本发明属于工业催化，特别涉及一种催化反应器及其应用。
背景技术：
1、催化是精细化工中最重要的过程之一，如肉桂醛加氢制备肉桂醇、1,4-丁炔二醇加氢制备1,4-丁烯二醇、硝基苯加氢制备苯胺等。催化装置有连续化反应器和间歇式反应釜，其中连续化反应器有三种类型：固定床反应器、移动床反应器和流化床反应器。连续化反应器投资大、技术含量高，适合大规模生产；间歇式反应釜投资规模小，但劳动强度大，适合中、小规模生产。目前，精细化学品生产中多采用间歇式反应釜，但在每次反应结束后开釜时，要释放大量未反应的活性气体，不仅造成浪费，而且也容易发生闪爆事故。因此，开发投资强度小，安全可靠，适合中、小规模的反应器非常必要。同时，许多反应器的设计中，物料和反应气体混合后一起通过催化剂，而物料的流动接触容易造成催化剂磨损、活性组分流失等问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种催化反应器，包括壳体，圆筒状的碳化硅多孔内衬轴向为竖直地配合安装于壳体上，碳化硅多孔内衬的内侧壁或外侧壁上涂覆有催化剂涂层，碳化硅多孔内衬轴向的两端分别通过堵头封堵，
2、反应器上位于催化剂涂层所在的分隔腔上开设有进气口供反应气体进入，
3、反应器上不存在催化剂涂层的分隔腔上开设有供反应底物进入的进料口和供反应产物离开的出料口，
4、反应底物通过进料口喷至碳化硅多孔内衬上未涂覆催化剂涂层的侧壁上，并于该侧壁上下滑同时发生催化反应，最后通过出料口离开反应器。
5、作为优选：碳化硅多孔内衬的内侧壁上涂覆有催化剂涂层，下方的堵头上开设有进气口，壳体顶部开设有进料口，壳体底部开设有出料口。
6、作为优选：碳化硅多孔内衬的外侧壁上涂覆有催化剂涂层，下方的堵头上开设有出料口，上方的堵头上开设有进料口，壳体底部开设有进气口。
7、作为优选：碳化硅多孔内衬外径为10～200毫米，壁厚为1～10毫米，轴向长度为100～2000毫米，平均孔径不大于100纳米。
8、作为优选：催化剂涂层的形成过程为，将催化剂研磨成200目以下的细粉后，分散于水中形成悬浮液，将所得的悬浮液均匀涂覆于碳化硅多孔内衬的内侧壁或外侧壁上后，再于50～500℃下烘干1～5小时。
9、作为优选：催化剂涂层的形成过程为，将催化剂制成溶胶，将所得的溶胶均匀涂覆于碳化硅多孔内衬的内侧壁或外侧壁上后，再于50～500℃下烘干1～5小时。
10、作为优选：反应器上位于催化剂涂层所在的分隔腔上还开设有出气口供反应气体离开。
11、本发明还提供了一种上述催化反应器的应用：
12、(1)通过进气口和进料口，分别向碳化硅多孔内衬的圆筒内腔中以及位于碳化硅多孔内衬外部的壳体内腔中通入氮气，以置换掉原本的空气；
13、(2)将反应气体通过进气口通入反应器中催化剂涂层所在的分隔腔中，并保持该分隔腔中反应气体的气压在0.1～5mpa的反应气压下，通过进料口，向反应器中碳化硅多孔内衬上未涂覆催化剂涂层的侧壁上持续喷反应底物，并于出料口下方收集离开反应器的反应产物。
14、作为优选：步骤(2)中，对基于半导体材质的碳化硅多孔内衬施加电压实现通电流，使碳化硅多孔内衬的温度保持为30℃～500℃。
15、作为优选：步骤(2)中，反应气体包括氢气、氧气；反应底物包括硝基化合物、卤化物、分子中含有c＝o、c＝c、c≡c或c≡n不饱和键的有机化合物。
16、进一步地：分子中含有c＝o不饱和键的有机化合物包括醛、酮或羧酸。
17、进一步地：分子中含有c＝c不饱和键的有机化合物包括室温下为液态的烯烃、烯酸或烯醇。
18、进一步地：分子中含有c≡c不饱和键的有机化合物包括室温下为液态的炔烃、炔酸或炔醇。
19、进一步地：分子中含有c≡n不饱和键的有机化合物包括苯甲腈、乙腈等芳香或非芳香腈类有机化合物。
20、进一步地：硝基化合物为r-ch2-no2或其中，r为-h、-no2或-cnh2n+1，r’为-h、-no2或-cnh2n+1。
