷却剂室(6)下方的空间(15)之间流体相通。这允许在反应器使用期间液体向下流过反应器壳外的液体循环管。

在优选实施方案中，反应器包括顶部出口5。在所述情形下未反应的气体和任选地气态产品可以通过顶部出口5离开反应器。如果存在，一个或多个顶部出口5优选位于在冷却剂室的上方，并且位置可以穿过冷却剂室上方的基本垂直的反应器壳和/或位置可以穿过反应器顶部的拱顶。顶部出口优选包括喷嘴。

在优选实施方案中，反应器包括穿过反应器顶部的拱顶的顶部出口和在顶部出口下面的反应器中的气-液分离器，例如除雾器或旋风器。气-液分离器可用于限制通过顶部出口离开反应器的材料的量，并且增加通过产品出口离开反应器的材料的量。

本发明的反应器尤其适合于进行费托工艺。当用作费托反应器时，根据本发明的反应器使得通过延伸穿过冷却剂室(6)的至少两个反应器管(9)，在冷却剂室(6)下方的空间(15)与冷却剂室(6)上方的空间(13)之间的合成气和流体烃能够流体相通。

当用作费托反应器时，合成气转化成烃。在反应器操作条件下，转化产物可以在液相或者部分液相和部分气相中。

在正常工作期间，反应器管装入液体产品并且反应物气体起泡通过液体产品。通过液体产品获得从催化剂到冷却剂室的这种最佳传热方式。以这种方式还可以实现反应物到催化剂结构的良好转移。在作为费托反应器的正常操作期间，反应器管装入液体烃并且合成气起泡通过液体烃。通过液体烃获得从催化剂到冷却剂室的这种最佳传热方式。

冷却剂优选通过在冷却剂室下侧的一个或多个入口送入冷却剂室，并且优选通过在冷却剂室上侧的一个或多个出口离开冷却剂室。非常合适的冷却剂是水和/或蒸汽。沸水可以通过具有蒸汽鼓的自然循环热虹吸系统循环。作为替代，可以使用沸腾烃例如煤油作为冷却剂。

根据本发明的反应器包含高度多孔催化剂。催化剂具有至少1mm的尺寸。具有至少1mm的尺寸的催化剂被定义为具有至少1mm的最长内部直线长度的催化剂。当具有足够的尺寸时，高度多孔催化剂可以固定在反应器管中。

催化剂优选包含多孔体和催化剂材料。催化剂也被称为催化剂体。多孔体充当催化剂材料用的载体。催化剂材料包含载体和催化活性组分或用于其的前体。通过使其经受氢或含氢气体，可以使催化活性组分的前体具有催化活性。

对于此规格，催化剂或催化剂体被定义为催化活性的体或者通过使其经受氢气或含氢气体，可以使其具有催化活性的体。例如，金属钴在费托反应中是催化活性的。在催化剂或催化剂体包含钴化合物的情形下，通过使其经受氢或含氢气体，钴化合物可以转化成金属钴。经受氢或含氢气体有时被称为还原或活化。

当催化剂被称为包含一定量的催化活性金属时，参考当为金属形式时催化活性的催化剂中金属原子的量。例如包含钴化合物的催化剂因此被认为是具有一定量的催化活性钴原子的催化剂。因此催化剂包含一定量的催化活性金属，与其的氧化态无关。

多孔体可以为规则或不规则形状，或者它们的混合物。这些包括圆柱体、立方体、球体、卵形体和其它成型多边形体。

在优选实施方案中，多孔体具有选自纱网、蜂窝、整料、海绵、泡沫、网格、丝网、箔结构和编织垫形式，或者这些的任意组合的形式或形状。

多孔体可以是一些形式例如上面列出的那些的组合。例如，多孔体可以由蜂窝形材料制成并且具有环形外形。另一个例子是由编织垫制成的圆柱体。

多孔体可由能够承受反应器内条件的任何惰性材料制成。多孔体可由难熔氧化物，例如氧化钛、二氧化硅、氧化铝制成。多孔体优选由金属，例如不锈钢、铁或铜制成。

多孔体中的孔隙率，即催化剂材料施加在多孔体上之前多孔体的内空隙度为50－98体积％；优选地内空隙度为少于95体积％；优选地内空隙度为多于60体积％，更优选多于70体积％，甚至更优选多于80体积％，并且最优选多于90体积％，基于多孔体的圆周体积计算。

