CN116322962A

CN116322962A - 在流化床反应器中进行吸热脱氢和/或芳构化反应的工艺

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Publication number: CN116322962A
Application number: CN202180059427.7A
Authority: CN
Inventors: G·弗亚索夫; N·内斯特伦科; W·弗梅伦
Original assignee: Total Energy Technology
Current assignee: Total Energy Technology
Priority date: 2020-07-28
Filing date: 2021-07-27
Publication date: 2023-06-23
Also published as: EP4188588A1; US20230295062A1; US11840509B2; WO2022023355A1

Abstract

本公开内容涉及进行烃的吸热脱氢和/或芳构化反应的工艺，所述工艺包括以下步骤：提供至少一个流化床反应器，该流化床反应器包含至少两个电极以及包含颗粒的床；使颗粒处于流化状态以获得流化床；将流化床加热到范围为480℃至700℃的温度以进行反应；以及获得含有氢、未转化的烃以及烯烃和/或芳族化合物的反应器流出物；其中床的颗粒包含导电颗粒以及催化组合物的颗粒，其中至少10重量％的颗粒是导电颗粒并且具有在500℃下范围为0.001Ohm.cm至500Ohm.cm的电阻率，并且其中加热流化床的步骤通过使电流通过流化床来进行。

Description

在流化床反应器中进行吸热脱氢和/或芳构化反应的工艺

技术领域

本公开内容涉及用于在包含至少一个流化床反应器的设备中进行吸热脱氢和/或芳构化反应的工艺，该工艺在不需要外部加热装置的情况下在所述流化床反应器中进行。本公开内容旨在有助于取代化石碳基燃料加热装置的使用。本公开内容涉及化学工业的电气化。

背景技术

气候变化和持续存在的能源转型使得必须用更加环境友好的脱碳(decarbonized,低碳化)能源来替代化学生产和再循环过程中的化石碳基(fossilcarbon-based)燃料。使烃转化成有价值的化学品需要高温(通常高于450℃并甚至最高达1000℃)，并且通常是吸热的。因此，所需的能量较高并且通常对环境不友好，如由普遍使用的燃烧加热反应器所展示。已经进行了若干研究以减少这些(苛刻的)反应条件所施加的负担。

Asensio J.M.等人标题为“Hydrodeoxygenation using magnetic induction:high-temperature heterogeneous catalysis in solution”(Angew.Chem.Int.Ed.,2019,58,1-6)的研究描述了使用磁性纳米颗粒作为加热剂来改善在高温下进行的反应的能量效率，因为热量可然后直接且均匀地传递到介质而不需要对反应器壁加热。这被应用于酮的加氢脱氧。然而，在这样的系统中，达到了最高达280℃的相对低温度，并且反应是放热的。

在Wismann S.T.等人标题为“Electrified methane reforming:A compactapproach to greener industrial hydrogen production”(Science,2019,364,756-759)的研究中，用电阻加热的反应器代替常规的燃烧反应器。使用基于直径为6mm且涂覆有130-μm镍浸渍的涂层的FeCrAl合金管的实验室规模反应器进行蒸汽甲烷重整。由于热源和管壁成一体，可使热损失最小化，因此使得蒸汽甲烷重整过程更有效和更经济。这种反应器达到最高500℃的温度。

在

H.等人标题为“Thermo-electrochemical production ofcompressed hydrogen from methane with near-zero energy loss”(Nat.Energy，2017，2，923-931)的研究中，外径为1cm且由钙钛矿衍生物制成的陶瓷管被用作电解质。通过施加电压并因此施加电流穿过电解质，可从甲烷和蒸汽中选择性地提取氢。钙钛矿衍生物补充有镍纳米颗粒以提供反应所需的催化剂。

在Varsano F.等人标题为“Dry reforming of methane powered by magneticinduction”(Int.J.of Hydrogen Energy，2019，44，21037-21044)的研究中，使用催化非均相工艺的电磁感应加热，并且已展示出在工艺强化、能量效率、反应器设置简化以及来自射频使用的安全问题方面带来若干优势。可使用Ni₆₀Co₆₀粒料作为连续流动固定床反应器中的热介质在内径为1cm的反应器中达到范围在850℃和900℃之间的温度。

这些实例显示，从减少对气候的影响的角度来看，在化石源转化为有价值的化学品的领域中存在着进展。然而，这种进展还没有大规模发展，因为它相当局限于实验室环境。

关于这一点，CA573348中描述的Shawinigan工艺涉及在使用由耐高温石英玻璃制成且包含导电碳颗粒(如焦炭和/或石油焦)的流化床反应器由氨来制备氢氰酸的工艺。原理在于使用电来加热导电碳颗粒，该导电碳颗粒可使流化床维持于足以使氨转化成氢氰酸的温度，然后从离开流化床的排出气体中收取氢氰酸。反应器管的内径为3.4cm。通过使用这种导电碳颗粒可达到足以进行所要求的反应的范围在1300℃和1600℃之间的温度。

US 2,982,622描述了用于生产氢和高品质焦炭的工艺，该工艺包括：使惰性固体颗粒作为相对致密物质向下通过细长反应区，在所述反应区中，在所述固体物质的至少一部分上施加每英寸0.1至1000伏的电压，所述电压足以使所述固体的温度升高到1800至3000F，这是由于它们对电流的阻力(电阻)而不引起通过所述固体物质的显著电火花放电，从所述反应区向下取出由此加热的固体，通过与所述取出的固体热交换对烃进料进行预热，并且将所述预热的进料以向上移动的气态料流的形式引入并向上通过所述反应区，所述进料与所述加热的固体接触并且转化为包括大部分氢的轻质蒸气和沉积在所述固体上的碳，在加热区中使从所述反应区取出的热蒸气与惰性固体进行热交换，将从反应区取出的固体的至少一部分循环并且预先与所述加热区的所述进料热交换，将固体从所述加热区传送至所述反应区作为其固体进料，并将从反应区取出的固体的至少一部分作为产物收取，并从所述反应区的上部收取氢和轻质蒸气。

US3259565描述了用于转化烃以产生低沸点烃和尺寸大于可流体化尺寸的固体焦炭颗粒的工艺，该工艺包括：使焦炭附聚物向下通过焦炭颗粒的热流化床，将烃油进料引入所述流化床中以裂化烃油，使裂化的气态产物通过塔顶，从所述流化床移除焦炭附聚物并使它们以与所述取出的裂化蒸气产物逆流接触的方式向下通过热交换器区，以冷却所述裂化蒸气产物并加热所述焦炭附聚物，同时使来自所述裂化蒸气产物的较高沸点烃冷凝并沉积在所述焦炭附聚物上，取出所得裂化蒸气产物作为产物，使如此处理的焦炭附聚物多次循环通过所述热交换区以沉积烃，并且通过所述热流化焦炭床，以使沉积的高沸点烃焦化并增加焦炭附聚物的尺寸，从系统中取出尺寸增加的焦炭附聚物作为产物。

US 2017/0158516的公开内容描述了用于在工业水平上制备颗粒状多晶硅的由碳化硅构成的流化床反应器。该流化床反应器使用放置在反应器管的外壁与反应器容器的内壁之间的中间夹套中的加热装置进行加热。这种中间夹套包含绝缘材料，并且用惰性气体填充或吹扫。据发现使用具有98重量％的SiC含量的烧结碳化硅(SSiC)作为具有通过化学气相沉积法沉积的高纯度SiC涂层的反应器管的主要元件允许达到最高达1200℃的高温而管不被腐蚀。还发现使用硅化碳化硅(SiSiC)作为反应器管的主要元件而无任何表面处理(如涂层的沉积)导致管被腐蚀。

另一方面，Goldberger W.M.等人标题为“The electrothermal fluidized bed”(Chem.Eng.Progress,1965,61(2),63-67)的公开内容涉及由石墨构成且易于进行诸如以下反应的流化床反应器：烃的加氢裂化、有机物的热解、元素磷的产生或氧化锆的氯化。在最高达约4400℃的温度下操作似乎是可能的。然而，从长期观点来看，还不确定用于设计流化床反应器的石墨材料是否能耐受这种苛刻反应条件。实际上，在Uda T.等人标题为“Experiments on high temperature graphite and steam reactions under loss ofcoolant accident conditions”(Fusion Engineering and Design,1995,29,238-246)的研究中，已经显示石墨在涉及蒸汽和高温(例如在1000℃和1600℃之间)的条件下腐蚀。而且，如Qiao M-X.等人标题为“Corrosion of graphite electrode in electrochemicaladvanced oxidation processes:degradation protocol and environmentalapplication”(Chem.Eng.J.，2018，344，410-418)的研究中所显示，石墨易受碳氧化反应的影响，该碳氧化反应通过显著限制可对其施加的电压来影响其作为电极的活性。

本公开内容旨在为现有技术中遇到的一个或多个问题提供适于工业(如化学工业)中的应用的大规模解决方案。本公开内容旨在有助于取代流化床反应器中化石碳基燃料加热装置的使用。

本公开内容提供了将烃的吸热脱氢和/或芳构化反应进行成氢和烯烃或芳族化合物的混合物的方案。脱氢以在烃中引入碳双键是制备乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、戊二烯、异戊二烯和苯乙烯的重要工艺。当在绝热条件下操作时，需要催化剂进行的这些脱氢反应是极为吸热的，导致在反应进行时温度下降。丙烷脱氢以大型工业规模在特别设计成引入在550至650℃的温度和低压下操作所需的反应热的工艺中实施(反应受平衡限制)：

吸热，ΔH_r，298K＝124.3kJ/mol

一种公知的生产丙烯的“专用”工艺，Oleflex工艺(OLEFLEX是UOP Inc.的商标)采用多个串联布置的绝热反应器，其中丙烷脱氢在移动床反应器中在接近大气压和580-650℃的温度下通过基于Pt-Sn/氧化铝催化剂的催化剂进行催化。在反应器之间使用中间加热器以维持期望的反应器温度，同时将氢和痕量的硫注入反应器系统中以抑制焦炭的形成。当催化剂仍然缓慢失活时，脱氢反应器是移动催化剂床反应器，其中催化剂在重力下从反应器容器的顶部缓慢移动到底部，并在底部送入再生器。在再生器中，催化剂用空气除焦，并且用氯(用于再分散铂)再活化。该反应器技术称为连续催化再生(CCR是UOP的商标)。OLEFLEX^TM反应系统的各个方面公开在若干出版物如US5227566、US5457077、US5177293、US5227567和US8563793中。然而，OLEFLEX^TM反应系统的缺点可包括：在预热器和中间加热器中燃料燃烧期间产生CO₂，以及反应器装备性质复杂。OLEFLEX^TM还具有用于丁烷脱氢的变体。

另一种公知的生产丙烯的“专用”工艺，“CATOFIN^TM工艺”(CATOFIN是ABB LummusGlobal的商标)包括使用含铬催化剂的多个并联固定床脱氢反应器。CATOFIN^TM工艺的各方面描述于WO1995023123和US5315056中。通过采用循环工艺引入所需的反应热：在几分钟期间，使热催化剂(Cr₂O₃/Al₂O₃催化剂)与丙烷接触，同时温度随着脱氢的进行而下降，随后吹扫反应器并燃烧沉积的焦炭或添加的燃料以再活化和再加热催化剂，使催化剂准备好用于下一个丙烷脱氢循环。通过将几个这样的各自处于不同循环状态的反应器并联，可运行几乎连续的丙烷工艺。CATOFIN^TM工艺的缺点包括：由于其使用固定床配置(configuration,配置)而对相对高催化剂存量的需求，以及在原料预热和催化剂再加热期间靠近产生CO₂需要用于交换固定床的高频高温阀。CATOFIN^TM还具有丁烷脱氢和戊烷脱氢的变体。

在US8669406、US6362385、US4746643和US7235706中描述了另一种类型的使用流化床反应器的脱氢反应器。US5430211描述了如下脱氢催化剂，该脱氢催化剂包含丝光沸石，进一步任选地包括镓、锌或铂族金属。

通过乙苯的脱氢反应生产苯乙烯：

吸热，ΔH_r，298K＝125kJ/摩尔

因此，温度升高和低压两者均导致较高的转化率。乙苯的脱氢通常用蒸汽作为稀释剂并在减压下进行。对于乙苯脱氢以生产苯乙烯而言，现有技术的工业工艺是通过如下进行的：在固定床反应器中使用K₂O促进的氧化铁催化剂，并采用水/蒸汽作为载气(稀释剂)、以及碳抑制剂。许多其它元素对基于铁的催化剂具有积极效应，如Mn、Co、Ni、Cu、Cr、碱土金属、Al、V和Zn。Cr或Al出于结构目的添加到催化剂中，而Ce提高活性，以及Mo提高对苯乙烯的选择性。碱土金属氧化物改善了稳定性，而Cr和V针对氧化铁的还原而稳定化。典型的催化剂组成为84％的作为Fe₂O₃的铁、2.5％的作为Cr₂O₃的铬以及13％的作为K₂CO₃的钾。蒸汽在脱氢过程中用作热量载体，并且通过经由燃烧燃料生成大量CO₂的能量密集型蒸发而产生。向乙苯添加大量蒸汽，以抑制催化剂上的碳形成，稀释气体以降低乙苯分压并有利于平衡，并最终通过充当热量载体来提供反应热。

苯乙烯生产在绝热或等温反应器中进行：

绝热反应器：将新鲜的乙苯进料与再循环的乙苯混合并蒸发，并且添加蒸汽。该料流通过与热反应器流出物热交换而进一步加热，添加过热蒸汽(利用燃料燃烧在蒸汽过热器炉中产生)以使系统达到反应温度(约640℃)，并且使料流通过第一绝热反应器中的催化剂，其中温度由于乙苯转化而下降。随后，通常使用由过热蒸汽进料的热交换器，将出口料流在通过第二反应器之前再加热(在一些情况下使用三个顺序反应器)。大多数绝热反应器为径向型以使压降最小化。乙苯的转化率可随系统而变化，但在通常为在第一反应器中约35％，总体65％。一些单元在真空下操作，而其它单元在低正压下操作。进料至反应器的蒸汽对乙苯的比率被选择成在最小效用成本下给出最佳收率。使反应器流出物进料经过有效的热收取系统以使能量消耗最小化，冷凝，并分离成排出气体、粗苯乙烯烃料流以及蒸汽冷凝物料流。

等温脱氢反应器构建得像壳管式(多管式)热交换器。乙苯和蒸汽流过装载有催化剂的管。通过反应器-交换器的壳侧上的热烟气(BASF工艺)或者熔融盐(碱金属碳酸盐)(Lurgi工艺)供应反应热。

炼油厂中石脑油的催化重整旨在生产高辛烷值汽油或富含芳族化合物的馏分(cut)以进行芳族化合物提取。在催化重整期间发生四种典型的反应：

●环烷烃脱氢以使它们转化成芳族化合物和氢：

ΔH_r，298K＝205kJ/摩尔

●正链烷烃(normal parrafin)异构化为异链烷烃(isoparaffin)，无氢且几乎等温：

正己烷→甲基-戊烷ΔH_r，298K＝-4kJ/摩尔

●链烷烃脱氢和芳构化为芳族化合物(通常称为脱氢环化)，产生氢：

庚烷→甲苯+4H₂吸热，ΔH_r，298K＝238kJ/摩尔

●链烷烃加氢裂化成较小的分子，消耗氢并放热。

在催化重整期间，除了加氢裂化反应以外，反应物的碳数均保持不变，加氢裂化反应通过消耗氢而将烃分子分解成轻质烃，但该反应在炼油厂中是不期望的。正链烷烃的异构化不消耗或产生氢。然而，环烷烃的脱氢和链烷烃的脱氢环化两者均产生氢。半再生催化重整器(SRR)单元通常具有三个串联的反应器(有时具有额外的备用反应器、循环重整器)，各自具有催化剂的固定床，而催化剂在大约每6至24个月发生一次的常规催化剂再生转换期间原位再生。连续催化剂再生(CCR)重整器包括通过使用径向移动床反应器在单独的再生器中连续原位再生催化剂的一部分，其中催化剂通过重力缓慢移动通过重整器反应器，并且在最后一个反应器的底部将失活的催化剂输送到再生器。相互加热的不同反应器可堆叠放置，其中催化剂通过重力从一个反应器移动到下一个，或者并排放置，其中催化剂以气动方式从一个反应器输送到下一个。

