Способ конверсии синтез-газа в высшие углеводороды (варианты)

Гэмлин Тимоти Дуглас (GB) Дементьев В.Н. (RU) Способ конверсии синтез-газа в высшие углеводороды путем контактирования газового потока,содержащего синтез-газ, с частицами катализатора Фишера-Тропша, причем способ осуществляют в трубчатом реакторе с входом и выходом, расположенным ниже входа, причем реактор включает по меньшей мере одну или несколько трубок реактора с помещенными в них одной или несколькими корзинами для указанных частиц катализатора и охлаждающую среду в контакте с указанными трубками реактора; причем указанная катализаторная корзина включает кольцевой контейнер для катализатора с перфорированной внутренней стенкой по форме трубки,перфорированной внешней стенкой, верхней крышкой, закрывающей кольцевой контейнер, и нижней крышкой, закрывающей кольцевой контейнер; крышку, закрывающую днище указанной трубки, образованной внутренней стенкой кольцевого контейнера; кожух, расположенный снаружи перфорированной внешней стенки кольцевого контейнера и расширяющийся кверху от места на уровне нижней крышки указанного контейнера или вблизи нее до места ниже уплотнителя; и уплотнитель, расположенный на уровне или вблизи поверхности верхней крышки и выступающий из контейнера за пределы внешней поверхности кожуха; причем способ включает стадии, на которых (a) подают газообразные реагенты через входное отверстие; (b) указанные реагенты проходят сверху вниз по указанной по меньшей мере одной трубке реактора с верхней крышки по меньшей мере одной катализаторной корзины, где они направляются в проход трубки,образованной внутренней перфорированной стенкой контейнера, перед проходом в радиальном направлении через слой катализатора к перфорированной внешней стенке; (c) проводят реакцию,протекающую при контакте синтез-газа с катализатором; (d) непрореагировавшие реагенты и продукты проходят из контейнера через перфорированную внешнюю стенку и затем наверх между внутренней поверхностью кожуха и внешней стенкой аксиального контейнера вплоть до уплотнителя, где их направляют над верхним концом кожуха вниз между внешней поверхностью кожуха и внутренней поверхностью трубки реактора, где осуществляется теплоперенос; (e) повторяют стадии (b)-(d) в любой следующей катализаторной корзине; и (f) отводят продукты через выходное отверстие.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ДЭЙВИ ПРОУСЕСС ТЕКНОЛОДЖИ ЛИМИТЕД (GB) Настоящее изобретение относится к способу конверсии монооксида углерода и водорода (синтезгаза) в жидкие углеводороды в присутствии катализатора Фишера-Тропша. В синтезе Фишера-Тропша газообразную смесь монооксида углерода и водорода вводят в реакцию в присутствии катализатора с образованием смеси углеводородов со сравнительно широким распределением молекулярных масс. Получают продукты с неразветвленной цепью, преимущественно насыщенные углеводороды, обычно содержащие в цепи более 2 атомов углерода, например более 5 атомов углерода. Возможность получать углеводороды из синтез-газа является привлекательной альтернативой крекингу нефти. Этот подход к получению углеводородов развивается, так как добычу нефти стараются поддерживать при возросших требованиях к качеству топлива и потребность в этих продуктах дальше будет расти по мере уменьшения запасов нефти, которые все больше обогащаются углеродом. Поэтому желательно оптимизировать способ синтеза Фишера-Тропша. Было сделано несколько попыток, направленных на модернизацию конструкции реактора или состава катализатора. Одной из проблем, связанных с этим способом, является то, что реакция сопровождается значительным тепловым эффектом, например, он в два раза превышает тепловой эффект реакции синтеза метанола при эквивалентной конверсии оксидов углерода. Одним из подходов к решению проблемы высокой теплоты реакции является проведение реакции в реакторе с неподвижным слоем. В этом варианте гранулы катализатора помещают внутри трубок реактора аксиального типа. Трубки окружают охлаждающей средой, такой как испаряющаяся вода. Затем газообразные реагенты пропускают через трубки, где они контактируют с катализатором и протекает реакция Фишера-Тропша. Выделяющееся тепло переносится через стенку трубки к окружающей охлаждающей среде. Ввиду необходимости регулировать тепло внутри трубки ее размер ограничивают, с тем чтобы облегчить перенос тепла от центра трубок к стенкам, где и происходит теплообмен. Поэтому трубки обычно имеют диаметр менее примерно 40 мм, чтобы обеспечить нужный уровень теплопереноса, предотвращать перегрев катализатора, расположенного к центру трубки, и выход температуры из-под контроля. Малый размер трубок удорожает сборку таких реакторов. Даже при малом размере трубок частицы катализатора должны быть сравнительно мелкими для того, чтобы обеспечить разумное перемешивание и теплоперенос. Кроме того, для поддержания необходимого уровня теплопереноса и достижения конверсии газообразных реагентов при разумном суммарном перепаде давления следует аккуратно выбирать условия, такие как приведенная скорость и часовая объемная скорость газа. В случае трубок, размер которых приближается к верхнему пределу, было предложено использовать более крупные частицы катализатора и проводить рециклы газа и/или жидкости для повышения эффективности охлаждения трубок. Однако недостатком этого подхода является большое сопротивление массопереносу в частицах катализатора Фишера-Тропша, где реагенты и более легкие продукты должны проходить через воск. Это приводит к повышенной селективности образования нежелательных более легких продуктов и выделению ненужного тепла в центре частицы. В попытке решить эти проблемы были предложены так называемые катализаторы со структурой"яичной скорлупы", в которых поверхность носителя катализатора обработана методом пропитки. Однако такие катализаторы менее активны в расчете на единицу объема реактора и при их применении уменьшается производительность