TWI610905B - 用於將烴類轉化為環戊二烯的方法與系統 - Google Patents

Abstract

本發明關於一種用於將非環C₅烴類轉化成環戊二烯之方法，其包括：於溫度T₁將包含非環C₅烴類的原料提供給至少一個絕熱反應區，其中該至少一個絕熱反應區包含含觸媒材料的第一微粒材料；使該原料與該第一微粒材料在反應條件之下於該至少一個絕熱反應區中接觸以將至少一部分該非環C₅烴類轉化成包含環戊二烯中間物、未轉化的非環C₅烴類及，任意地，環戊二烯的第一流出物；將該第一流出物加熱至溫度T₂；將該第一流出物提供給該至少一個非絕熱反應區；及使該第一流出物與包含觸媒材料的第二微粒材料在反應條件之下於該至少一個非絕熱反應區中接觸以將至少一部分該環戊二烯中間物及該未轉化的非環C₅烴類轉化成包含環戊二烯的第二流出物。

Description

用於將烴類轉化為環戊二烯的方法與系統 相關申請案之相互參照

本發明請求2015年11月4日申請的USSN 62/250,697及2016年2月2日申請的EP申請案16153727.9的優先權及權益。

本發明關於可用於將非環C₅原料轉化為包含環狀C₅化合物的產物之方法的反應器。

環戊二烯(CPD)及其二聚體二環戊二烯(DCPD)是整個化學產業廣大範圍的產物，如聚合物材料、聚酯樹脂、合成橡膠、溶劑、燃料、燃料添加物等等，使用之高度需求的原料。環戊二烯目前是供應液體的蒸汽裂解(例如，萘及較重質供料)的次要副產物。由於現存及新蒸汽裂解設備轉向較輕質供料，所以產生較少CPD然而CPD的需求卻上升。由於供應限制引起的高成本影響了CPD於聚合物中之潛在最終產物用途。若額外的CPD可以不受束縛 的速率且較佳於比自蒸汽裂解回收低的成本生產，則能製造更多以CPD為基礎的產物。與其他環狀C₅共產(Co-production)亦是有所期望的。環戊烷及環戊烯當成溶劑皆非常有價值，同時環戊烯可用作製造聚合物的共單體且用作其他高價值化學品的起始材料。

可能會有益的是能製造包括來自大量C₅原料的主產物之CPD在內的環狀C₅化合物，其使用觸媒系統製造CPD，同時使輕質(C_4-)副產物生產量最小化。儘管由於反應吸熱減少且轉化時的熱力學限制條件改善而較佳是較低氫含量(例如，環狀化合物、烯類及二烯類)，但是不飽和物料比飽和原料昂貴。由於反應化學及相對於分支C₅的較低量線性C₅(由於辛烷值差異)線性C₅骨架結構比分支分支C₅骨架結構。充裕的C₅能自非常規氣體及頁岩油獲得，且由於嚴格的環境規範而少用於發動機燃油。C₅原料也可衍生自生物供料(bio-feed)。

目前有不同催化脫氫技術係用以製造來自C₃及C₄烷類的單-及二-烯烴類，而不是環狀單-及二-烯烴類。典型方法使用載於鋁上的Pt/Sn作為活性觸媒。另一個有用的方法使用於在氧化鋁上之氧化鉻。參見，B.V.Vora,"Development of Dehydrogenation Catalysts and Processes," Topics in Catalysis,vol.55,pp.1297-1308,2012；及J.C.Bricker,"Advanced Catalytic Dehydrogenation Technologies for production of Olefins," Topics in Catalysis,vol.55,pp.1309-1314,2012。

還有另一個常見方法使用載於鋁酸鋅及/或鋁酸鈣上之Pt/Sn以使丙烷脫氫。儘管這些方法能使烷類順利脫氫，但是其卻不能進行對製造CPD很重要的環化反應。Pt-Sn/氧化鋁及Pt-Sn/鋁酸鹽觸媒顯示正戊烷的適度轉化，但是此觸媒卻對環狀C₅產物具有不夠的選擇性及生產量。

載於氯化氧化鋁的Pt觸媒係用以使低辛烷石油腦重組成芳烴如苯及甲苯。參見，US 3,953,368(Sinfelt),“Polymetallic Cluster Compositions Useful as Hydrocarbon Conversion Catalysts.”。儘管這些觸媒能有效使C₆及更高級烷類脫氫且環化而生成C6芳環，但是其較無法有效將非環C₅轉化成環狀C₅。這些載於氯化氧化鋁的Pt觸媒顯示低生產量的環狀C₅且顯示於前2個小時運行時間內的去活化。C₆及C₇烷類的環化受到芳環生成的助益，其並未發生於C₅環化。與苯、環狀C₆及甲苯(環狀C₇)相比，此效應可能部分由於CPD(環狀C₅)生成較多熱量。載於氯化氧化鋁的Pt/Ir及Pt/Sn也顯示此結果。儘管這些氧化鋁觸媒同時進行C₆₊物種的脫氫及環化而生成C₆芳環，但是不同觸媒卻必須能將非環C₅轉化成環狀C₅。

由輕質烴製造芳烴的方法中使用含Ga的ZSM-5觸媒。Kanazirev等人的研究顯示正戊烷易於在Ga₂O₃/H-ZSM-5之上轉化得到。參見Kanazirev等人，“Conversion of C₈ aromatics and n-pentane over Ga₂O₃/H-ZSM-5 mechanically mixed catalysts,”Catalysis Letters,vol.9, pp.35-42,1991。儘管超過6重量%的芳烴係於440℃及1.8hr^-1 WHSV產生但是據載沒產生環狀C₅。Mo/ZSM-5觸媒據顯示也能使石蠟烴，尤其是甲烷，脫氫及/或環化。參見，Y.Xu,S.Liu,X.Guo,L.Wang,and M.Xie,“Methane activation without using oxidants over Mo/HZSM-5 zeolite catalysts,”Catalysis Letters,vol.30,pp.135-149,1994。已證實使用Mo/ZSM-5產生正戊烷的高轉化率沒產生環狀C₅且有高生產量的裂解產物。這顯示以ZSM-5為基礎的觸媒能將石蠟烴類轉化成C₆環，但是不一定會產生C₅環。

US 5,254,787(Dessau)介紹石蠟烴類脫氫時使用的NU-87觸媒。據顯示此觸媒能使C₂-C₆₊脫氫以製造其不飽和類似物。本專利明白表示C_2-5與C₆₊烷類之間的區別：C_2-5烷類的脫氫產生線性或分支單-烯烴類或二-烯烴類，而C₆₊烷類的脫氫卻產生芳烴。US 5,192,728(Dessau)涉及類似的化學，但是卻用了含錫的結晶性微孔材料。至於該NU-87觸媒，據顯示C₅脫氫僅產生線性或分支單-烯烴類或二-烯烴類且沒有CPD。

US 5,284,986(Dessau)介紹自正戊烷製造環戊烷及環戊烯的兩段方法。實例是第一段涉及在Pt/Sn-ZSM-5觸媒上將正戊烷脫氫石蠟烴類混合物，單-烯烴類及二-烯烴類及環烷烴類。接著將此混合物加到由Pd/Sn-ZSM-5觸媒所組成的第二段反應器，其中二烯類，尤其是CPD，被轉化成烯烴類及飽和物。環戊烯係此方法期望的產物，而CPD 是不想要的副產物。

US 2,438,398；US 2,438,399；US 2,438,400；US 2,438,401；US 2,438,402；US 2,438,403；及US 2,438,404(Kennedy)揭示在不同觸媒上由1,3-戊二烯製造CPD。低操作壓力、低單程轉化率(per pass conversion)及低選擇性使此方法變得不宜。此外，不像正戊烷，1,3-戊二烯不是易取得的原料。另外參見，Kennedy等人，“Formation of Cyclopentadiene from 1,3-Pentadiene,”Industrial & Engineering Chemistry,vol.42,pp.547-552,1950。

