[发明专利]制备甲醇的反应器

权利要求书

1.一种用于生产甲醇的反应器，其包含在共同的壳中的多个催化剂管，并且在该催化剂管的管侧上具有沉降的催化剂粒子，用于合成气的转化，所述合成气包含氢气、一氧化碳和二氧化碳，其各自的量提供了入口模值M，并且含有一部分的惰性物质A，和在催化剂管的壳侧上的处于压力下的液体冷却剂，该冷却剂具有沸点温度(TWB)，这产生了根据等式1的0.5-1.8的值H，并且沉降的催化剂粒子总体积与催化剂管表面的比例(VCAT/ACOOL)具有根据等式2的0.4-5的值L，和其中

等式1：H＝E*Exp(-3978/(TBW[℃]+273)12.3)*(1+3978*E*(220-TBW[℃])/((TBW[℃]+273)²))/(D*P*9.87)；

等式2：VCAT/ACOOL[m³/m²]＝K*L*((G*DEQ[m]*(220-TBW))^0.5)；

这里：

M＝(Y(H₂)-Y(CO₂))/(Y(CO)+Y(CO₂))；

A＝1.0-Y(CO)-Y(H₂)-Y(CO₂)-Y(CH₃OH)-Y(H₂O)；

B＝Y(CO)/Y(CO₂)；

如果M小于2.0，C＝1.0，否则C＝Exp(-0.2*(M-2.0))；

D＝(0.072*Ln(B)+0.244)*C*(1.125-2.5*A)*0.478+P/25.2)；

E＝Exp((P-13.2)/30.1)；

K＝0.027(几何常数)；

G＝(MW-Y(CH₃OH)*32-15.5*J)/((1一D)*29*J)；

如果M大于2.0，J＝(Y(CO)+Y(CO₂))，否则J＝Y(H₂)*(B+1)/(2*B+3)；

对于相同尺寸的催化剂粒子来说，DEQ_1＝(6*(甲醇合成催化剂粒子的体积[m³]/3.14)^0.33，并且对于不同尺寸的催化剂粒子来说：

DEQ₂＝(∑w(i)*DEQ(i)³)^0.33，w(i)是当量直径为DEQ(i)[m]的催化剂粒子的重量分数；和

P[MPa]是在反应器入口处的合成气的绝对压力；

MW[kg/kmol]是在反应器入口的合成气的平均分子量；

Y(x)[摩尔分数]是在反应器入口的每个组分的浓度；

LN是自然对数，基数是2.71828；和

Exp是自然逆对数或者指数函数，基数是2.71828。