CN117813160A - 再生催化剂和提质烷烃和/或烷基芳族烃的方法 - Google Patents

Abstract

使可包括第10族元素、无机载体和污染物的至少部分失活的催化剂再生的方法。第10族元素可具有0.06重量％‑6重量％的浓度，基于无机载体的重量。方法可包括(I)使用基于加热气体混合物中的总摩尔数包括浓度>5mol％的H₂O的加热气体混合物来加热失活的催化剂以产生前体催化剂。方法还可包括(II)提供基于氧化气体中的总摩尔数包括≤5mol％的H₂O的氧化气体，和(III)在氧化温度下使前体催化剂与氧化气体接触至少30秒的持续时间从而产生氧化的前体催化剂。方法还可包括(IV)由氧化的前体催化剂获得再生的催化剂。

Description

再生催化剂和提质烷烃和/或烷基芳族烃的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求提交日期为2021年8月11日的美国临时申请号63/231,946的优先权和权益，其公开内容通过引用全部并入本文。

技术领域

本公开内容涉及再生催化剂和提质烷烃和/或烷基芳族烃的方法。

背景技术

烷烃和/或烷基芳族烃的催化脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化是工业上重要的化学转化方法，其是吸热的和平衡限制的。可通过各种不同的负载催化剂体系例如基于Pt、基于Cr、基于Ga、基于V、基于Zr、基于In、基于W、基于Mo、基于Zn和基于Fe的体系来进行烷烃例如C₂-C₁₂烷烃和/或烷基芳烃例如乙基苯的脱氢。在现有的丙烷脱氢方法中，某种方法使用氧化铝负载的氧化铬催化剂，其提供大约50％(90％丙烯选择性下55％丙烷转化率)的最高丙烯收率之一，其在大约560℃至650℃的温度下并在20kPa-绝对值至50kPa-绝对值的低压力下获得。期望提高丙烯收率而不必在这样低的压力下操作从而提高脱氢方法的效率。

提高脱氢方法的温度是根据该方法的热力学提高该方法的转化率的一种方式。例如，在670℃、100kPa-绝对值下，在不存在任何惰性/稀释剂的情况下，通过模拟估计平衡收率丙烯收率为大约74％。然而在这样高的温度下，催化剂非常快速地失活和/或丙烯选择性变得不经济地低。据信快速的催化剂失活是由焦炭沉积至催化剂上和/或活性相的聚集造成的。可通过使用含氧气体燃烧去除焦炭，然而，活性相的聚集被认为在燃烧过程期间加剧，这快速地降低催化剂的活性和稳定性。

因此，需要使至少部分失活的催化剂再生的改进方法和脱氢、脱氢芳构化和/或脱氢环化烷烃和/或烷基芳族烃的方法。本公开内容满足这一需要和其他需要。

发明内容

提供了使至少部分失活的催化剂再生的方法和提质烃的方法。在一些实施方案中，可使用所述方法来使可包括第10族元素、无机载体和污染物的至少部分失活的催化剂再生。第10族元素可具有在0.06重量％-6重量％范围内的浓度，基于无机载体的重量。所述方法可包括(I)使用基于加热气体混合物中的总摩尔数可包括浓度大于5mol％的H₂O的加热气体混合物来加热至少部分失活的催化剂以产生前体催化剂。所述方法还可包括(II)提供基于氧化气体中的总摩尔数可包括不大于5mol％的H₂O的氧化气体。所述方法还可包括(III)在620℃-1,000℃范围内的氧化温度下使前体催化剂与氧化气体接触至少30秒、优选至少1分钟、优选至少5分钟的持续时间，从而产生氧化的前体催化剂。所述方法还可包括(IV)由氧化的前体催化剂获得再生的催化剂。

在其他实施方案中，提质烃的方法可包括(I)使含烃进料与可包括第10族元素和无机载体的催化剂接触，以实现含烃进料的至少一部分的脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化中的一种或多种，从而产生可包括第10族元素、无机载体和污染物的至少部分失活的催化剂和可包括一种或多种提质烃和分子氢的流出物。含烃进料可包括C₂-C₁₆线性或支化的烷烃中的一种或多种，或C₄-C₁₆环状烷烃中的一种或多种，C₈-C₁₆烷基芳烃中的一种或多种，或它们的混合物。第10族元素可具有在0.06重量％-6重量％范围内的浓度，基于无机载体的重量。含烃进料和催化剂可在300℃-900℃范围内的温度下接触。一种或多种提质烃可包括脱氢的烃、脱氢芳构化的烃和脱氢环化的烃中的至少一种。所述方法还可包括(II)使用基于加热气体混合物中的总摩尔数可包括浓度大于5mol％的H₂O的加热气体混合物来加热至少部分失活的催化剂以产生前体催化剂。所述方法还可包括(III)提供基于氧化气体中的总摩尔数可包括不大于5mol％的H₂O的氧化气体。所述方法还可包括(IV)在620℃-1,000℃范围内的氧化温度下使前体催化剂与氧化气体接触至少30秒的持续时间从而产生氧化的前体催化剂。所述方法还可包括(V)由氧化的前体催化剂获得再生的催化剂。所述方法还可包括(VI)使额外数量的含烃进料与至少部分的再生的催化剂接触从而产生额外的至少部分失活的催化剂和额外的流出物。

附图简要说明

图1显示对于PDH而言实施例5中使用的催化剂的性能在75+次循环之后稳定。

图2显示尽管再生温度(620℃)比其他实施例低得多，对比催化剂1的性能仍持续失活。

详述

现在将描述本发明的各种具体的实施方案、变体和实施例，包括就理解要求保护的发明的目的而言采用的优选实施方案和定义。虽然以下详细的描述给出了具体的优选实施方案，但是本领域技术人员将领会这些实施方案仅是示例性的，以及可以以其他方式来实施本发明。就确定侵权的目的而言，本发明的范围将指所附权利要求中的任何一个或多个，包括其等同物和与记载的那些等同的要素或限制。任何对“发明”的提及可以是指通过权利要求书限定的本发明中的一个或多个，但不必是全部。

在本公开内容中，方法被描述为包括至少一个“步骤”。应理解，每个步骤是可以在该方法中以连续或不连续的方式进行一次或多次的动作或操作。除非有相反规定或上下文另有明确指出，否则方法中的多个步骤可以如它们所列的顺序依次地、与一个或多个其他步骤重叠或不重叠地、或以任何其他顺序进行，视情况而定。另外，就相同或不同批次的材料而言，一个或多个或甚至所有步骤可以同时进行。例如，在连续方法中，当该方法中的第一步骤就刚加料至方法开始时的原料而言进行，第二步骤可以就中间材料而言同时进行，所述中间材料由处理在第一步骤中较早时间时加料至该方法中的原料而产生。优选地，步骤以所描述的顺序进行。

除非另有指出，在本公开内容中所有表示数量的数应理解为在所有情况下都由术语“约”修饰。还应理解，说明书和权利要求书中使用的精确数值构成具体实施方案。已经努力确保实施例中数据的准确。然而，应理解由于用于获得测量结果的技术和/或设备的限制，任何测量的数据固有地含有一定水平的误差。

本文使用一组数值上限和一组数值下限描述某些实施方案和特征。应领会，除非另外指出，否则涵盖包括任何两个值的组合的范围，例如任何下限值与任何上限值的组合、任何两个下限值的组合和/或任何两个上限值的组合。

如本文使用的，不定冠词“一个”或“一种”意为“至少一个(种)”，除非有相反规定或上下文另有明确指出。因此，除非相反规定或上下文明确指出仅使用了一个反应器或转化区域，使用“反应器”或“转化区域”的实施方案包括使用一个、两个或更多个反应器或转化区域的实施方案。

术语“烃”意为(i)由氢和碳原子组成的任何化合物或(ii)两种或更多种(i)中这样的化合物的任何混合物。术语“Cn烃”，其中n为正整数，意为(i)在它的分子中以总数为n包含碳原子(一个或多个)的任何烃化合物，或(ii)两种或更多种(i)中这样的烃化合物的任何混合物。因此，C2烃可为乙烷、乙烯、乙炔、或这些化合物中至少两种以任何比例的混合物。“Cm至Cn烃”或“Cm-Cn烃”，其中m和n是正整数且m<n，意为Cm、Cm+1、Cm+2、…、Cn-1、Cn烃中任一种，或其两种或更多种的任何混合物。因此，“C2至C3烃”或“C2-C3烃”可为乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯、丙炔、丙二烯、环丙烷中任一种，及其两种或更多种以组分间任何比例的任何混合物。“饱和的C2-C3烃”可为乙烷、丙烷、环丙烷、或其两种或更多种以任何比例的任何混合物。“Cn+烃”意为(i)在它的分子中以至少n的总数包含碳原子(一个或多个)的任何烃化合物，或(ii)两种或更多种(i)中这样的烃化合物的任何混合物。“Cn-烃”意为(i)在它的分子中以至多n的总数包含碳原子的任何烃化合物，或(ii)两种或更多种(i)中这样的烃化合物的任何混合物。“Cm烃料流”意为基本上由Cm烃(一种或多种)组成的烃料流。“Cm-Cn烃料流”意为基本上由Cm-Cn烃(一种或多种)组成的烃料流。

就本公开内容的目的而言，元素的命名法是根据如Hawley'sCondensed ChemicalDictionary,第16版,John Wiley&Sons,Inc.,(2016),附录V中描述的元素周期表的版本(按照新的记号法)。例如，第2族元素包括Mg、第4族元素包括Zr，第8族元素包括Fe、第9族元素包括Co、第10族元素包括Ni和第13族元素包括Al。如本文使用的术语“准金属”是指以下元素：B、Si、Ge、As、Sb、Te和At。在本公开内容中，当指出存在给定元素时，它可以单质状态或作为它的任何化合物存在，除非另外规定或上下文另有明确表示。

术语“烷烃”意为饱和烃。术语“环状烷烃”意为在分子结构中包含环状碳环的饱和烃。烷烃可为线性、支化或环状的。

术语“芳族的”应按照它的领域公认的范围理解，其包括烷基取代的和未取代的单核和多核化合物。

当在短语例如“富含X”或“富含X的”中使用时，术语“富含”意为，就从装置例如转化区域获得的输出料流而言，料流包含的材料X的浓度高于在加料至该料流源自的同一装置的进料材料中材料X的浓度。当在短语例如“贫含X”或“贫含X的”中使用时，术语“贫含”意为，就从装置例如转化区域获得的输出料流而言，料流包含的材料X的浓度低于在加料至该料流源自的同一装置的进料材料中材料X的浓度。

