[发明专利]用于进行催化气相反应的方法、管束反应器和反应器系统

权利要求书

1.进行催化气相反应的方法，所述催化气相反应包括甲烷化反应，所述方法包括以下步骤：

a）提供管束反应器，所述管束反应器具有填充有催化剂装料并被传热介质冷却的反应器管束，

b）输送反应气体通过所述催化剂装料，其中流入每个反应管的所述反应气体被分成至少两个分流，所述分流在不同点处在所述反应管的轴向上被引入所述催化剂装料中，

其特征在于

所述催化剂装料（4）具有至少两个不同活性的催化剂层（4a、4b），

其中第一催化剂层（4a）在所述反应气体（11）的流动方向上的活性设定为至少一个另外的催化剂层（4b）的活性的10%至40%，并且

在步骤（b）中，将第一分流（11.1）引入所述第一催化剂层（4a）中，并且将每个另外的分流（11.2）通过所述第一催化剂层（4a）引入所述至少一个另外的催化剂层（4b）中，

其中所述第一催化剂层（4a）在反应气体的流动方向上位于所述至少一个另外的催化剂层（4b）的上游，并且所述第一催化剂层（4a）开始于催化剂装料的气体入口侧端部（36）处，并且结束于第一气体流出点（37A）上游的预定距离处，

其中在所述反应气体（11）的流动方向上的至少一个气体流入点（35）和第一气体流出点（37A）之间的轴向间距、各气体流出点（37A、37B、37C）之间的轴向间距以及最后气体流出点（37C）和计量管（21）的端部（39）之间的轴向间距及其数量被选择为使得由于所述气体流入点或流出点（35、37A、37B、37C）之间释放的反应热所引起的加热表面负荷在10 kW/m²至150 kW/m²的范围内。

2.根据权利要求1 所述的方法，其特征在于，所述管束反应器（12、100、200、412）中的反应参数，包括传热介质温度、各个催化剂层（4a、4b）的装料高度、所述分流（11.1、11.2A、11.2B、11.2C）的引入点的轴向间距、分流量和催化剂活化度，被设定为使得所述第一和第二催化剂层（4a、4b）中的最高温度在300℃至900℃的范围内。

3.根据权利要求1 所述的方法，其特征在于，所述管束反应器（12、100、200、412）中的反应参数，包括传热介质温度、各个催化剂层（4a、4b）的装料高度、所述分流（11.1、11.2A、11.2B、11.2C）的引入点的轴向间距、分流量和催化剂活化度，被设定为使得所述第一和第二催化剂层（4a、4b）中的最高温度在500℃至700℃的范围内。

4.根据权利要求1至3中的一项所述的方法，其特征在于，所述反应气体（11）在5 bara至50 bara的压力下被引入所述管束反应器（12、100、200、412）中。

5.根据权利要求1至3中的一项所述的方法，其特征在于，所述反应气体（11）在10 bara至30 bara的压力下被引入所述管束反应器（12、100、200、412）中。

6.根据权利要求1至3中的一项所述的方法，其特征在于，所述反应气体（11）在从15bara至25 bara的压力下被引入所述管束反应器（12、100、200、412）中。

7.根据权利要求1至3中的一项所述的方法，其特征在于，所述管束反应器（12、100、200、412）的传热介质温度设定为使得其处于240℃至300℃的范围内。