将液体石脑油进料泵送最高达与富氢再循环气体混合的反应压力(5-45atm)。在蒸发的反应物进入第一反应器之前，将所得的液-气混合物预热至完全蒸发并加热至反应温度(480-530℃)。当蒸发的反应物流过反应器中的催化剂固定床时，发生高度吸热反应并导致催化剂床上的温度较大降低。为了维持所需的反应温度和反应速率，蒸发的料流在其流入下一反应器之前在后续的火焰加热器中再加热。通常，需要三个或四个反应器来提供催化重整单元的期望性能。进料和中间料流在火焰加热器中通过燃料燃烧加热并因此生成大量CO₂。

催化重整催化剂是双功能(bifunctional)的，具有酸性和金属功能两者。典型的催化剂是负载在氧化铝上的单金属、双金属或三金属催化剂，如分别为铂(Pt/Al₂O₃)、铂-铱(Pt-Ir/Al₂O₃)或铂-铱-锡(Pt-Ir-Sn/Al₂O₃)。金属功能用于脱氢反应，而酸和金属用于脱氢环化和异构化反应。基础重整催化剂是氯化γ氧化铝上的铂。添加几种促进剂以改善其性能：铼和铱改善稳定性，而锡和锗改善选择性(较少氢解)。

特定的选择性重整催化剂可将C₆-C₈链烷烃转化成富芳族化合物的产物。与VIII族(优选地Pt)和痕量卤化物组合的非酸性碱金属或碱土金属交换沸石L(优选地KBaL)抑制不期望的异构化和加氢裂化反应，导致提高的芳构化选择性。除了不存在酸性之外，沸石通道内高度分散的Pt簇的存在以及由沸石的单向通道结构(0.71nm直径)所施加的择形效应(shape-selective effect)有助于Pt/KL催化剂的优异芳构化性能。用稀土元素改性Pt/KL改善了沸石催化剂的芳构化活性和硫耐受性。其它单向分子筛可用作ZSM-12、沸石ω、SAPO-5、SAPO-11。合适的卤化物包括氯化物、氟化物、溴化物、碘化物、或其组合。合适的VIII族金属包括铁、钴、镍、钌、铑、钯、锇、铱和铂。这种高度吸热芳构化工艺通常在采用连续催化再生系统的径向移动床反应器中操作。

发明内容

根据第一方面，本公开内容提供了进行具有至少两个碳的烃的吸热脱氢和/或芳构化以生产烯烃和/或芳族化合物的工艺，所述工艺包括以下步骤：

a)提供至少一个流化床反应器，该流化床反应器包含至少两个电极以及包含颗粒的床；

b)通过使流体料流向上通过所述床而使该床的颗粒处于流化状态，以获得流化床；

c)将流化床加热到范围为480℃至700℃的温度以进行吸热脱氢和/或芳构化反应；以及

d)获得含有氢、未转化的烃以及烯烃和/或芳族化合物的反应器流出物；

该工艺的显著之处在于，床的颗粒包含导电颗粒和催化组合物的颗粒，其中基于床的颗粒的总重量计至少10重量％的颗粒是导电颗粒，并且具有在500℃下范围为0.001Ohm.cm至500Ohm.cm的电阻率；其中催化组合物包含一种或多种金属型化合物(metallic compound)；以及加热流化床的步骤(c)是通过使电流通过流化床来进行的。

根据另一定义，本公开内容提供了进行具有至少两个碳的烃的吸热脱氢和/或芳构化以生产烯烃和/或芳族化合物的工艺，所述工艺包括以下步骤：

该工艺的显著之处在于，床的颗粒包含导电颗粒和催化组合物的颗粒，其中基于床的颗粒的总重量计至少10重量％的颗粒是导电颗粒并且具有在500℃下范围为0.001Ohm.cm至500Ohm.cm的电阻率，加热流化床的步骤(c)是通过使电流通过流化床来进行的，以及催化组合物包含：

-一种或多种选自镓、锌、铬、铁、VIII族金属或其混合物的催化剂材料，以及一种或多种催化载体；或

-基于催化剂组合物的总重量计50至85重量％的Fe₂O₃；3至25重量％的K₂O；3至30重量％的CeO₂；0.1至5重量％的CaO；0.1至5重量％的Na₂O以及0.1至150ppm的至少一种选自Pb、Pt、Os、Ir、Ru、Re、Pd、Ag、Au、Sn或其任意混合的元素；或

-基于催化剂组合物的总重量计0.01至3.0重量％的一种或多种VIII族金属、0.1至3.5重量％的卤化物；以及0.01至5.0重量％的一种或多种选自IIIA、IVA、IB、VIB和/或VIIB族的金属；或

-5.0至90.0重量％的一种或多种沸石，该沸石包含至少一种10元环通道，且基于催化剂组合物的总重量计；0.1至5.0重量％的卤化物；以及0.05至10.0重量％的一种或多种选自Ga、In、Zn、Cu、Re、Mo、W的催化剂材料；或基于催化剂组合物的总重量计0.005至1.0重量％的一种或多种VIII族金属或其混合物。

例如，该工艺选自链烷烃脱氢工艺、烷基芳族化合物脱氢工艺、石脑油重整工艺和链烷烃芳构化工艺。

根据另一定义，本公开内容提供了进行具有至少两个碳的烃的吸热脱氢和/或芳构化以生产烯烃和/或芳族化合物的工艺，其中该工艺选自链烷烃脱氢工艺、烷基芳族化合物脱氢工艺、石脑油重整工艺和链烷烃芳构化工艺；所述工艺包括以下步骤：

该工艺的显著之处在于，床的颗粒包含导电颗粒和催化组合物的颗粒，其中基于床的颗粒的总重量计至少10重量％的颗粒是导电颗粒并且具有在500℃下范围为0.001Ohm.cm至500Ohm.cm的电阻率，其中催化组合物包含一种或多种金属型化合物；以及加热流化床的步骤(c)是通过使电流通过流化床来进行的。

无论选择何种定义，步骤b)中所提供的流体料流可包含一种或多种烃。例如，步骤b)中所提供的流体料流是包含一种或多种烃的气化料流。

预料不到地，已发现在一个或多个通电的流化床反应器中使用导电颗粒(如碳化硅、混合氧化物和/或混合硫化物，所述混合氧化物和/或所述混合硫化物是离子或混合导体，即掺杂有一种或多种较低价阳离子)允许维持足以进行要求高温条件(如在范围为480℃至700℃的温度反应)的烃反应的吸热脱氢和/或芳构化的温度，而无需要任何外部加热装置。在床的颗粒内使用至少10重量％的导电颗粒允许在施加电压时使温度损失最小化。由于焦耳效应，大部分(如果不是全部)电能转化成用于加热反应器介质的热量。

在一个优选实施方案中，包含至少两个电极以及包含颗粒的床的至少一个流化床反应器不含填料。

在一个优选实施方案中，体积生热率大于0.1MW/m³流化床，更优选地大于1MW/m³，特别是大于3MW/m³。

在一个优选实施方案中，所述至少一个流化床反应器不含加热手段；例如，所述至少一个流化床反应器包含容器，并且不含位于容器周围或内部的加热手段。例如，至少一个流化床反应器不含选自烘箱、气体燃烧器、热板(heat plate)、或其任意组合的加热手段。例如，所有流化床反应器均不含选自烘箱、气体燃烧器、热板、或其任意组合的加热手段。

例如，包含一种或多种烃的流体料流还包含含氢气体和/或蒸汽。例如，流体料流是包含一种或多种烃的经气化料流，还包含含氢气体和/或蒸汽。

流化床反应器中使用的固体颗粒状物材料(即颗粒)包含具有允许生成热量的电导率的固体颗粒状物以及催化烃的蒸汽重整的催化颗粒状物材料。催化颗粒状物材料也可为导电的，并因此有助于生成用于烃反应的吸热脱氢和/或芳构化的热量。

床的导电颗粒

例如，导电颗粒含量范围为基于床的颗粒的总重量计10重量％至100重量％；优选地15重量％至95重量％，更优选地20重量％至90重量％，甚至更优选地25重量％至80重量％，并且最优选地30重量％至75重量％。在基于床的颗粒的总重量计的导电颗粒含量为100重量％的情况下，所述导电颗粒也是催化颗粒。

例如，基于床的总重量计的导电颗粒含量为基于床的颗粒的总重量计至少12重量％；优选地至少15重量％，更优选地至少20重量％；甚至更优选地至少25重量％；并且最优选地至少30重量％，或至少40重量％，或至少50重量％，或至少60重量％。

例如，导电颗粒具有在500℃下范围为0.005至400Ohm.cm，优选地在500℃下范围为0.01至300Ohm.cm；更优选地在500℃下范围为0.05至150Ohm.cm，并且最优选地在500℃下范围为0.1至100Ohm.cm的电阻率。

例如，导电颗粒具有在500℃下至少0.005Ohm.cm；优选地在500℃下至少0.01Ohm.cm，更优选地在500℃下至少0.05Ohm.cm；甚至更优选地在500℃下至少0.1Ohm.cm，并且最优选地在500℃下至少0.5Ohm.cm的电阻率。

例如，导电颗粒具有在500℃下至多400Ohm.cm；优选地在500℃下至多300Ohm.cm，更优选地在500℃下至多200Ohm.cm；甚至更优选地在500℃下至多150Ohm.cm，并且最优选地在500℃下至多100Ohm.cm的电阻率。

基于床的总重量计的导电颗粒含量以及给定电阻率的导电颗粒的选择影响流化床达到的温度。因此，在未达到目标温度的情况下，本领域技术人员可增大床颗粒的密度、基于床的颗粒的总重量计的导电颗粒含量，和/或选择具有较低电阻率的导电颗粒以增大流化床达到的温度。

例如，床中固体颗粒的密度表示为空隙率。空隙率或床孔隙率是颗粒之间空隙的体积除以床的总体积。在初始流化速度下，空隙率通常为0.4至0.5。在快速流化床中，空隙率可增加最高达0.98，其中在床底部为约0.5的较低值，且在床顶部高于0.9。空隙率可通过流化用气体的线速度进行控制，并且可通过使在顶部收取并送回到流化床底部的固体颗粒再循环来降低，这补偿了固体颗粒从床中的夹带。

空隙率VF定义为颗粒床中空隙的体积分数并且根据下等式确定：

其中Vt是床的总体积并由以下确定

Vt＝AH(2)

其中A是流化床的横截面积，并且H是流化床的高度；并且

其中Vp是流化床内颗粒的总体积。

例如，床的空隙率范围为0.5至0.8；优选地范围为0.5至0.7，更优选地0.5至0.6。为了增加颗粒床的密度，要降低空隙率。

例如，床的颗粒具有根据ASTM D4513-11通过筛分所测定的范围为5至300μm、优选地范围为10至200μm、并且更优选地范围为20至200μm或30至150μm的平均粒度。

例如，床的导电颗粒具有根据ASTM D4513-11通过筛分所测定的范围为5至300μm、优选地范围为10至200μm、并且更优选地范围为20至200μm或30至150μm的平均粒度。

例如，床的导电颗粒是或者包含选自以下的一种或多种颗粒：一种或多种金属合金、一种或多种非金属电阻器、一种或多种金属碳化物、一种或多种过渡金属氮化物、一种或多种金属磷化物、一种或多种含碳颗粒、一种或多种超离子导体(superionicconductor)、一种或多种磷酸盐电解质、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合氧化物、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合硫化物，以及其任意混合物。

在一个实施方案中，基于床的导电颗粒的总重量计50重量％至100重量％；优选地60重量％至100重量％；更优选地70重量％至100重量％；甚至更优选地80重量％至100重量％并且最优选地90重量％至100重量％的床的导电颗粒是选自以下的一种或多种颗粒：一种或多种金属合金、一种或多种非金属电阻器、一种或多种金属碳化物、一种或多种过渡金属氮化物、一种或多种金属磷化物、一种或多种含碳颗粒、一种或多种超离子导体、一种或多种磷酸盐电解质、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合氧化物、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合硫化物，以及其任意混合物。

优选地，床的导电颗粒是或者包含一种或多种含碳颗粒以及选自以下的一者或多者：一种或多种金属合金、一种或多种非金属电阻器、一种或多种金属碳化物、一种或多种过渡金属氮化物、一种或多种金属磷化物、一种或多种超离子导体、一种或多种磷酸盐电解质、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合氧化物、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合硫化物，和/或其任意混合物中；优选地，含量为基于床的导电颗粒的总重量计50重量％至100重量％；优选地60重量％至100重量％；更优选地70重量％至100重量％；甚至更优选地80重量％至100重量％，并且最优选地90重量％至100重量％。

作为替代方案，床的导电颗粒是或者包含选自以下的一种或多种颗粒：一种或多种金属合金、一种或多种非金属电阻器(条件是非金属电阻器不为碳化硅)、一种或多种金属碳化物、一种或多种过渡金属氮化物、一种或多种金属磷化物、一种或多种含碳颗粒、一种或多种超离子导体、一种或多种磷酸盐电解质、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合氧化物、和/或掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种和/或混合硫化物、和/或其任意混合物；优选地，含量为基于床的导电颗粒的总重量计50重量％至100重量％；优选地60重量％至100重量％；更优选地70重量％至100重量％；甚至更优选地80重量％至100重量％，并且最优选地90重量％至100重量％。

例如，床的导电颗粒是或者包含选自以下中的一种或多种：一种或多种金属合金、一种或多种非金属电阻器、一种或多种含碳颗粒、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合氧化物、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合硫化物，和/或其任意混合物；优选地，含量为基于床的导电颗粒的总重量计50重量％至100重量％；优选地60重量％至100重量％；更优选地70重量％至100重量％；甚至更优选地80重量％至100重量％，并且最优选地90重量％至100重量％。

例如，床的导电颗粒是或者包含一种或多种含碳颗粒以及选自以下中的一种或多种：一种或多种金属合金、一种或多种非金属电阻器、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合氧化物、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合硫化物，和/或其任意混合物，优选地，含量为基于床的导电颗粒的总重量计50重量％至100重量％；优选地60重量％至100重量％；更优选地70重量％至100重量％；甚至更优选地80重量％至100重量％，并且最优选地90重量％至100重量％。

例如，床的导电颗粒是或者包含选自以下中的一种或多种：一种或多种金属合金、一种或多种非金属电阻器、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合氧化物、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合硫化物，和/或其任意混合物；优选地，含量为基于床的导电颗粒的总重量计50重量％至100重量％；优选地60重量％至100重量％；更优选地70重量％至100重量％；甚至更优选地80重量％至100重量％，并且最优选地90重量％至100重量％。

例如，床的导电颗粒是或者包含选自以下中的一种或多种：一种或多种非金属电阻器、一种或多种含碳颗粒、一种或多种超离子导体、一种或多种磷酸盐电解质、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合氧化物、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合硫化物，和/或其任意混合物；优选地，含量为基于床的导电颗粒的总重量计50重量％至100重量％；优选地60重量％至100重量％；更优选地70重量％至100重量％；甚至更优选地80重量％至100重量％，并且最优选地90重量％至100重量％。

例如，床的导电颗粒是或者包含选自以下中的一种或多种：一种或多种金属合金、一种或多种非金属电阻器、一种或多种金属碳化物、一种或多种过渡金属氮化物、一种或多种金属磷化物、一种或多种超离子导体、一种或多种磷酸盐电解质、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合氧化物、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合硫化物，和/或其任意混合物；优选地，含量为基于床的导电颗粒的总重量计50重量％至100重量％；优选地60重量％至100重量％；更优选地70重量％至100重量％；甚至更优选地80重量％至100重量％，并且最优选地90重量％至100重量％。

例如，所述一种或多种金属合金颗粒选自Ni-Cr、Fe-Ni-Cr、Fe-Ni-Al或其混合物。优选地，当所述金属合金至少包含铬时，铬含量为至少包含铬的所述金属合金的总摩尔含量的至少15摩尔％，更优选地至少20摩尔％，甚至更优选地至少25摩尔％，最优选地至少30摩尔％。还有利地，金属合金中的铁含量为基于所述金属合金的总摩尔含量计至多2.0％，优选地至多1.5摩尔％，更优选地至多1.0摩尔％，甚至更优选地至多0.5摩尔％。

