TW202304841A - 將烷類及烷基芳族烴類升級之方法 - Google Patents

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Abstract

一種將烴升級之方法。該方法可以包括(I)將含有烴之進料與觸媒接觸，該觸媒可以包括配置於擔體上的第8至10族元素或其化合物，以實現至少一部分的該含有烴之進料的脫氫反應、脫氫芳族化反應、與脫氫環化反應的一或多者，以產生焦化觸媒與流出物。該方法還可以包括(II)將至少一部分的該焦化觸媒與氧化劑接觸，以實現至少一部分的焦炭的燃燒，以產生經再生之觸媒。該方法還可以包括(III)將額外量的該含有烴之進料與至少一部分的該經再生之觸媒接觸。從步驟(I)的將該含有烴之進料與該觸媒接觸到步驟(III)的將該額外的含有烴之進料與該經再生之觸媒接觸的週期時間可為≤5小時。

Description

將烷類及烷基芳族烴類升級之方法
本揭露係關於將烷類與/或烷基芳族烴類升級之方法。更特別地，本揭露係關於將一或多種烷與/或一或多種烷基芳族烴類在觸媒存在下脫氫、脫氫芳族化、與/或脫氫環化以產生包括一或多種經升級之烴類的流出物之方法。 [相關申請案之對照參考]
本申請案主張美國臨時申請案62/986,229號，此案申請日為2020年3月6日，及歐洲申請案20179508.5號，此案申請日為2020年6月11日，之優先權與權益，以引用方式將兩案全部內容併入本案作為參考。
烷與/或烷基芳族烴類之催化脫氫反應、脫氫芳族化反應、與脫氫環化反應係工業上重要的吸熱且受平衡限制之化學轉化方法。烷類(例如C 2-C 12烷類)與/或烷基芳族烴類(例如乙苯)的脫氫反應可以透過種種不同擔載型觸媒系統(比如以Pt為基礎、以Cr為基礎、以Ga為基礎、以V為基礎、以Zr為基礎、以In為基礎、以W為基礎、以Mo為基礎、以Zn為基礎、與以Fe為基礎之系統)完成。在現有丙烷脫氫方法中，某些方法使用氧化鋁擔載鉻氧觸媒，其提供約50%的最高丙烯產率之一者(在90%丙烯選擇性下的55%丙烷轉化率)，其係在約560℃到650℃之溫度下與在20 kPa絕對壓力到50 kPa絕對壓力之低壓下獲得。最好不必在這麼低壓下操作就使丙烯產率增加，以增加脫氫方法的效率。
增加脫氫方法之溫度是根據該方法的熱力學使該方法之轉化率增加的一個方式。例如，在670℃、100 kPa絕對壓力下，在無任何惰性/稀釋劑下，經由模擬估計平衡產率丙烯產率為約74%。然而，在這麼高的溫度下，觸媒非常快速地去活化與/或丙烯選擇性變成不經濟地低。該快速觸媒去活化據信係起因於沉積於觸媒上的焦炭與/或活性相之積聚。焦炭可以藉由使用含有氧之氣體的燃燒來移除，然而，據信在燃燒方法期間活性相之積聚加劇，這使觸媒的活性與穩定性快速減少。
因此，需要用於將烷與/或烷基芳族烴類脫氫、脫氫芳族化、與/或脫氫環化的經改善之方法與觸媒。本揭露滿足這個以及其他的需要。
本揭露提供將烷類與/或烷基芳族烴類升級之方法。在某些實施方式中，將烴升級之方法可以包括：(I)將含有烴之進料與觸媒接觸，該觸媒可以包括配置於擔體上的Pt，以實現至少一部分的該含有烴之進料的脫氫反應、脫氫芳族化反應、與脫氫環化反應的一或多者，以產生焦化觸媒與可以包括一或多種經升級之烴類與分子氫的流出物。該含有烴之進料可以包括一或多種C 2-C 16直鏈或支鏈烷類、或一或多種C 4-C 16環狀烷類、或一或多種C 8-C 16烷基芳烴、或其混合物。該含有烴之進料與觸媒可為在從300℃到900℃範圍內的溫度、至少20 kPa絕對壓力的烴分壓下接觸達≤3小時之時間，其中該烴分壓是在該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類與任何C 8-C 16烷基芳烴的總分壓。該觸媒可以包括以該擔體重量為基準計從0.05重量%到6重量%的Pt。該一或多種經升級之烴類可以包括經脫氫之烴、經脫氫芳族化之烴、與經脫氫環化之烴的至少一者。該方法還可以包括(II)將至少一部分的該焦化觸媒與氧化劑接觸，以實現至少一部分的焦炭之燃燒，以產生貧焦炭的經再生之觸媒與燃燒氣體。該方法還可以包括(III)將額外量的該含有烴之進料與至少一部分的該經再生之觸媒接觸，以產生再焦化觸媒與額外的流出物。從步驟(I)的將該含有烴之進料與該觸媒接觸到步驟(III)的將額外量的該含有烴之進料與該經再生之觸媒接觸的週期時間可為≤5小時。
在其他實施方式中，將烴升級之方法可以包括：(I)將含有烴之進料與觸媒接觸，該觸媒可以包括配置於擔體上的第8至10族元素，以實現至少一部分的該含有烴之進料的脫氫反應、脫氫芳族化反應、與脫氫環化反應的一或多者，以產生焦化觸媒與可以包括一或多種經升級之烴類與分子氫的流出物。該含有烴之進料可以包括一或多種C 2-C 16直鏈或支鏈烷類、或一或多種C 4-C 16環狀烷類、或一或多種C 8-C 16烷基芳烴、或其混合物。該含有烴之進料與觸媒可為在從300℃到900℃範圍內的溫度、至少20 kPa絕對壓力的烴分壓下接觸達≤3小時之時間，其中該烴分壓是在該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類與任何C 8-C 16烷基芳烴的總分壓。該一或多種經升級之烴類可以包括經脫氫之烴、經脫氫芳族化之烴、經脫氫環化之烴、或其混合物。該觸媒可以包括以該擔體重量為基準計從0.05重量%到6重量%的第8至10族元素。該擔體可以包括下列的至少一者：以該擔體重量為基準計，w重量%的第2族元素、x重量%的第4族元素、y重量%的第12族元素、與z重量%的具有原子序為21、39、或57至71的元素，其中w、x、y、與z獨立地是在從0至100範圍內，其中：任何第2族元素係與以該擔體重量為基準計的重量% m相關，任何第4族元素係與以該擔體重量為基準計的重量% n相關，任何第12族元素係與以該擔體重量為基準計的重量% p相關，及任何具有原子序為21、39、或57至71的元素係與以該擔體重量為基準計的重量% q相關，及m、n、p、與q獨立地是在從1至100範圍內的數目。以該擔體重量為基準計，w/m+x/n+y/p+z/p的總和可為≥1。該方法還可以包括(II)將至少一部分的該焦化觸媒與氧化劑接觸，以實現至少一部分的焦炭之燃燒，以產生貧焦炭的經再生之觸媒與燃燒氣體。該方法還可以包括(III)將額外量的該含有烴之進料與至少一部分的該經再生之觸媒接觸，以產生再焦化觸媒與額外的流出物。從步驟(I)的將該含有烴之進料與該觸媒接觸到步驟(III)的將額外量的該含有烴之進料與該經再生之觸媒接觸的週期時間可為≤5小時。
在其他實施方式中，將烴升級之方法可以包括：(I)將含有烴之進料與觸媒接觸，該觸媒可以包括配置於擔體上的第8至10族元素或其化合物，以實現至少一部分的該含有烴之進料的脫氫反應、脫氫芳族化反應、與脫氫環化反應的一或多者，以產生焦化觸媒與包含一或多種經升級之烴類與分子氫的流出物。該含有烴之進料可以包括一或多種C 2-C 16直鏈或支鏈烷類、或一或多種C 4-C 16環狀烷類、或一或多種C 8-C 16烷基芳烴、或其混合物及以該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類與任何C 8-C 16烷基芳烴的總體積為基準計0.1體積%到50體積%的蒸汽。該含有烴之進料與觸媒可為在從300℃到900℃範圍內的溫度、至少20 kPa絕對壓力的烴分壓下接觸達≤3小時之時間，其中該烴分壓是在該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類與任何C 8-C 16烷基芳烴的總分壓。該觸媒可以包括以該擔體重量為基準計從0.05重量%到6重量%的第8至10族元素或其化合物。該經升級之烴可以包括經脫氫之烴、經脫氫芳族化之烴、經脫氫環化之烴、或其混合物。該方法還可以包括(II)將至少一部分的該焦化觸媒與氧化劑接觸，以實現至少一部分的焦炭之燃燒，以產生貧焦炭的經再生之觸媒與燃燒氣體。該方法還可以包括(III)將額外量的該含有烴之進料與至少一部分的該經再生之觸媒接觸，以產生再焦化觸媒與額外的流出物。從步驟(I)的將該含有烴之進料與該觸媒接觸到步驟(III)的將額外量的該含有烴之進料與該經再生之觸媒接觸的週期時間可為≤5小時。
[發明之詳細說明]
現在將描述本發明之各種具體實施方式、變型與實施例，其包括本文中為了瞭解有請求權項的發明而採用的較佳實施方式與定義。儘管下列詳細說明給出特定較佳實施方式，然而本領域之習知技藝者會理解這些實施方式只是示範用，並且可以其他方式實踐本發明。為了侵權鑑定，本發明的範圍將是指隨附申請專利範圍的任一或多項(包括其之等效物)、及等效於所述者的元件或限制。任何對「發明」的提及可為指一或多個，但不一定是全部的申請專利範圍所限定的發明。
在本揭露中，將方法描述成包含至少一個「步驟」。應當理解各步驟是在方法中可以連續或不連續方式進行一次或多次之動作或操作。除非相反說明或上下文清楚地另外指出，否則在方法中多個步驟可以其被列出之順序(在有或無與一或多個其他步驟重疊下)，或視情況以任何其他順序相繼進行。此外，對同批或不同批材料可同時進行一或多個或甚至全部步驟。例如，在連續法中，儘管對在開始時剛進料至方法中的原料進行方法之第一步驟，但在第一步驟較早時間對處理進料至方法中的原料所形成之中間材料可同時進行第二步驟。較佳地，以上述順序進行上述步驟。
除非另外指出，否則在本揭露中表示量之所有數字在一切情况下被理解為被措詞「約」修飾。亦應當理解在說明書與申請專利範圍中使用之精確數值構成具體實施方式。已經作出努力以確保在實施例中數據之準確性。然而，應當理解任何測量數據本來就含有某一級別的誤差，茲因用於測量之技術與/或設備的限制。
本揭露使用一組數值上限與一組數值下限來描述某些實施方式與特徵。應當理解的是，除非另外指出，否則設想到包括任何兩個值的組合，例如任何下限值與任何上限值之組合、任何兩個下限值之組合、與/或任何兩個上限值之組合的範圍。
如本文所用，不定冠詞「一(a)」或「一(an)」是指「至少一」，除非相反說明或上下文清楚地另外指出。因此，使用「反應器」或「轉化區」的實施方式包括使用一、二或更多個反應器或轉化區的實施方式，除非相反說明或上下文清楚地指出只使用一個反應器或轉化區。
術語「烴」是指(i)由氫與碳原子組成之任何化合物或(ii)二或多種這類在(i)中化合物之任何混合物。術語「Cn烴」(其中n是正整數)是指(i)在分子內含有總數為n的碳原子之任何烴化合物，或(ii)二或多種這類在(i)中烴化合物之任何混合物。因此，C2烴可為乙烷、乙烯、乙炔、或這些化合物至少二者的任何比例之混合物。「Cm至Cn烴」或「Cm-Cn烴」(其中m與n是正整數且m＜n)是指Cm、Cm+1、Cm+2、…、Cn-1、Cn烴、或其二或多者之任何混合物中的任一者。因此，「C2至C3烴」或「C2-C3烴」可為乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯、丙炔、丙二烯、環丙烷、與其二或多者的在上述組分之間的任何比例之任何混合物。「飽和C2-C3烴」可為乙烷、丙烷、環丙烷、或其二或多者的任何比例之任何混合物。「Cn+烴」是指(i)在分子內含有總數為至少n的碳原子之任何烴化合物，或(ii)二或多種這類在(i)中烴化合物之任何混合物。「Cn-烴」是指(i)在分子內含有總數為最多n的碳原子之任何烴化合物，或(ii)二或多種這類在(i)中烴化合物之任何混合物。「Cm烴流」是指基本上由Cm烴組成之烴流。「Cm-Cn烴流」是指基本上由Cm-Cn烴組成之烴流。
為了本揭露之目的，元素的命名法係根據Hawley's Condensed Chemical Dictionary, 16 thEd., John Wiley & Sons, Inc., (2016), Appendix V所提供的Periodic Table of Elements版本(在新表示法下)。例如，第8族元素包括Fe，第9族元素包括Co，及第10族元素包括Ni。如本文所用，術語「類金屬」是指下列元素：B、Si、Ge、As、Sb、Te、與At。在本揭露中，當將給定元素表示為存在時，其可以元素態或以其任何化合物形式存在，除非另外具體說明或上下文清楚地另外指出。
術語「烷」是指飽和烴。術語「環狀烷」是指在分子結構中包含環狀碳環的飽和烴。烷可為直鏈、支鏈、或環狀的。
術語「芳族」應當根據其之本領域公認的範圍來理解，其包括經烷基取代的與未經取代的單核與多核化合物。
術語「富」當用於用語比如「富X(X-rich)」或「富X(rich in X)」時是指(與由裝置例如轉化區獲得之輸出流有關)該輸出流包含濃度比進料至衍生該流的相同裝置之進料中的濃度更高的材料X。術語「貧」當用於用語比如「貧X(X-lean)」或「貧X(lean in X)」時是指(與由裝置例如轉化區獲得之輸出流有關)該輸出流包含濃度比進料至衍生該流的相同裝置之進料中的濃度更低的材料X。