催化剂或催化剂体，即包括催化剂材料和多孔体的孔隙率为至少50体积％并且优选至少65体积％，更优选约85体积％，基于催化剂体的圆周体积计算。

原位在反应器管中的催化剂或催化剂体，即包括催化剂材料和多孔体的外空隙度为0－60体积％，基于反应器管中催化剂或催化剂体的圆周体积之外的反应器管体积计算。

换句话说，反应器管可以全部装入一种或多种多孔催化剂(催化剂体)。在这样的情形下原位在反应器管中的外空隙度为0体积％，并且所有反应物气体和液体产品将通过催化剂体的多孔结构。作为替代，原位在反应器管中的催化剂体的圆周体积周围可以有空间。在该情形下原位在反应器管中的外空隙度可以高达60体积％，并且反应物气体和液体产品将通过催化剂体的多孔结构和催化剂体的圆周体积的周围。

例如在由覆盖有催化剂材料的金属线制成的环形多孔催化剂体的情形下，圆周体积将不包括环形的内孔。在不规则堆叠的环形催化剂体的情形下，反应物气体和液体产品将通过催化剂体的多孔结构和催化剂体的圆周体积的周围。当通过催化剂体的圆周体积的周围时，流体可以在所有侧面通过催化剂体，包括通过环形催化剂体的内孔。

催化剂体的孔隙率，换句话说催化剂体内的开口体积须足以促进反应物的有效流过，同时每一催化剂体的比表面积应该尽可能大以增加反应物对催化剂材料的暴露。

催化剂材料可以施加于其上的合适的多孔体可以在室内制备或者商购获得。合适的多孔体的生产商的例子是Fraunhofer-InstituteforManufacturingandAdvancedMaterialsinDresden,Germany。Fraunhofer-Institute做广告并且销售例如熔体萃取的金属纤维，和可以为圆柱形或球形的高度多孔纤维结构。合适的多孔体的生产商的另一个例子是Rhodius。Rhodius做广告并且销售例如各种形状、具有各种厚度并且具有各种密度的针织线网格。合适的多孔体的生产商的另一个例子是Fibretech。

催化剂材料可以施加于多孔体。优选地，将催化剂薄层施加于多孔体。

催化剂材料层优选足够薄以避免在催化剂材料层内合成气组分的扩散质量传输限制(催化剂层内CO和/或氢气分压的降低和/或氢气/一氧化碳比例不利的变化)。催化剂材料层的厚度优选增加直到质量传输限制开始。出于水力原因，除了催化剂材料施加于多孔体后余下的空隙度外，对催化剂材料层在多孔体上的厚度没有上限。

优选催化剂体的催化剂材料分数为至少约1体积％并且优选大于约4体积％(相对于催化剂体的体积)，优选最大25体积％。

优选地，催化剂材料作为层施加于多孔体，通常厚度约1－约300μm并且优选约5－约200μm。

制备催化剂或材料的一般方法是本领域已知的，参见例如US4409131、US5783607、US5502019、WO0176734、CA1166655、US5863856和US5783604。这些包括通过共沉淀和浸渍制备。这些工艺还可以包括突然的温度变化。

催化剂材料可以包含一种或多种金属或金属氧化物作为促进剂，更特别地一种或多种d-金属或d-金属氧化物。

优选地，催化剂为费托催化剂。费托催化剂是本领域已知的，并且通常包括8－10族金属组分，优选钴、铁和/或钌，更优选钴。

本文使用的对“族”和周期表的提及涉及例如在化学和物理手册(CRCPress)第87版中所述的元素周期表的新IUPAC版本。

合适的金属氧化物促进剂可以选自元素周期表的2－7族，或者锕系元素和镧系元素。特别地，镁、钙、锶、钡、钪、钇、镧、铈、钛、锆、铪、钍、铀、钒、铬和锰的氧化物是最合适的促进剂。

合适的金属促进剂可以选自周期表的7－10族。锰、铁、铼和8－10族贵金属特别合适，尤其优选铂和钯。

任何促进剂通常以0.1－60重量份/每100重量份载体的量存在。然而将理解的是对于充当促进剂的相应元素，促进剂的最佳量可以变化。

典型地，催化剂材料包含载体材料例如多孔无机氧化物，优选氧化铝、二氧化硅、氧化钛、氧化锆或它们的混合物。最优选的载体材料是氧化钛。载体可以在加入催化剂活性金属之前例如通过浸渍加在多孔体上。补充或作为替代，催化活性金属和载体材料可以混合并且然后加入多孔体。例如，可以使催化剂材料的粉末形式形成浆液，并且然后喷涂在多孔体上。