例如，非金属电阻器颗粒选自碳化硅(SiC)、二硅化钼(MoSi₂)、硅化镍(NiSi)、硅化钠(Na₂Si)、硅化镁(Mg₂Si)、硅化铂(PtSi)、硅化钛(TiSi₂)、硅化钨(WSi₂)或其混合物；优选地非金属电阻器颗粒是碳化硅。在一个替代形式中，所述非金属电阻器颗粒选自二硅化钼(MoSi₂)、硅化镍(NiSi)、硅化钠(Na₂Si)、硅化镁(Mg₂Si)、硅化铂(PtSi)、硅化钛(TiSi₂)、硅化钨(WSi₂)或其混合物。

例如，所述一种或多种金属碳化物选自碳化铁(Fe₃C)、碳化钼(如MoC和Mo₂C的混合物)。

例如，所述一种或多种过渡金属氮化物选自氮化锆(ZrN)、氮化钨(如W₂N、WN和WN₂的混合物)、氮化钒(VN)、氮化钽(TaN)和/或氮化铌(NbN)。

例如，所述一种或多种金属磷化物选自磷化铜(Cu₃P)、磷化铟(InP)、磷化镓(GaP)、磷化钠(Na₃P)、磷化铝(AlP)、磷化锌(Zn₃P₂)和/或磷化钙(Ca₃P₂)。

例如，所述一种或多种含碳颗粒选自石墨、石油焦、炭黑、焦炭或其混合物，优选地选自石墨和/或炭黑。

例如，所述一种或多种混合氧化物颗粒是掺杂有一种或多种较低价阳离子的离子或混合导体。有利地，所述混合氧化物掺杂有一种或多种较低价阳离子，并且选自具有立方萤石结构、钙钛矿和/或烧绿石的氧化物。

例如，所述一种或多种混合硫化物是掺杂有一种或多种较低价阳离子的离子或混合导体。

例如，床的导电颗粒是或者包含碳化硅。例如，碳化硅选自烧结碳化硅、氮化物粘结碳化硅、重结晶碳化硅、反应粘结碳化硅以及其任意混合物。碳化硅材料的类型根据对于供给烃的吸热脱氢和/或芳构化反应的反应热所必须的所需加热功率进行选择。

例如，床的导电颗粒是或者包含作为碳化硅的非金属电阻器与不同于所述碳化硅的导电颗粒的混合物。床中不同于所述碳化硅的导电颗粒的存在是任选的。它可作为用于加热床的起始材料存在，因为发现碳化硅在室温下的电阻率太高而无法开始加热床。作为不同于碳化硅的导电颗粒存在的替代方案，可在限定的时间内向反应器提供热量以开始反应。

例如，床的导电颗粒是或者包含作为碳化硅的非金属电阻器与不同于所述碳化硅的导电颗粒的混合物，并且床的导电颗粒包含基于床的颗粒的总重量计10重量％至99重量％；优选地15重量％至95重量％，更优选地20重量％至90重量％，甚至更优选地25重量％至80重量％，并且最优选地30重量％至75重量％的碳化硅。

例如，床的导电颗粒是或者包含作为碳化硅的非金属电阻器与不同于所述碳化硅的导电颗粒的混合物，并且所述不同于碳化硅的导电颗粒是一种或多种含碳颗粒和/或掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合氧化物、和/或掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合硫化物；优选地，所述含碳颗粒选自石墨、炭黑、焦炭、石油焦和/或其任意混合物。

例如，床的导电颗粒是或者包含一种或多种作为离子导体(即掺杂有一种或多种较低价阳离子)的混合氧化物；优选地，掺杂有一种或多种较低价阳离子的混合氧化物选自：

-一种或多种至少部分地被一种或多种较低价阳离子取代的具有立方萤石结构的氧化物；优选地选自Sm、Gd、Y、Sc、Yb、Mg、Ca、La、Dy、Er、Eu；和/或

-一种或多种ABO₃-钙钛矿，该ABO₃-钙钛矿具有A和B三价阳离子，在A位至少部分地被一种或多种优选地选自Ca、Sr、或Mg的较低价阳离子取代，且在B位包含Ni、Ga、Co、Cr、Mn、Sc、Fe和/或其混合中的至少一种；和/或

-一种或多种ABO₃-钙钛矿，该ABO₃-钙钛矿具有A二价阳离子和B四价阳离子，至少部分地在B位被一种或多种优选地选自Mg、Sc、Y、Nd或Yb的较低价阳离子或者在B位被不同B要素的混合取代；和/或

-一种或多种A₂B₂O₇-烧绿石，该A₂B₂O₇-烧绿石具有A三价阳离子和B四价阳离子，在A位至少部分地被一种或多种优选地选自Ca或Mg的较低价阳离子取代，且在B位包含Sn、Zr和Ti中的至少一种。

一种或多种混合硫化物的实例是

-一种或多种至少部分地被一种或多种优先地选自Sm、Gd、Y、Sc、Yb、Mg、Ca、La、Dy、Er、Eu的低价阳离子取代的具有立方萤石结构的硫化物；和/或

-一种或多种ABS₃结构，该ABS₃结构具有A和B三价阳离子，在A位至少部分地被一种或多种优选地选自Ca、Sr、或Mg的较低价阳离子取代，且在B位包含Ni、Ga、Co、Cr、Mn、Sc、Fe和/或其混合中的至少一种；和/或

-一种或多种ABS₃结构，该ABS₃结构具有A二价阳离子和B四价阳离子，至少部分地在B位被一种或多种优选地选自Mg、Sc、Y、Nd或Yb的较低价阳离子或者在B位被不同B要素的混合取代；和/或

-一种或多种A₂B₂S₇结构，该A₂B₂S₇结构具有A三价阳离子和B四价阳离子，在A位至少部分地被一种或多种优选地选自Ca或Mg的较低价阳离子取代，且在B位包含Sn、Zr和Ti中的至少一种。

优选地，基于具有立方萤石结构的一种或多种氧化物中存在的原子总数计，掺杂有一种或多种较低价阳离子且具有立方萤石结构的一种或多种混合氧化物中的取代度为在1和15原子％之间、优选地在3和12原子％之间、更优选地在5和10原子％之间。

优选地，分别基于一种或多种具有A和B三价阳离子的ABO₃钙钛矿、一种或多种具有A二价阳离子和B四价阳离子的ABO₃钙钛矿、或者一种或多种具有A三价阳离子和B四价阳离子的A₂B₂O₇烧绿石中存在的原子总数计，掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合氧化物中的取代度为在1和50原子％之间、优选地在3和20原子％之间、更优选地在5和15原子％之间。

优选地，基于具有立方萤石结构的一种或多种氧化物中存在的原子总数计，掺杂有一种或多种较低价阳离子且具有立方萤石结构的一种或多种混合硫化物中的取代度在1和15原子％之间，优选地在3和12原子％之间，更优选地在5和10原子％之间。

优选地，分别基于一种或多种具有A和B三价阳离子的ABS₃结构、一种或多种具有A二价阳离子和B四价阳离子的ABS₃结构或者一种或多种具有A三价阳离子和B四价阳离子的A₂B₂S₇结构中存在的原子总数计，掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合硫化物中的取代度为在1和50原子％之间，优选地在3和20原子％之间，更优选地在5和15原子％之间。

例如，床的导电颗粒是或者包含一种或多种金属合金；优选地，一种或多种金属合金选自Ni-Cr、Fe-Ni-Cr、Fe-Ni-Al或其混合物。

优选地，当所述金属合金至少包含铬时，铬含量为所述至少包含铬的金属合金的总摩尔含量的至少15摩尔％，更优选地至少20摩尔％，甚至更优选地至少25摩尔％，最优选地至少30摩尔％。还有利地，金属合金中的铁含量为基于所述金属合金的总摩尔含量计至多2.0％，优选地至多1.5摩尔％，更优选地至多1.0摩尔％，甚至更优选地至多0.5摩尔％。

在不同于所述碳化硅颗粒的所述导电颗粒是选自非金属电阻器的颗粒的情况下，所述非金属电阻器优选地为二硅化钼(MoSi₂)。

在不同于所述碳化硅颗粒的所述导电颗粒是选自含碳颗粒的颗粒的情况下，所述含碳颗粒优选地为选自石墨、石油焦、焦炭和/或炭黑中的一种或多种。例如，床的导电颗粒是或者包含碳化硅颗粒与不同于所述碳化硅的导电颗粒的混合物，其中不同于所述碳化硅颗粒的导电颗粒是或者包含石墨颗粒，以及如下的一种或多种：其中石墨颗粒具有根据ASTM D4513-11通过筛分所测定的范围为5至300μm、更优选地范围为10至200μm、并且最优选地范围为20至200μm或30至150μm的平均粒度。

催化组合物颗粒

例如，基于床的颗粒的总重量计，催化组合物的颗粒的含量范围为30重量％至100重量％；优选地32重量％至95重量％，更优选地35重量％至90重量％，甚至更优选地37重量％至85重量％，最优选地40重量％至80重量％，甚至最优选地45重量％至75重量％，或50重量％至70重量％。在其中基于床的颗粒的总重量计催化组合物的颗粒的含量为100重量％的情况下，所述催化组合物的颗粒也是导电颗粒。

例如，催化组合物的颗粒具有根据ASTM D4513-11通过筛分所测定的范围为5至300μm，优选地范围为10至200μm，并且更优选地范围为20至200μm或30至150μm的平均粒度。

根据ASTM D4513-11通过筛分测定是优选的。在颗粒具有低于20μm的平均尺寸的情况下，平均尺寸的测定也可根据ASTM D4464-15通过激光光散射进行。

催化组合物包含一种或多种金属型化合物。在一个实施方案中，催化组合物包含：

-5.0至90.0重量％的一种或多种沸石，该沸石包含至少一种10元环通道，和基于催化剂组合物的总重量计，0.1至5.0重量％的卤化物；以及0.05至10.0重量％的一种或多种选自Ga、In、Zn、Cu、Re、Mo、W的催化剂材料；或基于催化剂组合物的总重量计0.005至1.0重量％的一种或多种VIII族金属或其混合物。

在一个实施方案中，该工艺选自链烷烃脱氢工艺、烷基-芳族化合物脱氢工艺、石脑油重整工艺和链烷烃芳构化工艺。

例如，该工艺是链烷烃脱氢工艺。在这种情况下，催化组合物包含一种或多种选自镓、锌、铬、铁、VIII族金属或其混合物的催化剂材料；以及一种或多种催化载体，优选地选自一种或多种耐火材料。优选地，所述一种或多种耐火材料是选自Al₂O₃、TiO₂、ZrO₂、HfO₂、La₂O₃、MgO、CeO₂、ZrO₂/MgO、ZrO₂/La₂O₃、ZrO₂/Y₂O₃、ZrO₂/CeO₂中的一种或多种。

例如，该工艺是烷基-芳族化合物脱氢工艺。在这种情况下，催化剂组合物包含

-基于催化剂组合物的总重量计50至85重量％，优选地55至83重量％，更优选地60至80重量％的Fe₂O₃；

-基于催化剂组合物的总重量计3至25重量％；优选地3.5至22重量％，更优选地4至20重量％的K₂O；

-基于催化剂组合物的总重量计3至30重量％，优选地4至27重量％，更优选地5至25重量％的CeO₂；

-基于催化剂组合物的总重量计0.1至5重量％，优选地0.3至4.5重量％，更优选地0.5至4.0重量％的CaO；

-基于催化剂组合物的总重量计0.1至5重量％，优选地0.3至4.5重量％，更优选地0.5至4.0重量％的Na₂O；以及

-0.1至150ppm的至少一种选自Pb、Pt、Os、Ir、Ru、Re、Pd、Ag、Au、Sn或其任意混合的元素；

-任选地基于催化剂组合物的总重量计0.001至5.0重量％，优选地0.01至4.5重量％，更优选地0.1至4.0重量％的至少一种氧化物；所述至少一种氧化物选自Mg、Ti、Zr、V、Nb、Cr、W、Co、Ni、Cu、Zn、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、P、Sb、Bi、Y、La、Pr、Nd、Dy和Sm；

-任选地基于催化剂组合物的总重量计0.1至5.0重量％，优选地0.3至4.5重量％，更优选地0.5至4.0重量％的MnO₂；

-任选地基于催化剂组合物的总重量计0.1至4.0重量％，优选地0.3至3.5重量％，更优选地0.5至3.0重量％的固体碳；优选地，所述固体碳是选自石墨、炭黑、石油焦和/或石墨烯中的一种或多种。

例如，该工艺是石脑油重整工艺。在这种情况下，催化剂组合物包含

-基于催化剂组合物的总重量计0.01至3.0重量％，优选地0.05至2.5重量％，更优选地0.1至1.0重量％的一种或多种VIII族金属；优选地，所述一种或多种VIII族金属是Pd、Pt、Ir、Rh、Os和/或Ru，更优选地Pt；

-基于催化剂组合物的总重量计0.1至3.5重量％，优选地0.3至2.0重量％，更优选地0.5至1.5重量％的卤素；优选地，所述卤素是F、Cl、I和/或Br，更优选地Cl；以及

-基于催化剂组合物的总重量计0.01至5.0重量％，优选地0.05至4.0重量％，更优选地0.1至3.0重量％的一种或多种选自IIIA、IVA、IB、VIB和/或VIIB族的金属；优选地，所述一种或多种金属是Re和/或Sn；

-任选地基于催化剂组合物的总重量计0.1至4.0重量％，优选地0.3至3.5重量％，更优选地0.5至3.0重量％的固体碳；优选地，所述固体碳是选自石墨、炭黑、石油焦和/或石墨烯中的一种或多种；

-任选地基于催化剂组合物的总重量计1.0至30.0重量％，优选地1.5至25.0重量％，更优选地2.0至20.0重量％的一种或多种沸石；优选地，所述一种或多种沸石包含10-至12-元环。

例如，该工艺是链烷烃芳构化工艺。在这种情况下，催化剂组合物包含-5.0至90.0重量％，优选地10.0至85.0重量％，更优选地20.0至80.0重量％的一种或多种沸石，该沸石包含至少一种10元环通道且基于催化剂组合物的总重量计；和/或5.0至90.0重量％，优选地10.0至85.0重量％，更优选地20.0至80.0重量％的一种或多种沸石，该沸石包含通过氩吸附所测定的直径为至少0.5nm的孔且基于催化剂组合物的总重量计。优选地，所述一种或多种沸石包含至少一种10元环通道和至少一种12元环通道之间，和/或包含直径在0.5nm和1.5nm之间、优选地在0.7nm和0.9nm之间的孔。

-基于催化剂组合物的总重量计0.1至5.0重量％，优选地0.2至3.5重量％，更优选地0.3至3.0重量％的卤化物；优选地，所述卤素是F、Cl、I和/或Br，更优选地Cl；以及

-基于催化剂组合物的总重量计0.05至10.0重量％的一种或多种选自Ga、In、Zn、Cu、Re、Mo、W的催化剂材料，或0.005至1.0重量％，优选地0.01至0.7重量％，更优选地0.05至0.5重量％的一种或多种VIII族金属或其混合物。优选地，所述一种或多种VIII族金属是Pt、Pd、Rh、Ir、Ru、Os中的一种或多种，更优选地Pt；

-任选地，基于催化剂组合物的总重量计0.1至15.0重量％的稀土元素。

工艺

例如，加热流化床的步骤通过在至多300V，优选地至多200V，更优选地至多150V，甚至更优选地至多120V，最优选地至多100V，甚至最优选地至多90V的电压下使电流通过流化床来进行。

例如，所述工艺包括在流化床反应器中进行所述吸热脱氢和/或芳构化反应之前用气态料流预热所述流化床反应器的步骤；优选地，所述气态料流是惰性气体的料流和/或具有包含在480℃至700℃之间的温度。

例如，其中步骤a)中提供的至少一个流化床反应器包含加热区和反应区，并且其中步骤b)中提供的流体料流被提供给加热区并且包含稀释气体，将流化床加热到范围为480℃至700℃的温度以进行所述吸热脱氢和/或芳构化反应的步骤c)包括以下子步骤：

-通过使电流通过至少一个流化床的加热区，将流化床加热到范围为480℃至700℃的温度，

-将经加热的颗粒从加热区输送至反应区，

-在反应区中，通过使包含一种或多种烃和任选的稀释气体的流体料流向上通过反应区的所述床而使经加热的颗粒处于流化状态，以获得流化床并进行所述吸热脱氢和/或芳构化反应，