21、进一步地：卤化物的分子结构中含有-f、-cl、-br、-i中的一个或多个基团。
22、本发明的有益效果在于(以催化剂涂层位于碳化硅多孔内衬的内壁上、反应气体为氢气为例)：采用碳化硅多孔内衬，将催化剂涂覆于碳化硅多孔内衬的内壁，h2从下方注入碳化硅多孔内衬的内腔并保持一定压力，催化剂与h2接触后，h2在催化剂表面解离成活性氢，并通过氢溢流方式从碳化硅多孔内衬上的多孔结构穿过碳化硅多孔内衬到达内衬的外壁；同时，含有反应底物的溶液被喷射到碳化硅多孔内衬的外壁上并沿外壁向下流动，并在流动过程中与溢流过来的活性氢发生加氢反应。必要时，可基于碳化硅多孔内衬为半导体材质这一特点，在碳化硅多孔内衬的上下两端之间施加电压，使碳化硅多孔内衬上有电流流过，从而通过电发热提高碳化硅多孔内衬温度，进而提高催化加氢反应效率。
23、反应过程中，催化剂不会与流动的加氢底物接触，因此不会造成催化剂涂层的磨损及活性组分流失，同时也不会有碳沉积到催化剂表面、影响催化剂活性；同时，碳化硅多孔内衬将反应底物和h2分隔在不同区域，不仅有利于持续进行的加氢过程的安全性，而且极大地提高了h2的利用率。而且碳化硅材料本身稳定性高，不受任何酸或碱的腐蚀，不易与活性氢或加氢底物发生反应，有利于催化加氢的顺利进行。
24、本发明的溢流反应器尺寸可调，投资规模小，催化剂寿命持久，适合实验室及工业规模应用。
1.一种催化反应器，其特征在于：所述反应器包括壳体(11)，圆筒状的碳化硅多孔内衬(12)轴向为竖直地配合安装于所述壳体(11)上，所述碳化硅多孔内衬(12)的内侧壁或外侧壁上涂覆有催化剂涂层(13)，所述碳化硅多孔内衬(12)轴向的两端分别通过堵头(14)封堵，
2.如权利要求1所述的催化反应器，其特征在于：所述碳化硅多孔内衬(12)的内侧壁上涂覆有所述催化剂涂层(13)，下方的所述堵头(14)上开设有所述进气口(16)，所述壳体(11)顶部开设有所述进料口(17)，所述壳体(11)底部开设有所述出料口(18)。
3.如权利要求1所述的催化反应器，其特征在于：所述碳化硅多孔内衬(12)的外侧壁上涂覆有所述催化剂涂层(13)，下方的所述堵头(14)上开设有所述出料口(18)，上方的所述堵头(14)上开设有所述进料口(17)，所述壳体(11)底部开设有所述进气口(16)。
4.如权利要求1所述的催化反应器，其特征在于：所述碳化硅多孔内衬(12)外径为10～200毫米，壁厚为1～10毫米，轴向长度为100～2000毫米，平均孔径不大于100纳米。
5.如权利要求1所述的催化反应器，其特征在于：所述催化剂涂层(13)的形成过程为，将催化剂研磨成200目以下的细粉后，分散于水中形成悬浮液，将所得的悬浮液均匀涂覆于所述碳化硅多孔内衬(12)的内侧壁或外侧壁上后，再于50～500℃下烘干1～5小时。
6.如权利要求1所述的催化反应器，其特征在于：所述催化剂涂层(13)的形成过程为，将催化剂制成溶胶，将所得的溶胶均匀涂覆于所述碳化硅多孔内衬(12)的内侧壁或外侧壁上后，再于50～500℃下烘干1～5小时。
7.如权利要求1所述的催化反应器，其特征在于：所述反应器上位于所述催化剂涂层(13)所在的分隔腔上还开设有出气口(15)供所述反应气体离开。
8.一种如权利要求1至7任一项所述的催化反应器的应用，其特征在于：所述应用为，
9.如权利要求8所述的催化反应器的应用，其特征在于：步骤(2)中，对所述碳化硅多孔内衬(12)施加电压实现通电流，使所述碳化硅多孔内衬(12)的温度保持为30℃～500℃。
10.如权利要求8所述的催化反应器的应用，其特征在于：步骤(2)中，所述反应气体包括氢气、氧气；所述反应底物包括硝基化合物、卤化物、分子中含有c＝o、c＝c、c≡c或c≡n不饱和键的有机化合物。