Fel’dblyum等人於“Cyclization and dehydrocyclization of C₅ hydrocarbons over platinum nanocatalysts and in the presence of hydrogen sulfide,”Doklady Chemistry,vol.424,pp.27-30,2009，記載由1,3-戊二烯、正戊烯及正戊烷製造CPD。1,3-戊二烯、正戊烯及正戊烷於600℃在2%Pt/SiO₂上轉變成CPD的生產量分別高達53%、35%及21%。當觀察到CPD開始產生時，也觀察到在該反應前幾分鐘內的激烈觸媒去活化。在含Pt的氧化矽上進行之實驗顯示在Pt-Sn/SiO₂上的正戊烷之適度轉化，但是對環狀C₅產物具有不夠的選擇性及生產量。H₂S當1,3-戊二烯環化促進劑的用途係於下文中由Fel’dblyum，及於Marcinkowski,“Isomerization and Dehydrogenation of 1,3-Pentadiene,”M.S.,University of Central Florida,1977中被提出。Marcinkowski顯示藉著H₂S於700℃得到80% 的1,3,-戊二烯轉化率及對CPD的80%選擇性。高溫、有限的原料及可能在後面得清洗掉的潛在含硫產物使此方法變得不宜。

López等人於“n-Pentane Hydroisomerization on Pt Containing HZSM-5,HBEA and SAPO-11,”Catalysis Letters,vol.122,pp.267-273,2008，中研究於包括H-ZSM-5的含Pt沸石上之正戊烷的反應。於中間溫度(250至400℃)，其記載於Pt沸石上的正戊烷之有效率的臨氫異構化(hydroisomerization)且沒環戊烯生成的討論。吾人所欲為避免此有害化學物質，因為如以上討論的，分支C₅無法像線性C₅那麼有效地製造環狀C₅。

Li等人於“Catalytic dehydroisomerization of n-alkanes to isoalkenes,”Journal of Catalysis,vol.255,pp.134-137,2008，中也研究於含Pt沸石上進行的正戊烷脫氫，其中Al已經被Fe類質同形取代。這些Pt/[Fe]ZSM-5觸媒能有效率地使正戊烷脫氫且異構化，但是在反應條件之下，沒產生環狀C₅且發生不宜的骨架異構化。

US 5,633,421揭示一種用於使C₂-C₅石蠟烴類脫氫以獲得相應的烯烴類之方法。同樣地，US 2,982,798揭示一種用於使含3至6(包括首尾)個碳原子的脂族烴脫氫之方法。然而，無論US 5,633,421及US 2,982,798皆沒揭示由非環C₅烴類製造CPD的方法，希望用其作為原料的理由是因為其豐富且成本低。

再者，在設計專為製造CPD的方法時存在著許多挑 戰。例如，將C₅烴類轉化成CPD的反應是高吸熱性且偏好低壓及高溫，但是卻會於相對低溫(例如，450℃-500℃)發生顯著的正戊烷及其他C₅烴類裂解。其他挑戰包括該方法及自該觸媒移除焦炭所需的其他處理期間引起的觸媒活性喪失，及無法使用含氧氣體直接提供熱輸入給該反應器而不損及該觸媒。

因而，仍舊需要一種較佳於大量生產的速率和條件下將非環C₅原料轉化成非芳族環狀C₅烴，也就是環戊二烯之方法。再者，需要一種用於製造環戊二烯之方法，其由豐富的C₅原料以高生產量且藉著可接受的觸媒老化性質產生環戊二烯而不會過量製造C_4-裂解產物。此外，需要專為自非環C₅烴類製造CPD之方法及系統，其解決了上述挑戰。

本發明關於一種於反應器系統中將非環C₅烴類轉化成環戊二烯之方法，其中該方法包括：於溫度T₁將包含非環C₅烴類的原料提供給至少一個絕熱反應區，其中該至少一個絕熱反應區包含含觸媒材料的第一微粒材料；使該原料與該第一微粒材料在反應條件之下於該至少一個絕熱反應區中接觸以將至少一部分該非環C₅烴類轉化成包含環戊二烯中間物、未轉化的非環C₅烴類及任意地環戊二烯的第一流出物；將該第一流出物加熱至溫度T₂；將該第一流出物加熱至溫度T₂；將該第一流出物提供給該 至少一個非絕熱反應區；及使該第一流出物與第二微粒材料在反應條件之下於該至少一個非絕熱反應區中接觸以將至少一部分該環戊二烯中間物及該未轉化的非環C₅烴類轉化成包含環戊二烯的第二流出物。

1‧‧‧反應系統

2‧‧‧原料流

3‧‧‧第一流出物流

4‧‧‧絕熱反應器

5‧‧‧加熱器

6‧‧‧非絕熱反應器

7‧‧‧反應器管

8‧‧‧燃燒器

9‧‧‧第二流出物流

10‧‧‧加熱器

11‧‧‧復活氣流

12‧‧‧第二流出物復活氣流

13‧‧‧復活設備

14‧‧‧壓縮裝置

15‧‧‧分離設備

16‧‧‧富含輕質烴的氣流

17‧‧‧輕質烴耗乏氣流

18‧‧‧補充氫流

19‧‧‧加熱器

20‧‧‧蒸氣流

21‧‧‧再生氣流

22‧‧‧第一再循環再生氣流

23‧‧‧再生設備

第1圖係根據本發明之一具體實例的反應器之圖形。

第2圖係根據本發明之另一個具體實例的具有復活設備之反應器之圖形。

第3圖係根據本發明之另一個具體實例的具有復活設備及再生設備之反應器之圖形。

I.定義

為了促成對本發明的理解，將許多措辭及片語定義於下文。

除非上下文另行清楚規定，否則用於本揭示內容及申請專利範圍時，單數形式“一”及“該”包括複數形式。

以片語如“A及/或B”用於本文的措辭“及/或”預期包括“A及B”、“A或B”、“A”及“B”。

用於本文時，該措辭"約"表示指定值加減10%的值之範圍。例如，該片語"約200"包括200加減10%，或180至220。

該措辭“飽和物”包括，但不限於，烷類及環烷類。

該措辭“不飽和物”包括，但不限於，烯類、二烯類、炔類、環烯類及環二烯類。

該措辭“環狀化合物C₅”或“cC₅”包括，但不限於，環戊烷、環戊烯、環戊二烯及其二或更多者的混合物。該措辭“環狀C₅”或“cC₅”也包括前述任何者的烷基化類似物，例如，甲基環戊烷、甲基環戊烯及甲基環戊二烯。為達本發明的目的應該要明白環戊二烯隨著時間藉由Diels-Alder縮合反應透過包括周遭溫度和壓力在內的一系列條件自發地二聚化形成二環戊二烯。

該措辭“非環物”包括，但不限於，線性及分支飽和物及不飽和物。

該措辭“芳烴”意指具有共軛雙鍵的平面環狀烴基，如苯。用於本文時，該措辭芳烴包含含有一或多個芳環的化合物，其包括，但不限於，苯、甲苯及二甲苯及多核芳烴(PNA)(其包括萘、蒽、

及其烷基化形式)。該措辭“C₆₊芳烴”包括以具有6或更多個環原子的芳環為基礎之化合物，其包括，但不限於，苯、甲苯及二甲苯及多核芳烴(PNAs)(其包括萘、蒽、

及其烷基化形式)。

該措辭“BTX”包括，但不限於，苯、甲苯及二甲苯(鄰位及/或間位及/或對位)的混合物。

該措辭“焦炭”包括，但不限於，吸附於該觸媒組合物上的低氫含量烴。

該措辭“C_n”意指每分子具有n個碳原子的烴(類)，其中n係正整數。

該措辭“C_n+”意指每分子具有至少n個碳原子的烴(類)。

該措辭“C_n-”意指每分子具有不多於n個碳原子的烴(類)。

該措辭“烴”意指含有鍵結於碳的類別之化合物，且包含(i)飽和烴化合物，(ii)不飽和烴化合物，及(iii)烴化合物(飽和及/或不飽和)混合物，包括具有不同值n的烴化合物混合物。

該措辭“C₅原料”包括含正戊烷的原料，如主要為正戊烷及異戊烷(也被稱作甲基丁烷)的原料，及較小部分的環戊烷及雜戊烷(也被稱作2,2-二甲基丙烷)。

除非另行指明，否則所有數字及有關元素週期表的事物皆係以Chemical and Engineering News,63(5),27,(1985)，所述的新記法為基礎。