任选地，从反应区收取颗粒并将它们再循环到加热区。

步骤c)提供了对一种或多种烃进行吸热脱氢和/或芳构化反应，这意味着提供了一种或多种烃。

例如，其中加热区和反应区混合(即同一区)；步骤b)中提供的流体料流包含一种或多种烃。流体料流可为气化料流。

例如，其中加热区和反应区是单独的区，步骤b)中提供给加热区的流体料流不含烃。例如，其中该工艺包括提供至少一个作为加热区的流化床反应器以及至少一个作为反应区的流化床反应器，步骤b)中提供给加热区的流体料流不含烃，并且步骤b)中提供给反应区的流体料流包含一种或多种烃。

应当理解，将一种或多种烃提供给反应区，并且当加热区与反应区分开时，不向加热区提供烃。

设备

根据第二方面，本公开内容提供了用于根据第一方面的进行吸热脱氢和/或芳构化反应的工艺的设备，所述设备包含气化器和布置在该气化器下游的至少一个流化床反应器，其中所述至少一个流化床反应器包含：

-至少两个电极；优选地，一个电极是浸没式中心电极，或者两个电极是浸没式电极；

-反应器容器；

-一个或多个流体喷嘴，用于将流化用气体(fluidizing gas)和/或反应流体引入反应器内；以及

-包含颗粒的床；

该设备的显著之处在于床的颗粒包含导电颗粒和催化组合物的颗粒，其中基于床的颗粒的总重量计至少10重量％的颗粒是导电颗粒并且具有在500℃下范围为0.001Ohm.cm至500Ohm.cm的电阻率，其中催化组合物包含一种或多种金属型化合物。

例如，床的导电颗粒是或者包含选自以下的一种或多种颗粒：一种或多种金属合金、一种或多种非金属电阻器、一种或多种金属碳化物、一种或多种过渡金属氮化物、一种或多种金属磷化物、一种或多种含碳颗粒、一种或多种超离子导体、一种或多种磷酸盐电解质、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合氧化物、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合硫化物，以及其任意混合物。

优选地，催化组合物包含：

-5.0至90.0重量％的一种或多种沸石，该沸石包含至少一种10元环通道且基于催化剂组合物的总重量计，0.1至5.0重量％的卤化物；以及0.05至10.0重量％的一种或多种选自Ga、In、Zn、Cu、Re、Mo、W的催化剂材料；或基于催化剂组合物的总重量计0.005至1.0重量％的一种或多种VIII族金属或其混合物，10元环通道且基于催化剂组合物的总重量计。

优选地，该工艺选自链烷烃脱氢工艺、烷基芳族化合物脱氢工艺、石脑油重整工艺和链烷烃芳构化工艺。

反应流体包含一种或多种烃。

优选地，该设备进一步包含如下脱硫反应器，该脱硫反应器布置在至少一个流化床反应器上游，更优选地布置在气化器与至少一个流化床反应器之间。

有利地，至少一个流化床反应器不含加热手段。例如，至少一个流化床反应器包含反应器容器，并且不含位于反应器容器周围或内部的加热手段。例如，所有的流化床反应器均不含加热手段。当陈述至少一个流化床反应器不含“加热手段”时，它是指“典型的”加热手段，如烘箱、气体燃烧器(gas burner)、热板等等。除了流化床反应器本身的至少两个电极之外，不存在其它加热手段。例如，至少一个流化床反应器不含选自烘箱、气体燃烧器、热板、或其任意组合的加热手段。例如，所有的流化床反应器均不含选自烘箱、气体燃烧器、热板、或其任意组合的加热手段。

例如，所述至少一个反应器容器具有至少100cm、优选地至少200cm、更优选地至少300cm的内径。

优选地，反应器容器包含由作为耐腐蚀材料的材料制成的反应器壁，并且有利地，所述反应器壁材料包含镍(Ni)、SiAlON陶瓷、氧化钇稳定氧化锆(YSZ)、四方多晶氧化锆(TZP)和/或四方氧化锆多晶体(TPZ)。

优选地，电极中的一者为反应器容器或气体分配器，和/或所述至少两个电极由不锈钢材料或镍-铬合金或镍-铬-铁合金制成。

例如，该工艺是根据第一方面的。

例如，所述至少一个流化床反应器包含加热区和反应区、一个或多个向反应区提供反应流体的流体喷嘴，以及将颗粒从加热区输送到反应区的手段，和将颗粒从反应区输送回加热区的任选手段。这种配置的显著之处在于给定的颗粒床对于所述至少一个流化床反应器是共用的。因此，共用的床颗粒可分布在至少两个流化床反应器之间并从一个反应器连续移动到另一个。

例如，设备包含彼此连接的至少两个流化床反应器，其中所述至少两个流化床反应器中的至少一者为加热区，并且所述至少两个流化床反应器中的至少另一者为反应区。优选地，该设备包含一个或多个流体喷嘴，该流体喷嘴被布置成使得反应流体去往作为反应区的至少一个流化床反应器中。

例如，至少一个流化床反应器是单一流化床反应器，其中加热区是流化床反应器的底部部分，而反应区是流化床反应器的顶部部分。优选地，该设备包含一个或多个用于在两个区之间注入反应流体的流体喷嘴。加热区和反应区的直径可不同，以在在底部区中实现加热的最佳条件，以及在顶部区中实现烃转化的最佳条件。颗粒可通过夹带从加热区移动至反应区，以及反过来通过重力从反应区返回到加热区。任选地，颗粒可从上部加热区收集并且通过单独的输送管线输送回底部加热区。

例如，至少一个流化床包含至少两个侧向区(lateral zone)，该至少两个侧向区是外部区(outer zone)和内部区(inner zone)，其中外部区围绕内部区，外部区是加热区并且内部区是反应区。在较不优选的配置中，外部区是反应区，并且内部区是加热区。优选地，设备包含一个或多个流体喷嘴以将烃原料注入反应区中。

颗粒床的用途

根据第三方面，本公开内容提供了包含颗粒的床在至少一个流化床反应器中进行根据第一方面的烃的脱氢和/或芳构化的工艺的用途，该用途的显著之处在于床的颗粒包含导电颗粒和催化组合物的颗粒，其中基于床的颗粒的总重量计至少10重量％的颗粒是导电颗粒并且具有在500℃下范围为0.001Ohm.cm至500Ohm.cm的电阻率，其中催化组合物包含一种或多种金属型化合物。

例如，该用途包括第一反应器中将包含颗粒的床加热到范围为480℃至700℃的温度，将经加热的颗粒床从第一反应器输送至第二反应器，并向第二反应器提供一种或多种烃；优选地，至少第二反应器是流化床反应器和/或至少第二反应器不含加热手段；更优选地，第一反应器和第二反应器是流化床反应器，和/或第一和第二反应器不含加热手段。

在一个实施方案中，基于床的导电颗粒的总重量计50重量％至100重量％；优选地60重量％至100重量％；更优选地70重量％至100重量％；甚至更优选地80重量％至100重量％，并且最优选地90重量％至100重量％的床的导电颗粒是选自以下的一种或多种颗粒：一种或多种金属合金、一种或多种非金属电阻器、一种或多种金属碳化物、一种或多种过渡金属氮化物、一种或多种金属磷化物、一种或多种含碳颗粒、一种或多种超离子导体、一种或多种磷酸盐电解质、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合氧化物、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合硫化物，以及其任意混合物。

根据第四方面，本公开内容提供了包含至少一个流化床反应器的设备用于进行烃的脱氢和/或芳构化的用途，其显著之处在于该设备是根据第二方面的。优选地，具有至少一个流化床反应器的设备用于在根据第一方面的工艺中进行烃的脱氢和/或芳构化的用途。

从本公开内容，如将对本领域技术人员而言显而易见的是，可将特定特征、结构、特性或实施方案以任何合适的方式在一个或多个实施方案中组合。

附图说明

图1示出了根据现有技术的设备。

图2示出了根据本公开内容的具有一个反应器的设备，其中加热区和反应区是相同的。

图3示出了根据本公开内容的具有一个反应器的设备，其中加热区和反应区一者布置在另一者之上。

图4示出了根据本公开内容的具有一个反应器的设备，其中加热区和反应区彼此侧向布置。

图5示出了根据本公开内容的具有两个反应器的设备。

具体实施方式

对于本公开内容，给出以下定义：

如本文所用，术语“包含(comprising)”、“包含(comprises)”和“包含(comprisedof)”与“包括(including)”、“包括(includes)”或“含有(containing)”、“含有(contains)”同义，并且为包括性或开放性，并且不排除额外的未列举成员、要素或工艺步骤。术语“包含(comprising)”、“包含(comprises)”和“由……组成(comprised of)”也包括了术语“由……组成(consisting of)”。

由端点表述的数值范围包括所有整数，并且在适当的情况下，该范围内包括的分数(例如，当提及到例如多个要素时，1至5可包括1、2、3、4、5，并且当提及到例如测量值时，还可包括1.5、2、2.75和3.80)。端点的表述也包括所表述的端点值本身(例如，1.0至5.0包括1.0和5.0两者)。本文所表述的任何数值范围旨在包括其中包括的所有子范围。

沸石代码(例如，CHA…)根据本申请也引用的“Atlas of Zeolite FrameworkTypes”,第6次修订版,2007,Elsevier进行定义。

本公开内容提供了进行具有至少两个碳的烃的脱氢和/或芳构化以生产烯烃和/或芳族化合物的工艺，所述工艺包括以下步骤：

b)通过使流体料流向上通过所述床而使床的颗粒处于流化状态，以获得流化床；

d)获得含有氢、未转化的烃，以及烯烃和/或芳族化合物的反应器流出物；

该工艺的显著之处在于，床的颗粒包含导电颗粒和催化组合物的颗粒，其中基于床的颗粒的总重量计至少10重量％的颗粒是导电颗粒并且具有在500℃下范围为0.001Ohm.cm至500Ohm.cm的电阻率，其中催化组合物包含一种或多种金属型化合物，并且加热流化床的步骤(c)通过使电流通过流化床来进行。

优选地，催化组合物包含：

-5.0至90.0重量％的一种或多种沸石，该沸石包含至少一种10元环通道且基于催化剂组合物的总重量计；0.1至5.0重量％的卤化物；以及0.05至10.0重量％的一种或多种选自Ga、In、Zn、Cu、Re、Mo、W的催化剂材料；或基于催化剂组合物的总重量计0.005至1.0重量％的一种或多种VIII族金属或其混合物。

流化床反应器中的固体颗粒状物材料典型地由多孔板、穿孔板、具有喷嘴或烟道的板(称为分配器)负载。然后，流体被迫向上通过分配器并且行进通过固体颗粒状物材料之间的空隙。在较低的流体速度下，当流体通过材料中的空隙时，固体保持沉降，称为填料床反应器。当流体速度增加时，颗粒状物固体将达到其中流体对固体的力足以抗衡固体颗粒状物材料的重量的阶段。该阶段称为初始流化(fluidization,流态化)并且在该最小流化速度下发生。一旦超过该最小速度，反应器床的内容物就开始膨胀并变得流化。取决于操作条件和固相的特性，在这样的反应器中可观察到各种流动区(flow regime,流型)。实现床层膨胀所需的最小流化速度取决于颗粒的尺寸、形状、孔隙率和密度以及向上流动流体的密度和粘度(P.R.Gunjal，V.V.Ranade,in Industrial Catalytic Processes for Fineand Specialty Chemicals,2016)。

Geldart已基于平均颗粒区分了决定流化区的四种不同类别的流化：

-A型，可充气流化(aerable fluidization)(较易于流化的中等尺寸中等密度的颗粒；典型地30-100μm的颗粒，密度～1500kg/m³)；

-B型，沙状流化(sand-like fluidization)(难以流化的较重颗粒；典型地100-800μm、密度为1500至4000kg/m³的颗粒)；

-C型，内聚流化(cohesive fluidization)(典型的粉末状固体颗粒流化；细尺寸颗粒(～20μm)，颗粒内作用力或内聚力占优势)；以及

-D型，可喷动流化(spoutable fluidization)(大密度和较大颗粒～1-4mm，致密且可喷动)。

流化可广义上分为两个区(regime)(Fluid Bed Technology in MaterialsProcessing,1999,CRC Press)：均匀流化和非均匀流化。在均匀或颗粒状物流化中，颗粒均匀地流化而不含任何明显的空隙。在非均匀或鼓泡流化(bubbling fluidization)中，可明显地观察到不含固体的气泡。这些空隙表现得像气液流中的气泡，并在介质中上升的同时与周围的均匀介质交换气体，伴随尺寸和形状变化。在颗粒状物流化中，床随着大量颗粒移动而平稳地膨胀，并且床表面被明确界定。仅对Geldart-A型颗粒观察到颗粒状物流化。在比均匀流化高得多的速度下观察到鼓泡流化区，其中从分布器生长的可辨别气泡可与其它气泡聚结并最终在床的表面破裂。这些气泡加强了固体与气体的混合，并且气泡尺寸随着流化速度的提高而倾向于进一步增加。当气泡直径增加到反应器直径时，观察到腾涌(slugging)区。在湍流区中，气泡生长并随着床的膨胀而开始破裂。在这些条件下，床的顶表面不再是可辨别的。在快速流化或气动流化中，颗粒被输送出床并且需要再循环回到反应器中。未观察到明显的床表面。

流化床反应器具有以下优势：

颗粒混合均匀：由于固体颗粒状物材料的固有流体状行为，流化床不会经历像填料床那样较差的混合。径向和轴向浓度梯度的消除还允许更好的流体-固体接触，这对于反应效率和品质至关重要。

温度梯度均匀：许多化学反应需要增加或移除热量。在流化情况下避免了反应床内的局部热点或冷点。

能够连续操作反应器：这些反应器的流化床性质允许能够连续取出一种或多种产物和向反应器容器中引入新反应物。在连续操作的化学反应以外，由于可流动固体颗粒状物材料，流化床还允许连续地或以给定的频率取出固体材料或者连续地或以给定的频率添加新的新鲜固体材料。

热量可通过使电流通过具有足够高电阻率的导电材料(电阻器)以使电能转换成热量来产生。电阻率(也称为比电阻或体积电阻率，是与形状和尺寸无关的固有特性)及其倒数(电导率)是量化材料多强烈地抵抗或传导电流的材料基本特性(电阻率的SI单位是欧姆-米(Ω·m)，以及电导率是西门子/米(S/m))。

当电能通过具有足够电阻率的导电颗粒状物固体的固定床时，该床提供对电流流动的电阻；该电阻取决于许多参数，包括固体的性质、床内颗粒间的连接的性质、床空隙度、床高度、电极几何形状等。如果相同的固定床经由通过的气体而流化，则床的电阻增加；由导电颗粒提供的电阻在床内生成热量，并且可使床维持在等温条件下(称为电热流化床(electrothermal fluidized bed)或电流体反应器(electrofluid reactor))。在许多高温反应中，电流体反应器在反应期间提供原位加热，并且对于操作吸热反应特别有用，并因此节省能量，因为不需要外部加热或热传递。

先决条件是，至少部分固体颗粒状物材料是导电的，但可混合不导电的固体颗粒并且仍然导致足够的热量生成。这种不导电或电阻率非常高的固体可在化学转化中发挥催化作用。床材料的特性决定电热流化床炉的电阻；由于这是充电电阻器类型的热量生成，颗粒的比电阻影响床电阻。颗粒的尺寸、形状、组成和尺寸分布也影响床电阻的量值(magnitude)。而且，当床被流化时，在颗粒之间生成的空隙增加了床电阻。床的总电阻是两个分量之和，例如电极接触电阻(即，电极与床之间的电阻)和床电阻。大的接触电阻将会在电极附近引起大量的局部加热，同时床的其余部分保持相当冷。

以下因素决定接触电阻：电流密度、流化速度、床材料类型、电极尺寸以及用于电极的材料的类型。电极组合物可有利地为金属型的，如铁、铸铁或其它钢合金、铜或基于铜的合金、镍或基于镍的合金或类耐熔(refractory like)金属、金属间化合物或Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W的合金或类陶瓷碳化物、氮化物或类碳基石墨。取决于电极浸没深度和流化床中颗粒状物材料的量，可调节床材料与电极之间的接触面积。因此，电阻和功率水平(power level)可通过调节这些变量进行操纵。有利地，为了防止电极相比于流化床过热，电极的电阻率(并因此焦耳加热)应当低于流化床的颗粒材料。在一个优选实施方案中，可通过在电极内部或外部通过较冷流体来冷却电极。这种流体可为任何在加热时气化的液体、气体料流，或者可为在进入流化床之前首先冷却电极的较冷原料的一部分。