и, следовательно, ухудшается экономика процесса. Было также предложено уменьшить соотношение монооксид углерода:водород в исходном газе для улучшения массопереноса монооксида углерода к центру частицы катализатора. Хотя это действительно повышает селективность действия катализатора, скорость реакции снижается, что создает различные проблемы, такие как образование карбида, который приходится периодически удалять. Следующая проблема заключается в том, что в реакторах с неподвижным слоем обычно нельзя использовать восстановленный катализатор, так что необходимо дополнительное оборудование для предварительного восстановления, которое позволило бы при необходимости регенерировать катализатор. В некоторых случаях для этого требуются избыточные элементы конструкции реактора по сравнению с обычными рабочим реактором, что повышает капитальные затраты. Альтернативным подходом является проведение реакции в барботажном суспензионном реакторе. В этом варианте мелкие частицы катализатора с размерами 150 мкм или менее суспендируют в полученных углеводородах и равномерно распределяют путем продувки реакционного газа в нижнюю часть реактора. Газ распределяется в псевдоожиженном состоянии по всему реактору и поэтому теоретически область массопереноса от газа к катализатору резко возрастает. Кроме того, диаметр частиц катализатора мал, поэтому сопротивление массо- и теплопереносу внутри частиц катализатора также мало. Поскольку площадь поверхности катализатора сравнительно велика, становится интенсивным теплоперенос от частиц катализатора к жидкости, так что частицы катализатора могут поддерживаться в температурных условиях, приближающихся к температуре жидкости. Большое количество тепла, выделяющегося за счет реакции, можно отводить с помощью внутренних и внешних змеевиков с испаряющейся водой. Таким образом, теоретически осуществление способа в барботажном суспензионном реакторе дает различные преимущества. Однако на практике барботажные суспензионные реакторы имеют высокое сопротивление массо-1 022045 переносу из-за того, что внутри частиц катализатора устанавливается высокое парциальное давление воды. Были опубликованы данные об окислении катализатора и его разрушении за счет гидротермальной атаки на структуру носителя катализатора. Кроме того, заметной проблемой может стать истирание катализатора, которая ставит вопросы чистоты продукта и потерь катализатора, связанных с отделением очень малых частиц от продукта. Далее, катализаторы Фишера-Тропша на основе кобальта чувствительны к отравлению даже при очень низкой концентрации примесей, например серы. Особенно это актуально для барботажных суспензионных реакторов, так как если синтез-газ содержит каталитические яды, то весь катализатор, находящийся в реакторе, будет контактировать с таким ядом, в то время как в реакторах с неподвижным слоем катализатора первые порции катализатора, проконтактировавшие с ядом, действуют как защита для остальной части катализатора. Поэтому понятно, что барботажные суспензионные реакторы не обеспечивают благоприятных условий для работы катализаторов и поэтому в таких реакторах трудно рассчитывать на длительный срок службы катализатора, а это ведет к необходимости частого или постоянного удаления отработанного катализатора и замены его на свежий катализатор, что уменьшает среднюю удельную производительность катализатора и повышает эксплуатационные расходы. Кроме того, для оптимизации работы барботажного суспензионного реактора его длину приходится увеличивать для достижения требуемого уровня диспергирования и массопереноса. В реакторе должно содержаться достаточно большое количество жидкости для того, чтобы концентрация катализатора составляла 20-30 мас.%. При работе таких реакторов происходит значительный унос газа вместе с суспензией. В связи с этим реактор должен эффективно удерживать суспензионный слой в псевдоожиженном состоянии. Для обеспечения этих условий реакторы в целом должны иметь высоту порядка 60 м. Столь большие реакторы тяжелы, что повышает их стоимость и создает трудности при их размещении и монтаже. В случае, когда завод не находится близко от воды, проблемы транспортировки столь тяжелого реактора становятся критическими. Недавно было установлено, что для усовершенствования системы Фишера-Тропша путем интенсификации процесса можно использовать так называемый микроканальный реактор. Суть этого подхода состоит в проведении реакции в узких каналах между тарелками парогенерирующего реактора. В этом варианте можно обеспечить высокий коэффициент теплопереноса и высокую удельную производительность. Такой подход позволяет также свести к минимуму сопротивление массопереносу благодаря использованию высокоактивных катализаторов с большой поверхностью. Такие микроканальные реакторы изготавливают путем соединения тарелок с образованием проходов для потока охлаждающей среды. Такие реакторы должны изготовлять специалисты, и их надо помещать в защитные оболочки. Такие конструкции требуют значительных капитальных затрат. Еще одной проблемой является предельный размер единичного модуля, который можно изготовить, и реакторы имеют поразительно высокий удельный вес в расчете на единицу продукции, что сильно удорожает их производство. Поскольку для катализаторов, применяемых в микроканальных реакторах, требуется высокая удельная активность, они имеют тенденцию работать при более высоких температурах и давать продукты на нижнем конце спектра углеводородных цепей. Следующая проблема микроканальных реакторов относится к риску отравления, к которому, как показано выше, катализаторы Фишера-Тропша особенно чувствительны. В микроканальном реакторе используют сравнительно небольшое количество катализатора и поэтому при его отравлении наблюдается также значительное уменьшение активности. При дезактивации катализатора разработчики заявляли,что необходимо вернуть модуль реактора на завод для удаления и замены катализатора, что стоит дорого и