該措辭“10族金屬”意指週期表10族中的元素且包括，但不限於，Ni、Pd及Pt。

該措辭“11族金屬”意指週期表11族中的元素且包括，但不限於，Cu、Ag、Au及其二或更多者的混合物。

該措辭“1族鹼金屬”意指週期表1族中的元素且包括，但不限於，Li、Na、K、Rb、Cs及其二或更多者的混合物，且排除氫。

該措辭“2族鹼金屬”意指週期表2族中的元素且包括，但不限於，Be、Mg、Ca、Sr、Ba及其二或更多者的混合物。

用於本文時，該措辭“含氧”或“含氧化合物”意指氧及含氧的化合物，其包括但不限於，O₂、CO₂、CO、H₂O及含氧烴類如醇類、酯類、醚類等等。

該措辭“約束指數”係定義於US 3,972,832及US 4,016,218，在此以引用的方式將其併入。

用於本文時，該措辭“該MCM-22群組的分子篩”(或“該MCM-22群組的材料”或“MCM-22群組材料”或“MCM-22群組沸石”)包括以下一或多者：由常見的第一級結晶性建構塊晶胞製造之分子篩，該晶胞具有MWW架構拓樸。(晶胞係原子的空間排列，其若依三維空間傾斜則描述晶體結構。“Atlas of Zeolite Framework Types,”Fifth edition,2001，中討論過這樣的晶體結構，在此以引用的方式將其全文併入本文)；由常見的第二級建構塊製造的分子篩，其係此MWW架構拓樸晶胞的二維傾斜，形成一個晶胞厚度(較佳為一個c-晶胞厚度)的單層；由常見的第二級建構塊製造的分子篩，其係一或多於一個晶胞厚度的層，其中該多於一個晶胞厚度的層係由堆疊，裝填或黏合至少兩個一晶胞厚度的單層製造。此第二級建構塊的堆疊可能依規則方式、不規則方式、雜排方式或其任何組合；及由具有MWW架構拓樸的晶胞之任何規則或亂排的二維或三維組合製造之分子篩。

該MCM-22群組包括於12.4±0.25、6.9±0.15、 3.57±0.07及3.42±0.07埃有d-間隔最大值之X-射線繞射圖的那些分子篩。用以界定該材料的X-射線繞射數據係由使用銅的K-α雙重態作為入射輻射之標準技術及配備閃爍計數器和相關電腦的繞射儀作為收集系統獲得。

用於本文時，該措辭“分子篩”與該措辭“微孔結晶性材料”或“沸石”。

用於本文時，該措辭“碳選擇性”意指個別生成環狀C₅、CPD、C₁及C_2-4中的碳莫耳數除以轉化戊烷中的總碳莫耳數。該片語“至少30%之對環狀C₅的碳選擇性”意指轉化戊烷中每100莫耳碳形成該環狀C₅中的30莫耳碳。

用於本文時，該措辭“轉化”意指被轉化成產物的非環C₅原料中之碳莫耳數。該片語“至少70%前述非環C₅原料轉化成前述產物”意指至少70%莫耳數的前述非環C₅原料被轉化成產物。

用於本文時，該措辭“反應器系統”表示包括一或多個反應器及用於製造環戊二烯的所有必須和任意設備之系統。

用於本文時，該措辭“反應器”表示發生化學反應的任何容器。反應器包括兩者完全不同的反應器，以及單一反應器設備內的反應區及跨越多重反應器的適合反應區。換句話說且如常見的，單一反應器可具有多重反應區。在此說明書中指第一及第二反應器，普通熟悉此技藝者能輕易明白所指的事物包括兩種反應器，以及具有第一和第二反應區的單一反應器容器。同樣地，咸明白第一反應器流出 物及第二反應器流出物包括分別來自單一反應器的第一反應區和第二反應區之流出物。

反應器/反應區可為絕熱反應器/反應區或非絕熱反應器/反應區。用於本文時，該措辭"絕熱"表示除了流過的製程流以外基本上沒有熱輸入該系統。為達本發明的目的，具有傳導及/或輻射所引起的無可避免的流失之反應區也可視為絕熱性。用於本文時，該措辭"非絕熱性"表示除了由該流過製程流提供的熱以外故意藉由裝置供應熱之反應器/反應區。

用於本文時，該措辭“移動床”反應器表示固體(例如，觸媒粒子)與氣流接觸使表面氣體速度(U)低於稀釋相氣動輸送固體粒子所需的速度以使固體床保持低於95%的孔隙率之帶或容器。於移動床反應器中，該固體(例如，觸媒材料)可緩慢地行經該反應器且可自該反應器底部移除且加於該反應器頂部。移動床反應器可在數個流動區之下運轉，包括沉降或移動填充床區(U<U_mf)、起泡區(U_mf<U<U_mb)、結塊區(slugging regime)(U_mb<U<UC)、向紊流流體化轉變區(UC<U<U_tr)及快速流體化區(U>U_tr)，其中Umf係最小流體化速度，Umb係最小起泡速度，Uc係壓力波動達到高峰的速度，且tr係轉移速度。這些不同流體化區已經被描述於，例如，Kunii,D.,Levenspiel,O.,Chapter 3 of Fluidization Engineering,2^nd Edition,Butterworth-Heinemann,Boston,1991及Walas,S.M.,Chapter 6 of Chemical Process Equipment,Revised 2^nd Edition,Butterworth-Heinemann,Boston,2010，在此以引用的方式將其併入。

用於本文時，該措辭“沉降床”反應器表示微粒與氣流接觸的帶或容器使表面氣體速度(U)低於至少一部分該反應區中的固體粒子(例如，觸媒粒子)流體化所需之最小速度(最小流體化速度(U_mf))，U<U_mf，及/或於比該最小流體化速度高的速度運轉同時藉由使用反應器內部裝置保持順著該反應器床而上的氣體及/或固體性質(如，溫度或固體組成等等)之梯度以使氣體-固體回混(back-mixing)最小化。例如，Kunii,D.,Levenspiel,O.,Chapter 3 of Fluidization Engineering,2^nd Edition,Butterworth-Heinemann,Boston,1991及Walas,S.M.,Chapter 6 of Chemical Process Equipment,Revised 2^nd Edition,Butterworth-Heinemann,Boston,2010中有提及最小流體化速度的敘述。沉降床反應器可為“循環式沉降床反應器”，其表示固體(例如，觸媒材料)通過該反應器移動且至少一部分固體(例如，觸媒材料)再循環的沉降床。例如，該固體(例如，觸媒材料)可能自該反應器被移除，再生，再加熱及/或自產物流分離且接著送返該反應器。

用於本文時，該措辭“流體化床”反應器表示固體(例如，觸媒粒子)與氣流接觸的帶或容器使表面氣體速度(U)足以使固體粒子流體化(即，高於最小流體化速度U_mf)，且低於稀釋相氣動輸送固體粒子所需的速度以使固體床保持低於95%的孔隙率之帶或容器。用於本文時，該措辭 “級聯流體床”意指將個別流體床連續排列以致於當該固體或氣體自一個流體床至另一個聯成系列時使該氣體及/或固體性質(如，溫度、氣體或固體組成、壓力等等)能產生梯度。例如，Kunii,D.,Levenspiel,O.,Chapter 3 of Fluidization Engineering,2^nd Edition,Butterworth-Heinemann,Boston,1991及Walas,S.M.,Chapter 6 of Chemical Process Equipment,Revised 2^nd Edition,Butterworth-Heinemann,Boston,2010中有提及最小流體化速度的位置。流體化床反應器可為移動式流體化床反應器，如“循環式流體化床反應器”，其表示固體(例如，觸媒材料)通過該反應器移動且至少一部分固體(例如，觸媒材料)再循環的流體化床。例如，該固體(例如，觸媒材料)可能自該反應器被移除，再生，再加熱及/或自產物流分離且接著送返該反應器。

用於本文時，該措辭“上升管”反應器(也被稱為輸送反應器)表示用於快速流體化區或氣動輸送流體化區中將固體(例如，觸媒粒子)淨向上輸送的帶或容器(如，垂直圓柱管)。快速流體化區及氣動輸送流體化區的特徵為比該轉移速度(U_tr)大的表面氣體速度(U)。於Kunii,D.,Levenspiel,O.,Chapter 3 of Fluidization Engineering,2^nd Edition,Butterworth-Heinemann,Boston,1991及Walas,S.M.,Chapter 6 of Chemical Process Equipment,Revised 2^nd Edition,Butterworth-Heinemann,Boston,2010中也有描述快速流體化區及氣動輸送流體化區。流體化床反應器，如 循環式流體化床反應器，可當上升管反應器操作。