術語「選擇性」是指在催化反應中指定化合物之產量(以碳莫耳數為基準計)。例如，用語「烷烴轉化反應具有100%的烯烴選擇性」是指在該反應中被轉化之烷烴有100%(以碳莫耳數為基準計)被轉化為烯烴。當用於與指定反應物有關的用途時，術語「轉化率」是指在反應中被消耗之反應物量。例如，當指定反應物是丙烷時，100%轉化率是指100%的丙烷在反應中被消耗。產率(以碳莫耳數為基準計)是轉化率乘選擇性。 概述
含有烴之進料可為或可以包括(但不限於)一或多種烷烴(例如C 2-C 16直鏈或支鏈烷類與/或C 4-C 16環狀烷類)與/或一或多種烷基芳烴(例如C 8-C 16烷基芳烴)。在某些實施方式中，含有烴之進料可以隨意包括以該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類與任何C 8-C 16烷基芳烴的總體積為基準計0.1體積%到50體積%的蒸汽。在其他實施方式中，含有烴之進料可以包括以該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類與任何C 8-C 16烷基芳烴的總體積為基準計＜0.1體積%的蒸汽或可以沒有蒸汽。可以將含有烴之進料與觸媒接觸，該觸媒包括配置於擔體上的第8至10族元素(例如Pt)，以實現至少一部分的該含有烴之進料的脫氫反應、脫氫芳族化反應、與脫氫環化反應的一或多者，以產生焦化觸媒與可以包括一或多種經升級之烴類與分子氫的流出物。該一或多種經升級之烴類可為或可以包括一或多種經脫氫之烴類、一或多種經脫氫芳族化之烴類、一或多種經脫氫環化之烴類、或其混合物。該含有烴之進料與觸媒可為在從300℃到900℃範圍內的溫度、至少20 kPa絕對壓力的烴分壓下接觸達≤3小時之第一時間，其中該烴分壓是在該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類與任何C 8-C 16烷基芳烴的總分壓。該觸媒可以包括以該擔體重量為基準計從0.05重量%到6重量%的第8至10族元素(例如Pt)。該擔體可為或可以包括(但不限於)第2族元素、第4族元素、第12族元素、具有原子序為21、39、或57至71的元素、或其化合物。
可以將至少一部分的焦化觸媒與一或多種氧化劑接觸，以實現至少一部分的焦炭之燃燒，以產生貧焦炭的經再生之觸媒與燃燒氣體。在某些實施方式中，該方法可以隨意包括將至少一部分的經再生之觸媒與還原氣體接觸，以產生經再生且還原之觸媒。可以將額外量的含有烴之進料與至少一部分的經再生之觸媒與/或至少一部分的任何經再生且還原之觸媒接觸，以產生再焦化觸媒與額外的流出物。從將含有烴之進料與觸媒接觸到將額外量的含有烴之進料與經再生之觸媒接觸的週期時間可為≤5小時。
已經驚人地且意外地發現包括配置於擔體上的第8至10族元素(例如Pt)之觸媒在許多週期(例如至少15、至少20、至少30、至少40、至少50、至少60、至少70、至少100週期、至少125週期、至少150週期、至少175週期、或至少200週期)後可以保持充分活性與穩定性，其中各週期時間持續≤5小時、≤4小時、≤3小時、≤2小時、≤1小時、≤50分鐘、≤45分鐘、≤30分鐘、≤15分鐘、≤10分鐘、≤5分鐘、≤1分鐘、≤30秒、或≤10秒。在某些實施方式中，週期時間可為從5秒、30秒、1分鐘或5分鐘到10分鐘、20分鐘、30分鐘、45分鐘、50分鐘、70分鐘、2小時、3小時、4小時、或5小時。在某些實施方式中，在觸媒性能穩定後(有時最初的週期可以具有相對差或相對好的性能，但最後性能可以穩定)，當最初和含有烴之進料接觸時，該方法可以產生在≥75%、≥80%、≥85%、或≥90%、或＞95%的經升級之烴選擇性(例如丙烯)下的第一經升級之烴產物產率(例如丙烯，當該含有烴之進料包括丙烷時)，並且在完成最後的週期(總共至少15週期)時可以具有在≥75%、≥80%、≥85%、或≥90%、或＞95%的經升級之烴選擇性(例如丙烯)下有可為該第一經升級之烴產物產率的至少90%、至少93%、至少95%、至少97%、至少98%、至少99%、至少99.5%、或至少100%的第二經升級之烴產物產率。在本發現之前，據信，當經受許多具有不需添加鹵素之簡單氧化再生的短週期時，具有第8至10族元素(例如Pt)作為活性成分之觸媒不會保持充分活性與穩定性。
第一週期在觸媒與含有烴之進料接觸時開始，接著與至少氧化劑接觸，以產生經再生之觸媒或至少氧化劑和隨意還原氣體，以產生經再生且還原之觸媒，及第一週期在經再生之觸媒或經再生且還原之觸媒和額外量的含有烴之進料接觸時結束。第二週期與各隨後週期在經再生之觸媒或經再生且還原之觸媒和額外量的含有烴之進料接觸時開始，及第二週期與各隨後週期在額外或隨後經再生之觸媒或經再生且還原之觸媒和額外量的含有烴之進料接觸時結束。
此外，經由本發明所述之方法與觸媒獲得史無前例的丙烯產率。在某些實施方式中，當含有烴之進料包括丙烷及經升級之烴包括丙烯時，將含有烴之進料與觸媒接觸達至少15、至少20、至少30、至少40、至少50、至少60、至少70、至少100週期、至少125週期、至少150週期、至少175週期、或至少200週期，可以產生在至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、或至少95%的丙烯選擇性下有至少52%、至少53%、至少55%、至少57%、至少60%、至少62%、或至少63%的丙烯產率。在其他實施方式中，當含有烴之進料包括以該含有烴之進料的總體積為基準計至少70體積%的丙烷時，在至少20 kPa絕對壓力的丙烷分壓下接觸達至少15、至少20、至少30、至少40、至少50、至少60、至少70、至少100週期、至少125週期、至少150週期、至少175週期、或至少200週期，可以獲得在至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、或至少95%的丙烯選擇性下有至少52%、至少53%、至少55%、至少57%、至少60%、至少62%、或至少63%的丙烯產率。據信，藉由另外優化擔體的組成與/或調整一或多個製程條件，在至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、或至少95%的丙烯選擇性下達至少15週期、至少20、至少30、至少40、至少50、至少60、至少70、至少100週期、至少125週期、至少150週期、至少175週期、或至少200週期可以使丙烯產率進一步增加到有至少65%、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%。在某些實施方式中，當觸媒與烴進料是在至少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℃的溫度下接觸達至少15、至少20、至少30、至少40、至少50、至少60、至少70、至少100週期、至少125週期、至少150週期、至少175週期、或至少200週期時可以獲得丙烯產率。在這樣的加工條件下這樣的高丙烯產率是無法想像的。 烴升級方法
含有烴之進料與觸媒可以是在任何合適環境(比如配置於一或多個反應器中的一或多個反應區或轉化區)中彼此接觸，以產生流出物與焦化觸媒。在某些實施方式中，反應區或轉化區可以被配置於或位於一或多個固定床反應器、一或多個流體化床或移動床反應器、一或多個逆流反應器、或其任何組合中。
含有烴之進料與觸媒可以是在從300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃、620℃、650℃、660℃、670℃、680℃、690℃、或700℃到725℃、750℃、760℃、780℃、800℃、825℃、850℃、875℃、或900℃範圍內的溫度下接觸。在某些實施方式中，含有烴之進料與觸媒可以是在至少620℃、至少650℃、至少660℃、至少670℃、至少680℃、至少690℃、或至少700℃到725℃、750℃、760℃、780℃、800℃、825℃、850℃、875℃、或900°C的溫度下接觸。含有烴之進料可以被引進反應區或轉化區中並與其中的觸媒接觸達≤3小時、≤2.5小時、≤2小時、≤1.5小時、≤1小時、≤45分鐘、≤30分鐘、≤20分鐘、≤10分鐘、≤5分鐘、≤1分鐘、≤30秒、≤10秒、≤5秒、或≤1秒或≤0.5秒的時間。在某些實施方式中，含有烴之進料可以與觸媒接觸達在從0.1秒、0.5秒、0.7秒、1秒、30秒、1分鐘、5分鐘、或10分鐘到30分鐘、50分鐘、70分鐘、1.5小時、2小時、或3小時範圍內的時間。
含有烴之進料與觸媒可以是在至少20 kPa絕對壓力的烴分壓下接觸，其中該烴分壓是在該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類與任何C 8-C 16烷基芳烴的總分壓。在某些實施方式中，在含有烴之進料與觸媒接觸期間烴分壓可以是在從20 kPa絕對壓力、50 kPa絕對壓力、100 kPa絕對壓力、至少150 kPa、至少200 kPa 300 kPa絕對壓力、500 kPa絕對壓力、750 kPa絕對壓力、或1,000 kPa絕對壓力到1,500 kPa絕對壓力、2,500 kPa絕對壓力、4,000 kPa絕對壓力、5,000 kPa絕對壓力、7,000 kPa絕對壓力、8,500 kPa絕對壓力、或10,000 kPa絕對壓力範圍內，其中該烴分壓是在該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類與任何C 8-C 16烷基芳烴的總分壓。在其他實施方式中，在含有烴之進料與觸媒接觸期間烴分壓可以是在從20 kPa絕對壓力、50 kPa絕對壓力、100 kPa絕對壓力、150 kPa絕對壓力、200 kPa絕對壓力、250 kPa絕對壓力、或300 kPa絕對壓力到500 kPa絕對壓力、600 kPa絕對壓力、700 kPa絕對壓力、800 kPa絕對壓力、900 kPa絕對壓力、或1,000 kPa絕對壓力範圍內，其中該烴分壓是在該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類與任何C 8-C 16烷基芳烴的總分壓。
在某些實施方式中，含有烴之進料可以包括以該含有烴之進料的總體積為基準計至少60體積%、至少65體積%、至少70體積%、至少75體積%、至少80體積%、至少85體積%、至少90體積%、至少95體積%、或至少99體積%的單一C 2-C 16烷(例如丙烷)。含有烴之進料與觸媒可以是在至少20 kPa絕對壓力、至少50 kPa絕對壓力、至少100 kPa絕對壓力、至少150 kPa絕對壓力、至少250 kPa絕對壓力、至少300 kPa絕對壓力、至少400 kPa絕對壓力、至少500 kPa絕對壓力、或至少1,000 kPa絕對壓力的單一C 2-C 16烷(例如丙烷)壓力下接觸。
含有烴之進料可以在反應區或轉化區中在對進行升級方法有效的任何重量時空速度(WHSV)下與觸媒接觸。在某些實施方式中，WHSV可為0.01 hr - 1、0.1 hr -1、1 hr - 1、2 hr - 1、5 hr - 1、10 hr - 1、20 hr - 1、30 hr - 1、或50 hr - 1到100 hr - 1、250 hr - 1、500 hr - 1、或1,000 hr - 1。在某些實施方式中，當烴升級方法包括流體化或移動式觸媒時，觸媒對任何C 2-C 16烷類與任何C 8-C 16烷基芳烴的組合量的比率可為以重量對重量為基準計在從1、3、5、10、15、20、25、30、或40到50、60、70、80、90、100、110、125、或150範圍內。
當焦化觸媒活性減少至所欲最小量以下時，該焦化觸媒或其至少一部分可以在反應區或轉化區中或在與該反應區或轉化區不同的燃燒區中與氧化劑接觸(視特定反應器構型而定)，以產生經再生之觸媒。例如，觸媒再生可以在反應區或轉化區中發生(當使用固定床或逆流反應器時)或在可以與該反應區或轉化區不同的獨立燃燒區中發生(當使用流體化床反應器或其他循環或流體化式反應器時)。相似地，隨意的還原步驟也可以在反應區或轉化區中、在燃燒區中、與/或在獨立還原區中發生。因此，可以將含有烴之進料與觸媒接觸以實現至少一部分的該含有烴之進料的脫氫反應、脫氫芳族化反應、與脫氫環化反應的一或多者，以產生焦化觸媒與包括一或多種經升級之烴類與分子氫的第一流出物，以循環式方法(比如常用於固定床與逆流反應器的方法)與/或常用於流體化床反應器的連續式方法。經由一或多個分離器(比如旋風分離器)可以達到將包括經升級之烴與分子氫的流出物與焦化觸媒分離(視需要)。