приводит к простоям, если только дорогостоящие реакторы не используют в качестве запасных частей. Таким образом, микроканальные реакторы обычно применяют в установках малой мощности, например,в особых ситуациях, когда активность и стоимость меньше, чем проблемы, связанные с удалением непригодного газа. Альтернативный вариант рассмотрен в WO 2010/069486, в котором несколько адиабатических реакторов соединены последовательно. Поскольку описанные подъемы температуры значительны, трудно ожидать, что в этом варианте будет достигнута высокая активность на традиционных катализаторах Фишера-Тропша. В частности, ожидается, что высокие температуры приведут к быстрой дезактивации катализатора. Кроме того, при разумной суммарной конверсии можно ожидать высокий выход метана. Таким образом, понятно, что несмотря на то, что каждый из различных подходов к проведению реакции Фишера-Тропша имеет достоинства, все они имеют недостатки. Поэтому остается необходимость усовершенствовать способ Фишера-Тропша путем решения одной или нескольких проблем вариантов предшествующего уровня техники. Согласно настоящему изобретению предложен способ конверсии синтез-газа в высшие углеводороды путем контактирования газового потока, содержащего синтез-газ, с частицами катализатора ФишераТропша, причем способ осуществляют в трубчатом реакторе с входом и выходом, расположенным ниже входа, причем реактор включает по меньшей мере одну или несколько трубок реактора с помещенными в них одной или несколькими корзинами для указанных частиц катализатора и охлаждающую среду в контакте с указанными трубками реактора; причем указанная катализаторная корзина включает кольцевой контейнер для катализатора с перфорированной внутренней стенкой по форме трубки,перфорированной внешней стенкой, верхней крышкой, закрывающей кольцевой контейнер, и нижней крышкой, закрывающей кольцевой контейнер; крышку, закрывающую днище указанной трубки, образованной внутренней стенкой кольцевого контейнера; кожух, расположенный снаружи перфорированной внешней стенки кольцевого контейнера и расширяющийся кверху от места на уровне нижней крышки указанного контейнера или вблизи нее до места ниже уплотнителя; и уплотнитель, расположенный на уровне или вблизи поверхности верхней крышки и выступающий из контейнера за пределы внешней поверхности кожуха; причем способ включает стадии, на которых:(a) подают газообразные реагенты через входное отверстие;(b) указанные реагенты проходят сверху вниз по указанной по меньшей мере одной трубке реактора с верхней крышки по меньшей мере одной катализаторной корзины, где они направляются в проход трубки, образованной внутренней перфорированной стенкой контейнера, перед проходом в радиальном направлении через слой катализатора к перфорированной внешней стенке;(c) проводят реакцию, протекающую при контакте синтез-газа с катализатором;(d) непрореагировавшие реагенты и продукты проходят из контейнера через перфорированную внешнюю стенку и затем наверх между внутренней поверхностью кожуха и внешней стенкой аксиального контейнера вплоть до уплотнителя, где их направляют над верхним концом кожуха вниз между внешней поверхностью кожуха и внутренней поверхностью трубки реактора, где осуществляется теплоперенос;(e) повторяют стадии (b)-(d) в любой следующей катализаторной корзине и(f) отводят продукты через выходное отверстие. Катализаторная корзина подробно описана в патенте PCT/GB2010/001931 от 19 октября 2010 г., который включен здесь ссылкой. Во избежание недоразумений обсуждение ориентации, например, термины типа "вверх", "под","ниже" и т.п. относятся для простоты к ориентации катализаторной корзины, как это показано на сопровождающих фигурах. Однако в том случае, когда трубки и, следовательно, катализаторную корзину используют в альтернативной ориентации, термины следует понимать соответственно. Контейнер для катализатора обычно должен быть такого размера, чтобы он был меньше внутреннего размера трубы реактора, в которую его помещают. Уплотнитель должен быть такого размера, чтобы он подходил под внутреннюю стенку трубы реактора, когда катализаторная корзина по настоящему изобретению находится внутри трубы. Нет необходимости, чтобы уплотнение было идеальным при условии,что оно достаточно эффективно направляет поток газа через корзину. Обычно в трубу реактора устанавливают несколько катализаторных корзин. В этом варианте реагенты/продукты движутся вниз между внешней поверхностью кожуха первой корзины и внутренней поверхностью трубки реактора до их контакта с верхней крышкой и уплотнением второй корзины и направляются вниз в трубу второй корзины, определенную перфорированной внутренней стенкой кольцевого контейнера. Затем описанный путь потока повторяется. Катализаторная корзина может быть изготовлена из любого подходящего материала. Материал корзины обычно выбирают таким, чтобы он был устойчив в рабочих условиях реактора. Обычно катализаторные корзины изготовляют из углеродистой стали, алюминия, нержавеющей стали, других сплавов или любого другого материала, устойчивого в условиях реакции. Стенка кольцевого контейнера может быть любой толщины. Подходит толщина порядка примерно 0,1-1,0 мм, предпочтительно порядка примерно 0,3-0,5 мм. Размер перфораций во внутренней и внешней стенках кольцевого контейнера следует выбирать такими, чтобы обеспечить равномерный поток реагентов и продуктов через катализатор притом, что катализатор удерживается в контейнере. Поэтому понятно, что их размер будет зависеть от размера частиц применяемого катализатора. В альтернативном варианте перфорации могут иметь больший размер, но закрыты фильтрующей сеткой, сохраняющей катализатор внутри кольцевого контейнера. Это позволяет использовать более крупные перфорации, что облегчает свободное движение реагентов без значительного падения давления. Понятно, что перфорации могут быть любой подходящей конфигурации. Действительно, все, что требуется от перфорированной