术语“选择性”是指催化反应中规定化合物的生产率(以碳摩尔数为基础)。作为实例，短语“烷烃转化反应具有100％的对烯烃的选择性”意为在反应中转化的100％的烷烃(碳摩尔数基础)转化为烯烃。当连同规定反应物使用时，术语“转化率”意为反应中消耗的反应物的量。例如，当规定反应物是丙烷时，100％转化率意为反应中消耗了100％的丙烷。在另一实例中，当规定反应物是丙烷时，如果一摩尔的丙烷转化成一摩尔的甲烷和一摩尔的乙烯，则对甲烷的选择性是33.3％和对乙烯的选择性是66.7％。收率(碳摩尔数基础)是转化率乘以选择性。

烃提质和催化剂再生方法

含烃进料可为或可包括，但不限于，一种或多种烷烃，例如C₂-C₁₆线性或支化烷烃和/或C₄-C₁₆环状烷烃，和/或一种或多种烷基芳族烃，例如C₈-C₁₆烷基芳烃。在一些实施方案中，含烃进料可任选包括0.1体积％至50体积％的蒸汽，基于含烃进料中任何C₂-C₁₆烷烃和任何C₈-C₁₆烷基芳烃的总体积。在其他实施方案中，含烃进料可包括<0.1体积％的蒸汽或可不含蒸汽，基于含烃进料中任何C₂-C₁₆烷烃和任何C₈-C₁₆烷基芳烃的总体积。含烃进料可与包括第10族元素例如Pt和无机载体的催化剂接触，以实现含烃进料的至少一部分的脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化中的一种或多种，从而产生包括第10族元素、无机载体和污染物例如焦炭的至少部分失活的催化剂和可包括一种或多种提质烃和分子氢的流出物。

一种或多种提质烃可为或可包括，但不限于，一种或多种脱氢的烃、一种或多种脱氢芳构化的烃、一种或多种脱氢环化的烃或它们的混合物。含烃进料和催化剂可在300℃-900℃范围内的温度下接触。在一些实施方案中，含烃进料和催化剂可接触≤5小时、≤4小时、或≤3小时、≤1小时、≤0.5小时、≤0.1小时、≤3分钟、≤1分钟、≤30秒、或≤0.1秒的时间段。在一些实施方案中，含烃进料和催化剂可在至少20kPa-绝对值的烃分压下接触，其中烃分压是含烃进料中任何C₂-C₁₆烷烃和任何C₈-C₁₆烷基芳烃的总分压。催化剂可包括0.06重量％-6重量％的第10族元素例如Pt，基于无机载体的重量。

前体催化剂可由至少部分失活的催化剂获得。在一些实施方案中，可直接提供至少部分失活的催化剂作为前体催化剂。在其他实施方案中，前体催化剂可通过以下获得：使用基于加热气体混合物中的总摩尔数包括浓度大于5mol％的H₂O的加热气体混合物来加热至少部分失活的催化剂以产生前体催化剂。在一些实施方案中，可通过用氧化气体燃烧至少部分失活的催化剂上设置的至少一部分的污染物例如焦炭和/或剩余含烃进料来产生加热气体混合物。在一些实施方案中，加热气体混合物可通过用氧化气体燃烧燃料来产生。在其他实施方案中，加热气体混合物可通过用氧化气体燃烧至少部分失活的催化剂上设置的至少一部分的污染物和燃料来产生。在其他实施方案中，可包括浓度大于5mol％的H₂O的H₂O的加热气体混合物可用H₂O，例如具有大于5mol％的H₂O的加热的空气来提供。燃料可为或可包括，但不限于，H₂、CO和烃中的至少一种。氧化气体可为或可包括，但不限于，O₂、O₃、CO、或它们的任何混合物。在一些实施方案中，加热气体混合物可接触部分失活的催化剂<5min、<2min、<1min、<30s、<10s、<5s、<1s、<0.5s、<0.1s的持续时间。

可提供氧化气体。氧化气体可包括不大于5mol％的H₂O、不大于4.5mol％的H₂O、不大于4mol％的H₂O、不大于3.5mol％的H₂O、不大于3mol％的H₂O、不大于2.5mol％的H₂O、不大于2mol％的H₂O、不大于1.7mol％的H₂O、不大于1.5mol％的H₂O、不大于1.3mol％的H₂O、不大于1mol％的H₂O、不大于0.7mol％的H₂O、不大于0.5mol％的H₂O、不大于0.3mol％的H₂O、或不大于0.1mol％的H₂O，基于氧化气体中的总摩尔数。无论直接提供至少部分失活的催化剂作为前体催化剂还是使用加热气体混合物加热至少部分失活的催化剂，前体催化剂都可与氧化气体接触。

已经令人惊讶并出乎意料地发现，无论直接提供至少部分失活的催化剂作为前体催化剂还是使用加热气体混合物加热至少部分失活的催化剂从而产生前体催化剂，使前体催化剂与包括不大于5mol％的H₂O的氧化气体接触都可明显改进再生的催化剂的活性和/或选择性。不希望受理论束缚，据信氧化气体中存在的H₂O可以明显降低Pt重新分散的有效性并由此降低再生的催化剂的有效性。

前体催化剂可与氧化气体在从620℃、650℃、675℃、700℃、或750℃至775℃、800℃、850℃、900℃、950℃、或1,000℃范围内的氧化温度下与氧化气体接触从而产生氧化的前体催化剂。前体催化剂可与氧化气体接触至少30秒、至少1分钟、至少5分钟、至少7分钟、至少10分钟、至少15分钟、至少20分钟、至少25分钟、至少30分钟、至少45分钟、至少60min或至少120分钟的持续时间从而产生氧化的前体催化剂。在一些实施方案中，前体催化剂可与氧化气体接触在从30秒、1分钟、5分钟、或10分钟至30分钟、60分钟、或120分钟范围内的持续时间从而产生氧化的前体催化剂。在一些实施方案中，前体催化剂和氧化气体可彼此接触≤2小时、≤1小时、≤30分钟、≤10分钟、≤5分钟、≤1分钟、≤30秒、≤10秒、≤5秒、或≤1秒的持续时间从而产生氧化的前体催化剂。例如，前体催化剂和氧化气体可彼此接触在2秒至2小时范围内的持续时间从而产生氧化的前体催化剂。在一些实施方案中，前体催化剂和氧化气体可接触足以去除≥50重量％、≥75重量％、或≥90重量％或>99重量％的设置在前体催化剂上的污染物例如焦炭的持续时间。

前体催化剂和氧化气体可在从5kPa-绝对值、10kPa-绝对值、20kPa-绝对值、50kPa-绝对值、100kPa-绝对值、300kPa-绝对值、500kPa-绝对值、750kPa-绝对值、或1,000kPa-绝对值至1,500kPa-绝对值、2,500kPa-绝对值、4,000kPa-绝对值、5,000kPa-绝对值、7,000kPa-绝对值、8,500kPa-绝对值、或10,000kPa-绝对值范围内的氧化气体分压下彼此接触从而产生氧化的前体催化剂。在一些实施方案中，在与前体催化剂接触期间氧化气体分压可在从5kPa-绝对值、10kPa-绝对值、20kPa-绝对值、50kPa-绝对值、100kPa-绝对值、150kPa-绝对值、200kPa-绝对值、250kPa-绝对值、或300kPa-绝对值至500kPa-绝对值、600kPa-绝对值、700kPa-绝对值、800kPa-绝对值、900kPa-绝对值、或1,000kPa-绝对值范围内以产生氧化的前体催化剂。

不希望受理论束缚，据信与在与含烃进料接触之前的催化剂相比，设置在前体催化剂上的至少一部分的第10族元素例如Pt可以聚集。据信在前体催化剂与氧化气体接触期间，当前体催化剂上的至少一部分的污染物可以燃烧时，至少一部分的第10族元素可重新分散在无机载体周围。重新分散至少一部分的聚集的第10族元素可提高活性并改进催化剂经许多次循环的稳定性。

在一些实施方案中，可在低于氧化温度的温度下提供氧化气体，并且可在使前体催化剂与氧化气体在氧化温度下接触之前将氧化气体预加热至高于前体催化剂的温度的温度。在一些实施方案中，可通过使用辐射/传导热源、热交换器或它们的组合来预加热氧化气体。在其他实施方案中，可通过使用辐射/传导热源、热交换器或它们的组合来加热氧化气体、前体催化剂、或氧化气体和前体催化剂两者。换句话说，可单独加热前体催化剂和/或氧化气体并然后在氧化温度下使其彼此接触，或在存在彼此的情况下将其加热至氧化温度。在一些实施方案中，辐射/传导热源可为或可包括一种或多种电加热元件。

再生的催化剂可由氧化的前体催化剂获得。在一些实施方案中，可直接提供氧化的前体催化剂作为再生的催化剂。在一些实施方案中，氧化的前体催化剂可任选与可不含O₂的第一汽提气体接触从而产生汽提的氧化的前体催化剂，并且再生的催化剂可由汽提的氧化的前体催化剂获得。第一汽提气体可为或可包括，但不限于，CO、CO₂、N₂、C₁-C₄烃、H₂O、He、Ne、Ar、或它们的任何混合物。在一些实施方案中，可直接提供汽提的氧化的前体催化剂作为再生的催化剂。

在一些实施方案中，相比于与含烃进料接触的催化剂中的第10族元素，并且相比于至少部分失活的催化剂中的第10族元素，氧化的前体催化剂中的至少一部分的第10族元素例如Pt可处于更高的氧化态。在一些实施方案中，氧化的前体催化剂或汽提的氧化的前体催化剂可与含H₂气氛接触从而产生还原的催化剂。在其他实施方案中，氧化的前体催化剂或汽提的氧化的前体催化剂可与含有H₂、CO、CH₄、C₂H₆、C₃H₈、C₂H₄、C₃H₆、蒸汽或它们的混合物的气氛接触从而产生还原的催化剂。在一些实施方案中，与氧化的前体催化剂接触的气氛还可包括惰性气体例如Ar、Ne、He、N₂、CO₂、H₂O或它们的混合物。在这样的实施方案中，与氧化的前体催化剂中的第10族元素相比，还原的催化剂中的至少一部分的第10族元素可还原至更低的氧化态，例如单质态。