合适的催化剂包含钴作为催化活性金属和锆作为促进剂。另一种合适的催化剂包含钴作为催化活性金属和锰和/或钒作为促进剂。

在一个实施方案中，本发明的反应器包含多孔体，所述多孔体的多于95重量％(wt％)，更优选多于99wt％，最优选多于99.9wt％具有1mm－50mm，优选1mm－30mm的尺寸，基于反应器中多孔体的总重量计算。

包含具有1mm的最小尺寸和至多50mm的最大尺寸的多孔体的催化剂体可以固定在反应器管内。作为替代，它们可以在反应器管内移动以寻求最均匀的催化传递和传热，但不固定在反应器管内。借助于催化剂保留器，可以确保可移动的催化剂体留在反应器管内。

在一个实施方案中，本发明的反应器包含大的催化剂体，即大于50mm，例如至多500mm，甚至至多2m。优选地，本发明的反应器包含多孔体，所述多孔体的多于95重量％(wt％)，更优选多于99wt％，最优选多于99.9wt％具有50mm－2m，优选50cm－1m的尺寸，基于反应器中多孔体的总重量计算。多于50mm的催化剂体可以固定在反应器管内。

在优选实施方案中，根据本发明的反应器中的反应器管包括在反应器管顶部和/或底部的催化剂保留器。最优选地，反应器中的反应器管包括顶部的催化剂保留器和底部的催化剂保留器。催化剂保留器允许气体和液体通过，但不允许催化剂体通过。合适的催化剂保留器的例子是由具有足够网格尺寸的纱网制成的催化剂保留器。催化剂保留器可以设置在催化剂管的开口处，并且优选设置在催化剂管内。

在一个实施方案中，根据本发明的反应器中的反应器管可以堆叠方式装入多孔催化剂体。在一个实施方案中，根据本发明的反应器中的反应器管可以装入多孔催化剂体以形成梯度。

在反应器管的长度上，几种性质可以变化。例如，在反应器管顶部催化剂体的内空隙度可以低于底部。例如，在反应器管顶部催化剂体的外空隙度可以小于底部。例如，在反应器管顶部多孔体上的催化剂材料的量可以大于底部。反应器管顶部的多孔体上的催化剂材料中的催化活性材料的量可以大于底部。与底部的催化剂体相比，在反应器管顶部的催化剂体可以包含不同的催化活性金属。与管底部的催化剂体相比，在反应器管顶部的催化剂体可以具有不同的形状。

在一个实施方案中，反应器管可以堆叠的方式装入催化剂体，例如通过使2－4层装载在彼此的顶上，其中每层具有不同的催化活性。在所述情形下，放置在另一层顶上的每一层可以具有比下面的层高的固有催化活性。在根据本发明的反应器中，反应器因此可以包括一个或多个反应器管，其中在反应器管顶部的一个或多个催化剂体层具有比反应器管底部的一个或多个催化剂体层高的固有活性。

本发明延伸至根据本发明的反应器作为费托反应器的应用。

本发明进一步延伸至一种用于进行费托反应的方法，所述方法包括以下步骤：

－将合成气提供到根据本发明的反应器

－从反应器中取出费托产品。

费托反应优选在125－400℃，更优选175－300℃，最优选200－260℃的温度下进行。压力优选为5－150bar，更优选20－80bar。气时空速可以在宽的范围内变化，并且通常为500－10000Nl/l/h，优选1500－4000Nl/l/h。当其送入催化剂床时，进料的氢气/CO比例通常为0.5:1－2:1。

费托合成的产品可以从甲烷到重质烃。优选地，甲烷的生产被最小化并且制备的大部分的烃具有至少5个碳原子的碳链长度。优选地，C5+烃的量为总产品的至少60重量％，更优选至少70重量％，甚至更优选至少80重量％，最优选至少85重量％。整个工艺的CO转化率优选为至少50％。

反应器管的形状、尺寸和构型以及它们在反应器内的排列主要由一些因素例如反应器的容量、工作条件和冷却要求控制。反应器管可以具有提供用于催化剂在反应器内有效填充的任何横截面，例如反应器管可以为环形、正方形、三角形、矩形、梯形(尤其是包括三个等边的三角形)或者六边形横截面。就容易制造、机械稳定性和提供均匀传热而言，具有环形横截面的反应器管是有利的。