床电阻可通过欧姆定律预测。流化床中的电流转移机制被认为是通过在低操作电压下沿着导电颗粒的连续链流动的电流而发生。在高电压下，电流转移通过导电颗粒链以及电极与床之间的电弧放电(arcing)以及可电离气体的颗粒间电弧放电的组合而发生，从而降低床电阻。原则上，床内的电弧放电是不希望的，因为它会降低电和热效率。气体速度强烈地影响床电阻，来自沉降床的电阻在气体流量增加时急剧增加；在接近初始流化速度时出现最大值，随后在较高的速度下降低。在足以引发腾涌的气体流量下，电阻再次增加。粒度和形状影响电阻，因为它们影响颗粒之间的接触点。一般来讲，床电阻率从沉降床(例如对于石墨为20Ohm.cm)到初始流化(对于石墨为60Ohm.cm)增加2至5倍，并且从沉降床到初始流化速度的两倍增加10至40倍(对于石墨为300Ohm.cm)。可向导电颗粒中添加不导电或较不导电的颗粒。如果导电固体级分较小，则床的电阻率将由于电极之间的导电固体链中连接的断裂而增加。如果非导电固体级分在尺寸上较细小，则它将填充较大导电固体的间隙或空隙度，并因此增加床的电阻。

一般来讲，对于期望的高加热功率，低电压下的高电流是优选的。电源可是AC或DC。在电热流化床中施加的电压典型地低于100V以达到足够的加热功率。电热流化床可用以下三种方式来控制：

1.调节气流量：因为床的电导率取决于床内空隙度或气泡的程度，所以气体流量的任何变化将改变功率水平；因此，可通过调节流化用气体流量来控制温度。最佳性能所需的流量对应于等于或稍微超过最小流化速度的速度。

2.调节电极浸没：还可通过改变床内的电极浸入水平来控制功率水平，因为床的电导率取决于导电颗粒与电极之间的接触面积：可用于电流的电极的表面积随着电极浸没而增加，导致总电阻减小。

3.调节所施加的电压：虽然与增加所施加的电压相比，通过使用前两种工艺改变功率水平通常更易负担或更经济，然而，在电热流化床中，三个变量可用于控制所产生的加热功率。

反应器的壁通常由石墨、陶瓷(如SiC)、高熔点金属或合金制成，因为它是通用的并且与工业上感兴趣的许多高温反应相容。由于氧化气氛可使碳材料燃烧或者在金属或合金顶上产生不导电的金属氧化物层，用于反应的气氛通常限于中性或还原类型。壁和/或分配板本身可充当反应器的电极。流化的固体可为石墨、碳、或任何其它高熔点导电颗粒。通常浸入床中的其它电极也可为石墨或高熔点金属、金属间化合物或合金。

可能有利的是，在基本上不存在烃而是只有稀释气体的反应器的单独区中，通过加热导电颗粒和/或催化剂颗粒来生成所需的反应热。益处是可最优化通过使电流通过导电颗粒床而生成热量的适当流化条件，而可为反应器的其它区选择烃转化期间的最佳反应条件。这样的最佳空隙率和线速度的条件对于加热目的和化学转化目的可能是不同的。

在本公开内容的一个实施方案中，设备包含串联布置的两个区，即作为加热区的第一区，和作为反应区的第二区，其中导电颗粒和催化剂颗粒从第一区连续地移动或输送到第二区，反之亦然。第一和第二区可为流化床反应器的不同部分，或者可位于彼此连接的单独流化床反应器中。

在所述实施方案中，进行烃的脱氢和/或芳构化的工艺包括以下步骤：

其中床的颗粒包含导电颗粒以及催化组合物的颗粒，

其中基于床的颗粒的总重量计至少10重量％的颗粒是导电颗粒，并且具有在500℃下范围为0.001Ohm.cm至500Ohm.cm的电阻率，

其中催化组合物包含一种或多种金属型化合物，

其中步骤(a)中提供的至少一个流化床反应器包含加热区和反应区，以及其中步骤(b)中提供的流体料流被提供给加热区并且包含稀释气体，以及将流化床加热到范围为480℃至700℃的温度以进行吸热脱氢和/或芳构化反应的步骤(c)包括以下子步骤：

-通过在至多100V的电压下使电流通过至少一个流化床的加热区，将流化床加热到范围为480℃至700℃的温度；

-将经加热的颗粒从加热区输送至反应区；

-在反应区中，通过使包含一种或多种烃和任选的稀释气体的流体料流向上通过反应区的所述床而使经加热的颗粒处于流化状态，以获得流化床并进行吸热脱氢和/或芳构化反应；

-任选地，从反应区收取颗粒并将它们再循环到加热区。

例如，稀释气体可是选自蒸汽、氢、二氧化碳、甲烷、乙烷、氩气、氦气和氮气中的一种或多种。

例如，所述至少一个流化床反应器是彼此连接的至少两个流化床反应器，其中所述至少两个流化床反应器中的至少一者是反应区。优选地，作为加热区的至少一个流化床反应器包含重力或气动输送手段，以将颗粒从加热区输送至反应区，和/或设备包含被布置成将一种或多种烃注入作为反应区的至少一个流化床反应器的手段。该设备不含将一种或多种烃注入作为加热区的至少一个流化床反应器的手段。例如，至少一个流化床反应器是单一流化床反应器，其中加热区是流化床反应器的底部部分，而反应区是流化床反应器的顶部部分。优选地，该设备包含在两个区之间注入一种或多种烃的手段。

步骤(c)提供了对一种或多种烃进行烃的脱氢和/或芳构化，这意味着提供了一种或多种烃。应当理解，将一种或多种烃提供给反应区，并且当加热区与反应区分开时，则优选地不向加热区提供烃。应当理解，除了提供给反应区反应流体之外，还可向反应区提供蒸汽。当加热区和反应区混合(即同一区)时；步骤(b)中提供的流体料流包含一种或多种烃。

本公开内容的一个特定实施方案是，与多管式催化反应器(典型地具有5至25cm内径)或多管式中间加热器或管壳式换热器(需要较大温度梯度以与热量必须行进的大距离一致)相比，由于小的颗粒状物尺寸以及蒸气流化料流中颗粒的混合，热源(其为热颗粒材料)与原料之间的距离显著减小。

包含颗粒的床

根据本公开内容，床的颗粒包含导电颗粒和催化颗粒。例如，催化颗粒是导电的。例如，导电颗粒是催化颗粒与非催化颗粒的混合物。

为了实现进行脱氢和/或芳构化反应必须的所需温度，基于床的颗粒的总重量计至少10重量％的颗粒是导电的，并且具有在500℃下范围为0.001Ohm.cm至500Ohm.cm的电阻率。

例如，床的颗粒具有根据ASTM D4513-11通过筛分所测定的范围为5至300μm，优选地范围为10至200μm，并且更优选地范围为20至200μm或30至150μm的平均粒度。

例如，床的导电颗粒具有根据ASTM D4513-11通过筛分所测定的范围为5至300μm，优选地范围为10至200μm，并且更优选地范围为20至200μm或30至150μm的平均粒度。

例如，催化组合物的颗粒具有根据ASTM D4513-11通过筛分所测定的范围为5至300μm，优选地范围为10至200μm并且更优选地范围为20至200μm或30至150μm的平均粒度。

使用欧姆计通过四探针DC方法测量电阻。致密化粉末样品成形为圆柱形粒料，放置在探针电极之间。通过应用已知的表达式ρ＝R×A/L，由所测量的电阻值R确定电阻率，其中L是探针电极之间的距离(典型地为数毫米)，并且A是电极面积。

固体颗粒状物材料可表现出电子、离子或混合电子-离子电导性。许多难熔化合物的离子键合允许离子扩散，并且相应地在电场和适当的温度条件的影响下允许离子传导。

电导率σ(即电流密度j和电场E之间的比例常数)由以下给出

σ＝j/E＝∑c_i×Z_iq×μ_i

其中c_i是载流子密度(数量/cm³)，μ_i是迁移率(cm²/Vs)，并且Zⁱq是第i个电荷载流子的电荷(q＝1.6×10^-19C)。金属、半导体和绝缘体之间σ的多个数量级差异通常由c而非μ的差异引起。另一方面，电子导体相对离子导体的较高电导率通常是由于电子物种相对离子物种的迁移率高得多。

可用于电阻加热的最常见材料可细分为九类：

(1)金属合金，温度最高达1200-1400℃，

(2)非金属电阻器，如碳化硅(SiC)、二硅化钼(MoSi₂)、硅化镍(NiSi)、硅化钠(Na₂Si)、硅化镁(Mg₂Si)、硅化铂(PtSi)、硅化钛(TiSi₂)和硅化钨(WSi₂)，最高达1600-1900℃，

(3)掺杂有一种或多种较低价阳离子的若干混合氧化物和/或混合硫化物，具有可变温度最佳值，

(4)碳，如石墨，最高达2000℃，

(5)金属碳化物，

(6)过渡金属氮化物，

(7)金属磷化物，

(8)超离子导体，以及

(9)磷酸盐电解质。

对于最高达1150–1250℃的温度，第一类金属合金由具有低Fe含量(0.5-2.0％)的Ni–Cr合金，优选地合金Ni-Cr(80％ Ni，20％ Cr)和(70％ Ni，30％Cr)构成。增加Cr的含量增加了材料在高温下的抗氧化性。具有三组分的第二类金属合金是Fe-Ni-Cr合金，其在氧化气氛中的最高操作温度至1050-1150℃，但其可方便地用于还原气氛中，或者通过Cr和Al的氧化物的表面层防止腐蚀的Fe-Cr-Al(化学组成为15-30％ Cr、2-6％ Al和余量的Fe)，可在氧化气氛中使用直至1300-1400℃。作为非金属电阻器的碳化硅可表现出宽范围的电阻率，其可通过合成它们的方式以及导致非化学计量的碳化硅的杂质(如铝、铁、氧化物、氮或额外的碳或硅)的存在进行控制。一般来讲，碳化硅在低温下具有高电阻率，但在500至1200℃的范围内具有良好的电阻率。在一个替代实施方案中，非金属电阻器可不含碳化硅，和/或可包含二硅化钼(MoSi₂)、硅化镍(NiSi)、硅化钠(Na₂Si)、硅化镁(Mg₂Si)、硅化铂(PtSi)、硅化钛(TiSi₂)、硅化钨(WSi₂)或其混合物。

石墨和无定形碳(如焦炭、石油焦和/或炭黑)具有相当低的电阻率值，负温度系数最高达约600℃，此后电阻率开始增加。

在低温下通常具有过高电阻率的掺杂有一种或多种较低价阳离子的多种混合氧化物和/或混合硫化物在高温下变成离子或混合导体。以下情况可使氧化物成为足以用于加热目的的导体：固体中的离子传导是从原子缺陷(特别是空位和间隙)的产生和运动的角度来描述的，其产生和迁移率极正向地依赖于温度。这样的混合氧化物是离子导体，即掺杂有一种或多种较低价阳离子。已知在氧化物中形成离子缺陷的三种机制：(1)热诱导的内在离子紊乱(如导致非化学计量的Schottkky和Frenkel缺陷对)，(2)氧化还原诱导的缺陷，以及(3)杂质诱导的缺陷。前两种类别的缺陷由统计热力学预测，后一种形式满足电中性。在后一种情况下，可通过用较低价阳离子取代主体(host)阳离子来诱导高电荷载流子密度。具有萤石、烧绿石或钙钛矿结构的混合氧化物和/或混合硫化物非常适合于被一种或多种较低价阳离子取代。

几种亚晶格无序氧化物或硫化物在升高的温度下具有高离子传输能力。这些是超离子导体，如LiAlSiO₄，Li₁₀GeP₂S₁₂，L_i3.6Si_0.6P_0.4O₄，具有通式Na_1+xZr₂P_3-xSi_xO₁₂(其中0<x<3)的NaSICON(钠(Na)超离子导体)，例如Na₃Zr₂PSi₂O₁₂(x＝2)，或钠β氧化铝，如NaAl₁₁O₁₇，Na_1.6Al₁₁0_17.3和/或Na_1.76Li_0.38Al_10.620₁₇。

高浓度的离子载流子可在固有绝缘固体中诱导并且产生高缺陷固体。因此，床的导电颗粒是或者包含作为离子或混合导体(即掺杂有一种或多种较低价阳离子)的一种或多种混合氧化物，和/或作为离子或混合导体(即掺杂有一种或多种较低价阳离子)的一种或多种混合硫化物。优选地，混合氧化物选自：一种或多种具有立方萤石结构的至少部分地被一种或多种优先地选自Sm、Gd、Y、Sc、Yb、Mg、Ca、La、Dy、Er、Eu的较低价阳离子取代的氧化物；和/或选自一种或多种ABO₃钙钛矿，该ABO₃钙钛矿具有A和B三价阳离子，在A位至少部分地被一种或多种优先地选自Ca、Sr、或Mg的较低价阳离子取代，且在B位包含Ni、Ga、Co、Cr、Mn、Sc、Fe和/或其混合中的至少一种；和/或选自一种或多种ABO₃钙钛矿，该ABO₃钙钛矿具有A二价阳离子和B四价阳离子，至少部分地在B位被一种或多种优先地选自Mg、Sc、Y、Nd或Yb的较低价阳离子取代或者在B位被不同B要素的混合取代；和/或选自一种或多种A₂B₂O₇烧绿石，该A₂B₂O₇烧绿石具有A三价阳离子和B四价阳离子，在A位至少部分地被一种或多种优先地选自Ca或Mg的较低价阳离子取代，且在B位包含Sn、Zr和Ti中的至少一种。

优选地，一种或多种混合硫化物选自：一种或多种具有立方萤石结构的至少部分地被一种或多种优先地选自Sm、Gd、Y、Sc、Yb、Mg、Ca、La、Dy、Er、Eu的较低价阳离子取代的硫化物；和/或选自一种或多种ABS₃结构，该ABS₃结构具有A和B三价阳离子，在A位至少部分地被一种或多种优先地选自Ca、Sr、或Mg的较低价阳离子取代，且在B位包含Ni、Ga、Co、Cr、Mn、Sc、Fe和/或其混合中的至少一种；和/或选自一种或多种ABS₃结构，该ABS₃结构具有A二价阳离子和B四价阳离子，至少部分地在B位被一种或多种优先地选自Mg、Sc、Y、Nd或Yb的较低价阳离子或者在B位被不同B要素的混合取代；和/或选自一种或多种A₂B₂S₇结构，该A₂B₂S₇结构具有A三价阳离子和B四价阳离子，在A位至少部分地被一种或多种优先地选自Ca或Mg的较低价阳离子取代，且在B位包含Sn、Zr和Ti中的至少一种。

优选地，一种或多种混合硫化物选自：一种或多种ABS₃结构，该ABS₃结构具有A和B三价阳离子，在A位至少部分地被一种或多种优先地选自Ca、Sr、或Mg的较低价阳离子取代，且在B位包含至少Ni、Ga、Co、Cr、Mn、Sc、Fe和/或其混合；和/或选自一种或多种ABS₃结构，该ABS₃结构具有A二价阳离子和B四价阳离子，至少部分地在B位被一种或多种优先地选自Mg、Sc、Y、Nd或Yb的较低价阳离子或者在B位被不同B要素的混合取代；和/或选自一种或多种A₂B₂S₇结构，该A₂B₂S₇结构具有A三价阳离子和B四价阳离子，在A位至少部分地被一种或多种优先地选自Ca或Mg的较低价阳离子取代，且在B位包含至少Sn、Zr和Ti。

优选地，掺杂有一种或多种较低价阳离子且具有立方萤石结构的一种或多种混合氧化物中的取代度在1和15原子％之间，优选地在3和12原子％之间，更优选地在5和10原子％之间，基于具有立方萤石结构的一种或多种氧化物中存在的原子总数计。