氧化劑可為或可以包括(但不限於)O 2、O 3、CO 2、H 2O、或其混合物。在某些實施方式中，超過使觸媒上的焦炭100%燃燒所需之量的氧化劑量可以用於使從觸媒移除焦炭之速率增加，使得焦炭移除所需之時間可以減少並導致在給定時間內產生的經升級之產物的產率增加。
焦化觸媒與氧化劑可以是在從300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、或800℃到900℃、950℃、1,000℃、1,050℃、或1,100℃範圍內的溫度下彼此接觸，以產生經再生之觸媒。在某些實施方式中，焦化觸媒與氧化劑可以是在從500℃到1,100℃、600℃到1,000℃、650℃到950℃、700℃到900℃、或750℃到850℃範圍內的溫度下彼此接觸，以產生經再生之觸媒。
焦化觸媒與氧化劑可以彼此接觸達≤2小時、≤1小時、≤30分鐘、≤10分鐘、≤5分鐘、≤1分鐘、≤30秒、≤10秒、≤5秒、或≤1秒之時間。例如，焦化觸媒與氧化劑可以彼此接觸達在從2秒到2小時範圍內的時間。在某些實施方式中，焦化觸媒與氧化劑可以接觸達足以移除配置於觸媒上的任何焦炭之≥50重量%、≥75重量%、或≥90重量%或＞99%的時間。
在某些實施方式中，焦化觸媒與氧化劑彼此接觸的時間可以少於觸媒接觸含有烴之進料以產生流出物與焦化觸媒的時間。例如，焦化觸媒與氧化劑彼此接觸的時間可為比觸媒接觸含有烴之進料以產生流出物的時間少了至少90%、至少60%、至少30%、或至少10%。在其他實施方式中，焦化觸媒與氧化劑彼此接觸的時間可以大於觸媒接觸含有烴之進料以產生流出物與焦化觸媒的時間。例如，焦化觸媒與氧化劑彼此接觸可為比觸媒接觸含有烴之進料以產生流出物的時間大了至少50%、至少100%、至少300%、至少500%、至少1,000%、至少10,000%、至少30,000%、至少50,000%、至少75,000%、至少100,000%、至少250,000%、至少500,000%、至少750,000%、至少1,000,000%、至少1,250,000%、至少1,500,000%、或至少1,800,000%。
焦化觸媒與氧化劑可以是在從20 kPa絕對壓力、50 kPa絕對壓力、100 kPa絕對壓力、300 kPa絕對壓力、500 kPa絕對壓力、750 kPa絕對壓力、或1,000 kPa絕對壓力到1,500 kPa絕對壓力、2,500 kPa絕對壓力、4,000 kPa絕對壓力、5,000 kPa絕對壓力、7,000 kPa絕對壓力、8,500 kPa絕對壓力、或10,000 kPa絕對壓力範圍內的氧化劑分壓下彼此接觸。在其他實施方式中，在與焦化觸媒接觸期間氧化劑分壓可以是在從20 kPa絕對壓力、50 kPa絕對壓力、100 kPa絕對壓力、150 kPa絕對壓力、200 kPa絕對壓力、250 kPa絕對壓力、或300 kPa絕對壓力到500 kPa絕對壓力、600 kPa絕對壓力、700 kPa絕對壓力、800 kPa絕對壓力、900 kPa絕對壓力、或1,000 kPa絕對壓力範圍內，以產生經再生之觸媒。
在不希望受到理論的束縛下，據信，和在與該含有烴之進料接觸前的觸媒相比，配置於焦化觸媒上之至少一部分的第8至10族元素(例如Pt)可以積聚。據信，在焦化觸媒上之至少一部分的焦炭燃燒期間，至少一部分的第8至10族元素可以再分散在擔體附近。再分散至少一部分的任何積聚之第8至10族元素在多次循環後可以使觸媒之活性增加及改善穩定性。
在某些實施方式中，在經再生之觸媒中至少一部分的第8至10族元素(例如Pt)可以是在和與含有烴之進料接觸的觸媒中的第8至10族元素相比及和焦化觸媒中之第8至10族元素相比為更高的氧化態。因此，如上所述，在某些實施方式中，該方法可以隨意地包括將至少一部分的經再生之觸媒與還原氣體接觸，以產生經再生且還原之觸媒。合適還原氣體(還原劑)可為或可以包括(但不限於)H 2、CO、CH 4、C 2H 6、C 3H 8、C 2H 4、C 3H 6、蒸汽、或其混合物。在某些實施方式中，還原劑可以與惰性氣體(比如Ar、Ne、He、N 2、CO 2、H 2O或其混合物)混合。在這樣的實施方式中，可以使經再生且還原之觸媒中的至少一部分的第8至10族元素還原為和經再生之觸媒中的第8至10族元素相比為更低的氧化態(例如元素態)。在此實施方式中，額外量的含有烴之進料可以與至少一部分的經再生之觸媒與/或至少一部分的經再生且還原之觸媒接觸。
在某些實施方式中，經再生之觸媒與還原氣體可以是在從300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃、620℃、650℃、或670℃到720℃、750℃、800℃、或900℃範圍內的溫度下接觸。經再生之觸媒與還原氣體可以接觸達在從1秒、5秒、10秒、20秒、30秒、或1分鐘到10分鐘、30分鐘、或60分鐘範圍內的時間。經再生之觸媒與還原氣體可以是在20 kPa絕對壓力、50 kPa絕對壓力、或100 kPa絕對壓力、300 kPa絕對壓力、500 kPa絕對壓力、750 kPa絕對壓力、或1,000 kPa絕對壓力到1,500 kPa絕對壓力、2,500 kPa絕對壓力、4,000 kPa絕對壓力、5,000 kPa絕對壓力、7,000 kPa絕對壓力、8,500 kPa絕對壓力、或10,000 kPa絕對壓力的還原劑分壓下接觸。在其他實施方式中，在與經再生之觸媒接觸期間還原劑分壓可以是在從20 kPa絕對壓力、50 kPa絕對壓力、100 kPa絕對壓力、150 kPa絕對壓力、200 kPa絕對壓力、250 kPa絕對壓力、或300 kPa絕對壓力到500 kPa絕對壓力、600 kPa絕對壓力、700 kPa絕對壓力、800 kPa絕對壓力、900 kPa絕對壓力、或1,000 kPa絕對壓力範圍內，以產生經再生之觸媒。
在反應區或轉化區中至少一部分的經再生之觸媒、經再生且還原之觸媒、新的或新鮮的觸媒、或其混合物可以與額外量的含有烴之進料接觸以產生額外的流出物與額外的焦化觸媒。如上所述，從將含有烴之進料與觸媒接觸到將額外量的含有烴之進料與至少一部分的經再生之觸媒、與/或經再生且還原之觸媒、及隨意地與新的或新鮮的觸媒接觸的週期時間可為≤5小時。
在某些實施方式中，一或多種額外的進料(例如一或多種吹洗流體)可以用在含有烴之進料與氧化劑的流動之間、在氧化劑與隨意還原氣體(若使用的話)之間、在氧化劑與額外的含有烴之進料之間、與/或在還原氣體與額外的含有烴之進料之間。吹洗流體可以特別是從反應器吹驅或推驅非所欲物質，比如不燃性微粒(包括煙灰)。在某些實施方式中，額外的進料在脫氫反應、脫氫芳族化反應、與脫氫環化反應、燃燒、與/或還原條件下可為惰性的。合適吹洗流體可為或可以包括N 2、He、Ar、CO 2、H 2O、CO 2、CH 4、或其混合物。在某些實施方式中，若該方法利用吹洗流體，則使用吹洗流體的持續期間或時間可為在從1秒、5秒、10秒、20秒、30秒、或1分鐘到10分鐘、30分鐘、或60分鐘範圍內。
如上所述，第一週期在觸媒與含有烴之進料接觸時開始，接著與至少氧化劑接觸，以產生經再生之觸媒或與至少氧化劑和隨意還原氣體接觸，以產生經再生且還原之觸媒，及第一週期在經再生之觸媒或經再生且還原之觸媒和額外量的含有烴之進料接觸時結束。若將任何吹洗流體用在含有烴之進料與氧化劑的流動之間、在氧化劑與還原氣體(若使用的話)之間、在氧化劑與額外量的含有烴之進料之間、與/或在還原氣體(若使用的話)與額外量的含有烴之進料之間，則利用該吹洗流體的時間會包括在週期時間所包括的時間內。因此，從步驟(I)的將含有烴之進料與觸媒接觸到步驟(III)的將額外量的含有烴之進料與經再生之觸媒接觸的週期時間可為≤5小時。
適合進行本發明所揭露之方法的系統可以包括本領域中眾所周知的系統，比如WO公開號WO2017078894所揭露之固定床反應器；美國專利號3,888,762、7,102,050、7,195,741、7,122,160、與8,653,317、與美國專利申請公開號2004/0082824、2008/0194891所揭露之流體化上行式反應器與/或下行式反應器；及美國專利號8,754,276、美國專利申請公開號2015/0065767、與WO公開號WO2013169461所揭露之逆流反應器。 觸媒
觸媒可以包括以擔體總重量為基準計0.05重量%、0.1重量%、0.2重量%、0.5重量%、或1重量%到2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、或6重量%的第8至10族元素。在某些實施方式中，觸媒可以包括以擔體總重量為基準計＞0.025重量%、＞0.05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重量%、＞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8至10族元素。在某些實施方式中，該第8至10族元素可為或可以包括(但不限於) Fe、Co、Ni、Ru、Pd、Os、Ir、Pt、其組合、或其混合物。在至少一個實施方式中，該第8至10族元素可為或可以包括Pt。
擔體可為或可以包括(但不限於)一或多種具有原子序為4、12、20至22、30、38至40、48、或56至71的元素。換個說法，擔體可為或可以包括一或多種第2族元素、一或多種第4族元素、一或多種第12族元素、一或多種具有原子序為21、39、或57至71的元素、其組合、或其混合物。在某些實施方式中，第2族元素、第4族元素、第12族元素、與/或具有原子序為21、39、或57至71的元素可以其元素形式存在。在其他實施方式中，第2族元素、第4族元素、第12族元素、與/或具有原子序為21、39、或57至71的元素可以化合物形式存在。例如，第2族元素、第4族元素、第12族元素、與/或具有原子序為21、39、或57至71的元素可以氧化物、磷酸鹽、鹵化物、鹵酸鹽、硫酸鹽、硫化物、硼酸鹽、氮化物、碳化物、鋁酸鹽、鋁矽酸鹽、矽酸鹽、碳酸鹽、偏磷酸鹽、硒化物、鎢酸鹽、鉬酸鹽、亞鉻酸鹽、鉻酸鹽、重鉻酸鹽、或矽化物形式存在。在某些實施方式中，任何二或更多種包括第2族元素、第4族元素、第12族元素、與/或具有原子序為21、39、或57至71的元素之化合物的混合物可以不同形式存在。例如，第一化合物可為氧化物且第二化合物可為鋁酸鹽，其中該第一化合物與該第二化合物包括彼此相同或不同的第2族元素、第4族元素、第12族元素、與/或具有原子序為21、39、或57至71的元素。
在某些實施方式中，擔體可為或可以包括下列的至少一者：以該擔體重量為基準計，w重量%的第2族元素、x重量%的第4族元素、y重量%的第12族元素、與z重量%的具有原子序為21、39、或57至71的元素，其中w、x、y、與z獨立地是在從0至100範圍內。存在於該擔體中的任何第2族元素可為與以該擔體重量為基準計的重量% m相關，存在於該擔體中的任何第4族元素可為與以該擔體重量為基準計的重量% n相關，存在於該擔體中的任何第12族元素可為與以該擔體重量為基準計的重量% p相關，及存在於該擔體中的任何具有原子序為21、39、或57至71的元素可為與以該擔體重量為基準計的重量% q相關，其中m、n、p、與q可以獨立地是在從1至100範圍內的數目。在某些實施方式中，以該擔體重量為基準計，w/m+x/n+y/p+z/p的總和可為至少1。在其他實施方式中，以該擔體重量為基準計，w/m+x/n+y/p+z/p的總和可為至少1、至少2、至少4、至少6、至少8、至少12、至少24、至少48、或至少60。在其他實施方式中，w/m+x/n+y/p+z/p的總和可為在從1、2、3、4、5、6、7、或8到10、12、16、24、30、48、或60範圍內。在其他實施方式中，w/m+x/n+y/p+z/p的總和可為在從1到2、2到4、4到6、6到8、8到12、12到24、24到48、或48到60範圍內。
在某些實施方式中，m可為選自下列之十個值的一者：2、4、6、8、10、12、14、16、18、與20；n可為選自下列之十二個值的一者：2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、與24；p可為選自下列之十二個值的一者：2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、與24；及q可為選自下列之十二個值的一者：2、4、6、10、14、18、22、26、30、34、38、與40，其中m、n、p、與q可為任何組合，使得有17,280(10 x 12 x 12 x 12)種不同組合。在其他實施方式中，m可以等於2、7、10、或20；n可為2、10、20、或25；p可為2、10、20、或25；及q可為2、10、30、或40，其中m、n、p、與q可為任何組合，使得有256(4 x 4 x 4 x 4)種不同組合。在某些實施方式中，m、n、p、與q可以各等於2、10、15、或30。在其他實施方式中，m可以等於7，n可以等於10，p可以等於10，及q可以等於10。在其他實施方式中，m可以等於7，n可以等於20，p可以等於20，及q可以等於10。在其他實施方式中，m可以等於10，n可以等於20，p可以等於20，及q可以等於30。在其他實施方式中，m可以等於7，n可以等於10，p可以等於10，及q可以等於30。