стенки, - это пропускать реагенты и продукты через стенки. Это могут быть небольшие отверстия любой формы, они могут быть щелевидными, могут представлять собой проволочное сито или другие устройства, создающие пористую или проницаемую поверхность. Хотя верхнюю крышку, покрывающую кольцевой контейнер, обычно располагают на верхнем ребре этой или каждой стенки кольцевого контейнера, может быть желательно поместить верхнюю крышку ниже верхнего ребра, с тем чтобы часть верхнего ребра внешней стенки образовала выступ. Аналогично нижнюю крышку можно поместить на нижнем ребре этой или каждой стенки кольцевого контейнера или может быть желательно поместить нижнюю крышку так, чтобы она была выше нижнего ребра стенки кольцевого контейнера и стенка образовывала выступ. Нижнюю крышку кольцевого пространства и крышку, покрывающую нижнюю часть трубы, можно изготовить в виде единого узла или двух отдельных узлов, связанных вместе. Две поверхности могут быть копланарными, но в предпочтительном варианте они находятся в разных плоскостях. В одном варианте крышка, накрывающая нижнюю часть трубы, находится в плоскости ниже нижней крышки кольцевого контейнера. При использовании нескольких контейнеров это способствует расположению одной корзины на другой корзине, находящейся ниже. Понятно, что в альтернативном варианте крышка, покрывающая нижнюю часть трубы, может находиться в более высокой плоскости, чем нижняя крышка кольцевого контейнера. Хотя обычно нижняя крышка является сплошной, она может иметь одно или несколько дренажных отверстий. При наличии одного или нескольких дренажных отверстий их можно покрыть фильтрующей сеткой. Аналогично на крышке, накрывающей нижнюю часть трубы, может иметься дренажное отверстие, необязательно покрытое фильтрующей сеткой. Если корзина имеет не вертикальную ориентацию,то дренажное отверстие, если оно присутствует, будет расположено в альтернативном положении, т.е. в самой нижней точке используемой корзины. Одна или несколько прокладок могут расширяться вниз от нижней крышки кольцевого контейнера. Одна или каждая прокладка может быть изготовлена в виде отдельного компонента или она может иметь форму углубления в нижней крышке. При наличии таких прокладок они способствуют свободному проходу реагентов и продуктов между нижней крышкой первого корзины и верхней крышкой второй, более низкой корзины. Прокладка может иметь толщину порядка примерно 4-15 мм или примерно 6 мм. Альтернативно или наряду с этим прокладка может находиться на верхней крышке. Верхняя крышка, накрывающая кольцевой контейнер, может иметь на верхней поверхности устройство для закрепления контейнера катализаторной корзине, закрепленной выше используемого контейнера. Устройство, закрепляющее контейнер, может быть расположено любым способом. В одном варианте оно включает расположенное выше кольцо с отверстиями или дырками для прохода реагентов. Кожух, направленный вверх, может быть гладким или профилированным. Можно использовать любую подходящую форму. Подходящие формы включают складки, бороздки и т.п. Эти складки, бороздки и т.п. обычно бывают вытянуты вдоль длины корзины. Профилирование восходящего кожуха увеличивает его поверхность и облегчает установку катализаторной корзины в реакционную трубу, так как позволяет скомпенсировать любую неровность внутренней поверхности трубы реактора или неточность подгонки трубок. Если кожух, направленный вверх, профилирован, то обычно его сглаживают в том месте, где он связан с кольцевым контейнером для создания уплотнения для газа в кольцевом контейнере. Обычно кожух, направленный вверх, соединяют с внешней стенкой кольцевого контейнера у его основания или рядом с ним. Если кожух соединен в месте выше нижней части стенки, то стенка в области ниже точки соединения не будет перфорирована. Кожух, направленный вверх, может быть гибким. Обычно кожух, направленный вверх, доходит на расстояние примерно 0,5-1,5 см, предпочтительно примерно 1 см, ниже верхней крышки кольцевого контейнера. Не обращаясь к какой-либо теории, можно полагать, что функция кожуха, направленного вверх, заключается в том, чтобы собрать реагенты/продукты, выходящие из перфорированной внешней стенки кольцевого контейнера, и направить их через складки к верхней части катализаторной корзины при их движении наверх. Как описано выше, реагенты/продукты затем направляют вниз между стенкой трубки и внешней стороной этого кожуха. При таком способе усиливается перенос тепла вниз по всей длине корзины, но поскольку тепло удаляется с катализатора, можно использовать в качестве подходящей для теплообмена жидкости нагреватель или охладитель, что не прерывает реакцию на стенке трубки и в то же время поддерживает температуру катализатора по направлению к центру корзины. Уплотнитель можно изготовить любым способом. Однако обычно он бывает достаточно сжимаемым для подгонки к наименьшему диаметру трубы реактора. Обычно уплотнитель является гибким и скользящим. В одном варианте можно использовать О-образное кольцо. Можно использовать сжимаемое разрезное кольцо или кольцо с высоким коэффициентом расширения. Уплотнитель можно изготовить из любого подходящего материала при условии, что он устойчив в условиях реакции. В одном варианте это может быть деформируемый фланец, отходящий от корзины. Фланец может быть больше внутреннего диаметра трубы, так что при установке контейнера в трубу его деформируют и подгоняют по размеру трубы. В настоящем изобретении кольцевое пространство между внешней поверхностью катализаторной корзины и внутренней поверхностью стенки трубы невелико, обычно порядка примерно 3-10 мм. Такой узкий зазор приводит к тому, что коэффициент теплопереноса обеспечивает приемлемую разность температур порядка примерно 10-40C между охлажденным отходящим газом и хладагентом. Размер кольца между кожухом и стенкой катализатора и между кожухом и стенкой трубы обычно выбирают таким, чтобы обеспечить скорость газового