专利名称：催化部分氧化烃基材的方法和装置的制作方法
已经知道在例如300～400℃的预热温度范围内，通过将一种烃原料，通常是天然气或甲烷与氧气混合，经过催化剂来制备含有氢和一氧化碳并含有很少量甲烷和二氧化碳的合成气组合物。
这个过程一般是在放置于固定床反应器的贵金属，如铑、铂、钯或铱存在下，或在其它金属如镍、钴和钌存在下完成的。因此气体在催化床内的滞流时间非常短。因此催化剂材料还可以例如呈海棉状金属、金属网的形式或载带于陶瓷多孔体上。
采用上述方法，可以获得对一氧化碳和氢气高选择性的基本的和完全的烃转化。为了得到高选择性，滞流时间一般都很短并使气体在尽可能最短的时间内保持较高的温度。
另一种可供选择的方案是，选择性通过保持尽可能低的处理温度获得。已知方法的主要问题是避免气体/氧气混合物在与催化剂接触前被点燃。尤其是，当该工艺在较高的压力进行时，这更成为一个问题。
本发明提供一种改进的用于催化部分氧化上述类型烃基材的方法。其改进之处在于将该工艺在几个分开的阶段进行，而在每一单独的阶段里将一小部分的化学计算量的氧气加入到反应中。使气体经过设置在每一个阶段的催化区域，使在每一阶段都获得完全的氧转化。通过在整个工艺循环期间在每一阶段用合适的冷却介质冷却反应混合物，使这个反应基本上在所有的阶段中都在相同的温度下进行。
唯一的附图
是根据本发明的一个优选实施例的反应装置的横截面示意图。
参看这个唯一的附图，根据本发明的一个特定实施例的反应装置以一个有代表性的横截面示意地表示出来。反应是将烃气体基材2加入由冷却介质(例如加压的沸水4，容纳在反应器壁6和以同轴套管的形式构成的夹套8之间)围绕的管状反应器中进行的。
该反应器在反应容积内还设置有静态混合区10。氧气12通过多孔环14朝着每一个混合区的开始部位供入。催化剂体16放置在离氧气供应环预定距离处。产物18在气体2通过预定数目的催化反应区后生成。
当本发明的方法如上述方式进行时，在反应器内将不会出现过量浓度氧气。因此，在反应器内避免了非常高的温度，所有的催化剂材料将在受控温度处，从而改善了该工艺的选择性。
本发明还在部分氧化更高级的烃和在氧化偶联反应中有用处。
虽然本发明已经就其特定的实施例进行描述，对于本领域的技术人员来说许多其它变化或改进仍将变得明显。因此，如果说本发明不受其特定的描述所限定，毋宁说只受附后的权利要求所限定。
权利要求
1.一种用于制备含有氢/一氧化碳合成气的方法，通过用化学计算量的氧气催化部分氧化烃原料气体进行，该方法包括多个顺连的分开的阶段，其中在每一阶段里只将一小部分的化学计算量的氧气加入到烃原料气体中，原料气体随后通过一个催化区域，从而在每一个阶段中通过与一部分原料气体的氧化反应使得加入量的氧气基本上完全得到转化。
2.权利要求1的方法，其中，通过在每一阶段用合适的冷却介质冷却反应混合物，使所述的氧化反应基本上在每一个阶段中都在相同的温度下进行。
3.权利要求1的方法，其中，每一个阶段包括在通过每一个催化区域之前将加入量的氧气与原料气体混合。
4.通过催化部分氧化烃原料气体制备含有氢/一氧化碳合成气所用的反应器，该制备方法是在多个顺连分开的阶段中进行的，其中在每一阶段里只将一小部分的化学计算量的氧气加入到烃原料气体中，原料气体随后通过一个催化区域，从而在每一个阶段中使得加入量的氧气基本上完全得到转化，该装置含有一个供入烃气体的反应器，该反应器包括多个烃气体顺序通过的反应区域，每一个反应区域有供氧口和催化剂，每一个反应区域设置有冷却介质。
5.权利要求4的反应器，其中，所述的冷却介质围绕在反应区域的周围。
6.权利要求4的反应器，其中，所述的冷却介质是加压的沸水。
7.权利要求4的反应器，其中，所述的反应区域在供氧口与催化剂床之间设置有静态混合区，每一个催化剂床放置在离供氧口预定距离处。
全文摘要
制备含有氢/一氧化碳合成气的方法和装置,通过将烃原料气体催化部分氧化反应,在多个分开的阶段中实施。在每一阶段里只将一小部分的化学计算量的氧气加入到反应中,原料气体通过一个设置在每一阶段中的催化区域,从而在每一个阶段中使得加入量的氧气基本上完全得到转化。
文档编号C01B3/00GK1185416SQ97114160
公开日1998年6月24日 申请日期1997年11月15日 优先权日1996年11月15日
发明者I·I·普里达尔 申请人:赫多特普索化工设备公司