用於本文時，該措辭“火管”反應器表示爐及佈置於該爐的輻射段內之並聯反應器管。該反應器管含有催化材料(例如，觸媒粒子)，該催化材料接觸到反應物而生成產物。

用於本文時，該措辭“對流加熱管”反應器表示包含含催化材料的並聯反應器管且佈置於圍阻體內之轉化系統。儘管任何已知的反應器管構型或圍阻體皆可使用，但是較佳地該轉化系統包含於對流熱傳圍阻體內的多重並聯反應器管。較佳地，該反應器管係筆直而沒有通過該圍阻體的捲繞或彎曲通路(但是也可使用捲繞或彎曲管)。此外，該管可具有圓形、橢圓形、矩形及/或其他已知形狀的截面。該管優先用含有含氧壓縮氣體的渦輪燃燒燃料氣體所產生之渦輪廢氣流加熱。換句話說，該反應器管係藉由燃料電池、爐、煮沸器或過量空氣燃燒器中的燃燒所產生之熱氣體的對流加熱。然而，除了別的優點，以渦輪廢氣加熱該反應器管可能較佳是因為還能同時產生軸功。

用於本文時，該措辭“固定床”或“填充床”反應器表示某帶或容器(如，垂直或水平的圓柱形管或球形容器)且可包括氣體的橫面(也被稱為截面流)、軸流及/或徑向流，其中固體(例如，觸媒粒子)於該反應器及氣流內實質上固定不動以致使該表面速度(U)低於使該固體粒子流體化所需的速度(即，低於該最小流體化速度U_mf)及/或該氣體係依往下方向移動使該固體粒子不能流體化。

用於本文時，該措辭“周期性”表示依某周期發生的周期性循環或重複事件。例如，反應器(例如，循環式固定床)可周期性地操作而有一個反應間隔、再加熱間隔及/或再生間隔。間隔步驟的期間及/或順序可隨著時間變換。

用於本文時，該措辭“同向流”表示兩個物流(例如，物流(a)、物流(b))依實質上同方向流動。例如，若物流(a)自至少一個反應區頂部流至底部且物流(b)自至少一個反應區頂部流至底部，該物流(a)的流動可被視為與物流(b)的流動為同向流。關於該反應區內的較小規模，可能會有些區的流動可能不是同向流。

用於本文時，該措辭“反向流”表示兩個流(例如，物流(a)、物流(b))的流動依實質上相反方向。例如，若物流(a)自該至少一個反應區頂部流至底部且物流(b)自該至少一個反應區底部流至頂部，該物流(a)的流動可被視為與物流(b)的流動為反向流。關於該反應區內的較小規模，可能會有些區的流動可能不是反向流。

在1至3500μm範圍的粒子"平均直徑"係利用可自Malvern Instruments,Ltd.,Worcestershire,England購得的Mastersizer^TM 3000測定。除非另行指明，否則粒徑係於D50測定。D50係於累計分佈50%處的粒徑值。例如，若D50=5.8um，則該樣品中的粒子有50%等於或大於5.8um且50%小於5.8um。(對照之下，若D90=5.8um，則10%的樣品粒子大於5.8um且90%小於5.8um。)在大於3.5 mm範圍的粒子"平均直徑"係利用測微計對100個粒子的代表性樣品測定。

為達本發明的目的，1psi相當於6.895kPa。特別是，1psia相當於1kP絕對壓力(kPa-a)。同樣地，1psig相當於6.895kPa表壓(kPa-g)。

II.非環C₅轉化方法

本發明的第一態樣係一種將非環C₅原料轉化成包含環狀C₅化合物(例如，環戊二烯)的產物之方法。該方法包含使前述原料與，任意地，氫在非環C₅轉化條件之下在一或多個觸媒組合物(包括但不限於本文所述的觸媒組合物存在下接觸以形成前述產物。

於一或多個具體實例中，用於轉化非環C₅原料的方法之產物包含環狀C₅化合物。該環狀C₅化合物包含環戊烷、環戊烯、環戊二烯中之一或多者，且包括其混合物。於一或多個具體實例中，該環狀C₅化合物包含至少約20重量%、或30重量%、或40重量%、或70重量%環戊二烯，或在約10重量%至約80重量%、或20重量%至70重量%的範圍中。

於一或多個具體實例中，該非環C₅轉化條件至少包括溫度、正戊烷偏壓及每小時重量空間速度(WHSV)。溫度係在約400℃至約700℃的範圍中，或在約450℃至約650℃的範圍中，較佳地，在約500℃至約600℃的範圍中。正戊烷偏壓係在約3至約100psia的範圍中， 或在約3至約50psia的範圍中，較佳地，在約3psia至約20psia的範圍中。該每小時重量空間速度係在約1至約50hr^-1的範圍中，或在約1至約20hr^-1的範圍中。此條件包括在約0至3範圍中、或在約1至約2範圍中的任意氫共同供料(co-feed)對該非環C₅原料之莫耳比。此條件也可包括含有該非環C₅供料的共同供料C₁-C₄烴類。較佳地，共同供料(若存有)，無論是否包含氫，C₁-C₄烴類或二者，實質上不含含氧化合物。在此上下文中所用的“實質上不含”意指以該共供料的重量為基準，該共同供料佔少於約1.0重量%，例如，少於約0.1重量%、少於約0.01重量%、少於約0.001重量%、少於約0.0001重量%、少於約0.00001重量%的含氧化合物。

於一或多個具體實例中，本發明關於一種用於將正戊烷轉化成環戊二烯之方法，其包含以下步驟：使正戊烷及任意地氫(若存有，通常H₂與正戊烷依0.01至3.0的比率存有)與一或多個觸媒組合物接觸，該觸媒組合物包括但不限於本文所述的觸媒組合物，以於400℃至700℃的溫度、3至約100psia的偏壓及1至約50hr^-1的每小時重量空間速度形成環戊二烯。

於一或多個具體實例中，本發明關於一種於反應器系統中將非環C₅烴類轉化成環戊二烯之方法，其中該方法包括：於溫度T₁將包含非環C₅烴類的原料提供給至少一個絕熱反應區，其中該至少一個絕熱反應區包含含觸媒材料的第一微粒材料；使該原料與該第一微粒材料在反應條 件之下於該至少一個絕熱反應區中接觸以將至少一部分該非環C₅烴類轉化成包含環戊二烯中間物、未轉化的非環C₅烴類及任意地環戊二烯的第一流出物；將該第一流出物加熱至溫度T₂；將該第一流出物提供給該至少一個非絕熱反應區；及使該第一流出物與第二微粒材料在反應條件之下於該至少一個非絕熱反應區中接觸以將至少一部分該環戊二烯中間物及該未轉化的非環C₅烴類轉化成包含環戊二烯的第二流出物。

A.原料

於該方法中，將包含C₅烴類(較佳為非環C₅原料)的原料與包含觸媒材料的微粒材料一起提供給反應系統。可用於本文的非環C₅原料可自原油或天然氣冷凝物製得，且能包括精煉及化學方法，如流體催化裂解(FCC)、重組加氫裂解、加氫處理、焦化及蒸汽裂解，所製造的裂解C₅(依不同程度的不飽和度：烯類、二烯類、炔類)。

於一或多個具體實例中，可用於本發明方法的非環C₅原料包含戊烷、戊烯、戊二烯及其二或更多者的混合物。較佳地，於一或多個具體實例中，該非環C₅原料包含至少約50重量%、或60重量%、或75重量%、或90重量%正戊烷、或在約50重量%至約100重量%正戊烷的範圍中。

該非環C₅原料任意地不包含C₆芳族化合物(如苯)，較佳地C₆芳族化合物存有少於5重量%，較佳地少於1重 量%，較佳地存有少於0.01重量%，較佳地0重量%。

該非環C₅原料任意地不包含苯、甲苯或二甲苯(鄰位、間位或對位)，較佳地苯、甲苯或二甲苯(鄰位、間位或對位)化合物存有少於5重量%，較佳地少於1重量%，較佳地存有少於0.01重量%，較佳地0重量%。

該非環C₅原料任意地不包含C₆₊芳族化合物，較佳地C₆₊芳族化合物存有少於5重量%，較佳地少於1重量%，較佳地存有少於0.01重量%，較佳地0重量%。

該非環C₅原料任意地不包含C₆₊化合物，較佳地C₆₊化合物存有少於5重量%，較佳地少於1重量%，較佳地存有少於0.01重量%，較佳地0重量%。

任意地，該C₅原料實質上不含含氧化合物。在此上下文中所用的“實質上不含”意指以該共供料的重量為基準，該原料佔少於約1.0重量%，例如，少於約0.1重量%、少於約0.01重量%、少於約0.001重量%、少於約0.0001重量%、少於約0.00001重量%的含氧化合物。