потока, необходимую для сохранения высокого теплопереноса и малого перепада давления. Таким образом, способ по настоящему изобретению может также включать стадию подбора соответствующего размера кольца, который удовлетворял бы этим критериям. Способ по настоящему изобретению позволяет использовать сравнительно большие трубки для реактора. В частности, можно использовать трубки диаметром в интервале примерно 75-130 мм или даже примерно до 150 мм по сравнению с диаметрами менее примерно 40 мм в традиционных системах. Трубки большего диаметра могут обеспечить производительность в области примерно 10000 US баррель/сутки для одного реактора диаметром менее 6 м и массой менее 700 т. Как показано выше, экзотермический характер реакции Фишера-Тропша является основным фактором, определяющим конструкцию реактора, в котором проводят эту реакцию. Использование катализаторной корзины в способе по настоящему изобретению позволяет превратить трубки, содержащие несколько катализаторных корзин, фактически во множество адиабатических реакторов с промежуточным охлаждением. В способе по настоящему изобретению можно использовать любой подходящий катализатор. Можно использовать порошковые, псевдоожиженные, структурированные или другие подходящие формы катализаторов. Одно из преимуществ способа по настоящему изобретению состоит в том, что корзина позволяет использовать катализаторы Фишера-Тропша малого диаметра от примерно 100 мкм до 1 мм. Поскольку их используют в неподвижном слое, сопротивление массопереносу резко уменьшается по сравнению с вариантами предшествующего уровня техники. Это обеспечивает повышенную селективность образования целевых продуктов, особенно с длиной углеродной цепи из пяти атомов или более. Кроме того, поскольку такие катализаторы с мелкими частицами имеют большую площадь поверхности и находятся непосредственно в потоке реагирующего газа, они сохраняют температуру, очень близкую к температуре потока газа. Это уменьшает тенденцию к образованию побочных продуктов. В одном альтернативном варианте можно использовать монолитный катализатор. В этом варианте строение катализаторной корзины можно модифицировать. Катализаторная корзина, пригодная для использования монолитного катализатора, описана подробно в патентной заявке GB1105691.8 от 4 апреля 2011 г., содержание которой включено здесь ссылкой. Таким образом, согласно второму варианту настоящего изобретения предложен способ конверсии синтез-газа в высшие углеводороды путем контактирования газового потока, содержащего синтез-газ, с монолитным катализатором Фишера-Тропша, который осуществляют в трубчатом реакторе с входом и выходом, расположенным ниже входа, и реактор включает по меньшей мере одну или несколько трубок реактора с находящимися в них одной или несколькими корзинами для указанного монолитного катализатора и охлаждающую среду в контакте с указанными трубками; причем указанная катализаторная корзина включает контейнер с монолитным катализатором, который имеет нижнюю крышку, закрывающую контейнер, и кожух, расположенный снаружи контейнера от нижней крышки указанного контейнера до места ниже уплотнителя и отстоящий от контейнера, причем указанный кожух расположен так, что образуется зазор между внешней поверхностью монолитного катализатора и кожухом; и уплотнитель, расположенный на верхней поверхности монолитного катализатора или вблизи нее и выступающий из монолитного катализатора за пределы внешней поверхности кожуха; причем способ включает стадии, на которых:(a) подают газообразные реагенты через входное отверстие;(b) указанные реагенты проходят сверху вниз по указанной по меньшей мере одной трубке реактора с верхней поверхности по меньшей мере одного монолитного катализатора, где они проходят через монолитный катализатор;(c) проводят реакцию, протекающую при контакте синтез-газа с катализатором;(d) непрореагировавшие реагенты и продукты проходят из катализатора и затем наверх между внутренней поверхностью кожуха и внешней поверхностью монолитного катализатора вплоть до уплотнителя, где их направляют над верхним концом кожуха вниз между внешней поверхностью кожуха и внутренней поверхностью трубки реактора, где осуществляется теплоперенос;(e) повторяют стадии (b)-(d) в любой следующей катализаторной корзине и(f) отводят продукты через выход. В одном варианте монолитный катализатор является сплошным и в теле монолита практически нет пространства, которое не было бы занято катализатором. При использовании монолита в вертикальном реакторе с потоком вниз реагенты проходят вниз через трубку реактора и сначала контактируют с верхней поверхностью монолитного катализатора и проходят через него в направлении, параллельном оси цилиндра. Уплотнение контейнера не позволяет реагентам обтекать монолит и способствует их движению в катализатор. Реакция протекает внутри монолитного катализатора. Продукты также проходят вниз через монолит в направлении, параллельном оси цилиндра. Как только реагенты и продукты достигают нижней крышки катализаторной корзины, они направляются к кожуху корзины. Для облегчения движения этого потока корзина может быть снабжена ножка-5 022045 ми на внешней стороне нижней крышки таким образом, что монолитный катализатор опирается на эти ножки и образуется зазор между дном монолитного катализатора и нижней крышкой катализаторной корзины. Затем направленный вверх кожух направляет реагенты и продукты наверх между внутренней поверхностью кожуха и внешней поверхностью монолитного катализатора, пока они не достигнут нижней стороны уплотнения. Затем они направляются по нижней стороне уплотнения над концом кожуха и далее перемещаются вниз между внешней поверхностью кожуха и внутренней поверхностью трубки реактора, где происходит теплообмен. В одном альтернативном варианте монолитный катализатор имеет канал, проходящий сквозь него в продольном направлении. Обычно канал располагается по центральной оси монолитного катализатора. Таким