在一些实施方案中，氧化的前体催化剂或汽提的氧化的前体催化剂可在从400℃、450℃、500℃、550℃、600℃、620℃、650℃、或670℃至720℃、750℃、800℃、或900℃范围内的温度下与含H₂气氛或含有H₂、CO、CH₄、C₂H₆、C₃H₈、C₂H₄、C₃H₆、蒸汽或它们的混合物的气氛接触。氧化的前体催化剂或汽提的氧化的前体催化剂和含H₂气氛或含有H₂、CO、CH₄、C₂H₆、C₃H₈、C₂H₄、C₃H₆、蒸汽或它们的混合物的气氛可接触在从0.01秒、0.1秒、1秒、5秒、10秒、20秒、30秒、或1分钟至10分钟、30分钟、或60分钟范围内的持续时间。氧化的前体催化剂或汽提的氧化的前体催化剂和含H₂气氛或含有H₂、CO、CH₄、C₂H₆、C₃H₈、C₂H₄、C₃H₆、蒸汽或它们的混合物的气氛可在0.1kPa-绝对值、1kPa-绝对值、5kPa-绝对值、10kPa-绝对值、20kPa-绝对值、50kPa-绝对值、或100kPa-绝对值、300kPa-绝对值、500kPa-绝对值、750kPa-绝对值、或1,000kPa-绝对值至1,500kPa-绝对值、2,500kPa-绝对值、4,000kPa-绝对值、5,000kPa-绝对值、7,000kPa-绝对值、8,500kPa-绝对值、或10,000kPa-绝对值的还原剂分压下接触，其中还原剂包括任何H₂、CO、CH₄、C₂H₆、C₃H₈、C₂H₄、C₃H₆和蒸汽。在其他实施方案中，还原剂分压可在从0.1kPa-绝对值、1kPa-绝对值、5kPa-绝对值、10kPa-绝对值、20kPa-绝对值、50kPa-绝对值、100kPa-绝对值、150kPa-绝对值、200kPa-绝对值、250kPa-绝对值、或300kPa-绝对值至500kPa-绝对值、600kPa-绝对值、700kPa-绝对值、800kPa-绝对值、900kPa-绝对值、或1,000kPa-绝对值范围内从而产生再生的催化剂，其中还原剂包括任何H₂、CO、CH₄、C₂H₆、C₃H₈、C₂H₄、C₃H₆和蒸汽。

在一些实施方案中，氧化的前体催化剂或汽提的氧化的前体催化剂可与含H₂气氛在高于再生的催化剂的使用温度的温度下接触。在这样的实施方案中，可将还原的催化剂冷却至使用温度。在一些实施方案中，可在不多于20分钟、不多于15分钟、不多于10分钟、不多于7分钟、不多于5分钟、不多于2分钟、不多于1分钟、不多于30秒、不多于10秒、不多于5秒、不多于2秒、不多于1秒、不多于0.1秒、不多于0.01秒、或不多于0.001秒的持续时间内将还原的催化剂冷却至使用温度。催化剂的使用温度是这样的温度，在该温度下含烃进料或额外数量的含烃进料与催化剂或再生的催化剂接触以实现含烃进料的至少一部分的脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化中的一种或多种，从而产生可包括第10族元素、无机载体和污染物的至少部分失活的催化剂和可包括一种或多种提质烃和分子氢的流出物。

再生的催化剂可由还原的催化剂获得。在一些实施方案中，可直接提供还原的催化剂作为再生的催化剂。在其他实施方案中，还原的催化剂可与第二汽提气体接触从而产生再生的催化剂。第二汽提气体可为或可包括，但不限于，CO、CO₂、N₂、C₁-C₄烃、H₂O、He、Ne、Ar、或它们的任何混合物。

至少一部分的再生的催化剂、新的或新鲜的催化剂、或它们的混合物可在反应或转化区域内与额外数量的含烃进料接触，从而产生额外的流出物和额外的至少部分失活的催化剂。从使含烃进料与催化剂接触至使额外数量的含烃进料与至少一部分的再生的催化剂和任选与新的或新鲜的催化剂接触的循环时间可为≤5小时、≤4.5小时、≤4小时、≤3.5小时、≤3小时、≤2.5小时、≤2小时、≤1小时、≤0.5小时、≤0.2小时、≤0.1小时、≤0.05小时、或≤0.01小时。

第一循环在催化剂与含烃进料接触时开始，之后与至少氧化气体接触从而产生氧化的前体催化剂，其可直接作为再生的催化剂提供，或至少与氧化气体和任选的还原气体接触从而产生再生的催化剂，和第一循环在再生的催化剂与额外数量的含烃进料接触时结束。如果在含烃进料和氧化气体的流动之间、在氧化气体和还原气体(如果使用)之间、在氧化气体和额外数量的含烃进料之间、和/或在还原气体(如果使用)和额外数量的含烃进料之间使用第一汽提气体和/或第二汽提气体或任何其他汽提气体(一种或多种)，则使用这样的汽提气体(一种或多种)的时间段将包括在循环时间中包括的时间段中。如此，从步骤中使含烃进料与催化剂接触至使额外数量的含烃进料与再生的催化剂接触的循环时间可为≤5小时。

包括第10族元素例如Pt和无机载体的催化剂可在许多次循环例如至少15次、至少20次、至少30次、至少40次、至少50次、至少60次、至少70次、至少100次循环、至少125次循环、至少150次循环、至少175次循环或至少200次循环之后保持足够的活性和稳定性，其中每次循环时间持续≤5小时、≤4小时、≤3小时、≤2小时、≤1小时、≤50分钟、≤45分钟、≤30分钟、≤15分钟、≤10分钟、≤5分钟、≤1分钟、≤30秒或≤10秒。在一些实施方案中，循环时间可为从5秒、30秒、1分钟或5分钟至10分钟、20分钟、30分钟、45分钟、50分钟、70分钟、2小时、3小时、4小时或5小时。在一些实施方案中，在催化剂性能稳定(有时前几次循环可具有相对差或相对好的性能，但是性能最终可以稳定)之后，当与含烃进料最初接触时，方法可产生第一提质烃产物收率，例如当含烃进料包括丙烷时的丙烯，以提质烃选择性例如丙烯为≥75％、≥80％、≥85％、或≥90％、或>95％，并且当完成最后循环(总计至少15次循环)时可具有第二提质烃产物收率，其可为第一提质烃产物收率的至少90％、至少93％、至少95％、至少97％、至少98％、至少99％、至少99.5％、或至少100％，以提质烃选择性例如丙烯为≥75％、≥80％、≥85％、或≥90％、或>95％。

在一些实施方案中，当含烃进料包括丙烷和提质烃包括丙烯时，使含烃进料与催化剂接触可以至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、或至少95％的丙烯选择性产生至少45％、至少50％、至少52％、至少53％、至少55％、至少57％、至少60％、至少62％、至少63％、至少64％、至少65％、或至少66％的丙烯收率，持续至少15次、至少20次、至少30次、至少40次、至少50次、至少60次、至少70次、至少100次循环、至少125次循环、至少150次循环、至少175次循环、或至少200次循环。在其他实施方案中，当基于含烃进料的总体积包括至少70体积％的丙烷的含烃进料在至少20kPa-绝对值的丙烷分压下进行接触时，可获得以至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、或至少95％的丙烯选择性的至少45％、至少50％、至少52％、至少53％、至少55％、至少57％、至少60％、至少62％、至少63％、至少64％、至少65％或至少66％的丙烯收率，持续至少15次、至少20次、至少30次、至少40次、至少50次、至少60次、至少70次、至少100次循环、至少125次循环、至少150次循环、至少175次循环、或至少200次循环。据信可通过进一步优化载体的组成和/或调节一个或多个方法条件将丙烯收率进一步提高到至少67％、至少68％、至少70％、至少72％、至少75％、至少77％、至少80％、或至少82％，以至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、或至少95％的丙烯选择性，持续至少15次、至少20次、至少30次、至少40次、至少50次、至少60次、至少70次、至少100次循环、至少125次循环、至少150次循环、至少175次循环、或至少200次循环。在一些实施方案中，当催化剂与烃进料在至少620℃、至少630℃、至少640℃、至少650℃、至少655℃、至少660℃、至少670℃、至少680℃、至少690℃、至少700℃、或至少750℃的温度下接触至少15次、至少20次、至少30次、至少40次、至少50次、至少60次、至少70次、至少100次循环、至少125次循环、至少150次循环、至少175次循环、或至少200次循环时可获得所述丙烯收率。

适合于进行本文公开的方法的系统可包括本领域公知的系统，例如WO公开号WO2017078894中公开的固定床反应器；美国专利号3,888,762；7,102,050；7,195,741；7,122,160和8,653,317和美国专利申请公开号2004/0082824；2008/0194891中公开的流化提升管反应器和/或下行式反应器；和美国专利号8,754,276；美国专利申请公开号2015/0065767和WO公开号WO2013169461中公开的逆流反应器。

催化剂

催化剂可包括0.06重量％、0.07重量％、0.08重量％、0.09重量％、0.1重量％、0.2重量％、0.5重量％、或1重量％至2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、或6重量％的第10族元素，基于无机载体的重量。在一些实施方案中，催化剂可包括>0.06重量％、>0.08重量％、>0.1重量％、>0.13重量％、>0.15重量％、>0.17重量％、>0.2重量％、>0.2重量％、>0.23、>0.25重量％、>0.27重量％、或>0.3重量％且<0.5重量％、<1重量％、<2重量％、<3重量％、<4重量％、<5重量％、或<6重量％的第10族元素，基于无机载体的重量。在一些实施方案中，第10族元素可为或可包括Ni、Pd、Pt、它们的组合或它们的混合物。在至少一种实施方案中，第10族元素可为或可包括Pt。在一些实施方案中，可能够实现含烃进料的脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化中的一种或多种的再生的催化剂的活性组分可包括第10族元素，所述含烃进料包括C₂-C₁₆线性或支化的烷烃中的一种或多种，或C₄-C₁₆环状烷烃中的一种或多种，C₈-C₁₆烷基芳烃中的一种或多种，或它们的混合物。

无机载体可为或可包括，但不限于，一种或多种第4族元素、它们的组合或它们的混合物。在一些实施方案中，第4族元素可以其单质形式存在。在其他实施方案中，第4族元素可以化合物的形式存在。例如，第4族元素可作为氧化物、磷酸盐、卤化物、卤酸盐、硫酸盐、硫化物、硼酸盐、氮化物、碳化物、铝酸盐、铝硅酸盐、硅酸盐、碳酸盐、偏磷酸盐、硒化物、钨酸盐、钼酸盐、亚铬酸盐、铬酸盐、重铬酸盐、或硅化物存在。在一些实施方案中，包括第4族元素的任何两种或更多种化合物的混合物可以不同形式存在。例如，第一化合物可为氧化物和第二化合物可为铝酸盐，其中第一化合物和第二化合物相对于彼此包括相同或不同的第4族元素。

在一些实施方案中，第4族元素的至少一部分可处于ZrO₂的形式。在一些实施方案中，第4族元素的至少一部分可处于ZrO₂或包括ZrO₂的混合氧化物的形式。在一些实施方案中，当第4族元素处于包括ZrO₂的混合氧化物的形式时，其他氧化物可为或可包括，但不限于，Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、MgO、CeO₂或它们的任何混合物。在一些实施方案中，第4族元素可为或可包括，但不限于，以下化合物中的一种或多种：ZrO₂、ZrC、ZrN、ZrSiO₄、CaZrO₃、Ca₇ZrAl₆O₁₈、CaTiO₃、TiO₂、TiC、TiN、TiSiO₄、CaTiO₃、HfO₂、HfC、HfN、HfSiO₄、HfZrO₃、Ca₇HfAl₆O₁₈、CeZrO₄、硫酸化氧化锆、钨酸化氧化锆、氧化锆-氧化铝、氧化镁稳定的氧化锆、镁锆氧化物、铈锆氧化物、它们的组合和它们的混合物。

