本实用新型属于一种反应器，特别是涉及一种用于费托合成的多级固定床反应器。
背景技术：
以合成气为原料，通过费托合成制备烃类的反应属于强放热反应。如果不能将反应热及时从反应器中移出，将导致催化剂床层温度发生偏移，影响产物的选择性，甚至导致催化剂的烧结失活。因此，在费托合成反应器的设计过程中，反应热的移除就成为设计的关键。
处理高反应热的一个方法是采用列管式固定床反应器进行反应。U.S.P4,579,986和CN1047275A公开了英荷shel l公司由天然气经合成气合成中间馏分油工艺和列管式固定床反应器，催化剂颗粒位于固定床反应器的列管内，在管周围供给冷却介质。反应物合成气经过管，与催化剂接触并发生费托反应，反应热通过管壁传递至周围的冷却介质。列管式固定床反应器较好地解决了反应过程中催化剂床层温度控制的问题，但是，由于这种反应器存在轴向的热累积，为了使反应热易于从管中心扩散到管壁，并通过管壁传导给冷却介质，通常需要对管尺寸进行限制，通常将管直径限制在40mm以下，以确保热传递达到所需水平，防止位于管中心的催化剂过热。较小的管尺寸造成这种反应器的成本较高，并且催化剂的装填过程变得复杂。同时，由于这种反应器的轴向压降较大，必须对催化剂颗粒的大小及诸如反应空速和循环比的条件进行仔细选择，从而在合理的总压力下降下，保持所需的反应物气体转化率及热传递。对于接近尺寸上限的管，需要使用大的催化剂粒径，并且引入气体和/或液体再循环以增加管冷却。这导致在费托催化剂颗粒中存在显著的质量传递阻力，使得不期望的轻质产物的选择性增加，并且在催化剂颗粒中心产生不期望的热点。
专利CN1200140A和U.S.P.5,128,377公开了一种用于费托合成的浆态床反应器。在该反应器中，小颗粒的催化剂分散在惰性液体中(石蜡油)，反应器底部注入合成气对分散液进行搅动。气体在整个反应器中高度分散，所以催化剂颗粒到分散液的热传递阻力相对较低，颗粒温度接近分散液温度。同时分散液中布置有换热器，能够及时将反应热从反应器中移除。但浆态床反应器也存在一些问题，首先是催化剂消耗量大，催化剂和分散液易随气流夹带出反应器。其次是催化剂的与液相产物分离困难，导致产物中不可避免的含有催化剂微小颗粒，纯度降低。这进一步增加了催化剂的消耗。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种传热好、转化率高、结构合理且易于操作的用于费托合成的多级固定床反应器。
本实用新型一种用于费托合成的多级固定床反应器，它包括耐压外壳和多级固定床，耐压外壳由上封头，下封头和直筒组成，在直筒内安装有多级固定床，固定床为环形结构，固定床的上下两端为封闭的，固定床内外环壁上有小孔，固定床之间有注气口和一个气液分离层，上封头顶端有原料气入口，下封头底端有排液口，下封头上部有排气口，调节气管位于固定床内环内，并与固定床的内环壁形成通道，调节气管的顶端为调节气入口，并位于上封头，底端位于最下级固定床底部，注气口与调节气管相通。
气液分离层包含上导气板和下导气板，上导气板由顶板、与顶板垂直相连的上导气板裙板构成，顶板与固定床底部相连，下导气板由底板、与底板垂直相连的下导气板裙板构成，底板与固定床顶部相连，下导气板裙板为L形，下导气板裙板垂直段的中上部与底板相连，下导气板裙板水平段有可调式排液孔，上导气板裙板的底端伸入下导气板内，上导气板、下导气板和耐压外壳之间形成环形通道。
如上所述的固定床为2-10级，优选3-6级。
本发明的优点在于：各级反应器可以根据反应的实际情况，通过采用不同的催化剂装填方案来控制反应气体在各级反应器上的转化率，从而达到控制反应热的目的，避免反应过程中催化剂热点的产生。通过在各级反应器之间注入低温原料气，可以调整各级反应器上反应气体的温度以及组成，有利于各级反应器的平稳高效运行。通过气液产物的分级分离，避免了液相产物在催化剂床层中的积累，改善了反应气体与催化剂颗粒之间的扩散过程，提高了催化反应效率以及反应气体与催化剂颗粒之间的热交换效率。同时该反应器能够满足大空速操作要求，具有节能降耗的特点。
附图说明
图1是本实用新型实施例1所采用的三级固定床反应器结构示意图。
如图所示，1是耐压外壳，2是一组注气口，3是一个催化剂床层，4是一个气液分离层，5是原料气入口，6是调节气入口，7是排液口，8是排气口，9是顶板，10是底板，11是可调式排液孔，12是上导气板裙板，13是下导气板裙板。
具体实施方式
通过对附图所示的两个非限制性的实施例的说明，进一步对该发明进行描述。
实施例1
如附图1所示，一种用于费托合成的多级固定床反应器，它包括耐压外壳1和多级固定床3，耐压外壳1由上封头，下封头和直筒组成，在直筒内安装有多级固定床3，固定床3为环形结构，固定床3的上下两端为封闭的，固定床3内外环壁上有小孔，固定床之间有注气口2和一个气液分离层4，上封头顶端有原料气入口5，下封头底端有排液口7，下封头上部有排气口8，调节气管6位于固定床3内环内，并与固定床3的内环壁形成通道，调节气管6的顶端为调节气入口，并位于上封头，底端位于最下级固定床3底部，注气口2与调节气管6相通。
气液分离层4包含上导气板和下导气板，上导气板由顶板9、与顶板9垂直相连的上导气板裙板12构成，顶板9与固定床3底部相连，下导气板由底板10、与底板10垂直相连的下导气板裙板13构成，底板10与固定床3顶部相连，下导气板裙板13为L形，下导气板裙板13垂直段的中上部与底板10相连，下导气板裙板13水平段有可调式排液孔11，上导气板裙板12的底端伸入下导气板内，上导气板、下导气板和耐压外壳1之间形成环形通道。
用于费托合成时，合成气经原料气入口5进入反应器，从调节气管6与固定床3的内环壁形成通道进入第一级固定床3内，合成气在催化剂作用下发生反应；未反应的反应物和反应产物离开催化剂床层向下流动，在上导气板和下导气板的引导下，在上导气板、下导气板和耐压外壳1之间形成环形通道之间流动并冷却。液相物料向下经可调式排液孔11向下流动，气相则经过环形通道进入第二级固定床3入口。第一级注气口2注入合成气，调整反应气温度及氢碳比，以次类推；反应后液体产物经排液口7排出，未反应气体及气相产物经排气口8排出。