РЕАКТОР ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИХ РАВНОВЕСНЫХ РЕАКЦИЙ

1. Реактор для проведения экзотермических равновесных реакций, в котором газообразная сырьевая смесь по меньшей мере частично конвертируется посредством твердого катализатора в готовую смесь, содержащую по меньшей мере один жидкий продукт реакции, конденсируемый при давлении в реакторе и температурах ниже температуры в реакторе, содержащий по меньшей мере две последовательно соединенные реакционные камеры, которые находятся в соединении по текучей среде друг с другом и расположены в общей оболочке реактора, причем каждая реакционная камера содержит следующие последовательно соединенные узлы, которые находятся в соединении по текучей среде друг с другом:
(a) зону предварительного нагрева, подходящую для нагрева сырьевой смеси или потока газообразного продукта из реакционной камеры, расположенной выше по потоку, причем в первой реакционной камере в направлении потока газообразной сырьевой смеси необязательно можно обойтись без зоны предварительного нагрева,
(b) по меньшей мере одну реакционную зону, содержащую катализатор, активный в отношении экзотермической равновесной реакции, подлежащей проведению, и охлаждающее устройство, находящееся в теплообменной взаимосвязи с катализатором,
(c) по меньшей мере одну зону охлаждения, содержащую охлаждающее устройство, подходящее для охлаждения потока частично конвертированного газообразного продукта, который был наполнен конденсируемым продуктом реакции и выходит из реакционной зоны, до температуры ниже точки росы этого газа,
(d) зону осаждения, содержащую устройство для разделения фаз, предназначенное для разделения потока продукта, который выходит из зоны охлаждения, на поток газообразного продукта, который был освобожден от конденсата, и поток конденсата, содержащий жидкий продукт реакции,
(e) средство отвода потока конденсата, содержащего жидкий продукт реакции, и необязательно средство подачи потока конденсата в устройство для обработки продукта реакции,
(f) средство отвода потока газообразного продукта, который был освобожден от конденсата, и средство подачи этого потока газообразного продукта в последующую реакционную камеру, расположенную ниже по потоку, и/или средство отвода потока газообразного продукта из реактора.
2. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что зона охлаждения содержит следующее в сборе (с):
(c1) первую зону охлаждения, содержащую охлаждающее устройство, подходящее для охлаждения потока частично конвертированного газообразного продукта, который был наполнен конденсируемым продуктом реакции и выходит из реакционной зоны, до температуры ниже температуры реакционной зоны,
(с2) вторую зону охлаждения, содержащую охлаждающее устройство, подходящее для дополнительного охлаждения потока частично конвертированного предварительно охлажденного газообразного продукта, который был наполнен конденсируемым продуктом реакции и выходит из первой зоны охлаждения, до температуры ниже точки росы этого газа.
3. Реактор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что оболочка расположена горизонтально или вертикально относительно перпендикуляра, определяемого силой тяжести, причем поток газообразной сырьевой смеси или поток газообразного продукта из реакционной камеры, расположенной выше по потоку, через реакционные камеры в обоих случаях является вертикальным.
4. Реактор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что оболочка расположена горизонтально или вертикально относительно перпендикуляра, определяемого силой тяжести, причем поток газообразной сырьевой смеси или поток газообразного продукта из реакционной камеры, расположенной выше по потоку, через реакционные камеры в обоих случаях является горизонтальным.
5. Реактор по п. 4, отличающийся тем, что оболочка расположена вертикально относительно перпендикуляра, определяемого силой тяжести, причем поток газообразной сырьевой смеси или поток газообразного продукта из реакционной камеры, расположенной выше по потоку, через реакционные камеры является горизонтальным и проходит в радиальном направлении.
6. Реактор по любому из пп. 2-5, отличающийся тем, что зона (а) предварительного нагрева и первая зона (c1) охлаждения совпадают пространственно или функционально и находятся в теплообменной взаимосвязи друг с другом.
7. Реактор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что реакционная зона (b) оснащена термоплитами, причем термоплиты состоят из двух листов, связанных друг с другом, причем этот композит с внутренней стороны имеет полость, которая плотно уплотнена снаружи и через которую протекает текучая охлаждающая среда, причем катализатор присутствует в реакционной зоне в форме кусочков или форме частиц в виде слоя из твердого материала, расположенного между двумя смежными термоплитами в каждом случае таким образом, что газообразная сырьевая смесь или поток газообразного продукта из реакционной камеры, расположенной выше по потоку, могут протекать через него вертикально или горизонтально, и при этом катализатор и охлаждающая среда находятся в косвенной теплообменной взаимосвязи.
8. Реактор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что зона предварительного нагрева, реакционная зона или зоны охлаждения или два или более из этих узлов выполнены в форме ламельного теплообменника.
9. Реактор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что используемая охлаждающая среда представляет собой горячий конденсат из парогенератора, причем охлаждающая среда поглощает по меньшей мере часть тепла реакции, выделяемого в реакционной зоне (b), и частично испаряется, и при этом полученная смесь конденсат / насыщенный пар или насыщенный пар по меньшей мере частично рециркулируются в парогенератор и/или проводятся в качестве теплоносителя в зону (а) предварительного нагрева той же реакционной камеры.
10. Реактор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что содержит средства, которые позволяют по меньшей мере частичную рециркуляцию смеси конденсат/насыщенный пар, удаленной из одной или нескольких реакционных камер или из парового компонента, только в парогенератор и по меньшей мере частичный выпуск насыщенного пара, извлекаемого из парогенератора в качестве отводимого пара, для внешних потребителей.
11. Реактор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что содержит средства, которые в зоне (а) предварительного нагрева позволяют нагревать сырьевую смесь или поток газообразного продукта из реакционной камеры, расположенной выше по потоку, путем косвенного теплообмена с горячим конденсатом из парогенератора, с получением потока охлажденного горячего конденсата.
12. Реактор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что содержит средства, которые позволяют подавать поток охлажденного горячего конденсата из первой зоны (c1) охлаждения, удаленного из зоны (а) предварительного нагрева, в качестве охлаждающей среды в предшествующей реакционной камере, расположенной выше по потоку, с последующей ее рециркуляцией в парогенератор.
13. Реактор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере некоторые из зон охлаждения и/или зон предварительного нагрева выполнены в виде пластинчатых теплообменников с термоплитами.
14. Реактор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что содержит средства, которые позволяют подавать свежую сырьевую смесь, которая еще не была частично конвертирована, или отдельные реагенты в одну или несколько последовательных реакционных камер, расположенных ниже по потоку от первой реакционной камеры.
15. Реактор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что реакционная зона (b) в по меньшей мере одной реакционной камере обеспечена по меньшей мере двумя катализаторами, обладающими разной активностью относительно экзотермической равновесной реакции.
16. Применение реактора по любому из пп. 1-15 для получения метанола посредством конверсии сырьевого синтез-газа, содержащего диоксид углерода.