无机载体可包括≥0.5重量％、≥1重量％、≥2重量％、≥3重量％、≥4重量％、≥5重量％、≥10重量％、或≥20重量％、≥40重量％、≥80重量％、或≥90重量％的第4族元素，基于无机载体的重量。在一些实施方案中，无机载体可包括在从0.5重量％、3重量％、5重量％、或10重量％至30重量％、50重量％、70重量％、或90重量％范围内的第4族元素，基于无机载体的重量。在一些实施方案中，第4族元素与第10族元素的摩尔比可在从0.18、0.3、0.5、1、10、50、100、或200至300、400、500、600、700、或810范围内。

在一些实施方案中，无机载体还可包括但不限于选自除了第4族和第10族的族的至少一种金属元素和/或至少一种准金属元素和/或至少一种其化合物，其中至少一种金属元素和/或至少一种准金属元素不是Li、Na、K、Rb、Cs、Sn、Ga、Zn、Ge、In、Re、Ag、Au、或Cu。如果载体还包括选自除了第4族和第10族的族的至少一种金属元素和/或准金属元素，其中至少一种金属元素和/或至少一种准金属元素不是Li、Na、K、Rb、Cs、Sn、Ga、Zn、Ge、In、Re、Ag、Au、或Cu，则所述化合物可作为氧化物、磷酸盐、卤化物、卤酸盐、硫酸盐、硫化物、硼酸盐、氮化物、碳化物、铝酸盐、铝硅酸盐、硅酸盐、碳酸盐、偏磷酸盐、硒化物、钨酸盐、钼酸盐、亚铬酸盐、铬酸盐、重铬酸盐或硅化物存在于载体中。在一些实施方案中，包括选自除了第4族和第10族的族的金属元素和/或准金属元素(其中至少一种金属元素和/或至少一种准金属元素不是Li、Na、K、Rb、Cs、Sn、Ga、Zn、Ge、In、Re、Ag、Au、或Cu)的合适的化合物可为或可包括，但不限于，以下中的一种或多种：B₂O₃、AlBO₃、Al₂O₃、SiO₂、SiC、Si₃N₄、铝硅酸盐、铝酸锌、ZnO、VO、V₂O₃、VO₂、V₂O₅、Ga_sO_t、In_uO_v、Mn₂O₃、Mn₃O₄、MnO、一种或多种钼氧化物、一种或多种钨氧化物、一种或多种沸石，其中s、t、u和v是正数，和它们的混合物和组合。

在一些实施方案中，选自除了第4族和第10族的族的至少一种金属元素和/或至少一种准金属元素和/或至少一种其化合物(其中至少一种金属元素和/或至少一种准金属元素不是Li、Na、K、Rb、Cs、Sn、Ga、Zn、Ge、In、Re、Ag、Au、或Cu)可为或可包括，但不限于，一种或多种具有57至71的原子数的元素。在这样的实施方案中，催化剂包括的一种或多种具有57至71的原子数的元素的总量可为0.01重量％、0.05重量％、0.1重量％、0.3重量％、0.5重量％、0.7重量％、或0.9重量％至1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、9重量％、或10重量％，基于无机载体的重量。在一些实施方案中，当催化剂包括具有57至71的原子数的元素时，具有57至71的原子数的元素与第10族元素的摩尔比可在从0.19、0.5、1、10、50、100、或150至200、250、300、350、400、或438范围内。在一些实施方案中，当催化剂包括两种或更多种第4族元素和/或具有57-71的原子数的元素时，任何第4族元素和任何具有57-71的原子数的元素的总量与第10族元素的摩尔比可在从0.18、0.5、1、10、50、100、300、450、600、800、1,000、1,200、1,500、1,700、或2,000至3,000、3,500、4,000、4,500、5,000、5,500、6,000、6,500、7,000、7,500、8,000、8,500、9,000、或9,500范围内。

在一些实施方案中，一种或多种具有57至71的原子数的元素可为或可包括，但不限于，La、Ce、Pr、它们的组合、或它们的混合物。在一些实施方案中，一种或多种具有57至71的原子数的元素可作为氧化物、磷酸盐、卤化物、卤酸盐、硫酸盐、硫化物、硼酸盐、氮化物、碳化物、铝酸盐、铝硅酸盐、硅酸盐、碳酸盐、偏磷酸盐、硒化物、钨酸盐、钼酸盐、亚铬酸盐、铬酸盐、重铬酸盐、或硅化物存在。

在一些实施方案中，无机载体还可包括设置在其上的一种或多种促进剂。促进剂可为或可包括，但不限于，Sn、Ga、Zn、Ge、In、Re、Ag、Au、Cu、它们的组合或它们的混合物。在一些实施方案中，促进剂可与第10族元素例如Pt相关联。例如，设置在无机载体上的促进剂和第10族元素可形成可分散在无机载体上的第10族元素-促进剂簇。促进剂(如果存在)可改进催化剂对于给定提质烃而言的选择性/活性/寿命。在一些实施方案中，当含烃进料包括丙烷时，添加促进剂可改进催化剂的丙烯选择性。催化剂可包括0.01重量％、0.1重量％、0.2重量％、0.3重量％、0.4重量％、0.5重量％、0.6重量％、0.7重量％、0.8重量％、0.9重量％、或1重量％至3重量％、5重量％、7重量％、或10重量％的量的促进剂，基于无机载体的重量。

在一些实施方案中，无机载体还可包括设置在其上的一种或多种碱金属元素。碱金属元素(如果存在)可为或可包括，但不限于，Li、Na、K、Rb、Cs、它们的组合或它们的混合物。在至少一些实施方案中，碱金属元素可为或可包括K和/或Cs。碱金属元素(如果存在)可改进催化剂对于给定提质烃而言的选择性。催化剂可包括0.01重量％、0.1重量％、0.2重量％、0.3重量％、0.4重量％、0.5重量％、0.6重量％、0.7重量％、0.8重量％、0.9重量％、或1重量％至2重量％、3重量％、4重量％、或5重量％的量的碱金属元素，基于无机载体的重量。在一些实施方案中，合适的催化剂可包括美国专利号6,989,346；7,087,802；和8,680,005以及美国专利申请公开号2007/009929中描述的那些。

可通过任何已知的方法完成无机载体的制备。为了简洁和方便描述，将更详细地描述制备包括ZrO₂和SiO₂的混合氧化物无机载体的合适的无机载体。催化剂合成技术是公知的并且以下描述出于说明性目的并且不被视作限制无机载体或催化剂的合成。在一些实施方案中，为了制备ZrO₂/SiO₂混合氧化物无机载体，可将ZrO₂和SiO₂混合在一起，例如球磨，之后煅烧。在一些实施方案中，为了制备ZrO₂/SiO₂混合氧化物无机载体，可将ZrO₂和SiO₂混合在一起，例如球磨，制浆，之后喷雾干燥和煅烧。在另一实施方案中，可将含Zr和含Si前体溶解在H₂O中，搅拌直至干燥(其中任选施加热或沉淀剂)，之后煅烧。在另一实施方案中，可将含Si前体溶解在H₂O中，并可将溶液浸渍到现有的无机载体例如ZrO₂无机载体上，可将其干燥和煅烧。在另一实施方案中，可通过液相吸附将来自含Si前体的Si装载至现有的ZrO₂无机载体上，之后液体-固体分离、干燥和煅烧。在另一实施方案中，可通过气相吸附例如化学气相沉积将来自含Si前体的Si装载至现有的ZrO₂无机载体上，之后煅烧。

可通过任何已知技术将第10族金属(一种或多种)和任何促进剂和/或任何碱金属元素和/或任何选自除了第4族和第10族的族的至少一种金属元素和/或至少一种准金属元素和/或至少一种其化合物(其中至少一种金属元素和/或至少一种准金属元素不是Li、Na、K、Rb、Cs、Sn、Ga、Zn、Ge、In、Re、Ag、Au、或Cu)装载至混合氧化物无机载体上。例如，可将一种或多种第10族元素前体例如氯铂酸、硝酸四氨合铂和/或氢氧化四氨合铂，一种或多种促进剂前体(如果使用)例如盐例如SnCl₂、SnCl₄和/或AgNO₃，和一种或多种碱金属元素前体(如果使用)例如KNO₃、KCl和/或NaCl溶解在水中。可将溶液浸渍到无机载体上，之后干燥和煅烧。在一些实施方案中，可将第10族元素前体和任选的促进剂前体和/或任选的碱金属元素前体和/或任选的至少一种金属元素和/或至少一种准金属元素(其不是Li、Na、K、Rb、Cs、Sn、Ga、Zn、Ge、In、Re、Ag、Au、或Cu)同时、或分开地按照由一个或多个干燥和/或煅烧步骤分开的顺序装载至无机载体上。在其他实施方案中，可通过化学气相沉积将第10族元素、和任选的促进剂和/或碱金属元素和/或选自除了第4族和第10族的族的至少一种金属元素和/或至少一种准金属元素和/或至少一种其化合物(其中至少一种金属元素和/或至少一种准金属元素不是Li、Na、K、Rb、Cs、Sn、Ga、Zn、Ge、In、Re、Ag、Au、或Cu)装载至无机载体上，其中前体挥发并沉积至无机载体上，之后煅烧。在其他实施方案中，可通过离子吸附将第10族元素前体、和任选的促进剂前体和/或碱金属前体和/或选自除了第4族和第10族元素的族的至少一种金属元素和/或至少一种准金属元素和/或至少一种其化合物(其中至少一种金属元素和/或至少一种准金属元素不是Li、Na、K、Rb、Cs、Sn、Ga、Zn、Ge、In、Re、Ag、Au、或Cu)装载至无机载体上，之后液固分离、干燥和煅烧。任选地，还可使用一锅合成方法来合成催化剂，其中可将无机载体的前体、第10族金属(一种或多种)和任何促进剂和/或任何碱金属元素和/或任何选自除了第4族和第10族的族的至少一种金属元素和/或至少一种准金属元素和/或至少一种其化合物(其中至少一种金属元素和/或至少一种准金属元素不是Li、Na、K、Rb、Cs、Sn、Ga、Zn、Ge、In、Re、Ag、Au、或Cu)全部湿法或干法混合在一起，在有或没有任何其他添加剂以辅助合成的情况下，之后干燥和煅烧。

可用于制备本文公开的催化剂的合适方法可包括美国专利号6,989,346；7,087,802；和8,680,005以及美国专利申请公开号2007/009929中描述的方法。

当在扫描电子显微镜或透射电子显微镜下检测时，合成状态的催化剂可以初级颗粒、初级颗粒的附聚体、聚集的初级颗粒或它们的组合出现。当在扫描电子显微镜或透射电子显微镜下检测时，合成状态的催化剂中初级颗粒可具有在从0.2nm、0.5nm、1nm、5nm、10nm、25nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm或500nm至1μm、10μm、25μm、50μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、400μm或500μm范围内的平均粒度，例如当球形时的直径。在一些实施方案中，催化剂颗粒可具有0.2nm至500μm、0.5nm至300μm、1nm至200μm、2nm至100μm、或2nm至500nm的平均横截面长度，如通过透射电子显微镜测量。