在某些實施方式中，w、x、y、與z可以獨立地是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、或100，其中w、x、y、z的總和≤100。
在某些實施方式中，當該擔體包括該第2族元素時，該第2族元素對該第8至10族元素的莫耳比率可為在從0.24、0.5、1、10、50、100、300、450、600、800、1,000、1,200、1,500、1,700、或2,000到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範圍內。在某些實施方式中，當該擔體包括該第4族元素時，該第4族元素對該第8至10族元素的莫耳比率可為在從0.18、0.3、0.5、1、10、50、100、或200到300、400、500、600、700、或810範圍內。在某些實施方式中，當該擔體包括該第12族元素時，該第12族元素對該第8至10族元素的莫耳比率可為在從0.29、0.5、1、10、50、或100到200、300、400、500、或590範圍內。在某些實施方式中，當該擔體包括該具有原子序為21、39、或57至71的元素時，該具有原子序為21、39、或57至71的元素對該第8至10族元素的莫耳比率可為在從0.19、0.5、1、10、50、100、或150到200、250、300、350、400、或438範圍內。在某些實施方式中，當該擔體包括第2、4、或12族元素與具有原子序為21、39、或57至71的元素的二或更多者時，任何第2族元素、任何第4族元素、任何第12族元素、與任何具有原子序為21、39、或57至71的元素之組合量對該第8至10族元素的莫耳比率可為在從0.18、0.5、1、10、50、100、300、450、600、800、1,000、1,200、1,500、1,700、或2,000到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範圍內。
在某些實施方式中，該擔體可為或可以包括(但不限於)下列化合物的一或多者：Mg uZn 1-uO(其中u是正數)、Zn vAl 2O 3+v(其中v是正數)、Mg wAl 2O 3+w(其中w是正數)、Ca xAl 2O 3+x(其中x是正數)、Sr yAl 2O 3+y(其中y是正數)、Ba zAl 2O 3+z(其中z是正數)、BeO、MgO、CaO、BaO、SrO、BeCO 3、MgCO 3、CaCO 3、SrCO 3、BaCO 3、ZrO 2、ZrC、ZrN、ZrSiO 4、CaZrO 3、Ca 7ZrAl 6O 18、TiO 2、TiC、TiN、TiSiO 4、CaTiO 3、Ca 7Al 6O 18、HfO 2、HfC、HfN、HfSiO 4、HfZrO 3、Ca 7HfAl 6O 18、ZnO、Zn 3(PO 4) 2、Zn(ClO 3) 2、ZnSO 4、B 2O 6Zn 3、Zn 3N 2、ZnCO 3、CeO 2、Y 2O 3、La 2O 3、Sc 2O 3、Pr 6O 11、CePO 4、CeZrO 4、CeAlO 3、BaCeO 3、CePO 4、經氧化釔穩定之ZrO 2、一或多種鉻酸鎂、一或多種鎢酸鎂、一或多種鉬酸鎂、其組合、及其混合物。
該Mg uZn 1-uO(其中u是正數)若以擔體形式或以擔體之成分形式存在則可以具有在從1、2、3、或6到12、25、50、或100範圍內的Mg對Zn的莫耳比率。該Zn vAl 2O 3+v(其中v是正數)若以擔體形式或以擔體之成分形式存在則可以具有在從0.05、0.3、或0.6到0.9、1.5、或3範圍內的Zn對Al的莫耳比率。該Mg wAl 2O 3+w(其中w是正數)若以擔體形式或以擔體之成分形式存在則可以具有在從1、2、3、4、或5到6、7、8、9、或10範圍內的Mg對Al的莫耳比率。該Ca xAl 2O 3+x(其中x是正數)若以擔體形式或以擔體之成分形式存在則可以具有在從1:12、1:4、1:2、2:3、5:6、1:1、12:14、或1.5:1範圍內的Ca對Al的莫耳比率。在某些實施方式中，該Ca xAl 2O 3+x可以包括：鋁酸三鈣、七鋁酸十二鈣、鋁酸一鈣(moncalcium aluminate)、二鋁酸一鈣(moncalcium dialuminate)、六鋁酸一鈣、鋁酸二鈣、三鋁酸五鈣、三鋁酸四鈣、或其任何混合物。該Sr yAl 2O 3+y(其中y是正數)若以擔體形式或以擔體之成分形式存在則可以具有在從0.05、0.3、或0.6到0.9、1.5、或3範圍內的Sr對Al的莫耳比率。該Ba zAl 2O 3+z(其中z是正數)若以擔體形式或以擔體之成分形式存在可以具有0.05、0.3、或0.6到0.9、1.5、或3的Ba對Al的莫耳比率。
在某些實施方式中，該擔體還可以包括(但不限於)至少一種金屬元素與/或至少一種選自第5、6、7、11、13、14、15、與16族的類金屬元素與/或其至少一種化合物。若該擔體還包括包含該金屬元素與/或選自第5、6、7、11、13、14、15、與16族的類金屬元素之化合物，則該化合物可以下列形式存在於該擔體中：氧化物、磷酸鹽、鹵化物、鹵酸鹽、硫酸鹽、硫化物、硼酸鹽、氮化物、碳化物、鋁酸鹽、鋁矽酸鹽、矽酸鹽、碳酸鹽、偏磷酸鹽、硒化物、鎢酸鹽、鉬酸鹽、亞鉻酸鹽、鉻酸鹽、重鉻酸鹽、或矽化物。在某些實施方式中，包括該金屬元素與/或選自第5、6、7、11、13、14、15、與16族的類金屬元素之合適化合物可為或可以包括(但不限於)下列的一或多者：B 2O 3、AlBO 3、Al 2O 3、SiO 2、SiC、Si 3N 4、鋁矽酸鹽、VO、V 2O 3、VO 2、V 2O 5、Ga 2O 3、In 2O 3、Mn 2O 3、Mn 3O 4、MnO、一或多種氧化鉬、一或多種氧化鎢、一或多種沸石、及其混合物與組合。
在某些實施方式中，該擔體還可以包括一或多種配置於其上的促進劑。該促進劑可為或可以包括(但不限於)Sn、Ga、Zn、Ge、In、Re、Ag、Au、Cu、其組合、或其混合物。因此，Zn、Ga、與/或In若以觸媒之成分形式存在則可以擔體之成分形式、以配置於擔體上的促進劑形式、或以擔體之成分與配置於擔體上的促進劑兩者的形式存在。在某些實施方式中，該促進劑可為與第8至10族元素(例如Pt)相關。例如，配置於擔體上的促進劑與第8至10族元素可以形成能分散於擔體上的第8至10族元素-促進劑團簇。該促進劑若存在則可以改善用於給定經升級之烴的觸媒之選擇性/活性/壽命。在某些實施方式中，當該含有烴之進料包括丙烷時，加入促進劑可以改善觸媒之丙烯選擇性。該觸媒可以包括以該擔體重量為基準計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%到3重量%、5重量%、7重量%、或10重量%的量的促進劑。
在某些實施方式中，該擔體還可以包括一或多種配置於該擔體上的鹼金屬元素。鹼金屬元素若存在則可為或可以包括(但不限於)Li、Na、K、Rb、Cs、其組合、或其混合物。在至少某些實施方式中，鹼金屬元素可為或可以包括K與/或Cs。鹼金屬元素若存在則可以改善用於給定經升級之烴的觸媒的選擇性。該觸媒可以包括以該擔體重量為基準計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%到2重量%、3重量%、4重量%、或5重量%的量的鹼金屬元素。
擔體的製備可以經由任何已知方法來達到。對簡單性與易於說明而言，包括鎂與鋁的混合氧化物(Mg(Al)O或MgO/Al 2O 3)擔體之合適擔體的製備將被更詳細說明。觸媒合成技術是眾所周知的且下面的說明係用於介紹且不被認為是限制擔體或觸媒之合成。在某些實施方式中，為了製造MgO/Al 2O 3混合氧化物擔體，可以將Mg與Al前驅物(比如Mg(NO 3) 2與Al(NO 3) 3)一起混合(例如球磨)，接著煅燒。在另一個實施方式中，可以將兩種前驅物溶於H 2O，攪拌到乾為止(隨意施加熱)，接著煅燒。在另一個實施方式中，可以將兩種前驅物溶於H 2O，接著加入鹼與碳酸鹽(例如NaOH/Na 2CO 3)以產生水滑石，接著煅燒。在另一個實施方式中，可以將商品MgO與Al 2O 3混合與球磨。在另一個實施方式中，可以將Mg(NO 3) 2前驅物溶於H 2O，及可以使溶液含浸到現有擔體(例如Al 2O 3擔體)上，可以乾燥與煅燒。在另一個實施方式中，透過離子吸附作用可以使來自Mg(NO 3) 2的Mg加載到現有Al 2O 3擔體上，接著液-固分離、乾燥與煅燒。
藉由任何已知技術可以將第8至10族金屬與任何促進劑與/或任何鹼金屬元素加載到混合氧化物擔體上。例如，可以將一或多種第8至10族元素前驅物(例如氯鉑酸、四胺硝酸鉑、與/或四胺氫氧化鉑)、一或多種促進劑前驅物(若使用的話)(例如鹽比如SnCl 4與/或AgNO 3)、與一或多種鹼金屬元素前驅物(若使用的話)(例如KNO 3、KCl、與/或NaCl)溶於水。可以使溶液含浸到擔體上，接著乾燥與煅燒。在某些實施方式中，可以使第8至10族元素前驅物與隨意促進劑前驅物與/或鹼金屬元素前驅物同時或分別依序加載到擔體上，藉由乾燥與/或煅燒步驟分離。在其他實施方式中，藉由化學氣相沉積法可以使第8至10族元素與隨意促進劑與/或鹼金屬元素加載到擔體上，其中使前驅物揮發並沉積到擔體上，接著煅燒。在其他實施方式中，透過離子吸附作用可以使第8至10族元素前驅物與隨意促進劑前驅物與/或鹼金屬前驅物加載到擔體上，接著液-固分離、乾燥與煅燒。隨意地，還可以使用一鍋合成方法來合成觸媒，其中將擔體的前驅物、第8至10族金屬活性相與促進劑在有或沒有任何其他添加劑下全部一起混合(乾式或濕式)以幫助合成法，接著乾燥與煅燒。
可以用於製備本發明所揭露之觸媒的合適方法可以包括下列所述之方法：美國專利號4,788,371、4,962,265、5,922,925、8,653,317；歐洲專利號EP0098622；Journal of Catalysis 94 (1985), pp. 547-557；與/或Applied Catalysis 54 (1989), pp. 79-90。
所合成之觸媒當在掃瞄電子顯微鏡或穿透式電子顯微鏡下檢驗時可以表現為一級粒子、一級粒子之積聚物、經聚集之一級粒子、或其組合。所合成之觸媒中的一級粒子當在掃瞄電子顯微鏡或穿透式電子顯微鏡下檢驗時可以具有在從0.2 nm、0.5 nm、1 nm、5 nm、10 nm、25 nm、30 nm、40 nm、50 nm、60 nm、70 nm、80 nm、90 nm、100 nm、150 nm、200 nm、250 nm、300 nm、350 nm、400 nm、450 nm、或500 nm到1 µm、10 µm、25 µm、50 µm、100 µm、150 µm、200 µm、250 µm、300 µm、400 µm、或500 µm範圍內的平均粒徑(例如當球形時為直徑)。在某些實施方式中，觸媒分散顆粒可以具有如穿透式電子顯微鏡所測得之0.2 nm到500 µm、0.5 nm到300 µm、1 nm到200 µm、2 nm到100 µm、或2 nm到500 nm的平均截面長度。
該觸媒可以具有在從0.1 m 2/g、1 m 2/g、10 m 2/g、或100 m 2/g到500 m 2/g、800 m 2/g、1,000 m 2/g、或1,500 m 2/g範圍內的表面積。觸媒的表面積可以根據布厄特(BET)方法使用氮氣的吸附-脫附(液態氮溫度77 K)利用Micromeritics 3flex儀器在350℃下將粉體脫氣達4小時之後測得。關於該方法的更多資訊可以在以下找到：例如“Characterization of Porous Solids and Powders: Surface Area, Pore Size and Density,” S. Lowell et al., Springer, 2004。
在某些實施方式中，該擔體可以被擠製或形成為任何所欲之單塊結構，及第8至10族元素與任何隨意促進劑與/或鹼金屬元素可以被配置於其上。合適單塊結構可為或可以包括(但不限於)具有複數個實質上平行的内通道之結構，比如陶瓷蜂窩形式的結構。在某些實施方式中，該擔體可為下列形式：珠、球、環、環形、不規則形、桿、圓柱體、薄片、薄膜、立方體、多邊形幾何形狀、片、纖維、盤管、螺旋體、網狀物、燒結多孔物質、細粒、丸、小片、粉體、微粒、擠製物、布料或網狀物、蜂窩基體單塊、包括搗碎或壓碎形式，及第8至10族元素與任何隨意促進劑與/或鹼金屬元素可被配置於其上。