較佳地，被轉化成環戊二烯的原料中之C₅烴類(例如，非環C₅烴類)的量係

約5.0重量%、

約10.0重量%、

約20.0重量%、

約30.0重量%、

約40.0重量%、

約50.0重量%、

約60.0重量%、

約70.0重量%、

約80.0重量%或

約90.0重量%。較佳地，至少約30.0重量%或至少約60.0重量%的C₅烴類(例如，非環C₅烴類)被轉化成環戊二烯。有明確揭露的範圍包括以上列舉的值之任何組合；例如，約5.0%至約90.0重量%、約 10.0重量%至約80.0重量%、約20.0重量%至約70.0重量%、約20.0重量%至約60.0重量%等等。較佳地，約20.0重量%至約90.0重量%的C₅烴類(例如，非環C₅烴類)被轉化成環戊二烯，更佳地約30.0重量%至約85.0重量%，更佳地約40.0重量%至約80.0重量%、約45.0重量%至約75.0重量%、或約50.0重量%至約70.0重量%。

較佳地，包含氫及任意地輕質烴類(如C₁-C₄烴類)的氫共同原料也被供入該第一反應器。較佳地，在至少一部分該氫共同原料被供入該第一反應器之前與該C₅原料混合。於引入處的供料混合物中存有氫，其中使該供料先與該觸媒接觸，然後防止或減少焦炭形成於該觸媒粒子上。C₁-C₄烴類也可與該C₅一同供入。

B.絕熱反應區

該原料可於溫度T₁被提供給至少一個絕熱反應區，且與含觸媒材料的第一微粒材料在反應條件之下於至少一個絕熱反應區中接觸以將至少一部分該C₅烴類(例如，非環C₅烴類)轉化成包含環戊二烯中間物、未轉化的非環C₅烴類及任意地環戊二烯的第一流出物。該至少一個絕熱反應區可為固定床反應器或流體化床反應器。該固定床反應器可為垂直固定床或水平固定床。較佳地，該垂直固定床係軸向流垂直固定床或徑向流固定床。較佳地，該水平固定床係橫向流水平固定床。

附帶地或選擇地，該至少一個絕熱反應區可至少包含 第一絕熱反應區、第二絕熱反應區、第三絕熱反應區、第四絕熱反應區、第五絕熱反應區、第六絕熱反應區、第七絕熱反應區及/或第八絕熱反應區等等。如本文所了解的，各絕熱反應區可為個別的反應器或絕熱反應器可包含該絕熱反應區中的一或多者。較佳地，該反應器系統包括1至20個絕熱反應區，更佳地1至15個絕熱反應區，更佳地2至10個絕熱反應區，更佳地2至8個絕熱反應區。當存有多於一個絕熱反應區時，該絕熱反應區可依任何適合的構型設置，例如，串聯或並聯。各絕熱反應區可獨立地為固定床或流體化床。

該絕熱反應區可包括至少一個內部結構以支撐該第一微粒材料，使原料均勻地分布，收集烴產物，及/或降低該反應區內的壓降。例如，當該絕熱反應區係垂直固定床時，該反應區中可包括一或多個內部結構(例如，能滲透的同心殼體，以容納且支撐該微粒材料，且該原料可被供入該反應區的實質開式心軸部分且徑向流過該微粒材料上面。附帶地或選擇地，該絕熱反應區可包括至少一個內部結構，較佳地多個內部結構(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40、50等等)。適合內部結構的實例包括多個支承格架、壓緊格架、擋板、遮棚、托盤、管、桿及/或分配器。

該原料可被提供於

約700℃、

約675℃、

約650℃、

約625℃、

約600℃、

約575℃、

約550℃、

約525℃、

約500℃、

約475℃、

約450℃、

約 425℃、

約400℃、

約375℃、

約350℃、

約325℃、

約300℃、

約275℃、

約250℃、

約225℃，或

約200℃的溫度T₁之絕熱反應區。較佳地，進入絕熱反應區的原料(例如，非環C₅烴類)溫度係

約500℃，更佳地

約525℃，更佳地

約550℃，更佳地

約575℃。有明確揭露的溫度範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約200℃至約700℃、約250℃至約600℃、約350℃至約650℃、約375℃至約500℃等等。較佳地，進入絕熱反應區的原料(例如，非環C₅烴類)之溫度係約200℃至約700℃，更佳地約300℃至約650℃，更佳地約400℃至約600℃，更佳地約475℃至約575℃。提供於上述溫度的原料(例如，非環C₅烴類)可有益地使該C₅烴類(例如，非環C₅烴類)在其能於觸媒材料存在下反應之前的不欲裂解減至最少。

附帶地或選擇地，在進入絕熱反應區之前，該原料可藉由一或多個加熱裝置(例如，包括於爐的對流區中加熱之熱交換器)加熱至上述溫度。

該至少一個絕熱反應區係於足以將至少一部分該原料(例如，非環C₅烴類)轉化成環戊二烯中間物及未轉化的非環C₅烴類及任意地環戊二烯之反應條件之下操作。用於本文時，“環戊二烯中間物”表示戊烯類、戊二烯類、環戊烷及環戊烯。於不同態樣中，轉化成環戊二烯於該至少一個絕熱反應區中發生。較佳為至少約5%、至少約10%、至少約15%、至少約20%、至少約30%、或至少約40%的 非環C₅烴類被轉化成環戊二烯中間物。較佳地，該原料(例如，非環C₅烴類)可於約1.0至約1000.0hr^-1範圍中的每小時重量空間速度(WHSV，非環C₅烴類質量/觸媒質量/小時)供給該絕熱反應區。該WHSV可為約1.0至約900.0hr^-1、約1.0至約800.0hr^-1、約1.0至約700.0hr^-1、約1.0至約600.0hr^-1、約1.0至約500.0hr^-1、約1.0至約400.0hr^-1、約1.0至約300.0hr^-1、約1.0至約200.0hr^-1、約1.0至約100.0hr^-1、約1.0至約90.0hr^-1、約1.0至約80.0hr^-1、約1.0至約70.0hr^-1、約1.0至約60.0hr^-1、約1.0至約50.0hr^-1、約1.0至約40.0hr^-1、約1.0至約30.0hr^-1、約1.0至約20.0hr^-1、約1.0至約10.0hr^-1、約1.0至約5.0hr^-1、約2.0至約1000.0hr^-1、約2.0至約900.0hr^-1、約2.0至約800.0hr^-1、約2.0至約700.0hr^-1、約2.0至約600.0hr^-1、約2.0至約500.0hr^-1、約2.0至約400.0hr^-1、約2.0至約300.0hr^-1、約2.0至約200.0hr^-1、約2.0至約100.0hr^-1、約2.0至約90.0hr^-1、約2.0至約80.0hr^-1、約2.0至約70.0hr^-1、約2.0至約60.0hr^-1、約2.0至約50.0hr^-1、約2.0至約40.0hr^-1、約2.0至約30.0hr^-1、約2.0至約20.0hr^-1、約2.0至約10.0hr^-1、及約2.0至約5.0hr^-1。較佳地，該WHSV係約1.0至約100.0hr^-1，更佳地約1.0至約60.0hr^-1，更佳地約2.0至約40.0hr^-1，更佳地約2.0至約20.0hr^-1。

排出絕熱反應區的流出物出口之第一流出物(例如，環戊二烯、未轉化的非環C₅烴類)的溫度可為

約600℃、

約575℃、

約550℃、

約525℃、

約500℃、

約475℃、

約450℃、

約425℃、

約400℃、

約375℃、

約350℃、

約325℃、

約300℃、

約275℃、

約250℃、

約225℃或

約200℃。較佳地，排出絕熱反應區的流出物出口之第一流出物(例如，環戊二烯、未轉化的非環C₅烴類)的溫度係

約525℃，更佳地

約500℃，更佳地

約475℃，更佳地

約450℃。有明確揭露的溫度範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約200℃至約600℃、約250℃至約575℃、約350℃至約550℃、約375℃至約450℃等等。較佳地，排出絕熱反應區的流出物出口之第一流出物(例如，環戊二烯、未轉化的非環C₅烴類)的溫度係約200℃至約600℃，更佳地約250℃至約575℃，更佳地約350℃至約550℃，更佳地約375℃至約500℃。