优选地，分别基于一种或多种具有A和B三价阳离子的ABO₃钙钛矿、一种或多种具有A二价阳离子和B四价阳离子的ABO₃钙钛矿或者一种或多种具有A三价阳离子和B四价阳离子的A₂B₂O₇烧绿石中存在的原子总数计，掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合氧化物中的取代度在1和50原子％之间，优选地在3和20原子％之间，更优选地在5和15原子％之间。

优选地，分别基于一种或多种具有A和B三价阳离子的ABS₃结构、一种或多种具有A二价阳离子和B四价阳离子的ABS₃结构或者一种或多种具有A三价阳离子和B四价阳离子的A₂B₂S₇结构中存在的原子总数计，掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合硫化物中的取代度在1和50原子％之间，优选地在3和20原子％之间，更优选地在5和15原子％之间。

所述一种或多种具有立方萤石结构的氧化物、所述一种或多种具有A和B三价阳离子的ABO₃钙钛矿、所述一种或多种具有A二价阳离子和B四价阳离子的ABO₃钙钛矿或者所述一种或多种具有A三价阳离子和B四价阳离子且至少部分地被较低价阳离子取代的A₂B₂O₇烧绿石、所述一种或多种具有立方萤石结构的硫化物、所述一种或多种具有A和B三价阳离子的ABS₃结构、所述一种或多种具有A二价阳离子和B四价阳离子的ABS₃结构、所述一种或多种具有A三价阳离子和B四价阳离子且至少部分地被较低价阳离子取代的A₂B₂S₇结构也意味着，相同的元素(即高价阳离子)可还原成较低价等同物，例如，Ti(IV)可还原成Ti(III)，和/或Co(III)可还原成Co(II)，和/或Fe(III)可还原成Fe(II)，和/或Cu(II)可还原成Cu(I)。

磷酸盐电解质如LiPO₄或LaPO₄也可用作导电颗粒。

金属碳化物、过渡金属氮化物和金属磷化物也可被选择为导电颗粒。例如，金属碳化物选自碳化铁(Fe₃C)、碳化钼(MoC和Mo₂C的混合物)。例如，所述一种或多种过渡金属氮化物选自氮化锆(ZrN)、氮化钨(W₂N、WN和WN₂的混合物)、氮化钒(VN)、氮化钽(TaN)和/或氮化铌(NbN)。例如，所述一种或多种金属磷化物选自磷化铜(Cu₃P)、磷化铟(InP)、磷化镓(GaP)、磷化钠(Na₃P)、磷化铝(AlP)、磷化锌(Zn₃P₂)和/或磷化钙(Ca₃P₂)。

例如，床的导电颗粒是或者包含碳化硅。例如，基于床的颗粒的总重量计至少10重量％的导电颗粒是碳化硅颗粒，并且具有在500℃下范围为0.001Ohm.cm至500Ohm.cm的电阻率。

在其中床的导电颗粒是或者包含碳化硅的实施方案中，本领域技术人员将具有如下优势：在流化床反应器中进行所述吸热反应之前进行用气态料流预热所述流化床反应器的步骤。有利地，气态料流是惰性气体(即氮气、氩气、氦气、甲烷、二氧化碳或蒸汽)的料流，。气态料流的温度可为至少500℃、或至少550℃、或至少600℃、或至少650℃、或至少700℃。有利地，气态料流的温度可包含在500℃和700℃之间，例如525℃和675℃之间。所述惰性气体的气态料流也可用作流化用气体。所述惰性气体的气态料流的预热由于常规手段而进行，包括使用电能。用于预热床的气态料流的温度不需要达到反应温度。

实际上，碳化硅在环境温度下的电阻率高，为了便于反应的开始，通过外部手段加热流化床可为有用的，因为优选地流化床反应器不含加热手段。一旦床在期望的温度下加热，就可不必使用热气态料流。

然而，在一个实施方案中，床的导电颗粒是或者包含碳化硅颗粒与不同于碳化硅颗粒的导电颗粒的混合物。

预热步骤也可在其中床中存在不同于碳化硅颗粒的导电颗粒的情况下使用。例如，其可在床的导电颗粒中的碳化硅的含量为基于床的导电颗粒的总重量计大于80重量％，例如大于85重量％，例如大于90重量％，例如大于95重量％，例如大于98重量％，例如大于99重量％时使用。然而，无论床中碳化硅颗粒的含量如何，都可使用预热步骤。

在其中床的导电颗粒是或者包含碳化硅颗粒与不同于碳化硅颗粒的导电颗粒的混合物的实施方案中，床的导电颗粒可包含基于床的导电颗粒的总重量计10重量％至99重量％；优选地15重量％至95重量％，更优选地20重量％至90重量％，甚至更优选地25重量％至80重量％并且最优选地30重量％至75重量％的碳化硅颗粒。

例如，床的导电颗粒是或者包含碳化硅颗粒与不同于碳化硅颗粒的导电颗粒的混合物，并且床的导电颗粒包含基于床的导电颗粒的总重量计至少40重量％；优选地至少50重量％，更优选地至少60重量％，甚至更优选地至少70重量％并且最优选地至少80重量％的碳化硅颗粒。

在一个实施方案中，床的导电颗粒可包含基于床的导电颗粒的总重量计10重量％至90重量％；优选地15重量％至95重量％，更优选地20重量％至90重量％，甚至更优选地25重量％至80重量％并且最优选地30重量％至75重量％的不同于碳化硅颗粒的导电颗粒。

然而，使混合物中不同于碳化硅颗粒的导电颗粒含量保持相当低可能是令人感兴趣的。因此，在一个实施方案中，床的导电颗粒包含碳化硅颗粒与不同于碳化硅颗粒的导电颗粒的混合物，并且床的导电颗粒包含基于床的导电颗粒的总重量计1重量％至20重量％；优选地2重量％至15重量％，更优选地3重量％至10重量％，并甚至更优选地4重量％至8重量％的不同于碳化硅的导电颗粒。

例如，床的导电颗粒是或者包含碳化硅颗粒与不同于碳化硅颗粒的导电颗粒的混合物，并且所述不同于碳化硅颗粒的导电颗粒是选自石墨、炭黑、焦炭、石油焦和/或其任意混合物的颗粒。例如，所述不同于碳化硅颗粒的导电颗粒是或者包含石墨。

因此，在一个实施方案中，导电颗粒是碳化硅颗粒与石墨颗粒的组合。这种导电颗粒将在流化床反应器通电时加热，并且由于它们的流化而有助于升高和/或维持反应器内的温度。这样的导电材料的焦耳加热允许使流化床反应器内存在的反应物和/或催化剂的加热加速。

当选择石墨时，其优选地为片状石墨。同样优选的是石墨具有根据ASTM D4513-11通过筛分所测定的范围为1至400μm，优选地范围为5至300μm，更优选地范围为10至200μm，并且最优选地范围为20至200μm或30至150μm的平均粒度。

床中不同于碳化硅颗粒的导电颗粒的存在允许在采用或不采用预热步骤的情况下，优选地不采用预热步骤的情况下应用根据本公开内容的工艺。实际上，导电颗粒将在流化床反应器通电时加热，并且由于它们的流化而有助于升高和/或维持反应器内的期望温度。

碳化硅颗粒

例如，碳化硅选自烧结碳化硅、氮化物粘结碳化硅、重结晶碳化硅、反应粘结碳化硅以及其任意混合物。

烧结SiC(SSiC)是含有小于1重量％的烧结助剂(典型地硼)的自粘结(self-bonded)材料。

重结晶碳化硅(RSiC)(即通过蒸发-冷凝过程烧结的高纯度SiC材料)不含任何添加剂。

氮化物粘结碳化硅(NBSC)通过如下制备：添加含有碳化硅颗粒的细硅粉或最终在矿物添加剂存在下并在氮化炉中烧结。碳化硅由在氮化期间所形成的氮化硅相(Si₃N₄)粘结。

反应粘结碳化硅(RBSC)(也称为硅化碳化硅或SiSiC)是一类通过多孔碳或石墨与熔融硅之间的化学反应所制造的碳化硅。硅与碳反应形成碳化硅并且粘结碳化硅颗粒。任何过量的硅填充主体中的剩余孔并且产生致密SiC-Si复合物。由于硅的残留痕量，反应粘结碳化硅通常被称为硅化碳化硅。该工艺被不同地称为反应粘结、反应烧结、自粘结或熔体浸渗。

通常，高纯度SiC颗粒具有1000Ohm.cm以上的电阻率，而烧结、反应粘结和氮化物粘结可表现出约100至1000的电阻率，这取决于SiC相中的杂质。取决于烧结添加剂和热处理条件，块状多晶SiC陶瓷的电阻率显示出宽范围的电阻率(Journal of the EuropeanCeramic Society,第35卷,第15期,2015年12月,第4137页；Ceramics International,第46卷,第4期,2020年3月,第5454页)。高纯度SiC多型体(polytype)由于其较大带隙能量而具有高电阻率(>10⁶Ω.cm)。然而，SiC的电阻率受掺杂杂质的影响。N和P充当n型掺杂物并减小SiC的电阻率，而Al、B、Ga和Sc充当p型掺杂物。掺杂有Be、O和V的SiC是高度绝缘的。N被认为是改善SiC的电导率的最有效的掺杂物。对于SiC的N掺杂(用于减小电阻率)，Y₂O₃和Y₂O₃-REM₂O₃(REM＝稀土金属＝Sm、Gd、Lu)被用作烧结添加剂，以用于含N供体的导电SiC晶粒的有效生长。通过添加氮化物(AlN、BN、Si₃N₄、TiN和ZrN)或氮化物与REM₂O₃的组合(AlN-REM₂O₃(REM＝稀土金属＝Sc、Nd、Eu、Gd、Ho和Er)或TiN-Y₂O₃)来促进SiC晶粒中的N掺杂。

催化组合物

催化组合物的选择取决于所进行的反应。

例如，进行具有至少两个碳的烃的脱氢和/或芳构化以产生烯烃和/或芳族化合物的工艺选自链烷烃脱氢、烷基芳族化合物脱氢、石脑油重整、或链烷烃芳构化。

进行丙烷脱氢的市售催化剂的实例是DeH-26(UOP)和CATOFIN^TM(Clariant)。

链烷烃脱氢：

在一个或多个实施方案中，链烷烃脱氢催化剂可包括载于耐火氧化物载体上的镓、锌、铬、铁和/或VIII族金属或其混合物，并且可任选地包含硅、锡、锗、铅、铟、镓、铊以及碱金属或碱土金属型化合物的混合物。

在一个优选实施方案中，用于链烷烃脱氢反应的催化剂基本上包含镓(值基于干燥的最终催化剂组合物，以载物(如具有γ、δ、θ或α相的氧化铝)使余量至100重量％)：

(i)0.1至25重量％，优选地0.2至3.0重量％的氧化镓(Ga₂O₃)；

(ii)1至300重量份每一百万份(wppm)，优选地50至300wppm的铂；

(iii)0至4重量％，优选地0.01至1重量％的碱金属和/或碱土金属，如钾；

(iv)0.1至4重量％的氧化硅；

在另一个优选实施方案中，用于链烷烃脱氢反应的催化剂基于铬并且包含(值基于干燥的最终催化剂组合物，以载物(如具有γ、δ、θ或α相的氧化铝)使余量至100重量％)：

(i)1至30重量％，优选地10至25重量％的氧化铬(Cr₂O₃)；

(ii)任选地，0.1至3.5重量％，最优选地0.2至2.5重量％的氧化锡(SnO)；

(iii)0.2至3重量％，最优选地0.5至2.0重量％的碱金属或碱土金属氧化物，例如氧化钾；

(iv)0.1至4重量％的氧化硅；

在另一个优选实施方案中，用于链烷烃脱氢反应的催化剂可基本上包含铁(值基于干燥的最终催化剂组合物，以载物(如具有γ、δ、θ或α相的氧化铝)使余量至100重量％)：

(i)1至50重量％，优选地2至30重量％的氧化铁；

(ii)0.1至20重量％，优选地0.5至10重量％的至少一种碱金属或碱土金属氧化物，更优选地氧化钾；

(iii)0至10重量％，优选地0.1至5重量％的至少一种稀土氧化物，优选地选自氧化铈、氧化镧、氧化镨、以及其混合物；

在另一个优选实施方案中，用于链烷烃脱氢反应的催化剂可基本上包含VIII族金属(值基于干燥的最终催化剂组合物，以载物(如具有γ、δ、θ或α相的氧化铝)使余量至100重量％)：

(i)0.01至5.0重量％，优选地0.05至3.0重量％，尤其是约0.1至约2.0重量％的选自铂、钯、铱、铑、锇、钌、或其混合物的VIII族贵金属。铂是优选的VIII族贵金属组分；

(ii)碱金属或碱土金属组分(作为氧化物或碳酸盐)优选地占0.7和1.5重量％之间，或0.8至1.2重量％之间。它们可选自铯、铷、钾、钠和锂，或者选自钡、锶、钙和镁或这些金属的混合物。钾是优选的第二催化组分；

(iii)0.01至约10重量％，优选地0.1至5重量％的选自锡、锗、铅、铟、镓、铊以及其混合物的金属组分。本公开内容的第三金属组分优选地为锡；

(iv)卤素组分，该卤素组分包含0.01重量％至约15重量％的氟、氯、溴、或碘基团、或其混合物。氯是优选的卤素组分。

其它合适的颗粒状物催化剂载物(carrier)是耐火氧化物，如氧化铝(γ、δ、θ或α相)、二氧化钛、氧化锆、氧化铪、氧化镧、氧化镁、二氧化铈，优选地氧化镁稳定化的氧化锆、氧化镧、氧化钇或二氧化铈；金属-铝酸盐，如铝酸钙和铝酸镁；以及其混合物。特别优选的颗粒状物催化剂载体包含氧化铝和/或稳定化氧化锆，例如氧化镧稳定化氧化铝、二氧化铈-氧化锆-氧化铝、二氧化铈-二氧化钛-氧化铝和二氧化铈-氧化镁-氧化铝材料。优选的载体材料是可同时用于电阻加热且可细分为以下两大类的那些常见材料(以上所提及)：(1)金属合金，以及(2)非金属电阻器如碳化硅(SiC)和二硅化钼(MoSi₂)、最佳温度可变的若干种混合的氧化物，以及碳(如石墨)。后一种选项导致催化活性金属与电阻器颗粒状物材料之间的紧密接触。

烷基芳族化合物脱氢：

烷基芳族化合物脱氢选自乙苯脱氢、乙基萘脱氢、异丙苯脱氢或二乙苯脱氢。

乙苯、乙基萘、异丙苯或二乙苯脱氢催化剂包含以下组分，基于催化剂的总重量计：

(i)50至85重量％，优选地60至80重量％的Fe₂O₃

(ii)3至25重量％，优选地4至20重量％的K₂O

(iii)任选地0.1至5重量％，优选地0.5至4重量％的MoO₃

(iv)3至30重量％，优选地5至25重量％的CeO₂

(v)0.1至5重量％，优选地0.5至4重量％的CaO

(vi)0.1至5重量％，优选地0.5至4重量％的Na₂O

(vii)任选地0.1至5重量％，优选地0.5至4重量％的MnO₂

(viii)0.1至150ppm的Pb、Pt、Os、Ir、Ru、Re、Pd、Ag、Au、Sn中的至少一种元素；

(ix)任选地0.1至40重量％的固体碳，如石墨、炭黑、石油焦或石墨烯。

(x)此外，作为额外的助剂，其含有0.001至5.0重量％的至少一种选自镁、钛、锆、钒、铌、铬、钨、钴、镍、铜、锌、硼、铝、镓、铟、硅、锗、锡、磷、锑、铋、钇、镧、镨、钕、镝和钐的氧化物。

烷基芳族化合物脱氢催化剂通常无粘结剂且由以上所列的元素构成。可商购获得的催化剂的实例是FlexiCat

S3(BASF)和/>

(Clariant)。

在本公开内容的具体实施方案中，无粘合剂组合物还可与导电材料混合以形成颗粒状物材料，即可同时用于电阻加热且可细分为以下两大类的那些常见材料(以上所提及)：(1)金属合金，以及(2)非金属电阻器，如碳化硅(SiC)和二硅化钼(MoSi₂)、最佳温度可变的几种混合的氧化物，以及碳(如石墨)。后一种选项导致催化活性金属与电阻器颗粒状物材料之间的紧密接触。