催化剂可具有在从0.1m²/g、1m²/g、10m²/g或100m²/g至500m²/g、800m²/g、1,000m²/g或1,500m²/g范围内的表面积。可根据Brunauer-Emmett-Teller(BET)方法使用氮吸附-解吸(液氮的温度，77K)，使用Micromeritics 3flex仪器在350℃下将粉末脱气4小时之后测量催化剂的表面积。关于该方法的更多信息可见于例如“Characterization of PorousSolids and Powders:Surface Area,Pore Size and Density”，S.Lowell等人，Springer,2004。

在一些实施方案中，可将无机载体挤出或以其他方式成形为任何期望的整体结构，并可在其上设置第10族元素和任何任选的促进剂和/或碱金属元素和/或其他组分。合适的整体结构可为或可包括，但不限于，具有多个基本上平行的内部通道的结构，例如处于陶瓷蜂巢形式的那些。在一些实施方案中，载体可为珠、球、环、曲面形状、不规则形状、棒、柱、薄片、膜、立方体、多边形几何形状、片材、纤维、线圈、螺旋、网、烧结的多孔物质、丸粒、粒料、片剂、粉末、微粒、挤出物、布或布幅形式材料、蜂巢基体整体的形式，包括粉碎或压碎形式，并且可在其上设置第10族元素和任何任选的促进剂和/或碱金属元素。

可将合成状态的催化剂配制为一种或多种适当形式用于不同的短周期(≤5小时)烃提质方法。供选择地，在添加第10族元素和任何任选促进剂和/或碱金属元素之前，可将载体配置为适当形式用于不同的短周期烃提质方法。在配制期间，可将一种或多种粘合剂和/或添加剂添加至催化剂/载体或催化剂/载体前体以改进催化剂的化学/物理性质。通常在FCC型流体床反应器中使用具有平均横截面直径在40μm-100μm范围内的喷雾干燥的催化剂颗粒。为了制备喷雾干燥的催化剂，优选的是在喷雾干燥和煅烧之前将载体/催化剂或载体/催化剂前体与浆料中的粘合剂/添加剂一起制成浆料。在一些实施方案中，喷雾干燥的催化剂可处于颗粒的形式并且颗粒的形态可主要是球形，使得颗粒适合于在流化床反应器中运行。在一些实施方案中，催化剂颗粒可具有符合可流化固体的Geldart A或Geldart B定义的尺寸和密度。

烃提质方法

回到烃提质方法，含烃进料和催化剂和/或至少一部分的再生的催化剂可彼此在任何合适的环境例如设置在一个或多个反应器内的一个或多个反应或转化区域内接触，从而产生流出物和至少部分失活的催化剂。在一些实施方案中，反应或转化区域可设置或以其他方式位于一个或多个固定床反应器、一个或多个流化或移动床反应器、一个或多个逆流反应器、或它们的任何组合内。

含烃进料和催化剂和/或至少一部分的再生的催化剂可在从300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃、620℃、650℃、660℃、670℃、680℃、690℃、或700℃至725℃、750℃、760℃、780℃、800℃、825℃、850℃、875℃、或900℃范围内的温度下接触。在一些实施方案中，可在至少620℃、至少650℃、至少660℃、至少670℃、至少680℃、至少690℃、或至少700℃至725℃、750℃、760℃、780℃、800℃、825℃、850℃、875℃、或900℃的温度下使含烃进料和催化剂和/或至少一部分的再生的催化剂接触。可将含烃进料引入反应或转化区域并与其中的催化剂和/或至少一部分的再生的催化剂接触持续≤3小时、≤2.5小时、≤2小时、≤1.5小时、≤1小时、≤45分钟、≤30分钟、≤20分钟、≤10分钟、≤5分钟、≤1分钟、≤30秒、≤10秒、≤5秒、或≤1秒或≤0.5秒的时间段。在一些实施方案中，含烃进料可与催化剂和/或至少一部分的再生的催化剂接触持续在从0.1秒、0.5秒、0.7秒、1秒、30秒、1分钟、5分钟、或10分钟至30分钟、50分钟、70分钟、1.5小时、2小时、或3小时范围内的时间段。

含烃进料和催化剂和/或至少一部分的再生的催化剂可在至少20kPa-绝对值的烃分压下接触，其中烃分压是含烃进料中任何C₂-C₁₆烷烃和任何C₈-C₁₆烷基芳烃的总分压。在一些实施方案中，在含烃进料和催化剂和/或至少一部分的再生的催化剂的接触期间烃分压可在从20kPa-绝对值、50kPa-绝对值、100kPa-绝对值、至少150kPa、至少200kPa 300kPa-绝对值、500kPa-绝对值、750kPa-绝对值、或1,000kPa-绝对值至1,500kPa-绝对值、2,500kPa-绝对值、4,000kPa-绝对值、5,000kPa-绝对值、7,000kPa-绝对值、8,500kPa-绝对值、或10,000kPa-绝对值范围内，其中烃分压是含烃进料中任何C₂-C₁₆烷烃和任何C₈-C₁₆烷基芳烃的总分压。在其他实施方案中，在含烃进料和催化剂和/或至少一部分的再生的催化剂的接触期间烃分压可在从20kPa-绝对值、50kPa-绝对值、100kPa-绝对值、150kPa-绝对值、200kPa-绝对值、250kPa-绝对值、或300kPa-绝对值至500kPa-绝对值、600kPa-绝对值、700kPa-绝对值、800kPa-绝对值、900kPa-绝对值、或1,000kPa-绝对值范围内，其中烃分压是含烃进料中任何C₂-C₁₆烷烃和任何C₈-C₁₆烷基芳烃的总分压。

在一些实施方案中，含烃进料可包括至少60体积％、至少65体积％、至少70体积％、至少75体积％、至少80体积％、至少85体积％、至少90体积％、至少95体积％、或至少99体积％的单一C₂-C₁₆烷烃，例如丙烷，基于含烃进料的总体积。含烃进料和催化剂和/或至少一部分的再生的催化剂可在至少20kPa-绝对值、至少50kPa-绝对值、至少100kPa-绝对值、至少150kPa-绝对值、至少250kPa-绝对值、至少300kPa-绝对值、至少400kPa-绝对值、至少500kPa-绝对值、或至少1,000kPa-绝对值的单一C₂-C₁₆烷烃例如丙烷压力下接触。

含烃进料可与反应或转化区域内的催化剂和/或至少一部分的再生的催化剂以对于进行提质方法有效的任何重时空速(WHSV)接触。在一些实施方案中，WHSV可为0.01hr^-1、0.1hr^-1、1hr^-1、2hr^-1、5hr^-1、10hr^-1、20hr^-1、30hr^-1或50hr^-1至100hr^-1、250hr^-1、500hr^-1或1,000hr^-1。在一些实施方案中，当烃提质方法包括流化或以其他方式移动的催化剂和/或移动的再生的催化剂时，催化剂循环质量流速与任何C₂-C₁₆烷烃和任何C₈-C₁₆烷基芳烃质量流速的总量之比可在从1、3、5、10、15、20、25、30或40至50、60、70、80、90、100、110、125或150范围内，以重量比重量为基础。

当至少部分失活的催化剂的活性降低到低于期望的最小量时，至少部分失活的催化剂或其至少一部分可经受以上描述的再生方法从而产生再生的催化剂。至少部分失活的催化剂的再生可在反应或转化区域内或在与反应或转化区域分开并远离的燃烧区域内发生(这取决于特定反应器构造)，从而生产再生的催化剂。例如，催化剂的再生当使用固定床或逆流反应器时可在反应或转化区域内发生，或者当使用流化床反应器或其他循环或流化类型反应器时可在可与反应或转化区域分开并远离的单独的燃烧区域内发生。类似地，任选的还原步骤也可在反应或转化区域内、燃烧区域内和/或单独的还原区域内发生。因此，在循环类型方法例如固定床和逆流反应器中常使用的那些和/或流化床反应器中常使用的连续类型方法中，含烃进料可与催化剂接触从而实现含烃进料的至少一部分的脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化中的一种或多种，从而产生焦化的催化剂和包括一种或多种提质烃和分子氢的第一流出物。如果需要，可经由一个或多个分离器例如旋风分离器来完成包括提质烃和分子氢的流出物与焦化催化剂的分离。如以上指出，氧化气体可为或可包括，但不限于，O₂、O₃、CO₂、或它们的混合物，并可包括不大于5mol％的H₂O。在一些实施方案中，可使用超过燃烧设置在催化剂上的100％的污染物例如焦炭所需的氧化气体量以提高从催化剂去除污染物的速率，使得去除污染物需要的时间可减少并导致在给定时间段内产生的提质产物的收率提高。

含烃进料

C₂-C₁₆烷烃可为或可包括，但不限于，乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、正己烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、2,2-二甲基丁烷、正庚烷、2-甲基己烷、2,2,3-三甲基丁烷、环戊烷、环己烷、甲基环戊烷、乙基环戊烷、正丙基环戊烷、1,3-二甲基环己烷、或它们的混合物。例如，含烃进料可包括可脱氢以产生丙烯的丙烷，和/或可脱氢以产生异丁烯的异丁烷。在另一实例中，含烃进料可包括液态石油气(LP气)，其当与催化剂接触时可处于气相。在一些实施方案中，含烃进料中的烃可基本上由单一烷烃例如丙烷组成。在一些实施方案中，含烃进料可包括≥50mol％、≥75mol％、≥95mol％、≥98mol％或≥99mol％的单一C₂-C₁₆烷烃，例如丙烷，基于含烃进料中所有烃的总重量。在一些实施方案中，含烃进料可包括至少50体积％、至少55体积％、至少60体积％、至少65体积％、至少70体积％、至少75体积％、至少80体积％、至少85体积％、至少90体积％、至少95体积％、至少97体积％、或至少99体积％的单一C₂-C₁₆烷烃，例如丙烷，基于含烃进料的总体积。

C₈-C₁₆烷基芳烃可为或可包括，但不限于，乙基苯、丙基苯、丁基苯、一种或多种乙基甲苯、或它们的混合物。在一些实施方案中，含烃进料可包括≥50mol％、≥75mol％、≥95mol％、≥98mol％或≥99mol％的单一C₈-C₁₆烷基芳烃例如乙基苯，基于含烃进料中所有烃的总重量。在一些实施方案中，乙基苯可脱氢产生苯乙烯。如此，在一些实施方案中，本文公开的方法可包括丙烷脱氢、丁烷脱氢、异丁烷脱氢、戊烷脱氢、戊烷脱氢环化为环戊二烯、石脑油重整、乙基苯脱氢、乙基甲苯脱氢等。