附帶地或選擇地，於絕熱反應區中的反應條件可包括

約300℃、

約325℃、

約350℃、

約375℃、

約400℃、

約425℃、

約450℃、

約475℃、

約500℃、

約525℃、

約550℃、

約575℃、

約600℃、

約625℃、

約650℃、或

約675℃的溫度。附帶地或選擇地，該溫度可為

約300℃、

約325℃、

約350℃、

約375℃、

約400℃、

約425℃、

約450℃、

約475℃、

約500℃、

約525℃、

約550℃、

約575℃、

約600℃、

約625℃、

約650℃、

約675℃、或

約700℃。有明確揭露的溫度範圍包括以上列舉的值之任何 組合，例如，約300℃至約700℃、約325℃至約650℃、及約450℃至約600℃等等。較佳地，該溫度可為約300℃至約650℃，更佳地約325℃至約600℃，更佳地約450℃至約575℃。

附帶地或選擇地，絕熱反應區的反應條件可包括

約1.0psia、

約2.0psia、

約3.0psia、

約4.0、

約5.0psia、

約10.0psia、

約15.0psia、

約20.0psia、

約25.0psia、

約30.0psia、

約35.0psia、

約40.0psia、

約45.0psia、

約50.0psia、

約55.0psia、

約60.0psia、

約65.0psia、

約70.0psia、

約75.0psia、

約80.0psia、

約85.0psia、

約90.0psia、

約95.0psia、

約100.0psia、

約125.0psia、

約150.0psia、

約175.0psia、或

約200.0psia的壓力。附帶地或選擇地，該壓力可為

約1.0psia、

約2.0psia、

約3.0psia、

約4.0psia、

約5.0psia、

約10.0psia、

約15.0psia、

約20.0psia、

約25.0psia、

約30.0psia、

約35.0psia、

約40.0psia、

約45.0psia、

約50.0psia、

約55.0psia、

約60.0psia、

約65.0psia、

約70.0psia、

約75.0psia、

約80.0psia、

約85.0psia、

約90.0psia、

約95.0psia、

約100.0psia、

約125.0psia、

約150.0psia、或

約175.0psia。有明確揭露的溫度及壓力之範圍及組合包括以上列舉的值之任何組合，例如，約1.0psia至約200.0psia、約2.0psia至約175.0psia、約3.0psia至約150.0psia等等。較佳地，該壓力可為約1.0psia至 約200.0psia，更佳地約2.0psia至約175.0psia，如約2.0psia至約100.0psia，更佳地約3.0psia至約150.0psia，如約3.0psia至約50.0psia。

附帶地或選擇地，越過絕熱反應區的壓力差(於原料入口的壓力減於流出物出口的壓力)可為

約0.5psia、

約1.0psia、

約2.0psia、

約3.0psia、

約4.0psia、

約5.0psia、

約10.0psia、

約14.0psia、

約15.0psia、、

約20.0psia、

約24.0psia、

約25.0psia、

約30.0psia、

約35.0psia、

約40.0psia、

約45.0psia、

約50.0psi、

約55.0psia、

約60.0psia、

約65.0psia、

約70.0psia、

約75.0psia、

約80.0psia、

約85.0psia、

約90.0psia、

約95.0psia、

約100.0psia、

約125.0psia、或

約150.0psia。如本文所了解的，“於原料入口”、“於入口”、“於流出物出口”及“於出口”包括於該入口及/或出口中及實質上四周的空間。附帶地或選擇地，越過絕熱反應區的壓力差錯或壓降)(於原料入口的壓力減於流出物出口的壓力)可為

約2.0psia、

約3.0psia、

約4.0psia、

約5.0psia、

約10.0psia、

約14.0psia、

約15.0psia、

約20.0psia、

約24.0psia、

約25.0psia、

約30.0psia、

約35.0psia、

約40.0psia、

約45.0psia、

約50.0psi、

約55.0psia、

約60.0psia、

約65.0psia、

約70.0psia、

約75.0psia、

約80.0psia、

約85.0psia、

約90.0psia、

約95.0psia、

約100.0psia、

約125.0psia、

約150.0psia、

約175.0psia、或

約200.0psia。有明確揭露的壓力差範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約10psia至約70.0psia、約20.0psia至約60.0psia、約30.0psia至約50.0psia等等。

附帶地或選擇地，包含C₁、C₂、C₃及/或C₄烴類的輕質烴流可被供給絕熱反應區。該輕質烴流可包含飽和及/或不飽和烴類。較佳地，自非絕熱反應器流出物流回收該輕質烴流。

C.非絕熱反應區

等到排出至少一個絕熱反應區之後，第一流出物可被供給至少一個非絕熱反應區且與含觸媒材料的第二微粒材料在反應條件之下於該至少一個非絕熱反應區中接觸以將至少一部分該環戊二烯中間物及/或未轉化的非環C₅烴類轉化成包含環戊二烯的第二流出物。該至少一個非絕熱反應區可為循環式流體化床反應器、循環式沉降床反應器、固定床反應器、循環式固定床反應器、流體化床反應器、火管反應器(如2015年11月4日申請的USSN 62/250,693所述的，在此以引用的方式將其併入)或對流加熱管反應器(如2015年11月4日申請的USSN 62/250,674所述的，在此以引用的方式將其併入)。該固定床反應器可為垂直固定床或水平固定床。較佳地，該垂直固定床係軸向流垂直固定床或徑向流固定床。較佳地，該水平固定床係橫向流水平固定床。再者，該循環式流體化床反應器可於起泡或紊流流體化區中操作，如Kunii,D.,Levenspiel,O., Chapter 3 of Fluidization Engineering,2^nd Edition,Butterworth-Heinemann,Boston,1991 and Walas,S.M.,Chapter 6 of Chemical Process Equipment,Revised 2^nd Edition,Butterworth-Heinemann,Boston,2010所述。

特別是，該至少一個非絕熱反應區可為火管反應器或對流加熱管反應器。

該火管反應器可包含爐及佈置於該爐的輻射段內之並聯反應器管。儘管任何已知的輻射爐反應器管構型皆可使用，但是較佳地該爐包含多重並聯反應器管。適合的爐反應器管構型包括US 5,811,065；US 5,243,122；US 4,973,778；US 2012/0060824；及US 2012/0197054所述者，在此以引用的方式將完整併入本文。

該反應器管可可依任何構型佈置於該爐中。較佳地該反應器管係垂直佈置所以原料自該反應器管的頂部進入且產物會隨著排出該反應器管底部的反應器流出物離開。較佳地，該反應器管係筆直而沒有通過該輻射爐的捲繞或彎曲通路(但是也可使用捲繞或彎曲管)。此外，該反應器管可具有如但不限於，圓形、橢圓形、矩形及/或其他已知形狀的截面。該反應器管可利用位於該爐輻射段內的至少一個燃燒器所提供的輻射熱加熱。此技藝中已知的任何燃燒器類型皆可使用，例如，安裝於頂板、壁及地板的燃燒器。較佳地，該燃燒器可被佈置成能給該反應器管入口附近較高熱通量及該反應器管出口附近較低熱通量。若該反應器管係垂直取向，則該燃燒器較佳為佈置於該反應器管 入口的頂部附近且使火焰沿著該管縱長往下燃燒。把該燃燒器擺在該垂直反應器管頂部附近且向下點火提供給期望加熱較多的反應器管入口(頂部)附近較高的熱通量，例如，以便提供反應熱能，加上將原料加熱至期望反應溫度所需要的顯熱。

該爐也可任意包含為了阻擋來自該反應器管出口部分的至少一部分該燃燒器火焰輻射而佈置的一或多個屏蔽件，期望該反應器管出口部分處的熱通量較小以免高出預定溫度，例如，促進不欲焦化及/或裂解的溫度，該焦化及/或裂解將隨著溫度高於指定觸媒、操作壓力及滯留時間的預定轉化條件溫度範圍而發生。若該反應器管依垂直取向設置向下點火的燃燒器，則可佈置至少一個屏蔽件以阻擋來自該反應器管底部部分的至少一部分火焰輻射。較佳地，該屏蔽件可為擔任將該燃燒器產生的煙道氣導離該爐輻射段工作之煙道氣管道。