石脑油重整：

石脑油重整催化剂是包含加氢-脱氢功能和酸功能的双功能催化剂。对于异构化反应重要的酸功能通常与多孔耐火氧化物相关联，该多孔耐火氧化物充当氢化-脱氢功能通常所归因于的金属组分(通常为VIII族贵金属)的载体。重整催化剂包含以下组分(值基于干燥的最终催化剂组合物，以氧化铝(γ、δ、θ或α相)使余量至100重量％)：

(i)最终催化组合物的0.01至约3重量％的VIII族贵金属(钯、铂、铱、铑、锇、钌以及其混合物)，更优选地0.1至约2重量％，尤其是约0.1至1重量％的铂；

(ii)0.1至约3.5重量％，优选地约0.5至约1.5重量％的卤素(氟化物、氯化物、碘化物、溴化物、或其混合物)，特别优选的是氯化物；

(iii)0.01至约5重量％，优选地0.1至约3重量％的一种或多种选自IIIA、IVA、IB、VIB和VIIB族金属的促进剂金属，能够作为金属或氧化物化合物存在，尤其是约0.07至1.5重量％的铼和/或0.07至1.0重量％的锡；

(iv)任选地0.1-40重量％的固体碳，如石墨、炭黑、石油焦或石墨烯；

(v)任选地1至约30重量％的结晶分子筛(即，一种或多种沸石，硅铝磷酸盐)，优选地10或12元环分子筛。

例如，一种或多种沸石选自AFI、AFO、AEL、FAU、LTL、MFI、MEL、FER、MTT、MWW、MOR、TON、EUO、MFS、CON、MRE、MAZ、BEA和MTW家族。

优选地，来自AFI家族的沸石是SAPO-5。

优选地，来自AFO家族的沸石是SAPO-41。

优选地，来自AEL家族的沸石是SAPO-11。

优选地，来自FAU家族的沸石是SAPO-37、沸石X、沸石Y。

优选地，来自LTL家族的沸石是L-沸石。

优选地，来自MFI家族的沸石是ZSM-5、硅沸石-1、硼硅沸石C、TS-1。

优选地，来自MEL家族的沸石是ZSM-11、硅沸石-2、硼硅沸石D、TS-2、SSZ-46。

优选地，来自FER家族的沸石是镁碱沸石、FU-9、ZSM-35。

优选地，来自MTT家族的沸石是ZSM-23。

优选地，来自MWW家族的沸石是MCM-22、MCM-56、UZM-8、PSH-3、ITQ-1、MCM-49。

优选地，来自MOR家族的沸石是UZM-14。

优选地，来自TON家族的沸石是ZSM-22、θ-1、NU-10。

优选地，来自EUO家族的沸石是ZSM-50、EU-1。

优选地，来自MFS家族的沸石是ZSM-54。

优选地，来自CON家族的沸石是CIT-1。

优选地，来自MRE家族的沸石是ZSM-48。

优选地，来自MAZ家族的沸石是ω沸石。

优选地，来自BEA家族的沸石是β沸石。

优选地，来自MTW家族的沸石是ZSM-12。

组分(i)、(ii)和(iii)是石脑油重整催化剂的基本部分，以上所提及的催化剂组分可与导电材料混合形成颗粒状物催化剂材料，即可同时用于电阻加热且可细分为以下两大类的那些常见材料(以上所提及)：(1)金属合金，以及(2)非金属电阻器如碳化硅(SiC)和二硅化钼(MoSi₂)、最佳温度可变的几种混合氧化物，以及碳(如石墨)。后一种选项导致催化活性金属与电阻器颗粒材料之间的紧密接触。

链烷烃芳构化：

链烷烃芳构化催化剂包含配制的沸石载体，其中配制的沸石载体包含通过粘结剂连接在一起的一种或多种沸石晶体。术语“沸石”通常是指结晶金属硅铝酸盐。这些沸石表现出四价和三价金属氧化物四面体的网络，其中四价和三价原子通过共享氧原子而在三维骨架中交联。

链烷烃芳构化催化剂包含以下组分(值基于干燥的最终催化剂组合物，至100重量％的余量是粘结剂)：

(i)5.0至90.0重量％，优选地20.0至80.0重量％，更优选地25.0至75.0重量％的一种或多种沸石，该沸石包含至少一种10元环通道且基于催化剂组合物的总重量计，和/或5.0至90.0重量％的一种或多种沸石，该沸石包含通过氩吸附所测定的直径为至少0.5nm的孔且基于催化剂组合物的总重量计。例如，大孔结晶沸石包括但不限于一种或多种选自FAU、MAZ、BEA、LTL、MFI、MOZ、MTW、NES、AFI、STO、CON、STF、IFR、SFF和MOR家族的沸石。

优选地，来自FAU家族的沸石是沸石X、沸石Y、ZSM-20、USY、八面沸石、REY、RE-USY、LZ-210-A、LZ-210-M、LZ-210-T。

优选地，来自MAZ家族的沸石是ω沸石、ZSM-4。

优选地，来自BEA家族的沸石是β沸石。

优选地，来自LTL家族的沸石是L-沸石。

优选地，来自MFI家族的沸石ZSM-5。

优选地，来自MOZ家族的沸石是ZSM-10。

优选地，来自MTW家族的沸石是ZSM-12。

优选地，来自NES家族的沸石是SSZ-37。

优选地，来自AFI家族的沸石是ZSM-12、SSZ-24。

优选地，来自STO家族的沸石是SSZ-31。

优选地，来自CON家族的沸石是SSZ-33。

优选地，来自STF家族的沸石是SSZ-35。

优选地，来自IFR家族的沸石是SSZ-42、MCM-58。

优选地，来自SFF家族的沸石是SSZ-44。

优选地，来自MOR家族的沸石是丝光沸石(mordenite)。

另一种沸石可为SSZ-41。

在一个方面，大孔沸石具有同型(isotype)骨架结构。

在一个优选实施方案中，配制的沸石载体包含L-沸石：

M_2/nO.Y₂O₃.xZO₂.yH₂O

其中“Y”表示铝、镓或硼或其混合物，“Z”表示硅或锗或其混合物，“M”表示至少一种可交换阳离子，如钡、钙、铈、锂、镁、钾、钠、锶和锌或其混合物。式中的“n”表示“M”的化合价，“x”为2或更大；并且“y”是包含在沸石的通道或互连空隙中的水分子的数量。

(ii)通过向配制的沸石中添加0.005至1重量％范围内，优选地0.05至0.5重量％范围内的一种或多种VIII族金属来提供脱氢活性。金属是VIII族金属Pt、Pd、Rh、Ir、Ru、Os、或其组合；优选地铂。

(iii)或者通过0.05至10重量％，优选地0.1至5重量％范围内的Ga、In、Zn、Cu、Re、Mo和W或其混合物中的一种或多种来提供脱氢活性。

可通过采用任何合适的方法，如离子交换、初湿含浸(incipient wetnessimpregnation)、或孔填充浸渍，将金属加入到配制的沸石中。

(iv)0.1至5重量％，优选地0.2至3重量％范围内的卤化物，包括但不限于氯化物、氟化物、溴化物、碘化物、或其组合。

(v)任选地稀土元素，包括但不限于镧系元素，如铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)等(钪和钇)、或其组合。稀土元素以约0.1至约15重量％，优选地约0.2至约10重量％存在。

其它合适的颗粒催化剂粘结剂是耐火氧化物，如粘土、二氧化硅、氧化铝(γ、δ、θ或α相)、二氧化钛、氧化锆、氧化铪、氧化镧、氧化镁、二氧化铈，优选地氧化镁稳定化的氧化锆、氧化镧、氧化钇或二氧化铈；金属铝酸盐，如铝酸钙和铝酸镁；以及其混合物。特别优选的颗粒状物催化剂粘结剂包含氧化铝和/或稳定化氧化锆，例如氧化镧稳定化氧化铝、二氧化铈-氧化锆-氧化铝、二氧化铈-二氧化钛-氧化铝和二氧化铈-氧化镁-氧化铝材料。优选的粘结剂材料是可同时用于电阻加热且可细分为以下两大类的那些常见材料(以上所提及)：(1)金属合金，以及(2)非金属电阻器如碳化硅(SiC)和二硅化钼(MoSi₂)，最佳温度可变的几种混合的氧化物，以及碳(如石墨)。后一种选项导致催化活性金属与电阻器颗粒材料之间的紧密接触。

颗粒状物催化剂载体颗粒优选地具有范围为5至300μm，更优选地范围为10至200μm，并且最优选地30至150μm的粒度。催化金属或金属前体可通过以下而分散在颗粒状物催化剂载体的表面上：将可溶性金属型化合物常规浸渍到颗粒状物催化剂载体上，然后干燥和煅烧以使一种或多种催化金属型化合物转化成它们相应的氧化物。替代地，催化金属或金属前体可如下分散在颗粒催化剂载体材料的表面上：通过使用金属溶胶吸附、沉淀，通过混合，或者通过沉积-沉淀采用金属盐，在加热时使不溶性金属型化合物从溶液沉积到颗粒催化剂载体上，或其组合。进一步，金属盐可与载体材料上的抗衡阳离子进行离子交换。通过使用氢、一氧化碳或烃作为还原剂，在高温下将金属前体根据需要还原成金属态。这可在将催化剂装载到流化床反应器中之前或者在进料原料之前或在进料原料期间在流化床中原位进行。

脱氢或芳构化工艺：

待进料到流化床反应器的烃料流在气化器中蒸发，其可有利地使用反应器流出物中所含的热量进行加热。在脱氢和/或芳构化之前，使进料气体料流脱硫，以防止金属催化剂中毒。为此目的，使进料气体料流通过含有NiO、CuO或ZnO作为吸收剂的脱硫反应器，其中H₂S在200至400℃的温度下转化为NiS、CuS或ZnS和H₂O。在液体烃原料的情况下，如石脑油类原料(包括己烷、庚烷等)，催化脱硫可用于借助氢将有机硫化合物分解成无机硫。随后，将基本上不含硫的进料气体料流与蒸汽和/或氢混合，并预热到300至700℃，优选地450至600℃的温度。可通过直接注入或者通过使用饱和器(saturator)，将蒸汽添加到气化的烃料流中。随后，经由通过含有脱氢和/或芳构化催化剂的电热流化床脱氢和/或芳构化容器，在低于10个大气压的压力下，将原料混合物加热到480至700℃的温度。离开流化床反应器的气体料流含有烯烃、单环芳族化合物、H₂、未转化的蒸汽和烃以及可能的进料气体料流的惰性气体成分。

脱氢或芳构化条件包括约480℃至约700℃的温度、约0.01至10个绝对大气压的压力，以及约0.1至100hr^-1的液时空速(LHSV)。通常，对于正链烷烃，分子量越低，相当转化率所需的温度就越高。与装备限制一致，脱氢区中的压力维持尽实际可能低，以使化学平衡优势最大化。可脱氢或可芳构化烃可在去往脱氢区之前、同时、或之后与稀释剂材料混合。稀释剂材料可为氢、蒸汽、甲烷、乙烷、二氧化碳、氮气、氩气等等或其混合物。氢和蒸汽是优选的稀释剂。当利用稀释剂时，其以约0.1/1至约40/1，优选地约0.4/1至约10/1的稀释剂对烃的摩尔比利用。送至脱氢区的稀释剂料流通常是在分离区中与来自脱氢区的流出物分离的再循环稀释剂。

例如，仅在高温下表现出足够低电阻率的固体材料可在加热达到足够高的温度之前通过外部手段加热，其中藉由电的电阻加热占优(overtake)，或者通过在低温下与电阻率足够低的固体混合，使得组合的所得电阻率允许将流化床加热至期望的反应温度。

本发明的一个优选实施方案是，从电热流化床容器中连续或间歇地取出含有碳质沉积物的固体颗粒状物材料和颗粒状物催化剂，将其输送到流化床再生容器中，采用含有氧气和任选地二氧化碳和/或蒸汽的料流燃烧碳质沉积物，将至少部分再生的固体颗粒状物材料和颗粒状物催化剂输送回电热流化床重整器容器中。

本发明的一个优选实施方案是收取反应器流出物产物中的显热和潜热，以预热脱氢和/或芳构化原料(烃、氢和/或蒸汽)。

设备

术语“底部”和“顶部”应理解为相对于设备或流化床反应器的总体取向。因此，“底部”将意味着沿竖直轴线比“顶部”更接近地面。在不同的附图中，相同的标识指定相同或相似的元件。

图1示出现有技术的流化床反应器1，该流化床反应器包含反应器容器3、用于引入流化用气体和反应流体的底部流体喷嘴5、用于材料装载的任选入口7、用于材料排放的任选出口9以及气体出口11和床15。在图1的流化床反应器1中，通过使用加热手段17燃烧化石燃料对反应流体预热来提供热量，该加热手段布置在例如为反应器提供流化用气体和反应流体的管线的水平处。

现在参考图2至5来描述本发明的装置。为了简单起见，附图中未显示在流化床反应器中使用的本领域技术人员已知的内部装置，如气泡破碎器、导向板、颗粒终端装置、旋风分离器、陶瓷壁涂层、热电偶等。

图2示出具有流化床反应器19的第一设备，其中加热和反应区是相同的。该流化床反应器19包含反应器容器3、用于引入流化用气体和反应流体的底部流体喷嘴21、用于材料装载的任选入口7、用于材料排放的任选出口9以及气体出口11。图19的流化床反应器1显示出浸没在床25中的两个电极13。

图3示出了一个实施方案，其中至少一个流化床反应器19包含加热区27和反应区29，其中加热区27是底部区，并且反应区29在加热区27的顶部。一个或多个流体喷嘴23从分配器33向反应区提供反应流体。如图3可见，所述一个或多个流体喷嘴23可连接至分配器33以将反应流体分配到床25内部。

图4示出了如下设备，其中至少一个流化床反应器18包含至少两个侧向区，其中外部区是加热区27，而内部区是反应区29。来自外部区的床25的经加热颗粒通过一个或多个开口41转移到内部区并与反应流体和任选地蒸汽混合。在反应区的末端，颗粒与反应产物分离并转移到加热区。

图5示出了包含彼此连接的至少两个流化床反应器(37，39)的设备，其中至少一个流化床反应器为加热区27，并且至少一个流化床反应器为反应区29。

本公开内容还提供了用于根据第一方面的进行吸热脱氢和/或芳构化反应的工艺的设备，所述设备包含气化器和布置在该气化器下游的至少一个流化床反应器(18，19，37，39)，其中所述至少一个流化床反应器(18，19，37，39)包含：

-至少两个电极13；

-反应器容器3；

-一个或多个流体喷嘴(21，23)，用于将流化用气体和/或反应流体引入所诉至少一个流化床反应器(18，19，37，39)内；以及

-包含颗粒的床25；

该设备的显著之处在于床25的颗粒包含导电颗粒和催化组合物的颗粒，其中基于床25的颗粒的总重量计至少10重量％的颗粒是导电颗粒并且具有在500℃下范围为0.001Ohm.cm至500Ohm.cm的电阻率；其中催化组合物包含一种或多种金属型化合物；优选地，该设备还包含布置在气化器与流化床反应器(18，19，37，39)之间的脱硫反应器。

优选地，催化组合物包含：

例如，一个电极是浸没式中心电极，或者两个电极13浸没在至少一个反应器(18，19，37)的反应器容器3内。

例如，流化用气体是一种或多种稀释气体。

在一个优选实施方案中，所述至少一个流化床反应器(18，19，37，39)不含加热手段。例如，至少一个流化床反应器不含选自烘箱、气体燃烧器、热板、或其任意组合的加热手段。例如，所有的流化床反应器均不含选自烘箱、气体燃烧器、热板、或其任意组合的加热手段。

例如，反应器容器3具有至少100cm、或至少200cm；或至少400cm的内径。这样的大直径允许以工业规模进行化学反应，例如，所述反应料流的重时空速包含在0.1h^-1和100h^-1之间，优选地包含在1.0h^-1和50h^-1之间，更优选地包含在1.5h^-1至10h^-1之间，甚至更优选地包含在2.0h^-1至6.0h^-1之间。重时空速定义为反应料流的质量流量对流化床中固体颗粒状物材料的质量之比。