所合成之觸媒可以被配製成一或多種適當形式用於不同的短週期(≤5小時)烴升級方法。或者，在加入第8至10族元素與任何隨意促進劑與/或鹼金屬元素之前，擔體可以被配製成適當形式用於不同的短週期烴升級方法。在配製期間，可以將一或多種黏合劑與/或添加劑加到觸媒與/或擔體以改善觸媒的化學/物理性質。例如，具有在從40 µm到80 µm範圍內的平均截面積之噴乾粒子典型上係用於FCC式流體化床反應器。為了製造噴乾觸媒，在噴乾與煅燒之前需要將擔體/觸媒與漿料中黏合劑/添加劑製成漿料。 含有烴之進料
C 2-C 16烷類可為或可以包括(但不限於)：乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷、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、環戊烷、環己烷、甲基環戊烷、乙基環戊烷、正丙基環戊烷、1,3-二甲基環己烷、或其混合物。例如，該含有烴之進料可以包括丙烷(其可以被脫氫以產生丙烯)、與/或異丁烷(其可以被脫氫以產生異丁烯)。在另一個實施例中，該含有烴之進料可以包括液化石油氣(LP氣)，其當與觸媒接觸時可為氣相。在某些實施方式中，該含有烴之進料中的烴可為實質上由單一烷(比如丙烷)構成。在某些實施方式中，該含有烴之進料可以包括以該含有烴之進料中全部烴類總重量為基準計≥50莫耳%、≥75莫耳%、≥95莫耳%、≥98莫耳%、或≥99莫耳%的單一C 2-C 16烷(例如丙烷)。在某些實施方式中，該含有烴之進料可以包括以該含有烴之進料總體積為基準計至少50體積%、至少55體積%、至少60體積%、至少65體積%、至少70體積%、至少75體積%、至少80體積%、至少85體積%、至少90體積%、至少95體積%、至少97體積%、或至少99體積%的單一C 2-C 16烷(例如丙烷)。
C 8-C 16烷基芳烴可為或可以包括(但不限於)：乙苯、丙苯、丁苯、一或多種乙基甲苯、或其混合物。在某些實施方式中，該含有烴之進料可以包括以該含有烴之進料中全部烴類總重量為基準計≥50莫耳%、≥75莫耳%、≥95莫耳%、≥98莫耳%、或≥99莫耳%的單一C 8-C 16烷基芳烴(例如乙苯)。在某些實施方式中，該乙苯可以被脫氫以產生苯乙烯。因此，在某些實施方式中，本發明所揭露之方法可以包括丙烷脫氫、丁烷脫氫、異丁烷脫氫、戊烷脫氫、戊烷脫氫環化為環戊二烯、石油腦重組、乙苯脫氫、乙基甲苯脫氫等。
在某些實施方式中，可以用例如一或多種稀釋劑(比如一或多種惰性氣體)稀釋該含有烴之進料。合適惰性氣體可為或可以包括(但不限於)Ar、Ne、He、N 2、CO 2、CH 4、或其混合物。若該含有烴之進料包括稀釋劑，則該含有烴之進料可以包括以該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類與任何C 8-C 16烷基芳烴的總體積為基準計0.1體積%、0.5體積%、1體積%、或2體積%到3體積%、8體積%、16體積%、或32體積%的稀釋劑。
在某些實施方式中，該含有烴之進料還可以包括H 2。在某些實施方式中，當該含有烴之進料包括H 2時，H 2對任何C 2-C 16烷與任何C 8-C 16烷基芳烴之組合量的莫耳比率可為在從0.1、0.3、0.5、0.7、或1到2、3、4、5、6、7、8、9、或10範圍內。
在某些實施方式中，該含有烴之進料可以實質上沒有任何蒸汽，例如以該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類與任何C 8-C 16烷基芳烴的總體積為基準計＜0.1體積%的蒸汽。在其他實施方式中，該含有烴之進料可以包括蒸汽。例如，該含有烴之進料可以包括以該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類與任何C 8-C 16烷基芳烴的總體積為基準計0.1體積%、0.3體積%、0.5體積%、0.7體積%、1體積%、3體積%、或5體積%到10體積%、15體積%、20體積%、25體積%、30體積%、35體積%、40體積%、45體積%、或50體積%的蒸汽。在其他實施方式中，該含有烴之進料可以包括以該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類與任何C 8-C 16烷基芳烴的總體積為基準計≤50體積%、≤45體積%、≤40體積%、≤35體積%、≤30體積%、≤25體積%、≤20體積%、或≤15體積%的蒸汽。在其他實施方式中，該含有烴之進料可以包括以該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類與任何C 8-C 16烷基芳烴的總體積為基準計至少1體積%、至少3體積%、至少5體積%、至少10體積%、至少15體積%、至少20體積%、至少25體積%、或至少30體積%的蒸汽。
在某些實施方式中，該含有烴之進料可以包括硫。例如，該含有烴之進料可以包括在從0.5 ppm、1 ppm、5 ppm、10 ppm、20 ppm、30 ppm、40 ppm、50 ppm、60 ppm、70 ppm、或80 ppm到100 ppm、150 ppm、200 ppm、300 ppm、400 ppm、或500 ppm範圍內的硫。在其他實施方式中，該含有烴之進料可以包括在從1 ppm到10 ppm、10 ppm到20 ppm、20 ppm到50 ppm、50 ppm到100 ppm、或100 ppm到500 ppm範圍內的硫。該硫若存在於該含有烴之進料中可為或可以包括(但不限於)H 2S、二硫二甲烷、如一或多種硫醇類、或其任何混合物。
烴進料可以實質上沒有或沒有分子氧。在某些實施方式中，烴進料可以包括≤5莫耳%、≤3莫耳%、或≤1莫耳%的分子氧(O 2)。據信，提供實質上沒有分子氧之烴進料實質上防止會另外消耗烴進料中至少一部分的烷與/或烷基芳族烴之氧化偶合反應。 經升級之烴類的回收與利用
經升級之烴可以包括至少一種經升級之烴(例如烯烴)、水、未反應之烴類、未反應之分子氫等。經升級之烴可以經由任何方便的方法(例如藉由一或多種傳統方法)來回收或獲得。一個這樣的方法可以包括冷卻流出物以冷凝至少一部分的任何水與可能存在之任何重烴，留下主要為汽相的烯烴與任何未反應之烷或烷基芳烴。然後可以在一或多個分離筒中從反應產物中移除烯烴與未反應之烷或烷基芳族烴類。例如，一或多個分離器可以用於將經脫氫之產物與未反應之烴進料分離。
在某些實施方式中，經回收之烯烴(例如丙烯)可以用於產生聚合物，例如經回收之丙烯可以被聚合以產生具有由經回收之丙烯衍生的鏈段或單元之聚合物，比如聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等。經回收之異丁烯可以用於例如產生下列的一或多者：含氧化合物(比如甲基三級丁基醚)、燃料添加劑(比如甲基三級丁基醚)、合成彈性聚合物(比如丁基橡膠)等。 [實施例]
前面的討論可以參照以下非限定性實施例來進一步說明。
以下方法步驟係在以下大多數實施例所使用之觸媒上進行。全部實驗係在環境氣壓下進行，除了如以下實施例所述的幾個例外之外。 1. 將包括10體積%之在He中的O 2之氣體、或空氣在再生溫度(T regen)下通過觸媒達特定時間(t regen)以使觸媒再生。 2. 在不改變氣體流動下，將反應器內溫度從T regen改變為還原溫度(T red)。 3. 用He氣吹洗該系統。 4. 將包括10體積%之在Ar中的H 2之氣體在T red下通過觸媒達特定時間(t red)。 5. 用He氣吹洗該系統。 6. 在惰性氣體存在下，將反應器內溫度從T red改變為反應溫度(T rxn)。 7. 將包括90體積%之在Ar或Kr或He中的C 3H 8之含有烴之進料在流率(F rxn)下在T rxn下通過觸媒達特定時間(t rxn)。在某些實施例中，將含有烴之進料通過浸於保持在T 1溫度之去離子水中的鼓泡器，然後在引進反應器及到達觸媒之前在小心謹慎控制的T 2溫度下回流。當使用鼓泡器時，烴進料包括在反應器中一定量的蒸汽，其在下列有關表格中顯示。 8. 用He氣吹洗該系統。 9. 將包括10體積%之在He中的O 2之氣體、或空氣在T rxn下再度通過觸媒，及將反應器內溫度從T rxn改變為T regen。
在某些實施例中，不進行觸媒還原步驟而進行下列步驟。 1. 將包括10體積%之在He中的O 2之氣體或空氣在T regen下通過觸媒達t regen。 2. 在不改變氣體流動下，將反應器內溫度從T regen改變為T rxn。 3. 用惰性氣體(比如He)吹洗該系統。 4. 將包括90體積%之在Ar或Kr或He中的C 3H 8之含有烴之進料在流率(F rxn)下在T rxn下通過觸媒達t rxn。在某些實施例中，將含有烴之進料通過浸於保持在T 1溫度之去離子水中的鼓泡器，然後在引進反應器及到達觸媒之前在小心謹慎控制的T 2溫度下回流。 5. 用惰性氣體(比如He)吹洗該系統。 6. 將包括10體積%之在He中的O 2之氣體或空氣在T rxn下再度通過觸媒，及將反應器內溫度從T rxn改變為T regen。
將AGILENT ®microGC 490用於每1分鐘到1.5分鐘測量反應器流出物之組成。然後使用反應器流出物中各成分的濃度以計算C 3H 6產率與選擇性。在t rxn開始時與在t rxn結束時C 3H 6產率與選擇性分別被表示為Y ini、Y end、S ini、與S end，及在下列資料表中被報告為百分率。對某些實驗而言，進行重複週期以了解觸媒穩定性。在這些實施例中所報告之C 3H 6產率係只以碳為基準計。
在各實施例中，將一定量的觸媒M cat與適當量的石英/SiC稀釋劑混合並裝進石英反應器中。測定稀釋劑的量，使得在操作期間觸媒床(觸媒+稀釋劑)主要是等溫的。反應器之怠體積充滿石英片/棒。
當反應溫度(T rxn) ＞620℃時，丙烷/丙烯之熱裂解變得顯著。由於丙烷/丙烯之熱裂解對C 1與C 2烴類有高得多的選擇性，導致對C 3H 6的總選擇性減少。在反應器內熱裂解的量係與有多少石英/SiC稀釋劑被加入反應器內及填料使反應器內的怠體積減少有多好相關。因此，視在不同實驗中如何裝填反應器而定，性能因而變動。因此，在不同表中顯示的實驗結果未必彼此可相比擬。 實施例1至23，觸媒1
觸媒1：在實施例1至23(Ex. 1至23)中使用之觸媒是以Mg/Al混合氧化物作為擔體之以Pt為基礎的、含有Sn之觸媒，其被壓碎及篩分成20到40目粒徑。元素分析表明，觸媒含有以金屬元素總重量為基準計0.48重量%的Pt、1.25重量%的Sn、67.93重量%的Mg、與29.23重量%的Al，其中Mg對Al莫耳比為約2.58。
表1顯示實施例1至3之實驗結果。
Figure 02_image001
在Ex. 1與Ex. 3之間的比較表明在氧化再生後在分子氫存在下觸媒之還原改善了丙烯產率。Ex. 1與Ex. 3也表明在用於這些實施例之實驗條件下觸媒對還原步驟的持續期間(1分鐘對5分鐘)不大靈敏。然而，在其他條件下，可能有最佳的進行還原步驟之持續期間。圖1顯示實施例1至3所使用之觸媒在經受與實施例1所使用之相同條件下進行的35週期(再生、還原、與脫氫)後的觸媒穩定性結果。
表2顯示實施例4與5之實驗結果。表2中的結果表明還原步驟可以在不同溫度下進行(670℃對750℃)。
Figure 02_image003
表3顯示實施例6至10之實驗結果。在反應器耗盡下引進部分堵塞來進行實施例6至10，使得當含有烴之進料在室溫下(例如25℃)通過反應器時，反應器之壓力指示器上游讀出1.43 bara。在實驗期間，由於蒸汽加入，較高的T及由於丙烷脫氫反應之流動的體積膨脹，預期反應器中氣體體積流率增加。因此，反應器中壓力應當顯著高於1.43 bara。不幸地，由於設備極限，無法監測在反應器期間的壓力。實施例8至10顯示在不同溫度與持續期間進行再生之效應。
Figure 02_image005
表4顯示實施例11至14之實驗結果。表4中結果顯示有效空間速度在觸媒性能上具有的效應。
Figure 02_image007
表5顯示實施例15與16之實驗結果。表5分別顯示在蒸汽存在下還原的效應。
Figure 02_image009
表6顯示實施例17與18之結果。表6顯示再生持續期間的效應。
Figure 02_image011
表7顯示實施例19至22之結果。表7顯示含有烴之進料中蒸汽量在產率與選擇性上具有的效應。
Figure 02_image013