现在将参照附图更详细地说明本发明，附图示出了根据本发明的反应器的例子。

附图1是根据本发明的反应器的垂直横截面；反应器管中的催化剂未示出。

附图1表示用于进行放热工艺例如费托工艺的反应器1，其包括：反应器壳2、反应物入口3、产品出口4、顶部出口5、包括用于冷却剂的入口7和出口8的冷却剂室6，和反应器管9。反应器1进一步包括冷却剂室6下方的气体分配系统11。冷却剂室6下方的空间在附图1中用数字15表示。

平行板16和17将冷却剂室6与冷却剂室6下方的空间15和冷却剂室6上方的空间13分开。

在工作期间，合成气通过入口3送入气体分配系统11并且进入包含催化剂的反应器管9。如附图1中所示，气体分配系统11使气体通过分配系统出口通入反应器管9，在该情形下所述出口设置在每一反应器管内。

如附图1中用箭头10所示，气态反应物通过反应器管9。

液体循环将通过液体循环管18进行。如在液体循环管18中用箭头所示，液体将向下流过管18。

反应器1的上部包括拱顶12，其具有等于反应器1的主要圆柱形截面的内径。冷却剂室上方的空间在附图1中用数字13表示。在冷却剂室6上方的空间13中，产品可以升至一定的液面。在附图1中示出了产品的液面14。废气可以通过冷却剂室6上方的空间13到达顶部出口5。液体产品基于在冷却剂室6上方的液面控制(未示出)通过冷却剂室6下方的出口4排出。

在操作期间，冷却剂，通常为水和/或蒸汽通过入口7送入冷却剂室6。在那里冷却剂被加热并且通过出口8排出。热从反应器管9中的催化剂转移到冷却剂室6中的冷却剂。

本发明不限于上述实施方案，在权利要求的范围内本发明可以数种方式变化。例如，可以使用多于一个的冷却剂室。

在进一步的例子中，根据本发明的反应器可用于其它放热工艺，包括加氢、加氢甲酰化、链烷醇合成、使用一氧化碳的芳族氨基甲酸酯的制备、合成，和聚烯烃合成。

Claims (9)

1.一种用于进行放热工艺的反应器(1)，包括：反应器壳(2)，用于将反应物和冷却剂引入反应器壳(2)的入口(3，7)，用于从反应器壳(2)排出产品和冷却剂的出口(4，8)，至少两个反应器管(9)，冷却剂室(6)，和冷却剂室(6)下方的具有在各反应器管中布置的出口的气体分配系统(11)，其中至少两个反应器管(9)延伸穿过冷却剂室(6)，使得在冷却剂室(6)下方的空间(15)与冷却剂室(6)上方的空间(13)之间流体相通，所述反应器(1)包括一种或多种高度多孔催化剂，所述催化剂具有至少1mm的尺寸并且包含多孔体和催化剂材料，其中多孔体具有50－98体积％的孔隙率；所述反应器(1)还包括顶部出口(5)。

2.根据权利要求1的反应器(1)，特征在于其另外包括至少两个基本平行的板(16，17)，所述板(16，17)将冷却剂室(6)与冷却剂室(6)下方的空间(15)和冷却剂室(6)上方的空间(13)分开。

3.根据权利要求1或2的反应器(1)，特征在于其另外包括一个或多个液体循环管。

4.根据上述权利要求任一项的反应器(1)，特征在于其另外包括在反应器管(9)顶部和底部的催化剂保留器，优选位于反应器管(9)内的催化剂保留器。

5.根据上述权利要求任一项的反应器(1)，特征在于多孔体具有选自纱网、蜂窝、整料、海绵、网格、丝网、箔结构和编织垫形式，或者这些的任意组合的形式或形状。

6.根据上述权利要求任一项的反应器(1)，特征在于多孔体由金属，优选由不锈钢、铁和/或铜制成。

7.根据上述权利要求任一项的反应器(1)，其中基于催化剂的圆周体积计算，催化剂的孔隙率为至少50体积％，并且其中基于反应器管中催化剂的圆周体积之外的反应器管体积计算，在一个或多个反应器管(9)原位的催化剂的外空隙度为0－60体积％。

8.根据上述权利要求任一项的反应器(1)，特征在于反应器包括一个或多个反应器管，其中反应器管顶部的一个或多个催化剂层具有比反应器管底部的一个或多个催化剂层高的固有活性。

9.一种用于进行费托反应的方法，所述方法包括以下步骤：

－将合成气提供到根据权利要求1－8任一项的反应器(1)；

－从反应器中取出费托产品。