本发明涉及一种改进现有的非均相合成反应器的生产能力并降低其成本的方法，特别涉及到氨的合成。原有的反应器是由几个摧化剂床层组成的，合成气轴向流过，在床层间加入骤冷气体进行冷却。 本发明也包括用上述改进方法获得的反应器。
众所周知，合成氨工厂中最普遍采用的反应器之一即为由四个合成气体从其轴向流过的催化床层和中间骤冷装置组成的反应器（Kellogg）。
为了改进上述Kellogg反应器的生产能力，现已提出并采用了许多方法。特别见“氮”（Nitrogen），Nr.165，January/February，1987。Topsoe改装Kellogg 4-床层反应器成2-床层反应器（将现有反应器的第一和第二，第三和第四结合），床层间的中间冷却通过一热交换器来完成（见原文图1）。气体径向流动。
根据该文，Kellogg公司本身在改装的Kellogg反应器的第一床层内加入热交换器，原反应器的第三和第四床层并联操作（所谓分流系统），因而原反应器的第二床层成为新设计的第一床层，从而获得一种由二反应段和中间冷却换热器组成的反应器。（见上文图8）。与原始反应器相同气流仍轴向流动。仍如上述“氮”文，申请入打算维持与原始Kellogg反应器（4床层）同样数目的床层和床层间同样的骤冷装置。
气体流动由轴向流变为轴向一径向流。（该文中图4）。
Ammonia Casale首先描述了一种改造现场Kellogg反应器，从而改善其操作性能并降低能耗的方法，实际上，在其美国专利4755362中，申请入用图1A确切地表示了作为现有技术代表的带有四个同轴床层和四个中间骤冷装置的传统的Kellogg反应器。
在美国专利4755362中，申请人采用了与最初在现场改造中获得的基本上径向反应器同样数量地床层。
在申请号为02529/87-9的瑞士专利中，申请人提出（同1）以进一步说明它们的系统，该系统将Kellogg反应器改装成在第一床和第二床间有骤冷器，在第二床和第三床间有借助换热器的冷却器的三床层反应器。如上述图形所示，在该设计中，将原反应器第二床层和第三床层结合而得到该新的三床层设计的第二床层，这种设计包括第一床层和第二床层之间有一骤冷器，在第二床层和第三床层间有一换热器。如上述瑞士专利说明书图1所示，将第二床层（C2）和第三床层（C3）结合为一个同轴地安装有一换热器的床层，该图仍显示于本专利说明书中。
这种解决办法与骤冷系统比较，虽可提供许多优点，却使催化剂的最佳分布减小。从某种意义上说，装在第二床层内催化剂的容量可能过量。
本发明的目的在于提供一种克服上述缺点的改进型反应器的方法和新设计。
申请人进一步的研究惊人地发现，采用申请号02529/87-9瑞士专利申请中图1描述的设计，特别是通过将原Kellogg反应器设计中的第三床层和第四床层结合而成为三个床层，反应器可获得显著的改进。
气流至少在部分床层内从原来的轴向流改变为径向或轴向-径向流。
更特别地，如上述瑞士专利说明书中所述在第一床层内保持轴向流。
从图2A所示的实施方案中，可以比较清楚地表明本发明的各种特征和优点。
数字代号与申请号02529/87-9的瑞士专利中图1的数字代号一样。
从图2可特征地看出床层C1，C2，C3的特点，最后一个床层是通过将第三床层和第四床层即Kellogg轴向反应器的原始设计的最后一层和倒数第二层结合而得到的。（如美国专利4755352图1A实施例所示），在这种实施方案中，设计仍是“三个床层，一个骤冷器，一个中间冷却器”结构，并且有如下的重要不同：
-热交换器仍在中心位置，共轴地插入第一床层和第二床层，壳侧输入离开第二床层的部份反应气体，管侧输入新鲜气体。
-第一床层和第二床层的尺寸与原始反应器一样，而原始的第三和第四床层则结合在一起。
这样在下部的新的第三床层内催化剂的容量最大，而第一床层内则最小，这样分布导致反应器操作性能获得显著的改善。此外，本方法还可方便地在现场实施。