在Ex. 23中，使觸媒在約11體積%的蒸汽存在下經受共49週期。表8顯示Ex. 23之結果。
Figure 02_image015
圖2顯示實施例23所使用之觸媒在蒸汽存在下在經受49週期(再生、還原、與脫氫)後的觸媒穩定性結果。 實施例24，觸媒2
本觸媒包括以CeO 2作為擔體之以CeO 2重量為基準計1重量%的Pt與3重量%的Sn。CeO 2擔體係藉由煅燒硝酸鈰(III)六水合物(Sigma-Aldrich 202991)製得。本觸媒係藉由3 g CeO 2與0.788 g的8重量%氯鉑酸水溶液(Sigma Aldrich, 262587)及0.266 g氯化錫(IV)五水合物(Acros Organics 22369)的初濕含浸，接著乾燥及在800℃煅燒達12 h製得。
Figure 02_image017
表9中數據表明觸媒在42週期內是穩定的。 實施例25與26，觸媒3
本觸媒包括以氧化鈰-氧化鋯作為擔體之以氧化鈰-氧化鋯重量為基準計1重量%的Pt與2.7重量%的Sn。本觸媒係藉由16.5 g氧化鈰-氧化鋯(Sigma Aldrich 634174)與0.44 g氯鉑酸六水合物(BioXtra, P7082)及1.33 g氯化錫(IV)五水合物(Acros Organics 22369)之適當量的去離子水溶液的初濕含浸，接著乾燥及在800℃煅燒達12 h製得。
Figure 02_image019
實施例27至29，觸媒4
本觸媒包括以Y 2O 3作為擔體之以Y 2O 3重量為基準計1重量%的Pt與2.7重量%的Sn。本觸媒係藉由4 g Y 2O 3(US nano 3553)與0.106 g氯鉑酸六水合物(BioXtra, P7082)及0.322 g氯化錫(IV)五水合物(Acros Organics 22369)之適當量的去離子水溶液的初濕含浸，接著乾燥及在800℃煅燒達12 h製得。
Figure 02_image021
表11中數據顯示觸媒之性能在20週期內是穩定的。 實施例30至34，觸媒5
本觸媒包括以CeO 2與Al 2O 3作為擔體之1重量%的Pt、2.7重量%的Sn。該CeO 2與Al 2O 3擔體係藉由8.25 g氧化鋁(Sigma Aldrich 199443)與5.67 g硝酸鈰(III)六水合物(Sigma Aldrich 202991)之適當量的去離子水溶液的初濕含浸，接著乾燥及在800℃煅燒達12 h製得。本觸媒係藉由CeO 2與Al 2O 3擔體與0.22 g氯鉑酸六水合物(BioXtra, P7082)及0.67 g氯化錫(IV)五水合物(Acros Organics 22369)之適當量的去離子水溶液的初濕含浸，接著乾燥及在800℃煅燒達12 h製得。
Figure 02_image023
表13中數據表明蒸汽之共加入與觸媒預還原二者有助於使產率與選擇性增加。 實施例35至38，觸媒6
本觸媒係以從Alfa Aesar獲得之高表面積ZrO 2作為擔體之0.2重量%的Pt、0.2重量%的Sn、與0.67重量%的K。
Figure 02_image025
表14中數據表明觸媒在24週期內是穩定的及表明蒸汽之加入使產率顯著提高。
本揭露可以另外包括下列實施方式/態樣：
E1. 一種將烴升級之方法，該方法包含： (I) 將含有烴之進料與觸媒接觸，該觸媒包含配置於擔體上的Pt，以實現至少一部分的該含有烴之進料的脫氫反應、脫氫芳族化反應、與脫氫環化反應的一或多者，以產生焦化觸媒與包含一或多種經升級之烴類與分子氫的流出物： 該含有烴之進料包含一或多種C 2-C 16直鏈或支鏈烷類、或一或多種C 4-C 16環狀烷類、或一或多種C 8-C 16烷基芳烴、或其混合物；其中 該含有烴之進料與觸媒是在從300℃到900℃範圍內的溫度、至少20 kPa絕對壓力的烴分壓下接觸達≤3小時之時間，其中該烴分壓是在該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類與任何C 8-C 16烷基芳烴的總分壓； 該觸媒包含以該擔體重量為基準計從0.05重量%到6重量%的Pt； 及該一或多種經升級之烴類包含經脫氫之烴、經脫氫芳族化之烴、與經脫氫環化之烴的至少一者； (II) 將至少一部分的該焦化觸媒與氧化劑接觸，以實現至少一部分的焦炭之燃燒，以產生貧焦炭的經再生之觸媒與燃燒氣體；及 (III) 將額外量的該含有烴之進料與至少一部分的該經再生之觸媒接觸，以產生再焦化觸媒與額外的流出物，其中從步驟(I)的將該含有烴之進料與該觸媒接觸到步驟(III)的將額外量的該含有烴之進料與該經再生之觸媒接觸的週期時間是≤5小時。
E2. 如E1之方法，其中在步驟(I)中，該含有烴之進料與觸媒是在以該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類、任何C 4-C 16環狀烷類、與任何C 8-C 16烷基芳烴的總體積為基準計從0.1體積%到30體積%的量之蒸汽存在下接觸。
E3. 如E1或E2之方法，其中在步驟(I)中，該含有烴之進料與該觸媒是在以該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類、任何C 4-C 16環狀烷類、與任何C 8-C 16烷基芳烴的總體積為基準計從1體積%到15體積%的量之蒸汽存在下接觸。
E4. 如E1至E3的任一項之方法，其中該焦化觸媒包含配置於該擔體上的經積聚之Pt，且其中步驟(II)中在焦炭燃燒期間至少一部分的積聚於該擔體上的Pt再分散在擔體附近。
E5. 如E1至E4的任一項之方法，其中該含有烴之進料包含丙烷，其中該經升級之烴包含丙烯，且其中步驟(I)中將該含有烴之進料與該觸媒接觸具有在≥75%、 ≥80%、≥85%、或≥90%、≥95%的丙烯選擇性下有至少52%、或至少62%、或至少72%的丙烯產率。
E6. 如E1至E5的任一項之方法，其中該含有烴之進料包含以該含有烴之進料的總體積為基準計≥70體積%的丙烷，其中該含有烴之進料與觸媒是在至少40 kPa絕對壓力的丙烷分壓下接觸，且其中步驟(I)中將該含有烴之進料與該觸媒接觸具有在≥75%、≥80%、≥85%、或 ≥90%、≥95%的丙烯選擇性下有至少52%、或至少62%、或至少72%的丙烯產率。
E7. 如E1至E6的任一項之方法，其中重複步驟(I)至(III)達至少15週期，其中該觸媒當最初與含有烴之進料接觸時具有第一產率，且其中該觸媒在完成第15週期時具有第二活性，其為第一產率的至少98%。
E8. 如E1至E7的任一項之方法，其中在該經再生之觸媒中至少一部分的Pt是在和與該含有烴之進料接觸的觸媒中的Pt相比為更高的氧化態；該方法在步驟(II)之後且在步驟(III)之前另外包含以下步驟： (IIa) 將至少一部分的該經再生之觸媒與還原氣體接觸，以產生經再生且還原之觸媒，其中在該經再生且還原之觸媒中至少一部分的Pt被還原成和該經再生之觸媒中的Pt相比為更低的氧化態，且其中該額外量的該含有烴之進料係與至少一部分的該經再生且還原之觸媒接觸。
E9. 如E8之方法，其中在步驟(IIa)中，該經再生之觸媒與還原氣體是在450℃到900℃、較佳為600℃到900℃、更佳為620℃到800℃、更佳為650℃到750℃、更佳為670℃到720℃之範圍內的溫度下接觸。
E10. 如E8或E9之方法，其中在步驟(IIa)中，該經再生之觸媒與還原氣體是在20 kPa絕對壓力到10,000 kPa絕對壓力、或50 kPa絕對壓力到5,000 kPa絕對壓力、或100 kPa絕對壓力到1,000 kPa絕對壓力的還原劑分壓下接觸。
E11. 如E8至E10的任一項之方法，其中在該經再生且還原之觸媒中至少一部分的Pt是元素態。
E12. 如E1至E11的任一項之方法，其中該含有烴之進料另外包含惰性氣體，例如Ar、Ne、He、N 2、CH 4、或其混合物。
E13. 如E1至E12的任一項之方法，其中在步驟(I)中，該含有烴之進料與觸媒是在從600℃到900℃、較佳為從600℃到800℃、更佳為從650℃到750℃、更佳為從670℃到720℃之範圍內的溫度下接觸。
E14. 如E1至E13的任一項之方法，其中在步驟(I)中，該含有烴之進料與觸媒是在20 kPa絕對壓力到10,000 kPa絕對壓力、或50 kPa絕對壓力到5,000 kPa絕對壓力、或100 kPa絕對壓力到1,000 kPa絕對壓力範圍內的烴分壓下接觸。
E15. 如E1至E14的任一項之方法，其中在步驟(II)中，該焦化觸媒與氧化劑是在從600℃到1,100℃、較佳為從650℃到1,000℃、更佳為從700℃到900℃、更佳為從750℃到850℃之範圍內的溫度下接觸。
E16. 如E1至E15的任一項之方法，其中在步驟(II)中，該焦化觸媒與氧化劑是在20 kPa絕對壓力到10,000 kPa絕對壓力、或50 kPa絕對壓力到5,000 kPa絕對壓力、或100 kPa絕對壓力到1,000 kPa絕對壓力的氧化劑分壓下接觸。
E17. 如E1至E16的任一項之方法，其中該觸媒另外包含促進劑。
E18. 如E17之方法，其中該促進劑包含下列元素的一或多者：Sn、Ga、Zn、Ge、In、Re、Ag、Au、Cu、其組合、或其混合物。
E19. 如E17或18之方法，其中該促進劑係配置於該擔體上。
E20. 如E17至E19的任一項之方法，其中該促進劑係與Pt相關。
E21. 如E17至E20的任一項之方法，其中該促進劑與Pt形成分散於該擔體上的Pt-促進劑團簇。
E22. 如E17至E21的任一項之方法，其中該觸媒包含以該擔體總重量為基準計至多10重量%的該促進劑。
E23. 如E1至E22的任一項之方法，其中該觸媒另外包含配置於該擔體上的鹼金屬元素。
E24. 如E17之方法，其中該鹼金屬元素包含下列的一或多者：Li、Na、K、Rb、Cs、其組合、或其混合物。
E25. 如E23或24之方法，且其中該觸媒包含以該擔體總重量為基準計至多5重量%的該鹼金屬元素。
E26. 如E1至E25的任一項之方法，其中該擔體包含下列的至少一者： 以該擔體重量為基準計，w重量%的第2族元素、x重量%的第4族元素、y重量%的第12族元素、與z重量%的具有原子序為21、39、或57至71的元素，其中w、x、y、與z獨立地是在從0至100範圍內，其中： 任何第2族元素係與以該擔體重量為基準計的重量% m相關， 任何第4族元素係與以該擔體重量為基準計的重量% n相關， 任何第12族元素係與以該擔體重量為基準計的重量% p相關，及 任何具有原子序為21、39、或57至71的元素係與以該擔體重量為基準計的重量% q相關， m、n、p、與q獨立地是在從1至100範圍內的數目，及 其中以該擔體重量為基準計，w/m+x/n+y/p+z/p的總和≥1。
E27. 如E26之方法，其中m、n、p、與q各等於1、15、或30，或其中m=1、n=15、p=15、與q=1。
E28. 如E26或27之方法，其中任何第2族元素、任何第4族元素、任何第12族元素、與任何具有原子序為21、39、或57至71的元素之組合量對該Pt的莫耳比率是至少0.18、0.19、0.24、或0.29。
E29. 如E26至E28的任一項之方法，其中該擔體另外包含至少一種化合物，此化合物包含選自第5、6、7、11、13、14、15、與16族的至少一種金屬元素或類金屬元素。
E30. 如E26至E29的任一項之方法，其中至少一部分的存在於該擔體中之任何第2族元素、任何第4族元素、任何第12族元素、與任何具有原子序為21、39、或57至71的元素係氧化物、磷酸鹽、鹵化物、鹵酸鹽、硫酸鹽、硫化物、硼酸鹽、氮化物、碳化物、鋁酸鹽、鋁矽酸鹽、矽酸鹽、碳酸鹽、偏磷酸鹽、硒化物、鎢酸鹽、鉬酸鹽、亞鉻酸鹽、鉻酸鹽、重鉻酸鹽、或矽化物。
E31. 如E26至E30的任一項之方法，其中該擔體包含下列的一或多者：Mg uZn 1-uO(其中u是正數)、Zn vAl 2O 3+v(其中v是正數)、Mg wAl 2O 3+w(其中w是正數)、Ca xAl 2O 3+x(其中x是正數)、Sr yAl 2O 3+y(其中y是正數)、Ba zAl 2O 3+z(其中z是正數)、BeO、MgO、CaO、BaO、SrO、BeCO 3、MgCO 3、CaCO 3、SrCO 3、BaCO 3、ZrO 2、ZrC、ZrN、ZrSiO 4、CaZrO 3、Ca 7ZrAl 6O 18、TiO 2、TiC、TiN、TiSiO 4、CaTiO 3、Ca 7Al 6O 18、HfO 2、HfC、HfN、HfSiO 4、HfZrO 3、Ca 7HfAl 6O 18、ZnO、Zn 3(PO 4) 2、Zn(ClO 3) 2、ZnSO 4、B 2O 6Zn 3、Zn 3N 2、ZnCO 3、CeO 2、Y 2O 3、La 2O 3、Sc 2O 3、Pr 6O 11、CePO 4、CeZrO 4、CeAlO 3、BaCeO 3、CePO 4、經氧化釔穩定之ZrO 2、其組合、及其混合物。