образом, когда трубка реактора имеет круглое поперечное сечение, монолитный катализатор в этом варианте имеет цилиндрическое поперечное сечение. В этом варианте в вертикальном реакторе с потоком сверху вниз реагенты движутся сверху вниз через трубку реактора и сначала контактируют с верхней поверхностью монолитного катализатора. Уплотнение блокирует проход реагентов вокруг катализатора. Поскольку направление движения потока перекрыто катализатором, поток выбирает более легкий путь и входит в канал в монолите. Затем реагенты входят в кольцевой монолитный катализатор и проходят радиально через катализатор к внешней поверхности монолита катализатора. Во время прохода через монолит катализатора происходит реакция. Непрореагировавшие реагенты и продукты затем выходят из монолитного катализатора через его внешнюю поверхность. Кожух, направленный вверх, затем направляет реагенты и продукты вверх между внутренней поверхностью кожуха и наружной стенкой монолитного катализатора, пока они не достигнут уплотнения. Затем они направляются по нижней стороне уплотнения над концом кожуха и далее движутся вниз между внешней поверхностью кожуха и внутренней поверхностью трубки реактора, где происходит теплообмен. В варианте, когда монолитный катализатор содержит канал, катализаторная корзина может иметь верхнюю поверхность, которая выходит за пределы монолитного катализатора, но оставляет канал непокрытым. Эта внешняя поверхность служит для того, чтобы можно было убедиться, что реагенты не попадают в монолит катализатора сверху, а поступают в канал для движения в радиальном направлении Обсуждение конкретных особенностей описанной выше катализаторной корзины в связи с первым вариантом применимо также к катализаторной корзине для монолитного катализатора по второму варианту, поскольку там присутствуют аналогичные особенности. Какой бы тип корзины ни использовался, в одном варианте в одной трубке помещают более 40 корзин, предпочтительно более 41. Более предпочтительно использовать примерно от 70 до 200 корзин. Это приводит к значительному подъему температуры, порядка 10-20C на каждой стадии. Радиальный поток через эту или каждую катализаторную корзину внутри трубки означает, что длина пути газового потока также очень мала по сравнению с вариантами предшествующего уровня техники. Общую толщину слоя катализатора порядка примерно 2 м можно обеспечить в трубке длиной до 20 м при часовой объемной скорости в катализаторе примерно 4000. Малый путь потока означает, что общий перепад давления будет на порядок величины ниже, чем на таком же катализаторе в аксиальной трубке без использования способа по настоящему изобретению Одним из преимуществ малого перепада общего давления в способе по настоящему изобретению является то, что при этом можно использовать длинные трубки при высоких приведенных скоростях газа, а также газы, содержащие большие количества инертных газов, или возвратный газ при отсутствии падения давления и возможного разрушения катализатора, наблюдаемого при больших потоках в современных системах с неподвижным слоем катализатора. Возможность использования рецикла приводит к тому, что суммарная конверсия при пониженной конверсии за один проход будет достигнута при высокой производительности катализатора и селективности. Восстановленный катализатор можно повторно и надежно восстановить и легко загрузить в корзину, а остальную часть контейнера заполнить воском. Контейнеры можно сгруппировать в связанные группы, что упростит загрузку реактора, и, в частности, это означает, что операторы не должны контактировать с катализатором. Процедура выгрузки также упрощается, так как корзины можно легко опорожнить перед проведением повторной обработки. В одном варианте настоящего изобретения можно использовать параллельно несколько реакторов. Поток жидких продуктов выделяют из потока, выходящего из реактора. В способе по настоящему изобретению непрореагировавший газ, выходящий через выходное отверстие этого или каждого реактора, обрабатывают далее для отвода тепла. Отведенное тепло можно использовать повторно и/или использовать для теплоотдачи охлаждающей среде. Жидкие продукты из потока, выходящего из реактора, можно выделить. В одном варианте можно объединить последовательно два или несколько реакторов и разместить между реакторами оборудование для отвода тепла. Тепло можно использовать повторно и/или использовать для теплоотдачи к охлаждающей среде. В одном варианте поток, содержащий водород и монооксид углерода, выходящий из последней ступени системы последовательных взаимосвязанных реакторов,можно вернуть в любую подходящую точку способа. В одном варианте его возвращают на вход первого реактора. В одном альтернативном варианте две или более группы параллельных реакторов можно соединить последовательно. В этом варианте группы параллельных реакторов соединены последовательно и между группами размещено оборудование для отвода тепла. Тепло можно использовать повторно и/или использовать для теплоотдачи к охлаждающей среде. В одном варианте жидкие продукты можно отбирать между ступенями, а поток, содержащий водород и монооксид углерода, направляют в следующую группу реакторов. Поток, содержащий водород и монооксид углерода, выходящий с последней ступени связанных между собой реакторов, можно вернуть в любую подходящую точку способа. В одном варианте его возвращают на вход первого реактора. В случае, когда способ включает несколько ступеней реакции, обогащенный водородом поток можно подавать на вторую и/или одну или несколько любых последующих ступеней. Можно использовать любые подходящие условия реакции. В одном варианте температура реакции составляет примерно 190-250C. Давление реакции может быть примерно 20-80 бар. Далее настоящее изобретение будет описано для примера с помощью сопровождающих фигур: фиг. 1 представляет вид сверху катализаторной корзины по настоящему изобретению; фиг. 2 представляет вид снизу