在一些实施方案中，含烃进料可例如用一种或多种稀释剂例如一种或多种惰性气体稀释。合适的惰性气体可为或可包括但不限于Ar、Ne、He、N₂、CO₂、CH₄、或它们的混合物。如果含烃进料包括稀释剂，则含烃进料可包括0.1体积％、0.5体积％、1体积％、或2体积％至3体积％、8体积％、16体积％、或32体积％的稀释剂，基于含烃进料中任何C₂-C₁₆烷烃和任何C₈-C₁₆烷基芳烃的总体积。

在一些实施方案中，含烃进料还可包括H₂。在一些实施方案中，当含烃进料包括H₂时，H₂与任何C₂-C₁₆烷烃和任何C₈-C₁₆烷基芳烃的总量的摩尔比可在从0.1、0.3、0.5、0.7或1至2、3、4、5、6、7、8、9或10范围内。

在一些实施方案中，含烃进料可基本上不含任何蒸汽，例如<0.1体积％的蒸汽，基于含烃进料中任何C₂-C₁₆烷烃和任何C₈-C₁₆烷基芳烃的总体积。在其他实施方案中，含烃进料可包括蒸汽。例如，含烃进料可包括0.1体积％、0.3体积％、0.5体积％、0.7体积％、1体积％、3体积％、或5体积％至10体积％、15体积％、20体积％、25体积％、30体积％、35体积％、40体积％、45体积％、或50体积％的蒸汽，基于含烃进料中任何C₂-C₁₆烷烃和任何C₈-C₁₆烷基芳烃的总体积。在其他实施方案中，含烃进料可包括≤50体积％、≤45体积％、≤40体积％、≤35体积％、≤30体积％、≤25体积％、≤20体积％、或≤15体积％的蒸汽，基于含烃进料中任何C₂-C₁₆烷烃和任何C₈-C₁₆烷基芳烃的总体积。在其他实施方案中，含烃进料可包括至少1体积％、至少3体积％、至少5体积％、至少10体积％、至少15体积％、至少20体积％、至少25体积％、或至少30体积％的蒸汽，基于含烃进料中任何C₂-C₁₆烷烃和任何C₈-C₁₆烷基芳烃的总体积。

在一些实施方案中，含烃进料可包括硫。例如，含烃进料可包括在从0.5ppm、1ppm、5ppm、10ppm、20ppm 30ppm、40ppm、50ppm、60ppm、70ppm、或80ppm至100ppm、150ppm、200ppm、300ppm、400ppm、或500ppm范围内的硫。在其他实施方案中，含烃进料可包括在1ppm-10ppm、10ppm-20ppm、20ppm-50ppm、50ppm-100ppm、或100ppm-500ppm范围内的硫。硫(如果存在于含烃进料中)可为或可包括，但不限于，H₂S、二甲基二硫醚、作为一种或多种硫醇、或它们的任何混合物。

烃进料可基本上不含分子氧。在一些实施方案中，烃进料可包括≤5mol％、≤3mol％或≤1mol％的分子氧(O₂)。据信提供基本上不含分子氧的烃进料基本上防止氧化反应，该氧化反应本会消耗烃进料中至少一部分的烷烃和/或烷基芳烃。

提质烃的回收和用途

提质烃可包括至少一种提质烃例如烯烃、水、未反应的烃、分子氢等。可通过任何方便的方法例如通过一种或多种常规方法回收或以其他方式获得提质烃。一种这样的方法可包括冷却和/或压缩流出物以冷凝可以存在的任何水和任何重质烃的至少一部分，留下主要处于气相的烯烃和任何未反应的烷烃或烷基芳烃。可然后在一个或多个分离器装置例如蒸馏柱、吸附分离装置、膜分离装置、低温分离装置等中从反应产物去除烯烃和未反应的烷烃或烷基芳族烃。例如，可使用一个或多个分离器或蒸馏柱来分离脱氢产物与未反应的烃进料。

在一些实施方案中，回收的烯烃例如丙烯可用于生产聚合物，例如可将回收的丙烯聚合以产生具有衍生自回收的丙烯的链段或单元的聚合物，例如聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等。可使用回收的异丁烯例如用于生产以下中的一种或多种：含氧化合物例如甲基叔丁基醚、燃料添加剂例如二异丁烯、合成弹性体聚合物例如丁基橡胶等。

实施例：

可进一步参考以下非限制性实例描述前述讨论。根据以下工序来制备催化剂1和对比催化剂1。

催化剂1:根据以下工序制备催化剂：将0.036g的SnCl₂·2H₂O和0.0236g的H₂PtCl₆·6H₂O在18.375ml(14.5g)的乙醇中的溶液倒在3g的掺杂有5％ SiO₂的ZrO₂(Saint-Gobain)上，同时用磁力搅拌棒搅拌混合物。将过量的溶液蒸发过夜。将组合物在100℃下干燥15小时，并在560℃下煅烧3小时以产生煅烧的固体颗粒。然后将0.0232g的CsNO₃、0.0408g的KNO₃和0.295g的La(NO)₃·6H₂O在11.25ml的H₂O中的溶液倒在煅烧的固体颗粒上，同时用磁力搅拌棒搅拌混合物。在几天内将上层溶液在60℃至90℃的温度下蒸发。将最终固体在110℃下干燥6小时，并在800℃下煅烧12小时以产生再次煅烧的催化剂颗粒。

对比催化剂1：在刻度量筒中，组合SnCl₂(0.048g)(Aldrich)、氯铂酸，8％溶液(0.79g)(Aldrich)和余量HCl(1.2M)(Acculute)以产生5.6mL的深色溶液。将溶液添加至θ-氧化铝(10g)并搅拌15分钟。将催化剂静置1小时。将催化剂置于马弗炉中并以3℃/min升温至120℃，保持在120℃下2小时，并然后将催化剂以3℃/min升温至550℃，维持在该温度下2小时，全部在空气中进行。然后将催化剂冷却至室温。

在刻度量筒中，将KNO₃(0.258g)(Aldrich)溶解在去离子水中以产生5.6mL的溶液。将溶液添加至Pt-Sn催化剂并搅拌15分钟。将催化剂静置1小时。将催化剂置于马弗炉中并以3℃/min升温至120℃，保持在120℃下2小时，并然后将催化剂以3℃/min升温至550℃，维持在该温度下2小时，全部在空气中进行。然后将催化剂冷却至室温。最终产物含有标称0.3重量％Pt、0.3重量％Sn和1.0重量％K。

使用以上描述催化剂的实施例。

固定床实验在大约100kPa-绝对值下进行。使用气相色谱(GC)来测量反应器流出物的组成。然后使用反应器流出物中每种组分的浓度来计算C₃H₆收率和选择性。基于碳摩尔数计算如在这些实施例中报道的C₃H₆收率和选择性。

在每个实施例中，将一定量的催化剂“M_cat”与适当量的石英稀释剂混合并装载至石英反应器中。测定稀释剂的量，使得催化剂床(催化剂+稀释剂)与石英反应器的等温区域重叠并且使得催化剂床在操作期间很大程度是等温的。反应器的死体积填充有石英屑/棒。

使用反应器流出物中每种组分的浓度来计算C₃H₆收率和选择性。t_rxn开始时和t_rxn结束时的C₃H₆收率和选择性分别表示为Y_ini、Y_end、S_ini和S_end，并在以下数据表格中作为百分比报道。

实施例1-催化剂1的再生温度/持续时间。1.用惰性气体冲洗系统，同时将反应区域加热至再生温度T_regen。1.含氧气体(O气)以流速(F_regen)通过反应区域的旁路，同时惰性气体流过反应区域。3.含氧气体然后通过反应区域持续一定时间段(t_regen)以使催化剂再生。4.在t_regen之后，惰性气体通过反应区域并且反应区域内温度从T_regen改变至还原温度(T_red)。5.含H₂气体(H气)以流速(F_red)通过反应区域的旁路持续一定时间段，同时惰性气体通过反应区域。然后这之后是在T_red下使含H₂气体通过反应区域持续一定时间段(t_red)。6.用惰性气体冲洗系统。在这个过程期间，反应区域的温度从T_red改变至T_rxn℃的反应温度。7.包括81体积％C₃H₈、9体积％惰性气体(Ar或Kr)和10体积％蒸汽的含烃(HC气)进料以流速(F_rxn)通过反应区域的旁路持续一定时间段，同时惰性气体通过反应区域。含烃进料然后在T_rxn℃下通过反应区域10min。进料从反应区域的旁路一切换至反应区域就开始反应流出物的GC取样。表1-3显示再生持续时间/温度对催化剂PDH性能的影响。

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实施例2-催化剂1的催化剂还原和蒸汽共进料的效果。1.用惰性气体冲洗系统，同时将反应区域加热至再生温度T_regen。2.含氧气体(O气)以流速(F_regen)通过反应区域的旁路，同时惰性气体通过反应区域。3.含氧气体然后通过反应区域持续一定时间段(t_regen)以使催化剂再生。4.在t_regen之后，惰性气体通过反应区域并且反应区域内温度从T_regen改变至还原温度(T_red)。5.含H₂气体(H气)以流速(F_red)通过反应区域的旁路持续一定时间段，同时惰性气体通过反应区域。这之后是在T_red下使含H₂气体流过反应区域持续一定时间段(t_red)。6.用惰性气体冲洗系统。在这个过程期间，反应区域的温度从T_red改变至T_rxn℃的反应温度。7.含烃(HC气)以流速(F_rxn)通过反应区域的旁路持续一定时间段，同时惰性气体通过反应区域。含烃进料然后在T_rxn℃下通过反应区域10min。进料从反应区域的旁路一切换至反应区域就开始反应流出物的GC取样。表4显示当存在催化剂还原和蒸汽共进料时两种催化剂对于PDH而言都最具活性。

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实施例3-再生催化剂1期间蒸汽的效果。1.用惰性气体冲洗系统，同时将反应区域加热至再生温度T_regen。2.含氧气体(O气)以流速(F_regen)通过反应区域的旁路，同时惰性气体通过反应区域。3.含氧气体然后通过反应区域持续一定时间段(t_regen)以使催化剂再生。4.在t_regen之后，惰性气体通过反应区域并且反应区域内温度从T_regen改变至还原温度(T_red)。5.用惰性气体冲洗系统。6.含H₂气体(H气)以流速(F_red)通过反应区域的旁路持续一定时间段，同时惰性气体通过反应区域。然后这之后是在T_red下使含H₂气体通过反应区域持续一定时间段(t_red)。7.用惰性气体冲洗系统。在这个过程期间，反应区域的温度从T_red改变至650℃的反应温度。8.包括81体积％C₃H₈、9体积％惰性气体(Ar或Kr)和10体积％蒸汽的含烃(HC气)进料以流速(F_rxn)通过反应区域的旁路持续一定时间段，同时惰性气体通过反应区域。含烃进料然后在650℃下通过反应区域10min。进料从反应区域的旁路一切换至反应区域就开始反应流出物的GC取样。循环重复以上方法步骤直至获得稳定的性能。表5显示在再生期间空气中大于10体积％的蒸汽的存在在再生之后产生甚至更多失活的催化剂。另一方面，如果在1min的再生之后将潮湿的空气切换为干燥空气，则催化剂有效再生。