E32. 如E26至E31的任一項之方法，其中該擔體另外包含下列的一或多者：B 2O 3、Al 2O 3、SiO 2、SiC、Si 3N 4、鋁矽酸鹽、VO、V 2O 3、VO 2、V 2O 5、Ga 2O 3、In 2O 3、Mn 2O 3、Mn 3O 4、MnO、一或多種沸石、及其混合物與組合。
E33. 如E1至E32的任一項之方法，其中該週期時間是從1分鐘到70分鐘，例如從5分鐘到45分鐘。
E34. 如E1至E32的任一項之方法，其中該週期時間是從5分鐘到300分鐘，例如從10分鐘到50分鐘。
E35. 如E1至E32的任一項之方法，其中該週期時間是從0.1秒到30分鐘，例如從5秒到10分鐘。
E36. 如E1至E35的任一項之方法，其中該擔體是複數個包含配置於其上的Pt之一級粒子的形式。
E37. 如E1至E36的任一項之方法，其中該觸媒包含具有如藉由穿透式電子顯微鏡所測得之0.2 nm到500 µm、較佳為0.5 nm到300 µm、更佳為1 nm到200 µm、更佳為5 nm到100 µm、且又更佳為2 nm到100 nm的平均截面長度的一級粒子。
E38. 如E1至E37的任一項之方法，其中該觸媒當與含有烴之進料接觸時是複數個流體化粒子的形式。
E39. 如E1至E36的任一項之方法，其中該擔體是包含配置於其上的Pt之單塊結構。
E40. 如E1至E39的任一項之方法，其中該Pt係配置於該擔體上，使得該Pt係實現步驟(I)之脫氫反應、脫氫芳族化反應、與脫氫環化反應的一或多者之觸媒的活性成分。
E41. 如E1至E40的任一項之方法，該方法係流體化床法、固定床法、或逆流反應器法。
E42. 如E1至E39的任一項之方法，其中該觸媒當與含有烴之進料接觸時是在固定床中。
E43. 如E1至E42的任一項之方法，其中該擔體具有0.1 m 2/g到1,500 m 2/g、較佳為1 m 2/g到1,000 m 2/g、更佳為10 m 2/g到800 m 2/g、更佳為100 m 2/g到500 m 2/g的表面積。
E44. 如E1或E4至E43的任一項之方法，其中該含有烴之進料係在無任何蒸汽下，或在以該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類、任何C 4-C 16環狀烷類、及任何C 8-C 16烷基芳烴的總體積為基準計有少於0.1體積%的蒸汽下與觸媒接觸。
E45. 如E26至E44的任一項之方法，其中該觸媒包含第3族元素，且其中該含有烴之進料包含以該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類、任何C 4-C 16環狀烷類、及任何C 8-C 16烷基芳烴的總體積為基準計0.1體積%到50體積%的蒸汽。
E46. 一種將烴升級之方法，該方法包含： (I) 將含有烴之進料與觸媒接觸，該觸媒包含配置於擔體上的第8至10族元素，以實現至少一部分的該含有烴之進料的脫氫反應、脫氫芳族化反應、與脫氫環化反應的一或多者，以產生焦化觸媒與包含一或多種經升級之烴類與分子氫的流出物，其中： 該含有烴之進料包含一或多種C 2-C 16直鏈或支鏈烷類、或一或多種C 4-C 16環狀烷類、或一或多種C 8-C 16烷基芳烴、或其混合物； 該含有烴之進料與觸媒是在從300℃到900℃範圍內的溫度、至少20 kPa絕對壓力的烴分壓下接觸達≤3小時之時間，其中該烴分壓是在該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類與任何C 8-C 16烷基芳烴的總分壓； 該一或多種經升級之烴類包含經脫氫之烴、經脫氫芳族化之烴、經脫氫環化之烴、或其混合物； 該觸媒包含以該擔體重量為基準計從0.05重量%到6重量%的第8至10族元素，且其中該擔體包含下列的至少一者： 以該擔體重量為基準計，w重量%的第2族元素、x重量%的第4族元素、y重量%的第12族元素、與z重量%的具有原子序為21、39、或57至71的元素，其中w、x、y、與z獨立地是在從0至100範圍內，其中： 任何第2族元素係與以該擔體重量為基準計的重量% m相關， 任何第4族元素係與以該擔體重量為基準計的重量% n相關， 任何第12族元素係與以該擔體重量為基準計的重量% p相關，及 任何具有原子序為21、39、或57至71的元素係與以該擔體重量為基準計的重量% q相關， m、n、p、與q獨立地是在從1至100範圍內的數目，及 其中以該擔體重量為基準計，w/m+x/n+y/p+z/p的總和為≥1； (II) 將至少一部分的該焦化觸媒與氧化劑接觸，以實現至少一部分的焦炭之燃燒，以產生貧焦炭的經再生之觸媒與燃燒氣體；及 (III) 將額外量的該含有烴之進料與至少一部分的該經再生之觸媒接觸，以產生再焦化觸媒與額外的流出物，其中從步驟(I)的將該含有烴之進料與該觸媒接觸到步驟(III)的將額外量的該含有烴之進料與該經再生之觸媒接觸的週期時間是≤5小時。
E47. 一種將烴升級之方法，該方法包含： (I) 將含有烴之進料與觸媒接觸，該觸媒包含配置於擔體上的第8至10族元素或其化合物，以實現至少一部分的該含有烴之進料的脫氫反應、脫氫芳族化反應、與脫氫環化反應的一或多者，以產生焦化觸媒與包含一或多種經升級之烴類與分子氫的流出物，其中： 該含有烴之進料包含一或多種C 2-C 16直鏈或支鏈烷類、或一或多種C 4-C 16環狀烷類、或一或多種C 8-C 16烷基芳烴、或其混合物及以該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類與任何C 8-C 16烷基芳烴的總體積為基準計0.1體積%到50體積%的蒸汽； 該含有烴之進料與觸媒是在從300℃到900℃範圍內的溫度、至少20 kPa絕對壓力的烴分壓下接觸達≤3小時之時間，其中該烴分壓是在該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類與任何C 8-C 16烷基芳烴的總分壓； 該觸媒包含以該擔體重量為基準計從0.05重量%到6重量%的第8至10族元素或其化合物，且其中該經升級之烴包含經脫氫之烴、經脫氫芳族化之烴、經脫氫環化之烴、或其混合物； (II) 將至少一部分的該焦化觸媒與氧化劑接觸，以實現至少一部分的焦炭之燃燒，以產生貧焦炭的經再生之觸媒與燃燒氣體；及 (III) 將額外量的該含有烴之進料與至少一部分的該經再生之觸媒接觸，以產生再焦化觸媒與額外的流出物，其中從步驟(I)的將該含有烴之進料與該觸媒接觸到步驟(III)的將額外量的該含有烴之進料與該經再生之觸媒接觸的週期時間是≤5小時。
E48. 如E47之方法，其中該含有烴之進料包含1體積%到15體積%的蒸汽。
E49. 如E47或48之方法，其中該擔體包含下列的至少一者： 以該擔體重量為基準計，w重量%的第2族元素、x重量%的第4族元素、y重量%的第12族元素、與z重量%的具有原子序為21、39、或57至71的元素，其中w、x、y、與z獨立地是在從0至100範圍內，其中： 任何第2族元素係與以該擔體重量為基準計的重量% m相關， 任何第4族元素係與以該擔體重量為基準計的重量% n相關， 任何第12族元素係與以該擔體重量為基準計的重量% p相關，及 任何具有原子序為21、39、或57至71的元素係與以該擔體重量為基準計的重量% q相關， m、n、p、與q獨立地是在從1至100範圍內的數目，及 其中以該擔體重量為基準計，w/m+x/n+y/p+z/p的總和為≥1。
E50. 如E46或49之方法，其中m、n、p、與q各等於1、或15、或30，或其中m=1、n=15、p=15、與q=1。
E51. 如E46至E50的任一項之方法，其中該含有烴之進料包含丙烷，其中該經升級之烴包含丙烯，且其中步驟(I)中將該含有烴之進料與該觸媒接觸具有在≥75%、≥80%、≥85%、或≥90%、或＞95%的丙烯選擇性下在≥75%、≥80%、≥85%、或≥90%、或＞95%的丙烯選擇性下有至少52%、或至少62%、或至少72%的丙烯產率。
E52. 如E46至51的任一項之方法，其中該含有烴之進料包含以該含有烴之進料的總體積為基準計≥51體積%的丙烷，其中該含有烴之進料與觸媒是在至少20 kPa絕對壓力的丙烷分壓下接觸，且其中步驟(I)中將該含有烴之進料與該觸媒接觸具有在≥75%、≥80%、≥85%、或≥90%、或＞95%的丙烯選擇性下有＞52%、或＞62%、或＞72%的丙烯產率。
E53. 如E46至E52的任一項之方法，其中重複步驟(I)至(III)達至少15週期，其中該觸媒當最初與該含有烴之進料接觸時具有該經升級之烴的第一產率，且其中該觸媒在完成第15週期時具有該經升級之烴的第二產率，其為第一產率的≥95%、≥97%、≥98%、或≥99%。
E54. 如E46至E53的任一項之方法，該方法在步驟(II)之後且在步驟(III)之前另外包含以下步驟： (IIa) 將至少一部分的該經再生之觸媒與還原氣體接觸，以產生經再生且還原之觸媒，其中該額外量的該含有烴之進料係與至少一部分的該經再生且還原之觸媒接觸。
E55. 如E54之方法，其中在該經再生之觸媒中至少一部分的第8至10族元素是在和與該含有烴之進料接觸的觸媒中的第8至10族元素相比為更高的氧化態，且其中在該經再生且還原之觸媒中至少一部分的第8至10族元素被還原成和該經再生之觸媒中的第8至10族元素相比為更低的氧化態。
E56. 如E55之方法，其中在該經再生且還原之觸媒中至少一部分的第8至10族元素是元素態。
E57. 如E54至E56的任一項之方法，其中在步驟(IIa)中，該經再生之觸媒與還原氣體是在450℃到900℃、較佳為600℃到900℃、更佳為620℃到800℃、更佳為650℃到750℃、更佳為670℃到720℃之範圍內的溫度下接觸。
E58. 如E54至E57的任一項之方法，其中在步驟(IIa)中，該經再生之觸媒與還原氣體是在20 kPa絕對壓力到10,000 kPa絕對壓力、或50 kPa絕對壓力到5,000 kPa絕對壓力、或100 kPa絕對壓力到1,000 kPa絕對壓力的還原劑分壓下接觸。
E59. 如E46至E58的任一項之方法，其中該第8至10族元素包含Pt。
E60. 如E46至E59的任一項之方法，其中該含有烴之進料另外包含惰性氣體，例如Ar、Ne、He、N 2、CH 4、與其混合物。
E61. 如E46至E60的任一項之方法，其中在步驟(I)中，該含有烴之進料與觸媒是在從650℃到900℃、更佳為從650℃到800℃、較佳為從660℃到780℃、更佳為從670℃到760℃之範圍內的溫度下接觸。
E62. 如E46至E61的任一項之方法，其中在步驟(I)中，該含有烴之進料與觸媒是在20 kPa絕對壓力到10,000 kPa絕對壓力、或50 kPa絕對壓力到5,000 kPa絕對壓力、或100 kPa絕對壓力到1,000 kPa絕對壓力範圍內的烴分壓下接觸。
E63. 如E46至E62的任一項之方法，其中該觸媒另外包含配置於該擔體上的促進劑。
E64. 如E63之方法，其中該促進劑包含Sn、Ga、Zn、Ge、In、Re、Ag、Au、Cu、其化合物、或其混合物。
E65. 如E63或64之方法，其中該促進劑係與該第8至10族元素相關。
E66. 如E63至E65的任一項之方法，其中該促進劑與該第8至10族元素形成分散於該擔體上的第8至10族元素/促進劑團簇。
E67. 如E63至E66的任一項之方法，其中該觸媒包含以該擔體總重量為基準計至多10重量%的該促進劑。
E68. 如E46至E67的任一項之方法，其中該觸媒另外包含配置於該擔體上的鹼金屬。
E69. 如E68之方法，其中該鹼金屬包含Li、Na、K、Rb、Cs、其組合、或其混合物。
E70. 如E68或69之方法，其中該觸媒包含以該擔體總重量為基準計至多5重量%的該鹼金屬。
E71. 如E46或E49至E70的任一項之方法，其中至少一部分的存在於該擔體中之任何第2族元素、任何第4族元素、任何第12族元素、與任何具有原子序為21、39、或57至71的元素係氧化物、磷酸鹽、鹵化物、鹵酸鹽、硫酸鹽、硫化物、硼酸鹽、氮化物、碳化物、鋁酸鹽、鋁矽酸鹽、矽酸鹽、碳酸鹽、偏磷酸鹽、硒化物、鎢酸鹽、鉬酸鹽、亞鉻酸鹽、鉻酸鹽、重鉻酸鹽、或矽化物。
E72. 如E46或E49至E71的任一項之方法，其中任何第2族元素、任何第4族元素、任何第12族元素、與任何具有原子序為21、39、或57至71的元素之組合量對該Pt的莫耳比率是至少0.18。