катализаторной корзины; фиг. 3 представляет вид сбоку части поперечного сечения; фиг. 4 представляет упрощенную схему катализаторной корзины по настоящему изобретению; фиг. 5 представляет схематическое изображение корзины внутри трубки по настоящему изобретению, вид снизу; фиг. 6 представляет схематическое поперечное сечение трех корзин внутри трубки; фиг. 7 представляет увеличенное поперечное сечение зоны А на фиг. 6; фиг. 8 представляет схематическое изображение альтернативного варианта по настоящему изобретению, иллюстрирующее путь потока; фиг. 9 представляет схематическое изображение третьего варианта по настоящему изобретению,иллюстрирующее путь потока; фиг. 10 представляет схематическое изображение пути потока между двумя соединенными корзинами типа, показанного на фиг. 9. Катализаторная корзина 1 по настоящему изобретению показана на фиг. 1-3. Корзина включает кольцевой контейнер 2 с перфорированными стенками 3, 4. Внутренняя перфорированная стенка 3 образует трубку 5. Верхняя крышка 6 накрывает кольцевой контейнер сверху. Она находится сверху стенок 3,4 кольцевого контейнера 2, так что образуется выступ. Нижняя крышка 7 закрывает дно кольцевого контейнера 2 и крышка 8 закрывает дно трубки 5. Плоскость крышки 8 находится ниже плоскости нижней крышки 7. Прокладки в виде множества углублений 9 находятся на нижней крышке 7 кольцевого контейнера 2. Дренажные отверстия 10, 11 находятся на нижней крышке 7 и на крышке 8. Уплотнитель 12 выступает из верхней поверхности 6 поверх кольца 13 коаксиально с трубкой 5. Направленный вверх профилированный кожух 14 окружает контейнер 2. Бороздки сглаживаются в области L в направлении основания корзины 1. Катализаторная корзина 1 по настоящему изобретению расположена в трубке реактора 15. Поток газа показан схематически на фиг. 4 стрелками. В случае, когда внутри трубки реактора 15 установлено несколько катализаторных корзин по настоящему изобретению, их соединяют, как показано на фиг. 6 и 7. Влияние такого расположения на движение потока показано на увеличенной сечении на фиг. 7. Катализаторная корзина во втором варианте показана на фиг. 8. Нижняя крышка 102 закрывает дно контейнера 101. Ножки 103 направлены вверх от нижней крышки и поддерживают монолитный катализатор 104. Кожух 105 направлен вверх от нижней крышки 102. Этот кожух может быть профилированным или гладким, как в области, примыкающей к нижней крышке 102. Уплотнение 106 идет от монолитного катализатора 104 и примыкает к стенке трубки реактора 107. Перегородки 108 идут вверх до уплотнения. Они служат для направления потока и отделения корзины от нижней крышки вышерасположенной корзины. Поток газа показан схематически стрелками. Альтернативный вариант настоящего изобретения показан на фиг. 9. В этом варианте монолитный катализатор 104 имеет продольный канал 109. В этом варианте ножки, имеющиеся в первом варианте,отсутствуют. Конструкция этой корзины аналогична конструкции корзины из первого варианта. Однако здесь дополнительно имеется верхняя крышка 110, покрывающая верхнюю плоскость монолитного катализатора. Поток газа в варианте на фиг. 9 показан схематически стрелками. В случае, когда в трубку реактора 107 помещают несколько катализаторных корзин, влияние такой конструкции на путь потока показано на увеличенном сечении, приведенном на фиг. 10. Понятно, что хотя катализаторные корзины были описаны на примере трубки круглого поперечного сечения, эта трубка может иметь некруглое поперечное сечение, например, это может быть плоский реактор. В случае, когда трубка имеет некруглое поперечное сечение, корзина будет иметь соответствующую форму. Понятно, что в таком варианте с использованием кольцевого монолита монолит не будет иметь форму круглого кольца и этот термин следует трактовать соответственно. Теперь настоящее изобретение можно рассматривать со ссылкой на следующий пример. Пример. Традиционные реакторы с неподвижным слоем, выпускаемые в настоящее время, способны производить примерно 5833 US баррель/сутки жидких продуктов по Фишеру-Тропшу. Открытые данные показывают, что эти реакторы имеют массу 1200 т и диаметр 7,2 м и включают более 28000 трубок. Реактор для способа по настоящему изобретению по переработке сырья, содержащего водород и монооксид углерода, полученные из природного газа, с диаметром 5,6 м производит примерно 10000 US баррелей/сутки жидких продуктов по Фишеру-Тропшу и включает примерно 2300 аксиальных трубок, каждая из которых включает примерно 80 катализаторных корзин и имеет массу примерно 700 т. Поэтому понятно, что способ представляет усовершенствование почти в три раза по удельной массе на единицу продукции по сравнению с предшествующим уровнем техники. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ конверсии синтез-газа в высшие углеводороды путем контактирования газового потока,содержащего синтез-газ, с частицами катализатора Фишера-Тропша, причем способ осуществляют в трубчатом реакторе с входом и выходом, расположенным ниже входа, причем реактор включает по меньшей мере одну или несколько трубок реактора с помещенными в них одной или несколькими корзинами для указанных частиц катализатора и охлаждающую среду в контакте с указанными трубками реактора; причем указанная катализаторная корзина включает кольцевой контейнер для катализатора с перфорированной внутренней стенкой по форме трубки,перфорированной внешней стенкой, верхней крышкой, закрывающей кольцевой контейнер, и нижней крышкой, закрывающей кольцевой контейнер; крышку, закрывающую днище указанной трубки, образованной внутренней стенкой кольцевого контейнера; кожух, расположенный снаружи перфорированной внешней стенки кольцевого контейнера и расширяющийся кверху от места на уровне нижней крышки указанного контейнера или вблизи нее до места ниже уплотнителя; и уплотнитель, расположенный на уровне или вблизи поверхности верхней крышки и выступающий из контейнера за пределы внешней поверхности кожуха; причем