至少流化床反应器(18，19，37)包含至少两个电极13。例如，一个电极与所述至少一个流化床反应器的外壁电连接，而一个额外的电极浸没在流化床25中，或者两个电极13均浸没在流化床25中。所述至少两个电极13电连接并且可连接至电源(未显示)。有利的是，所述至少两个电极13由含碳材料制成。本领域技术人员将具有电极13比颗粒床25更导电的优势。

例如，至少一个电极13由石墨制成或者包含石墨；优选地，所有或两个电极13由石墨制成。例如，电极中的一者为反应器容器，使得反应器包含两个电极，一者为浸没式中心电极，并且一者为反应器容器3。

例如，所述至少一个流化床反应器包含至少一个冷却装置，该冷却装置被布置成冷却至少一个电极。

在所述至少一个流化床反应器的使用期间，施加至多300V；优选地至多250V；更优选地至多200V，甚至更优选地至多150V，最优选地至多100V，甚至最优选地至多90V、或至多80V的电势。

由于电流源可被调整的事实，因此易于调节反应器床内的温度。

电极之一可是反应器管。

反应器容器3可由石墨制成。在一个实施方案中，其可由作为碳化硅或者碳化硅与一种或多种含碳材料的混合物的电阻材料制成。

优选地，反应器容器3包含由作为耐腐蚀材料的材料制成的反应器壁，并且有利地，所述反应器壁材料包含镍(Ni)、SiAlON陶瓷、氧化钇稳定氧化锆(YSZ)、四方多晶氧化锆(TZP)和/或四方氧化锆多晶体(TPZ)。SiAlON陶瓷是基于元素硅(Si)、铝(Al)、氧(O)和氮(N)的陶瓷。它们是氮化硅(Si₃N₄)的固溶体，其中Si–N键部分地被Al-N和Al-O键取代。

例如，反应器容器3由作为碳化硅与一种或多种含碳材料的混合物的电阻材料制成；并且反应器容器3的电阻材料包含基于电阻材料的总重量计10重量％至99重量％；优选地15重量％至95重量％，更优选地20重量％至90重量％，甚至更优选地25重量％至80重量％，并且最优选地30重量％至75重量％的碳化硅。

例如，反应器容器3由作为碳化硅与一种或多种含碳材料的混合物的电阻材料制成；并且所述一种或多种含碳材料选自石墨、炭黑、焦炭、石油焦和/或其任意混合物；优选地，含碳材料是或者包含石墨。

例如，反应器容器3是不导电的。例如，反应器容器3由陶瓷制成。

例如，所述至少一个流化床反应器(18，19，37，39)包含加热区27和反应区29、一个或多个用于向反应区提供反应流体的流体喷嘴23，以及必要时将颗粒从加热区27输送到反应区29的手段41，和将颗粒从反应区29输送回加热区27的任选手段35。

例如，如图3所示，所述至少一个流化床反应器是单一流化床反应器19，其中加热区27是流化床反应器19的底部部分，而反应区29是流化床反应器19的顶部部分；优选地，该设备包含一个或多个流体喷嘴23以在两个区(27，29)之间或在反应区29中注入反应流体。流化床反应器19进一步包含：任选地用于材料装载的入口7、任选地用于材料排放的出口9以及气体出口11。优选地，流化床反应器19不含加热手段。例如，电极13被布置在流化床反应器19的底部部分处，即，加热区27中。例如，流化床反应器19的顶部(即反应区29)不含电极。任选地，流化床反应器19包含将颗粒从反应区29输送回加热区27的手段35；如借助于布置在流化床反应器19的顶部部分与底部部分之间的管线。

例如，如图4所示，该设备包含至少两个彼此连接的侧向流化床区(27，29)，其中至少一个流化床区27是加热区，并且至少一个流化床区29是反应区。例如，加热区27围绕反应区29。优选地，该设备包含一个或多个流体喷嘴23，该流体喷嘴被布置成借助于分配器33将反应流体和任选地蒸汽注入到至少一个反应区29中。流化床区(27，29)进一步包含：任选地用于材料装载的入口7以及气体出口11。优选地，作为加热区27的至少一个流化床区和/或作为反应区29的至少一个流化床区不含加热手段。例如，作为反应区29的至少一个流化床区显示任选地用于材料排放的出口9。一个或多个流体喷嘴21从分配器31向至少加热区提供流化用气体。利用一个或多个入口装置41，经加热的颗粒从加热区27输送到反应区29，并且利用一个或多个包含降液管(downcomer)的手段35，经分离的颗粒从反应区29输送回加热区27。用于加热区27的流化用气体可为惰性稀释剂，如选自蒸汽、氢、二氧化碳、甲烷、乙烷、氩气、氦气和氮气中的一种或多种。在这样的配置中，用于加热区的流化用气体还可包含空气或氧气以燃烧来自颗粒的沉积焦炭。

例如，如图5所示，该设备包含彼此连接的至少两个流化床反应器(37，39)，其中至少一个流化床反应器37为加热区27，并且至少一个流化床反应器39为反应区29。优选地，该设备包含一个或多个流体喷嘴23，该流体喷嘴被布置成将反应流体和任选地蒸汽注入到作为反应区29的至少一个流化床反应器39中。流化床反应器(37，39)进一步包含：任选地用于材料装载的入口7，以及气体出口11。优选地，作为加热区27的至少一个流化床反应器37和/或作为反应区29的至少一个流化床反应器39不含加热手段。例如，作为反应区29的至少一个流化床反应器39显示任选地用于材料排放的出口9。必要时，借助于入口装置41，经加热的颗粒从加热区27输送到反应区29，以及借助于装置35，反应区之后经分离的颗粒从反应区输送回加热区。用于加热区的流化用气体可为惰性稀释剂，如选自蒸汽、氢、二氧化碳、甲烷、乙烷、氩气、氦气和氮气中的一种或多种。在这样的配置中，用于加热区的流化用气体还可包含空气或氧气以燃烧来自颗粒的沉积焦炭。

例如，作为加热区27的至少一个流化床反应器37包含至少两个电极13，而作为反应区29的至少一个流化床反应器39不含电极。

例如，至少两个流化床反应器(37，39)通过适于将颗粒从加热区27输送到反应区29的手段41(如一个或多个管线)彼此连接。

例如，至少两个流化床反应器(37，39)通过适于将颗粒从反应区29输送回加热区27的手段35(如一个或多个管线)彼此连接。

Claims

1.进行具有至少两个碳的烃的吸热脱氢和/或芳构化以生产烯烃和/或芳族化合物的工艺，所述工艺包括以下步骤：

a)提供至少一个流化床反应器，所述流化床反应器包含至少两个电极以及包含颗粒的床；

c)将所述流化床加热到范围为480℃至700℃的温度以进行吸热脱氢和/或芳构化反应；以及

其特征在于床的颗粒包含导电颗粒和催化组合物的颗粒，其中基于床的颗粒的总重量计至少10重量％的颗粒是导电颗粒并且具有在500℃下范围为0.001Ohm.cm至500Ohm.cm的电阻率，其中所述催化组合物包含一种或多种金属型化合物；并且加热所述流化床的步骤(c)通过使电流通过所述流化床来进行。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于床的导电颗粒是或者包含选自以下的一种或多种颗粒：一种或多种金属合金、一种或多种非金属电阻器、一种或多种金属碳化物、一种或多种过渡金属氮化物、一种或多种金属磷化物、一种或多种含碳颗粒、一种或多种超离子导体、一种或多种磷酸盐电解质、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合氧化物、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合硫化物和/或其任意混合物。

3.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于基于床的导电颗粒的总重量计50重量％至100重量％的床的导电颗粒是选自以下的一种或多种颗粒：一种或多种金属合金、一种或多种非金属电阻器、一种或多种金属碳化物、一种或多种过渡金属氮化物、一种或多种金属磷化物、一种或多种含碳颗粒、一种或多种超离子导体、一种或多种磷酸盐电解质、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合氧化物、掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合硫化物，以及其任意混合物。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的工艺，其特征在于床的导电颗粒是或者包含一种或多种非金属电阻器，所述非金属电阻器选自碳化硅、二硅化钼或其混合物。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的工艺，其特征在于床的导电颗粒是或者包括掺杂有一种或多种较低价阳离子的一种或多种混合氧化物。

6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于所述掺杂有一种或多种较低价阳离子的混合氧化物是一种或多种至少部分地被一种或多种较低价阳离子取代的具有立方萤石结构的氧化物。

7.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于所述一种或多种较低价阳离子选自Sm、Gd、Y、Sc、Yb、Mg、Ca、La、Dy、Er、Eu。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的工艺，其特征在于所述掺杂有一种或多种较低价阳离子的混合氧化物是一种或多种ABO₃钙钛矿，所述ABO₃钙钛矿具有A和B三价阳离子，在A位至少部分地被一种或多种较低价阳离子取代，且在B位包含Ni、Ga、Co、Cr、Mn、Sc、Fe和/或其混合中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的工艺，其特征在于所述一种或多种较低价阳离子选自Ca、Sr、或Mg。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的工艺，其特征在于所述掺杂有一种或多种较低价阳离子的混合氧化物是一种或多种ABO₃钙钛矿，所述ABO₃钙钛矿具有A二价阳离子和B四价阳离子，至少部分地在B位被一种或多种较低价阳离子取代或者在B位被不同B要素的混合取代。

11.根据权利要求10所述的工艺，其特征在于所述一种或多种较低价阳离子选自Mg、Sc、Y、Nd或Yb。

12.根据权利要求5至11中任一项所述的工艺，其特征在于所述掺杂有一种或多种较低价阳离子的混合氧化物是一种或多种A₂B₂O₇烧绿石，所述A₂B₂O₇烧绿石具有A三价阳离子和B四价阳离子，在A位至少部分地被一种或多种较低价阳离子取代且在B位包含Sn、Zr和Ti中的至少一种。

13.根据权利要求12所述的工艺，其特征在于所述一种或多种较低价阳离子选自Ca或Mg。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的工艺，其特征在于床的导电颗粒是或者包含一种或多种金属合金。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的工艺，其特征在于床的导电颗粒是或者包含一种或多种超离子导体。

16.根据权利要求15所述的工艺，其特征在于所述一种或多种超离子导体选自LiAlSiO₄、Li₁₀GeP₂S₁₂、L_i3.6Si_0.6P_0.4O₄、钠超离子导体、或钠β氧化铝。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的工艺，其特征在于所述工艺选自链烷烃脱氢工艺、烷基芳族化合物脱氢工艺、石脑油重整工艺和链烷烃芳构化工艺。

18.根据权利要求17所述的工艺，其特征在于所述工艺是链烷烃脱氢工艺，并且所述催化剂组合物包含一种或多种选自镓、锌、铬、铁、VIII族金属或其混合物的催化剂材料；以及一种或多种催化载体。

19.根据权利要求18所述的工艺，其特征在于所述一种或多种催化载体是一种或多种耐火材料。

20.根据权利要求17所述的工艺，其特征在于所述工艺是烷基芳族化合物脱氢工艺，并且，所述催化剂组合物包含基于催化剂组合物的总重量计50至85重量％的Fe₂O₃；3至25重量％的K₂O；3至30重量％的CeO₂；0.1至5重量％的CaO；0.1至5重量％的Na₂O以及0.1至150ppm的至少一种选自Pb、Pt、Os、Ir、Ru、Re、Pd、Ag、Au、Sn或其任意混合的元素。

21.根据权利要求17所述的工艺，其特征在于所述工艺是石脑油重整工艺，并且，所述催化剂组合物包含基于所述催化剂组合物的总重量计0.01至3.0重量％的一种或多种VIII族金属；0.1至3.5重量％的卤化物；以及0.01至5.0重量％的一种或多种选自IIIA、IVA、IB、VIB和/或VIIB族的金属。

22.根据权利要求17所述的工艺，其特征在于所述工艺是链烷烃芳构化工艺，并且，所述催化剂组合物包含5.0至90.0重量％的一种或多种沸石，所述沸石包含至少一种10元环通道且基于所述催化剂组合物的总重量计；0.1至5.0重量％的卤化物；以及0.05至10.0重量％的一种或多种选自Ga、In、Zn、Cu、Re、Mo、W的催化剂材料；或基于所述催化剂组合物的总重量计0.005至1.0重量％的一种或多种VIII族金属或其混合物。

23.根据权利要求1至22中任一项所述的工艺，其特征在于，其中步骤a)中提供的所述至少一个流化床反应器包含加热区和反应区，并且其中步骤b)中提供的所述流体料流被提供给所述加热区并且包含稀释气体，将所述流化床加热到范围为480℃至700℃的温度以进行烃的吸热脱氢和/或芳构化的步骤c)包括以下子步骤：

-通过在至多100V的电压下使电流通过所述至少一个流化床的加热区，将所述流化床加热到范围为480℃至700℃的温度，

-将所述经加热的颗粒从所述加热区输送至所述反应区，

-在所述反应区中，通过使包含一种或多种烃和任选的稀释气体的流体料流向上通过所述反应区的所述床而使经加热的颗粒处于流化状态，以获得流化床并进行烃的吸热脱氢和/或芳构化。

24.根据权利要求23所述的工艺，其特征在于将流化床加热到范围为480℃至700℃的温度以进行烃的吸热脱氢和/或芳构化的步骤c)还包括从反应区收取颗粒并将它们再循环到加热区的子步骤。

25.用于根据权利要求1至24中任一项所述的进行吸热脱氢和/或芳构化反应的工艺的设备，所述设备包含气化器和布置在所述气化器下游的至少一个流化床反应器(18，19，37，39)，其中所述至少一个流化床反应器包含：

-至少两个电极(13)；

-反应器容器(3)；

-一个或多个流体喷嘴(21，23)，用于将流化用气体和/或反应流体引入至少一个流化床反应器(18，19，37，39)内；以及

-包含颗粒的床(25)；

所述设备的特征在于床(25)的颗粒包含导电颗粒和催化组合物的颗粒，其中基于床(25)的颗粒的总重量计至少10重量％的所述颗粒是导电颗粒并且具有在500℃下范围为0.001Ohm.cm至500Ohm.cm的电阻率，其中所述催化组合物包含一种或多种金属型化合物。

26.根据权利要求25所述的设备，其特征在于所述设备进一步包含布置在所述流化床反应器上游的脱硫反应器。

27.用于进行根据权利要求21或22所述的工艺中的吸热脱氢和/或芳构化反应的根据权利要求25或26所述的设备，其特征在于所述至少一个流化床反应器(18，19，37，39)包含加热区(27)和反应区(29)、一个或多个向所述反应区(29)提供反应流体的流体喷嘴(23)。

28.根据权利要求27所述的设备，其特征在于所述至少一个流化床反应器(18，19，37，39)进一步包含将床(25)的颗粒从反应区(29)输送回加热区(27)的手段(35)。

29.根据权利要求27或28所述的设备，其特征在于其包含彼此连接的至少两个流化床反应器(37，39)，其中至少一个反应器(37)是加热区(27)，以及至少另一个反应器(39)是反应区(29)。

30.根据权利要求27或28所述的设备，其特征在于所述至少一个流化床反应器(19)是单一流化床反应器，其中加热区(27)是流化床反应器(19)的底部部分，而反应区(29)是流化床反应器(19)的顶部部分。

31.根据权利要求27或28所述的设备，其特征在于所述至少一个流化床(18)包含至少两个侧向区，所述至少两个侧向区是外部区和内部区，其中所述外部区围绕所述内部区，所述外部区是加热区(27)并且所述内部区是反应区(29)。

32.包含颗粒的床(25)在至少一个流化床反应器(18，19，37，39)中进行根据权利要求1至24中任一项所述的烃的脱氢和/或芳构化工艺的用途，所述用途的特征在于床(25)的颗粒包含导电颗粒和催化组合物的颗粒，其中基于床(25)的颗粒的总重量计至少10重量％的颗粒是导电颗粒并且具有在500℃下范围为0.001Ohm.cm至500Ohm.cm的电阻率，其中所述催化组合物包含一种或多种金属型化合物。

33.根据权利要求32所述的用途，其特征在于其包括在第一反应器(37)中将包含颗粒的床(25)加热到范围为480℃至700℃的温度，将经加热的颗粒床从第一反应器(37)输送至反应器(39)并将反应流体提供给第二反应器(39)。

34.具有至少一个流化床反应器(18，19，37，39)的设备用于进行烃的脱氢和/或芳构化反应的用途，其特征在于所述设备根据权利要求25至31中任一项所述。