此外，該反應器管包含含觸媒材料的微粒材料。該微粒材料可被塗佈於該反應器管內表面上或可為該反應器管內的微粒材料固定床之一部分。較佳地該反應器管包含微粒材料固定床。填充及/或設定反應器管的固定床之適合方法包括US 8,178,075及WO 2014/053553，在此以引用的方式將其完全併入本文。該反應器管可包括至少一個內部結構，例如，同心殼體，以支撐該微粒材料及/或降低該反應器管內的壓降。附帶地或選擇地，該反應器管可包含佈置於該反應器管內提供徑向混合作用的混合內部結 構。該混合內部結構可佈置於微粒材料床內或隔開二或更多個微粒材料帶的反應器管部位中。附帶地或選擇地，該反應器管可包含在該反應器管內部或外側的鰭片或圍線以促進該管壁至該觸媒組合物的熱傳。該鰭片或圍線可被佈置成能提供給該反應器管入口附近較高的熱通量及該反應器管出口附近較低的熱通量。適合內部結構的實例包括擋板、遮棚、托盤、管、桿、鯺片、圍線及/或分配器。這些內部結構可被塗佈觸媒。適合的內部結構可能是金屬或陶瓷。較佳的陶瓷類是具有高熱傳導度者，例如，碳化矽、氮化鋁、碳化硼及氮化矽。較佳地，該反應器管，在原料與觸媒組合物接觸期間，具有少於20psi，更佳地少於5psi之自反應器入口至反應器出口測得的壓降。

附帶地或選擇地，該爐可包含輻射段、對流段及煙道氣煙囪。熱煙道氣可能由該爐輻射段中的至少一個燃燒器產生且通過該對流段導離到大氣且排出該煙道氣煙囪。來自該煙道氣的熱可藉由下列方式轉移：能加熱種種不同物流(例如，原料、水蒸氣、復活氣體(rejuvenation gas)、再生氣體)的煙道氣對流，水蒸氣燃料預熱，及/或燃燒空氣預熱，通過交換器或橫越該對流段的管束。該爐對流段可含有煙道氣熱在裡面藉由對流轉移給原料及/或水蒸氣的至少一個交換器或管束。

附帶地或選擇地，可存有多重爐，例如，二或更多個爐(各爐可包含含並聯反應器管的輻射段，該並聯反應器管含有含觸媒材料的微粒材料)。任意地，可能存有與二 或更多個爐輻射段流體連結的單一對流段及煙道氣煙囪。在有一或多個爐的情形中，再加熱氣體或再生氣體可被供給該一或多個爐且，同時，包含非環C₅烴類的原料可被供給一或多個不同爐。

該對流加熱管反應器可包含於對流熱傳圍阻體內的複數並聯反應器管。較佳地，該反應器管皆為直的，而沒有通過該圍阻體的捲繞或彎曲通路(但是也可使用捲繞或彎曲管)。此外，該管可具有圓形、橢圓形、矩形及/或其他已知形狀的截面。有益的是，該管具有小截面尺寸以使截面溫度梯度最小化。然而，減小該管的截面尺寸使指定生產速率的管數增加。因此，關於截面溫度梯度最小化且建構成本最小化較佳為使最佳管尺寸選擇最適化。適合截面尺寸(亦即，圓柱管的直徑)可為1cm至20cm，更佳地2cm至15cm，且最佳地3cm至10cm。

於該對流加熱管反應器中，該反應器管可被含有含氧壓縮氣體的渦輪燃燒燃料氣體產生的渦輪廢氣流加熱。於其他態樣中，該反應器管可藉由與併入燃料電池、爐、煮沸器或過量空氣燃燒器產生的熱氣之對流加熱。然而，除了別的優點，以渦輪廢氣加熱該反應器管較佳是因為還同時產生功率。

該含氧壓縮氣體可於至少一個壓縮器中被壓縮。較佳地，該壓縮氣體係壓縮空氣。任意地，該壓縮氣體可包含藉由部分分離氮得到的富氧空氣。此技藝中已知的任何壓縮器及/或渦輪皆可使用。用於本文所述的方法及系統中 之適合壓縮器及渦輪的實例係描述於US 7,536,863，在此以引用的方式將其併入。較佳地，該渦輪附帶地產生功率。該渦輪功率可用以扭轉該包含含氧壓縮氣體的壓縮器。任意地，可能存有產生器及/或另一個壓縮器，其可藉由該渦輪產生的功率扭轉。該產生器也可能產生電力。

熱可藉由對流自渦輪廢氣流轉移至該反應器管壁的外表面。該反應器管可依任何構型佈置於該圍阻體中。較佳地該反應器管係佈置於該圍阻體內以提供原料及渦輪廢氣的同向流流動。該原料及該渦輪廢氣流可依相同方向流動以提供該反應器管入口附近的熱通量，該熱通量比該反應器管出口附近的熱通量高。希望該反應器管入口附近加熱較多，例如，以便提供反應熱，加上將原料加熱至預定反應溫度所需的熱。希望該反應器管出口部分的附近的熱通量較低(相對於該入口處的熱通量)以免高於預定溫度，例如，促進不宜的焦化及/或裂解之溫度，該焦化及/或裂解伴隨著高於指定觸媒、操作壓力及/或滯留時間的預定轉化條件溫度範圍之溫度發生。

可能存有能將額外的熱輸入該渦輪廢氣流的至少一個燃燒裝置。額外的熱可由燃燒裝置提供給該反應器管上游或下游的渦輪廢氣流。額外的燃料氣體可藉著該渦輪廢氣流中未反應的氧燃燒以使該渦輪廢氣流溫度在藉由對流將熱自該渦輪廢氣流轉移至該反應器管壁之前或以後提高。該額外的熱輸入可藉由此技藝中已知的任何燃燒裝置提供給該渦輪廢氣流。適合燃燒裝置的實例包括導管燃燒器、 輔助燃燒器或其他眾所周知之用於煙道氣的輔助加熱之裝置。

該對流加熱反應器管含有包含觸媒材料的微粒材料。該微粒材料可被塗佈於該反應器管內表面上或可為該反應器管內的微粒材料固定床之一部分。較佳地，該反應器管包含微粒材料固定床。填充及/或設計反應器管的固定床之適合方法包括US 8,178,075，在此以引用的方式將其全文併入本文。該反應器管可包括至少一個內部結構，例如，同心殼體，以支撐該微粒材料及/或降低該反應器管內的壓降。該反應器管可包含佈置於該反應器管內且提供徑向混合的混合內部結構。該混合內部結構可被佈置於微粒材料床內或隔開二或更多個微粒材料帶的反應器管部件中。該反應器管可包含在該反應器管內部或外側的鰭片或圍線以促進該管壁至該微粒材料的熱傳。該鰭片或圍線可被佈置成能提供給比該反應器管出口附近的熱通量比該反應器管入口附近的熱通量高。適合內部結構的實例包括複數擋板、遮棚、托盤、管、桿、鯺片、圍線及/或分配器。這些內部結構可被塗佈觸媒。適合的內部結構可能是金屬或陶瓷。較佳的陶瓷類是具有高熱傳導度者，例如，碳化矽、氮化鋁、碳化硼及氮化矽。較佳地，該反應器管，在原料與觸媒組合物接觸期間，具有少於20psi，更佳地少於5psi之自反應器入口至反應器出口測得的壓降。

附帶地或選擇地，熱傳裝置可用於藉由對流將額外的 熱自該渦輪廢氣轉移給其他物流，例如，復活氣體、再生氣體、該原料(在該原料進入該反應器管以前)、該燃料氣體、含氧氣流(例如，壓縮氣流)及/或水蒸氣。該額外的熱傳裝置可能是此技藝中已知的任何適合熱傳裝置。適合熱傳裝置包括熱交換器管束。該熱傳裝置可被佈置於該反應器管圍阻體中以便在熱自該渦輪廢氣轉移至該反應器管以前或之後自該渦輪廢氣轉移額外的熱。

附帶地或選擇地，對流熱傳圍阻體內可存有二或更多個複數並聯反應器管。例如，可能存有二或更多個圍阻體，各圍阻體包含複數並聯的含微粒材料之反應器管。也可存有用於控制供給各複數反應器管的渦輪廢氣流量之裝置。適合流量控制裝置包括控制閥、擋板、羽板、阻尼器及/或導管。也可包括將至少一部分該渦輪廢氣導離或圍繞該反應器管且將該渦輪廢氣導到其他熱回收裝置或導到廢氣煙囪。也可存有輔助設備如廢氣消音器及洗滌器。

