[发明专利]改进的费－托方法

说明书

本发明涉及费-托反应的改进方法，其主要存在于气-液-固流化床反应器中的第一反应相和至少部分内部或外部的液体中的固体悬浮液的第二分离相中。

费-托反应存在于通过CO催化加氢，任选用CO₂稀释生产主要是线性饱和烃、优选分子中含有至少5个碳原子的烃的方法中。

CO和H₂之间的反应在气-液-固流化床反应器中进行，其中通过气体流和液体流悬浮通常由催化剂颗粒组成的固体。气体通常由反应剂物料组成，即由CO和H₂组成，而液体由费-托反应生成的烃组成，任选至少部分循环自反应条件下的液体物质或相关的混合物。

通过适当的分配器从塔底装入任选循环的气体和液体，气体和液体的流速应保证在塔中形成湍流。

在气-固-液流化体系，如费-托反应体系中，流体的流速应能保证固体在整个反应体积中几乎均相悬浮，并能有助于除去放热反应产生的热量，以改善反应区和插入塔中的合适交换器之间的热交换作用。

此外，固体颗粒的尺寸应足够大以便它们能容易地从液体产物中分离出来，但也应足够地小以便可以忽略扩散的内颗粒限度(单一粒子效率)和使它们易于流化。

用于浆料反应器中的固体颗粒的平均直径可以为1-200微米，不过使用尺寸小于10微米的颗粒操作将使得固体从液体产物中分离出来非常昂贵。

因此在费-托法中，如在所有催化剂存在下的三相反应中，在反应和分离步骤中存在最佳颗粒尺寸的问题。

有关固体颗粒的流化，EP-A-520860中公开了当满足下列等式时，0.5(U_s-U_l)≤D/H    (1)，在最佳条件下，用浆料泡罩塔在反应相中操作，其中U_l是指液相的循环速率，D是指固相的轴向分散系数，H是指(气体+液体+固体)分散高度，U_s是指如下定义的颗粒的沉降速度： U s = 1 18 · d p 2 ρ s - ρ 1 μ L · g · f ( C p ) ( 2 ) ]]>其中d_p是指平均粒径，ρ_s是指固体的密度，ρ_l是指液体的密度，μ是指液体的粘度，g是指重力加速度，f(C_p)表示由其他颗粒的存在带来的阻碍函数并取决于颗粒的容积浓度C_p。

然而，EP’860的说明非常不充分，而且公开了在固-液分离步骤中使用非常小尺寸的明显极限的颗粒。换句话说，EP’860的技术问题仅仅涉及反应相而不涉及包括反应和固-液分离的整个方法。

总之，EP’860没有指出任何用于测定固体轴向分散系数D(鉴定方程式(1)中的基本参数)的方法或相关方法，它也没有提供任何用于比较的实验值D。另外，如果人们成功地获得D值，假定分散高度H=2D/(U_s-U_l)(该值为(1)有效范围的极限值)，固体浓度被证明从反应体积的底部至顶部降低为原来的7.4分之一。如果该高度减半，固体浓度的降低因子降至2.4，然而也非常高。如上所述，另一方面，浆料反应器的最佳条件应当包括在整个催化剂体积中均匀的浓度分布剖面图。