E73. 如E46或E49至E72的任一項之方法，其中該擔體包含下列的一或多者：Mg uZn 1-uO(其中u是正數)、Zn vAl 2O 3+v(其中v是正數)、Mg wAl 2O 3+w(其中w是正數)、Ca xAl 2O 3+x(其中x是正數)、Sr yAl 2O 3+y(其中y是正數)、Ba zAl 2O 3+z(其中z是正數)、BeO、MgO、CaO、BaO、SrO、BeCO 3、MgCO 3、CaCO 3、SrCO 3、BaCO 3、ZrO 2、ZrC、ZrN、ZrSiO 4、CaZrO 3、Ca 7ZrAl 6O 18、TiO 2、TiC、TiN、TiSiO 4、CaTiO 3、Ca 7Al 6O 18、HfO 2、HfC、HfN、HfSiO 4、HfZrO 3、Ca 7HfAl 6O 18、ZnO、Zn 3(PO 4) 2、Zn(ClO 3) 2、ZnSO 4、B 2O 6Zn 3、Zn 3N 2、ZnCO 3、CeO 2、Y 2O 3、La 2O 3、Sc 2O 3、Pr 6O 11、CePO 4、CeZrO 4、CeAlO 3、BaCeO 3、CePO 4、經氧化釔穩定之ZrO 2、其組合、及其混合物。
E74. 如E46或E49至E73的任一項之方法，其中該擔體另外包含下列的一或多者：B 2O 3、Al 2O 3、SiO 2、SiC、Si 3N 4、鋁矽酸鹽、VO、V 2O 3、VO 2、V 2O 5、Ga 2O 3、In 2O 3、Mn 2O 3、Mn 3O 4、MnO、一或多種沸石、及其混合物與組合。
E75. 如E46至E74的任一項之方法，其中該週期時間是從1分鐘到70分鐘，例如從5分鐘到45分鐘。
E76. 如E46至E75的任一項之方法，其中該週期時間是從5分鐘到300分鐘，例如從10分鐘到50分鐘。
E77. 如E46至E75的任一項之方法，其中該週期時間是從0.1秒到30分鐘，例如從5秒到10分鐘。
E78. 如E46至E77的任一項之方法，其中該擔體包含複數個包含配置於其上的第8至10族元素之一級粒子。
E79. 如E46至E77的任一項之方法，其中該觸媒包含一級粒子，且其中該一級粒子具有如藉由穿透式電子顯微鏡所測得之0.2 nm到500 µm、較佳為1 nm到300 µm、更佳為2 nm到200 µm、更佳為2 nm到100 µm、又更佳為2 nm到500 nm、又更佳為2 nm到100 nm的平均截面長度。
E80. 如E46至E79的任一項之方法，其中該觸媒當與含有烴之進料接觸時是複數個流體化粒子的形式。
E81. 如E46至E77的任一項之方法，其中該擔體是包含配置於其上的第8至10族元素之單塊結構。
E82. 如E46至E81的任一項之方法，其中該第8至10族元素包含Pt，且其中該Pt係配置於該擔體上，使得該Pt係實現步驟(I)之脫氫反應、脫氫芳族化反應、與脫氫環化反應的一或多者之觸媒的活性成分。
E83. 如E46至E82的任一項之方法，其中該方法係流體化床法、固定床法、或逆流反應器法。
E84. 如E46至E83的任一項之方法，其中該觸媒當與含有烴之進料接觸時是在固定床中。
E85. 如E46至E84的任一項之方法，其中該擔體具有0.1 m 2/g到1,500 m 2/g、較佳為1 m 2/g到1,000 m 2/g、更佳為10 m 2/g到800 m 2/g、更佳為100 m 2/g到500 m 2/g的表面積。 E86. 如E46或E49至E85的任一項之方法，其中該觸媒包含第3族元素，且其中該含有烴之進料包含以該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類、任何C 4-C 16環狀烷類、及任何C 8-C 16烷基芳烴的總體積為基準計0.1體積%到50體積%的蒸汽。
上文已定義各種術語。就申請專利範圍中所使用之術語在上文沒有定義而言，應當給出在已給出在至少一個印刷刊物或獲准專利中反映出來的術語之相關領域中最寬的定義體(definition person)。此外，本申請案所引用之所有專利、試驗程序、與其他文件以這樣的揭露與本申請案及許可這樣的併入的所有審判權不相矛盾之程度全部併入本案作為參考。
儘管上述係關於本發明之實施方式，但在不脫離其基本範圍下可設想出本發明之其他和更進一步的實施方式，並且其範圍係由下列申請專利範圍確定。
[圖1]顯示實施例1至3所使用之觸媒在經受與實施例1所使用之相同條件下進行的35週期(再生、還原、與脫氫)後的觸媒穩定性結果。
[圖2]顯示實施例23所使用之觸媒在蒸汽存在下在經受49週期(再生、還原、與脫氫)後的觸媒穩定性結果。

Claims (30)

  1. 一種將烴升級之方法，該方法包含： (I) 將含有烴之進料與觸媒接觸，該觸媒包含配置於擔體上的Pt，以實現至少一部分的該含有烴之進料的脫氫反應、脫氫芳族化反應、與脫氫環化反應的一或多者，以產生焦化觸媒與包含一或多種經升級之烴類與分子氫的流出物： 該含有烴之進料包含一或多種C 2-C 16直鏈或支鏈烷類、或一或多種C 4-C 16環狀烷類、或一或多種C 8-C 16烷基芳烴、或其混合物；其中 該含有烴之進料與觸媒是在從300℃到900℃範圍內的溫度、至少20 kPa絕對壓力的烴分壓下接觸達≤3小時之時間，其中該烴分壓是在該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類與任何C 8-C 16烷基芳烴的總分壓； 該觸媒包含以該擔體重量為基準計從0.025重量%到小於0.05重量%的Pt；及 該一或多種經升級之烴類包含經脫氫之烴、經脫氫芳族化之烴、與經脫氫環化之烴的至少一者； (II) 將至少一部分的該焦化觸媒與氧化劑接觸，以實現至少一部分的焦炭之燃燒，以產生貧焦炭的經再生之觸媒與燃燒氣體；及 (III) 將額外量的該含有烴之進料與至少一部分的該經再生之觸媒接觸，以產生再焦化觸媒與額外的流出物，其中從步驟(I)的將該含有烴之進料與該觸媒接觸到步驟(III)的將額外量的該含有烴之進料與該經再生之觸媒接觸的週期時間是≤1小時。
  2. 如請求項1之方法，其中在步驟(I)中，該含有烴之進料與觸媒是在以該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類、任何C 4-C 16環狀烷類、與任何C 8-C 16烷基芳烴的總體積為基準計從0.1體積%到30體積%的量之蒸汽存在下接觸。
  3. 如請求項1或請求項2之方法，其中在步驟(I)中，該含有烴之進料與該觸媒是在以該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類、任何C 4-C 16環狀烷類、與任何C 8-C 16烷基芳烴的總體積為基準計從1體積%到15體積%的量之蒸汽存在下接觸。
  4. 如請求項1或請求項2之方法，其中該含有烴之進料包含丙烷，其中該經升級之烴包含丙烯，且其中步驟(I)中將該含有烴之進料與該觸媒接觸具有在≥75%的丙烯選擇性下有至少52%的丙烯產率。
  5. 如請求項1或請求項2之方法，其中該含有烴之進料包含以該含有烴之進料的總體積為基準計≥70體積%的丙烷，其中該含有烴之進料與觸媒是在至少40 kPa絕對壓力的丙烷分壓下接觸，且其中步驟(I)中將該含有烴之進料與該觸媒接觸具有在≥75%的丙烯選擇性下有至少52%的丙烯產率。
  6. 如請求項1或請求項2之方法，其中在該經再生之觸媒中至少一部分的Pt是在和與該含有烴之進料接觸的觸媒中的Pt相比為更高的氧化態；該方法在步驟(II)之後且在步驟(III)之前另外包含以下步驟： (IIa) 將至少一部分的該經再生之觸媒與還原氣體接觸，以產生經再生且還原之觸媒，其中在該經再生且還原之觸媒中至少一部分的Pt被還原成和該經再生之觸媒中的Pt相比為更低的氧化態，且其中該額外量的該含有烴之進料係與至少一部分的該經再生且還原之觸媒接觸。
  7. 如請求項6之方法，其中在步驟(IIa)中，滿足下列的至少一者： (i) 該經再生之觸媒與還原氣體是在450℃到900℃之範圍內的溫度下接觸；及 (ii) 該經再生之觸媒與還原氣體是在20 kPa絕對壓力到10,000 kPa絕對壓力的還原劑分壓下接觸。
  8. 如請求項1或請求項2之方法，其中該含有烴之進料另外包含惰性氣體，例如Ar、Ne、He、N 2、CH 4、或其混合物。
  9. 如請求項1或請求項2之方法，其中在步驟(I)中，滿足下列的至少一者： (i) 該含有烴之進料與觸媒是在從600℃到900℃之範圍內的溫度下接觸；及 (ii) 該含有烴之進料與觸媒是在20 kPa絕對壓力到10,000 kPa絕對壓力範圍內的烴分壓下接觸。
  10. 如請求項1或請求項2之方法，其中在步驟(II)中，滿足下列的至少一者： (i) 該焦化觸媒與氧化劑是在從600℃到1,100℃之範圍內的溫度下接觸；及 (ii) 該焦化觸媒與氧化劑是在20 kPa絕對壓力到10,000 kPa絕對壓力的氧化劑分壓下接觸。
  11. 如請求項1或請求項2之方法，其中該觸媒另外包含促進劑。
  12. 如請求項11之方法，其中該促進劑包含下列元素的一或多者：Sn、Ga、Zn、Ge、In、Re、Ag、Au、Cu、其組合、或其混合物。
  13. 如請求項11之方法，其中該觸媒包含以該擔體總重量為基準計至多10重量%的該促進劑。
  14. 如請求項1或請求項2之方法，其中該觸媒另外包含配置於該擔體上的鹼金屬元素。
  15. 如請求項11之方法，其中該鹼金屬元素包含下列的一或多者：Li、Na、K、Rb、Cs、其組合、或其混合物。
  16. 如請求項14之方法，其中該觸媒包含以該擔體總重量為基準計至多5重量%的該鹼金屬元素。
  17. 如請求項1或請求項2之方法，其中該擔體包含下列的至少一者： 以該擔體重量為基準計，w重量%的一種或多種第2族元素、x重量%的一種或多種第4族元素、y重量%的一種或多種第12族元素、與z重量%的一種或多種具有原子序為21、39、或57至71的元素，其中w、x、y、與z獨立地是在從0至100範圍內，且其中w+x+y+z≤100，其中： 任何存在的第2族元素係與以該擔體重量為基準計的重量% m相關， 任何存在的第4族元素係與以該擔體重量為基準計的重量% n相關， 任何存在的第12族元素係與以該擔體重量為基準計的重量% p相關，及 任何存在的具有原子序為21、39、或57至71的元素係與以該擔體重量為基準計的重量% q相關， m、n、p、與q各等於2，及 其中以該擔體重量為基準計，w/m+x/n+y/p+z/q的總和≥1。
  18. 如請求項17之方法，其中任何第2族元素、任何第4族元素、任何第12族元素、與任何具有原子序為21、39、或57至71的元素之組合量對該Pt的莫耳比率是至少0.18、0.19、0.24、或0.29。
  19. 如請求項17之方法，其中該擔體另外包含至少一種化合物，此化合物包含選自第5、6、7、11、13、14、15、與16族的至少一種金屬元素或類金屬元素。
  20. 如請求項1或請求項2之方法，其中該週期時間是從0.1秒到30分鐘，例如從5秒到10分鐘。
  21. 如請求項1或請求項2之方法，其中該Pt係配置於該擔體上，使得該Pt係實現步驟(I)之脫氫反應、脫氫芳族化反應、與脫氫環化反應的一或多者之觸媒的活性成分。
  22. 如請求項1或請求項2之方法，其中該觸媒在與該含有烴之進料接觸時是在固定床中。
  23. 如請求項1之方法，其中該含有烴之進料係在無任何蒸汽下，或在以該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類、任何C 4-C 16環狀烷類、及任何C 8-C 16烷基芳烴的總體積為基準計有少於0.1體積%的蒸汽下與觸媒接觸。
  24. 如請求項17之方法，其中該觸媒包含第3族元素，且其中該含有烴之進料包含以該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類、任何C 4-C 16環狀烷類、及任何C 8-C 16烷基芳烴的總體積為基準計0.1體積%到50體積%的蒸汽。
  25. 如請求項1之方法，其中該含有烴之進料與觸媒是在無任何蒸汽或以該含有烴之進料中任何C 2-C 16烷類、任何C 4-C 16環狀烷類、與任何C 8-C 16烷基芳烴的總體積為基準計小於0.1體積%之蒸汽存在下接觸。
  26. 如請求項1之方法，其中該擔體包含第2族元素。
  27. 如請求項1之方法，其中以該擔體包含至少3重量%的第2族元素。
  28. 如請求項1之方法，其中以該擔體的重量為基準計，該擔體包含至少6wt%的第2族元素，且其中該2族元素包含Mg。
  29. 如請求項1之方法，其中以該擔體的重量為基準計，該擔體包含至少11wt%的第2族元素，且其中該2族元素包含Mg。
  30. 如請求項1之方法，其中該擔體係藉由鍛燒水滑石而產生。
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