实施例4-催化剂1的H₂还原持续时间的效果。1.用惰性气体冲洗系统，同时将反应区域加热至700℃的再生温度。2.含氧气体(O气)以流速(F_regen)通过反应区域的旁路，同时惰性气体通过反应区域。3.含氧气体然后通过反应区域持续一定时间段(t_regen)以使催化剂再生。

4.用惰性气体冲洗系统。在这个过程期间，反应区域的温度保持在700℃下。5.含H₂气体(H气)以流速(F_red)通过反应区域的旁路持续一定时间段，同时惰性气体通过反应区域。然后这之后是在700℃下使含H₂气体流过反应区域持续一定时间段(t_red)。6.将He气通过反应区域。在这个过程期间，反应区域的温度从700℃降低至650℃的反应温度。7.包括81体积％C₃H₈、9体积％惰性气体(Ar或Kr)和10体积％蒸汽的含烃(HC气)进料以流速(F_rxn)通过反应区域的旁路持续一定时间段，同时惰性气体通过反应区域。含烃进料然后在650℃下通过反应区域10min。进料从反应区域的旁路一切换至反应区域就开始反应流出物的GC取样。循环重复以上方法步骤直至获得稳定的性能。表6显示还原持续时间对催化剂性能的影响。

实施例5-催化剂1的催化剂寿命。1.为了测试催化剂1的催化剂寿命，将0.3g的催化剂1与适当量的石英稀释剂混合并装载至石英反应器中。测定稀释剂的量，使得催化剂床(催化剂+稀释剂)与石英反应器的等温区域重叠并且使得在操作期间催化剂床很大程度是等温的。反应器的死体积填充有石英屑/棒。1.用惰性气体冲洗系统，同时将反应区域加热至再生温度670C。2.含有90％空气和10％ H₂O的气体以93.2sccm的流速通过反应区域的旁路，同时惰性气体通过反应区域。3.然后含有空气和H₂O的气体流过反应区域1min以使催化剂再生。4.停止蒸汽，使83.9sccm的干燥空气流过反应区域30min以使催化剂进一步再生。5.使惰性气体流过反应区域并且反应区域内的温度维持在670℃下。6.含有10％ H₂和90％Ar的气体以46.6sccm的流速通过反应区域的旁路持续一定时间段，同时惰性气体通过反应区域。然后这之后是在670℃下使含H₂气体流过反应区域1min。7.用惰性气体冲洗系统。在这个过程期间，反应区域的温度从670℃改变为650℃的反应温度。8.包括81体积％C₃H₈、9体积％惰性气体(Ar或Kr)和10体积％蒸汽的含烃进料以9.4sccm的流速通过反应区域的旁路持续一定时间段，同时惰性气体通过反应区域。含烃进料然后在650℃下通过反应区域10min。进料从反应区域的旁路一切换至反应区域就开始反应流出物的GC取样。循环重复以上方法步骤直至获得稳定的性能。图1显示对于PDH而言催化剂的性能在75+次循环之后稳定。

比较例1：1.用惰性气体冲洗系统，同时将反应区域加热至T_oxi的氧化温度。2.含氧气体(O气)以流速(F_oxi)通过反应区域的旁路，同时惰性气体通过反应区域。3.含氧气体然后通过反应区域持续一定时间段(t_oxi)以氧化催化剂。4.用惰性气体冲洗系统。在这个过程期间，反应区域的温度冷却至620℃。5.含H₂气体(H气)以流速(F_red)通过反应区域的旁路持续一定时间段，同时惰性气体通过反应区域。然后这之后是在620℃下使含H₂气体流过反应区域持续一定时间段(t_red)。6.反应区域通有惰性气体。在这个过程期间，反应区域的温度维持在620℃下。7.包括90体积％C₃H₈、10体积％惰性气体(Ar或Kr)的含烃(HC气)进料以流速(F_rxn)通过反应区域的旁路持续一定时间段，同时惰性气体通过反应区域。含烃进料然后在620℃下通过反应区域10min。进料从反应区域的旁路一切换至反应区域就开始反应流出物的GC取样。表7显示比较例的测试条件的其他详情。图2显示尽管氧化温度(620℃)比其他实施例低得多，对比催化剂1的性能仍继续失活。

实施方案列表

本公开内容还包括以下非限制性实施方案。

A1.使至少部分失活的催化剂再生的方法，所述至少部分失活的催化剂包含第10族元素、无机载体和污染物，其中第10族元素具有在0.06重量％-6重量％范围内的浓度，基于无机载体的重量，并且所述方法包括：(I)由至少部分失活的催化剂获得前体催化剂；(II)提供基于氧化气体中的总摩尔数包含不大于5mol％的H₂O的氧化气体；(III)在620℃-1,000℃范围内的氧化温度下使前体催化剂与氧化气体接触至少30秒、优选至少1分钟、优选至少5分钟的持续时间，从而产生氧化的前体催化剂；和(IV)由氧化的前体催化剂获得再生的催化剂。

A2.A1的方法，其中第10族元素包含Pt，并且其中无机载体包含至少0.5重量％的第4族元素，基于无机载体的重量。

A3.A2的方法，其中无机载体包含至少0.5重量％的Zr。

A4.A2或A3的方法，其中第4族元素的至少一部分处于ZrO₂的形式。

A5.A1至A4中任一项的方法，其中至少部分失活的催化剂还包含至多10重量％的促进剂，基于无机载体的重量，并且其中所述促进剂包含以下元素中的一种或多种：Sn、Ga、Zn、Ge、In、Re、Ag、Au、Cu、它们的组合或它们的混合物。

A6.A1至A5中任一项的方法，其中至少部分失活的催化剂还包含至多5重量％的设置在无机载体上的碱金属元素，并且其中所述碱金属元素包含以下的至少一种：Li、Na、K、Rb和Cs。

A7.A1至A6中任一项的方法，其中能够实现含烃进料的脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化中的一种或多种的再生的催化剂的活性组分包含第10族元素，所述含烃进料包含C₂-C₁₆线性或支化的烷烃中的一种或多种，或C₄-C₁₆环状烷烃中的一种或多种，C₈-C₁₆烷基芳烃中的一种或多种，或它们的混合物。

A8.A1至A7中任一项的方法，其中步骤(I)包括：使用基于加热气体混合物中的总摩尔数包含浓度大于5mol％的H₂O的加热气体混合物来加热至少部分失活的催化剂以产生前体催化剂。

A9.A8的方法，其中加热气体混合物通过用氧化气体燃烧燃料来产生，并且其中燃料包含H₂、CO和烃中的至少一种，和氧化气体包含O₂。

A10.A1至A7中任一项的方法，其中，在步骤(I)中，直接提供至少部分失活的催化剂作为前体催化剂。

A11.A1至A10中任一项的方法，其中步骤(II)包括：(IIa)在低于氧化温度的温度下提供氧化气体；和(IIb)在步骤(III)中接触之前将氧化气体预加热至高于前体催化剂的温度的温度。

A12.A1至A11中任一项的方法，还包括：(V)在步骤(III)期间通过使用辐射热源、热交换器或它们的组合来加热氧化气体或前体催化剂。

A13.A1至A12中任一项的方法，其中步骤(IV)包括：(IVa)使氧化的前体催化剂与不含O₂的第一汽提气体接触从而产生汽提的氧化的前体催化剂；和(IVb)由汽提的氧化的前体催化剂获得再生的催化剂。

A14.A1至A13中任一项的方法，其中步骤(IV)包括：(IVc)使氧化的前体催化剂或汽提的氧化的前体催化剂与含H₂气氛接触从而产生还原的催化剂；和(IVd)由还原的催化剂获得再生的催化剂。

A15.A14的方法，其中步骤(IVd)包括：(IVd-1)使还原的催化剂与第二汽提气体接触从而产生再生的催化剂。

A16.A14或A15的方法，其中在高于再生的催化剂的使用温度的氧化的前体催化剂的温度下进行步骤(IVc)，并且步骤(IVd)还包括：(IVd-2)在不多于10分钟、不多于5分钟、不多于1分钟、不多于30秒、不多于10秒、不多于5秒、不多于1秒、不多于0.5秒、不多于0.1秒、不多于0.01秒、或不多于0.001秒的持续时间内将还原的催化剂或再生的催化剂冷却至使用温度。

A17.使用通过A1至A16中任一项的方法产生的再生的催化剂的脱氢方法，该脱氢方法包括：(VI)使含烃进料与再生的催化剂接触以实现含烃进料的至少一部分的脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化中的一种或多种，从而产生包含第10族元素、无机载体和污染物的至少部分失活的催化剂和包含一种或多种提质烃和分子氢的流出物，其中烃进料包含C₂-C₁₆线性或支化的烷烃中的一种或多种、C₄-C₁₆环状烷烃中的一种或多种、C₈-C₁₆烷基芳族烃中的一种或多种，或它们的混合物；和(VII)重复步骤(I)至(IV)，其中，在步骤(III)中产生额外的氧化的前体催化剂，并且其中，在步骤(IV)中，由额外的氧化的前体催化剂获得额外的再生的催化剂；和(VIII)使额外数量的含烃进料与额外的再生的催化剂的至少一部分接触从而产生额外的至少部分失活的催化剂和额外的流出物。

A18.A17的脱氢方法，其中从步骤(VI)中使含烃进料与再生的催化剂接触至步骤(VIII)中使额外数量的含烃进料与额外的再生的催化剂接触的循环时间≤5小时。

B1.提质烃的方法，包括：(I)使含烃进料与包含第10族元素和无机载体的催化剂接触，以实现含烃进料的至少一部分的脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化中的一种或多种，从而产生包含第10族元素、无机载体和污染物的至少部分失活的催化剂和包含一种或多种提质烃和分子氢的流出物，其中：所述含烃进料包含C₂-C₁₆线性或支化的烷烃的一种或多种、或C₄-C₁₆环状烷烃中的一种或多种、C₈-C₁₆烷基芳烃中的一种或多种，或它们的混合物；和所述第10族元素具有在0.06重量％-6重量％范围内的浓度，基于无机载体的重量；含烃进料和催化剂在300℃-900℃范围内的温度下接触；和一种或多种提质烃包含脱氢的烃、脱氢芳构化的烃和脱氢环化的烃中的至少一种；(II)由至少部分失活的催化剂获得前体催化剂；(III)提供基于氧化气体中的总摩尔数包含不大于2mol％的H₂O的氧化气体；(IV)在620℃-1,000℃的范围内的氧化温度下使前体催化剂与氧化气体接触至少30秒、优选至少1分钟、优选至少5分钟的持续时间，从而产生氧化的前体催化剂；(V)由氧化的前体催化剂获得再生的催化剂；和(VI)使额外数量的含烃进料与至少一部分的再生的催化剂接触从而产生额外的至少部分失活的催化剂和额外的流出物。

