用于执行放热催化反应的方法和在该方法中使用的反应器

摘要

用于执行放热催化反应的方法和反应器。该方法包括步骤：提供包含用于所述放热催化反应的反应物的馈送气体流到包括一个或更多个催化剂床的固定床催化反应器，其中每个所述催化剂床包括具有一定催化剂容量的催化剂颗粒填充区段；通过在至少一个所述催化剂床内设置多个旁通通路而在具有冷却表面积的所述通路内没有催化活性颗粒，从而在反应器内提供馈送气体旁通；使得一部分馈送气体流通过所述旁通通路并且使得剩余气体流通过所述催化剂颗粒填充区段；以及通过间接热传递从正在经过所述催化剂填充区段的馈送气体流移除热到正在经过所述旁通通路的该部分馈送气体流。

主权项

一种用于执行放热催化反应的方法，所述方法包括步骤：将包括用于所述放热催化反应的反应物的馈送气体流提供到包括一个或更多个催化剂床的固定床催化反应器，其中每个所述催化剂床包含具有一定催化剂容量（VCAT）的催化剂颗粒填充区段；通过在至少一个所述催化剂床内设置多个旁通通路而在具有一定冷却表面积（ACOOL）的通路内没有催化活性颗粒，从而在反应器内提供馈送气体旁通；使得一部分馈送气体流通过所述旁通通路并且剩余气体流通过所述催化剂颗粒填充区段；通过间接热传递从正在经过所述催化剂填充区段的反应馈送气体流移除热到正在经过所述旁通通路的所述一部分馈送气体流；调节所述催化剂容量（VCAT）和所述冷却表面（ACOOL），使得所述催化剂容量与所述冷却表面之比（VCAT/ACOOL）在0.008m和0.08m之间；以及，调节所述旁通通路的总的表面积（Ab），使得所述旁通通路的所述总的表面积（Ab）与所述催化剂填充区段的总的表面积（Ac）之比导致0.7和1.3之间的M值，其中Ab/Ac=M*((dTad–dT)/dT)*((Kb/Kc)^(0.5))；Kb是在给定速度头的数量时所述旁通通路的摩擦损耗系数Kb=dPf/(0.5*DENS*(U^2))，Kc是在给定速度头的数量时所述催化剂填充区段的摩擦损耗系数Kc=dPf/(0.5*DENS*(U^2))；和dTad[℃]是在绝热条件下放热反应进行到平衡时馈送气体的潜在绝热温升，dT[℃]是催化反应器内的预定可接受温度增加，DENS[kg/m³]是馈送气体的密度，U[m/s]是馈送气体的表面气体速度，和dPf[Pa]是摩擦压降。