способ включает стадии, на которых:(a) подают газообразные реагенты через входное отверстие;(b) указанные реагенты проходят сверху вниз по указанной по меньшей мере одной трубке реактора с верхней крышки по меньшей мере одной катализаторной корзины, где они направляются в проход трубки, образованной внутренней перфорированной стенкой контейнера, перед проходом в радиальном направлении через слой катализатора к перфорированной внешней стенке;(c) проводят реакцию, протекающую при контакте синтез-газа с катализатором;(d) непрореагировавшие реагенты и продукты проходят из контейнера через перфорированную внешнюю стенку и затем наверх между внутренней поверхностью кожуха и внешней стенкой аксиального контейнера вплоть до уплотнителя, где их направляют над верхним концом кожуха вниз между внешней поверхностью кожуха и внутренней поверхностью трубки реактора, где осуществляется теплоперенос;(e) повторяют стадии (b)-(d) в любой следующей катализаторной корзине и(f) отводят продукты через выходное отверстие. 2. Способ по п.1, в котором частицы катализатора имеют диаметр примерно от 100 мкм до примерно 6 мм. 3. Способ конверсии синтез-газа в высшие углеводороды путем контактирования газового потока,содержащего синтез-газ, с монолитным катализатором Фишера-Тропша, который осуществляют в трубчатом реакторе с входом и выходом, расположенным ниже входа, и реактор включает по меньшей мере одну или несколько трубок реактора с находящимися в них одной или несколькими корзинами для указанного монолитного катализатора и охлаждающую среду в контакте с указанными трубками; причем указанная катализаторная корзина включает контейнер с монолитным катализатором, который имеет нижнюю крышку, закрывающую контейнер, и кожух, расположенный снаружи контейнера от нижней крышки указанного контейнера до места ниже уплотнителя и отстоящий от контейнера, причем указанный кожух расположен так, что образуется зазор между внешней поверхностью монолитного катализатора и кожухом; и уплотнитель, расположенный на верхней поверхности монолитного катализатора или вблизи нее и выступающий из монолитного катализатора за пределы внешней поверхности кожуха; причем способ включает стадии, на которых:(a) подают газообразные реагенты через входное отверстие;(b) указанные реагенты проходят сверху вниз по указанной по меньшей мере одной трубке реактора с верхней поверхности по меньшей мере одного монолитного катализатора, где они проходят через монолитный катализатор;(c) проводят реакцию, протекающую при контакте синтез-газа с катализатором;(d) непрореагировавшие реагенты и продукты проходят из катализатора и затем наверх между внутренней поверхностью кожуха и внешней поверхностью монолитного катализатора вплоть до уплотнителя, где их направляют над верхним концом кожуха вниз между внешней поверхностью кожуха и внутренней поверхностью трубки реактора, где осуществляется теплоперенос;(e) повторяют стадии (b)-(d) в любой следующей катализаторной корзине и(f) отводят продукты через выход. 4. Способ по любому из пп.1-3, в котором в трубке реактора помещены несколько катализаторных корзинок. 5. Способ по любому из пп.1-4, в котором кольцевое пространство между внешней поверхностью контейнера для катализатора и внутренней поверхностью стенки трубки реактора выбирают таким, чтобы обеспечить необходимую скорость газового потока для сохранения высокого теплообмена и малого перепада давления. 6. Способ по любому из пп.1-5, в котором кольцевое пространство между внешней поверхностью контейнера для катализатора и внутренней поверхностью стенки трубки реактора составляет примерно 3-10 мм. 7. Способ по любому из пп.1-6, в котором трубки реактора имеют диаметр в интервале примерно 75-150 мм. 8. Способ по любому из пп.1-7, в котором в одну трубку реактора помещают более 41 корзины. 9. Способ по любому из пп.1-8, в котором в одной трубке реактора помещают примерно 70-200 корзин. 10. Способ по любому из пп.1-9, в котором используют несколько параллельных реакторов. 11. Способ по любому из пп.1-10, в котором непрореагировавший газ на выходе из каждого реактора обрабатывают для отвода тепла. 12. Способ по п.11, в котором отведенный непрореагировавший газ используют повторно. 13. Способ по любому из пп.1-9, в котором два или несколько реакторов соединяют последовательно. 14. Способ по п.13, в котором соединенные последовательно реакторы связаны потоком с оборудованием, установленным между реакторами для отвода тепла. 15. Способ по п.13 или 14, в котором поток, содержащий водород и монооксид углерода, выходящий с последней стадии последовательно связанных между собой реакторов, возвращают в любую подходящую точку. 16. Способ по п.15, в котором поток, содержащий водород и монооксид углерода, выходящий с последней стадии последовательно связанных между собой реакторов, возвращают в первый реактор. 17. Способ по п.9, в котором группы параллельных реакторов связаны последовательно с оборудованием для отвода тепла, находящимся между этими группами. 18. Способ по п.13 или 16, в котором тепло используют и/или отводят для контакта с хладагентом. 19. Способ по п.17, в котором жидкие продукты отбирают между каждой группой параллельных реакторов с потоком, содержащим водород и монооксид углерода, который пропускают через следующую группу последовательных реакторов. 20. Способ по п.19, в котором поток, содержащий водород и монооксид углерода, выходящий с последней стадии последовательно связанных между собой реакторов, возвращают в любую подходящую точку. 21. Способ по п.20, в котором поток возвращают на вход в первый реактор. 22. Способ по любому из пп.9-21, в котором обогащенный водородом поток подают во второй и/или один или несколько любых последующих реакторов или последующие реакторы. 23. Способ по любому из пп.1-22, в котором температура реакции составляет примерно 190-250C. 24. Способ по любому из пп.1-23, в котором давление реакции составляет примерно 20-80 бар.