B2.B1的方法，其中：第10族元素包含Pt，无机载体包含至少0.5重量％的第4族元素，基于无机载体的重量，催化剂任选还包含至多10重量％的促进剂，基于无机载体的重量，其中促进剂(如果存在)包含以下元素中的一种或多种：Sn、Ga、Zn、Ge、In、Re、Ag、Au、Cu、它们的组合、或它们的混合物，催化剂任选还包含至多5重量％的碱金属元素，并且碱金属元素(如果存在)包含以下中的至少一种：Li、Na、K、Rb和Cs。

B3.B1或B2的方法，其中步骤(II)包括：使用基于加热气体混合物中的总摩尔数包含浓度大于5mol％的H₂O的加热气体混合物来加热至少部分失活的催化剂以产生前体催化剂。

B4.B3的方法，其中加热气体混合物通过用氧化气体燃烧燃料来产生，并且其中燃料包含H₂、CO和烃中的至少一种，和氧化气体包含O₂。

B5.B1至B4中任一项的方法，其中，在步骤(II)中，直接提供至少部分失活的催化剂作为前体催化剂。

B6.B1至B5中任一项的方法，其中步骤(III)包括：(IIIa)在低于氧化温度的温度下提供氧化气体；和(IIIb)在步骤(IV)中接触之前将氧化气体预加热至高于前体催化剂的温度的温度。

B7.B1至B6中任一项的方法，还包括：(VI)在步骤(IV)期间通过使用辐射热源、热交换器或它们的组合来加热氧化气体或前体催化剂。

B8.B1至B7中任一项的方法，其中从步骤(I)中使含烃进料与催化剂接触至步骤(VI)中使额外数量的含烃进料与再生的催化剂接触的循环时间≤5小时。

B9.B2至B8中任一项的方法，其中第4族元素包含Zr。

B10.B9的方法，其中Zr处于ZrO₂的形式。以上限定了各种术语。

在权利要求中使用的术语没有在上面限定的情况下，应赋予相关领域的技术人员已经赋予该术语的最宽泛的定义，如在至少一个印刷出版物或公布专利中所反映的。此外，对于容许这样的并入的所有辖区，本申请中引用的所有专利、测试程序和其他文献通过引用完全并入，只要这样的公开内容不与本申请矛盾。

虽然前述涉及本发明的实施方案，但是在不偏离本发明的基本范围的情况下，可以设计本发明的其他和进一步的实施方案，并且本发明的范围由所附权利要求书确定。

Claims (29)

1.使至少部分失活的催化剂再生的方法，所述至少部分失活的催化剂包含第10族元素、无机载体和污染物，其中第10族元素具有在0.06重量％-6重量％范围内的浓度，基于无机载体的重量，并且所述方法包括：

(I)使用基于加热气体混合物中的总摩尔数包含浓度大于5mol％的H₂O的加热气体混合物来加热至少部分失活的催化剂以产生前体催化剂；

(II)提供基于氧化气体中的总摩尔数包含不大于5mol％的H₂O的氧化气体；

(III)在620℃-1,000℃范围内的氧化温度下使前体催化剂与氧化气体接触至少30秒、优选至少1分钟、优选至少5分钟的持续时间，从而产生氧化的前体催化剂；和

(IV)由氧化的前体催化剂获得再生的催化剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其中加热气体混合物通过用氧化气体燃烧燃料来产生。

3.根据权利要求2所述的方法，其中燃料包含H₂、CO和烃中的至少一种，和氧化气体包含O₂。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中第10族元素包含Pt。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中无机载体包含至少0.5重量％的第4族元素，基于无机载体的重量。

6.根据权利要求5所述的方法，其中无机载体包含至少0.5重量％的Zr。

7.根据权利要求5或权利要求6所述的方法，其中第4族元素的至少一部分处于ZrO₂的形式。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中至少部分失活的催化剂还包含一种或多种具有57至71的原子数的元素。

9.根据权利要求8所述的方法，其中至少部分失活的催化剂包含的一种或多种具有57至71的原子数的元素的总量为0.01重量％、0.05重量％或0.1重量％至1重量％、5重量％或10重量％，基于无机载体的重量。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中至少部分失活的催化剂还包含至多10重量％的促进剂，基于无机载体的重量，并且其中所述促进剂包含以下元素中的一种或多种：Sn、Ga、Zn、Ge、In、Re、Ag、Au、Cu、它们的组合或它们的混合物。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中至少部分失活的催化剂还包含至多5重量％的碱金属元素，基于无机载体的重量，并且其中所述碱金属元素包含以下中的至少一种：Li、Na、K、Rb和Cs。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中能够实现含烃进料的脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化中的一种或多种的再生的催化剂的活性组分包含第10族元素，所述含烃进料包含C₂-C₁₆线性或支化的烷烃中的一种或多种，或C₄-C₁₆环状烷烃中的一种或多种，C₈-C₁₆烷基芳烃中的一种或多种，或它们的混合物。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(II)包括：

(IIa)在低于氧化温度的温度下提供氧化气体；和

(IIb)在步骤(III)中接触之前将氧化气体预加热至高于前体催化剂的温度的温度。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：

(V)在步骤(III)期间通过使用辐射/传导热源、热交换器或它们的组合来加热氧化气体、前体催化剂或两者。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(IV)包括：

(IVa)使氧化的前体催化剂与不含O₂的第一汽提气体接触从而产生汽提的氧化的前体催化剂；和

(IVb)由汽提的氧化的前体催化剂获得再生的催化剂。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(IV)包括：

(IVc)使氧化的前体催化剂或汽提的氧化的前体催化剂与含H₂气氛接触从而产生还原的催化剂；和

(IVd)由还原的催化剂获得再生的催化剂。

17.根据权利要求16所述的方法，其中步骤(IVd)包括：

(IVd-1)使还原的催化剂与第二汽提气体接触从而产生再生的催化剂。

18.根据权利要求16或权利要求17所述的方法，其中在高于再生的催化剂的使用温度的氧化的前体催化剂的温度下进行步骤(IVc)，并且步骤(IVd)还包括：

(IVd-2)在不多于10分钟、不多于5分钟、不多于1分钟、不多于30秒、不多于10秒、不多于5秒、不多于1秒、不多于0.5秒、不多于0.1秒、不多于0.01秒、或不多于0.001秒的持续时间内将还原的催化剂或再生的催化剂冷却至使用温度。

19.使用通过前述权利要求中任一项的方法产生的再生的催化剂的脱氢方法，所述脱氢方法包括：

(VI)使含烃进料与再生的催化剂接触以实现含烃进料的至少一部分的脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化中的一种或多种，从而产生包含第10族元素、无机载体和污染物的至少部分失活的催化剂和包含一种或多种提质烃和分子氢的流出物，其中烃进料包含C₂-C₁₆线性或支化的烷烃中的一种或多种、C₄-C₁₆环状烷烃中的一种或多种、C₈-C₁₆烷基芳族烃中的一种或多种，或它们的混合物；和

(VII)重复步骤(I)至(IV)，其中，在步骤(III)中产生额外的氧化的前体催化剂，并且其中，在步骤(IV)中，由额外的氧化的前体催化剂获得额外的再生的催化剂；和

(VIII)使额外数量的含烃进料与额外的再生的催化剂的至少一部分接触从而产生额外的至少部分失活的催化剂和额外的流出物。

20.根据权利要求19所述的脱氢方法，其中从步骤(VI)中使含烃进料与再生的催化剂接触至步骤(VIII)中使额外数量的含烃进料与额外的再生的催化剂接触的循环时间≤5小时。

21.提质烃的方法，包括：

(I)使含烃进料与包含第10族元素和无机载体的催化剂接触，以实现含烃进料的至少一部分的脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化中的一种或多种，从而产生包含第10族元素、无机载体和污染物的至少部分失活的催化剂和包含一种或多种提质烃和分子氢的流出物，其中：

所述含烃进料包含C₂-C₁₆线性或支化的烷烃中的一种或多种，或C₄-C₁₆环状烷烃中的一种或多种，C₈-C₁₆烷基芳烃中的一种或多种，或它们的混合物；

所述第10族元素具有在0.06重量％-6重量％范围内的浓度，基于无机载体的重量；

含烃进料和催化剂在300℃-900℃范围内的温度下接触；和

一种或多种提质烃包含脱氢的烃、脱氢芳构化的烃和脱氢环化的烃中的至少一种；

(II)使用基于加热气体混合物中的总摩尔数包含浓度大于5mol％的H₂O的加热气体混合物来加热至少部分失活的催化剂以产生前体催化剂；

(III)提供基于氧化气体中的总摩尔数包含不大于2mol％的H₂O的氧化气体；

(IV)在620℃-1,000℃范围内的氧化温度下使前体催化剂与氧化气体接触至少30秒、优选至少1分钟、优选至少5分钟的持续时间，从而产生氧化的前体催化剂；

(V)由氧化的前体催化剂获得再生的催化剂；和

(VI)使额外数量的含烃进料与至少一部分的再生的催化剂接触从而产生额外的至少部分失活的催化剂和额外的流出物。

22.根据权利要求21所述的方法，其中加热气体混合物通过用氧化气体燃烧燃料来产生。

23.根据权利要求22所述的方法，其中燃料包含H₂、CO和烃中的至少一种，和氧化气体包含O₂。

24.根据权利要求21至23中任一项所述的方法，其中：

第10族元素包含Pt，和

无机载体包含至少0.5重量％的第4族元素，基于无机载体的重量。

25.根据权利要求21至24中任一项所述的方法，其中催化剂还包含至多10重量％的促进剂，基于无机载体的重量，并且其中所述促进剂包含以下元素中的一种或多种：Sn、Ga、Zn、Ge、In、Re、Ag、Au、Cu、它们的组合或它们的混合物。

26.根据权利要求21至25中任一项所述的方法，其中催化剂还包含至多5重量％的碱金属元素，基于无机载体的重量，并且其中所述碱金属元素包含以下中的至少一种：Li、Na、K、Rb和Cs。

27.根据权利要求21至26中任一项所述的方法，其中步骤(III)包括：

(IIIa)在低于氧化温度的温度下提供氧化气体；和

(IIIb)在步骤(IV)中接触之前将氧化气体预加热至高于前体催化剂的温度的温度。

28.根据权利要求21至27中任一项所述的方法，还包括：

(VII)在步骤(IV)期间通过使用辐射/传导热源、热交换器或它们的组合来加热氧化气体、前体催化剂或两者。

29.根据权利要求21至28中任一项所述的方法，其中从步骤(I)中使含烃进料与催化剂接触至步骤(VI)中使额外数量的含烃进料与再生的催化剂接触的循环时间≤5小时。