附帶地或選擇地，該至少一個非絕熱反應區可至少包含第一非絕熱反應區、第二非絕熱反應區、第三非絕熱反應區、第四非絕熱反應區、第五非絕熱反應區、第六非絕熱反應區、第七非絕熱反應區及/或第八非絕熱反應區等等。如本文所了解的，各自非絕熱反應區可為個別反應器或非絕熱反應器可包含該非絕熱反應區中的一或多者。較佳地，該反應器系統包括1至20個非絕熱反應區，更佳地1至15個非絕熱反應區，更佳地1至10個非絕熱反應區，更佳地1至8個非絕熱反應區。其中存有多於一個非 絕熱反應區，該非絕熱反應區可與上述一或多個絕熱反應區依任何適合構型配置，例如，串聯或並聯。各自非絕熱反應區可獨立地為循環式流體化床反應器、循環式沉降床反應器、固定床反應器、循環式固定床反應器、流體化床反應器、火管反應器、或對流加熱管反應器。附帶地或選擇地，本文所述的方法可另包含將大量部分轉化原料自第一非絕熱反應區移至第二非絕熱反應區及/或將大量微粒材料自該第二非絕熱反應區移至該第一非絕熱反應區。用於本文時，“大量”表示至少大部分該部分轉化原料及該微粒材料，例如，至少約50.0重量%、至少約60.0重量%、至少約70.0重量%、至少約80.0重量%、至少約90.0重量%、至少約95.0重量%、至少約99.0重量%、及至少約100.0重量%的部分。

該非絕熱反應區可包括至少一個內部結構以支撐該第一微粒材料，使原料均勻地分布，收集烴產物，及/或降低該反應區內的壓降。例如，當該非絕熱反應區係垂直固定床時，該反應區中可包括一或多個內部結構(例如，能滲透的同心殼體，以容納且支撐該微粒材料，且該原料可被供入該反應區的實質開式心軸部分且徑向流過該微粒材料上面。附帶地或選擇地，該非絕熱反應區可包括至少一個內部結構，較佳地多個內部結構(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40、50等等)。適合內部結構的實例包括多個支承格架、壓緊格架(hold down grid)、擋板、遮棚、托盤、管、桿及/或分配器。

該第一流出物(例如，環戊二烯中間物、未轉化的非環C₅烴類及任意地環戊二烯)可於以下溫度(T₂)供給非絕熱反應區：

約700℃、

約675℃、

約650℃、

約625℃、

約600℃、

約575℃、

約550℃、

約525℃、

約500℃、

約475℃、

約450℃、

約425℃、

約400℃、

約375℃、

約350℃、

約325℃、

約300℃、

約275℃、

約250℃、

約225℃或

約200℃。較佳地，進入非絕熱反應區的第一流出物(例如，環戊二烯中間物、未轉化的非環C₅烴類及任意地環戊二烯)的溫度係

約575℃，更佳地

約550℃，更佳地

約525℃，更佳地

約500℃。有明確揭露的溫度範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約200℃至約700℃、約250℃至約600℃、約350℃至約650℃、約375℃至約500℃等等。較佳地，進入非絕熱反應區的第一流出物(例如，環戊二烯中間物、未轉化的非環C₅烴類及任意地環戊二烯)的溫度係約200℃至約700℃，更佳地約300℃至約600℃，更佳地約400℃至約550℃，更佳地約475℃至約525℃。提供於上述溫度的第一流出物(例如，環戊二烯中間物、未轉化的非環C₅烴類及任意地環戊二烯)可有益地使該C₅烴類(例如，非環C₅烴類)在其能於觸媒材料存在下於非絕熱反應區中反應之前的不欲裂解減至最少。

附帶地或選擇地，在進入非絕熱反應區之前，該第一流出物(例如，環戊二烯中間物、未轉化的非環C₅烴類及任意地環戊二烯)可藉由包括於爐的對流區中加熱在內之 一或多個加熱裝置(例如，熱交換器)加熱至上述溫度。

該至少一個非絕熱反應區係於足以將至少一部分該第一流出物轉化成環戊二烯的反應條件之下操作。較佳地，該第一流出物可於約1.0至約1000.0hr^-1範圍中的每小時重量空間速度(WHSV，非環C₅烴類質量/觸媒質量/小時)供給該非絕熱反應區。該WHSV可為約1.0至約900.0hr^-1、約1.0至約800.0hr^-1、約1.0至約700.0hr^-1、約1.0至約600.0hr^-1、約1.0至約500.0hr^-1、約1.0至約400.0hr^-1、約1.0至約300.0hr^-1、約1.0至約200.0hr^-1、約1.0至約100.0hr^-1、約1.0至約90.0hr^-1、約1.0至約80.0hr^-1、約1.0至約70.0hr^-1、約1.0至約60.0hr^-1、約1.0至約50.0hr^-1、約1.0至約40.0hr^-1、約1.0至約30.0hr^-1、約1.0至約20.0hr^-1、約1.0至約10.0hr^-1、約1.0至約5.0hr^-1、約2.0至約1000.0hr^-1、約2.0至約900.0hr^-1、約2.0至約800.0hr^-1、約2.0至約700.0hr^-1、約2.0至約600.0hr^-1、約2.0至約500.0hr^-1、約2.0至約400.0hr^-1、約2.0至約300.0hr^-1、約2.0至約200.0hr^-1、約2.0至約100.0hr^-1、約2.0至約90.0hr^-1、約2.0至約80.0hr^-1、約2.0至約70.0hr^-1、約2.0至約60.0hr^-1、約2.0至約50.0hr^-1、約2.0至約40.0hr^-1、約2.0至約30.0hr^-1、約2.0至約20.0hr^-1、約2.0至約10.0hr^-1、及約2.0至約5.0hr^-1。較佳地，該WHSV係約1.0至約100.0hr^-1，更佳地約1.0至約60.0hr^-1，更佳地約2.0至約40.0hr^-1，更佳地約2.0至約20.0hr^-1。

此外，較佳為使該至少一個非絕熱反應區中保持實質等溫溫度分佈或反轉溫度分佈(inverse temperature profile)。用於本文時，該至少一個非絕熱反應區的“等溫溫度分佈”意指該至少一個非絕熱反應區的溫度基本上維持恆常，例如，於相同溫度或於相同狹窄溫度範圍內，其中上方溫度與下方溫度之間的差異不大於約40℃；更佳地不大於約20℃。保持實質等溫溫度分佈的優點可為由於該非環C₅烴類裂解成輕質烴(C_4-)副產物之減少而使產物生產量提高。

用於本文時，該至少一個非絕熱反應區的“反轉溫度分佈”意指該非絕熱反應區入口的溫度比該非絕熱反應區出口的溫度低。“反轉溫度分佈”也可包括該至少一個非絕熱反應區內某處的溫度比該非絕熱反應區入口的溫度低的情形，只要是該非絕熱反應區入口的溫度比該非絕熱反應區出口的溫度低。換句話說，當該第一流出物(例如，環戊二烯、未轉化的非環C₅烴類)往上流時，該至少一個非絕熱反應區的溫度可自該至少一個非絕熱反應區的底部提高至頂部。反言之，該至少一個非絕熱反應區的溫度可自該至少一個非絕熱反應區的頂部降至底部。保持該至少一個非絕熱反應區中的反轉溫度分佈可有益地使該入口處的碳質材料形成最小化，該碳質材料會造成該觸媒材料焦化。該反轉溫度分佈也可提供充分反應時間及該至少一個非絕熱反應區長度以於比出口溫度低的操作溫度製造足量H₂，該操作溫度會使該產物出口處的碳質材料形成最小 化。

特別是，有關火管反應器及/或對流加熱管反應器，儘管在反應器管入口附近提供較高熱通量且在反應器管出口附近提供較低熱通量或屏蔽，但是沿著反應器管中心線測量卻可提供實質等溫溫度分佈。然而，較佳可將該反應器管設計最佳化以致於反應器管中可保持實質反轉溫度分佈。實質等溫溫度分佈具有使該觸媒的有效利用率最大化及使不欲的C_4-副產物生產量最小化之優點。

較佳地，該等溫溫度分佈係該反應器入口溫度於該反應器出口溫度的約40℃以內，或於約20℃以內，或於約10℃以內，或於約5℃以內者，或該反應器入口溫度與該反應器出口溫度相同。或者，該等溫溫度分佈係該反應器入口溫度於該反應器出口溫度的約20%以內，或於約10%以內，或於約5%以內，或於約1%以內者。

較佳地，該等溫溫度分佈係與反應器入口溫度相比，沿著該反應器內的反應區長度之溫度沒變化多於約40℃，或沒多於約20℃，或沒多於約10℃，或沒多於約5℃者。或者，該等溫溫度分佈係沿著該反應器內的反應區長度之溫度於該反應器入口溫度的約20%以內，或於約10%以內，或於約5%以內，或於該反應器入口溫度的約1%以內者。

然而，為了使觸媒去活化速率最小化，較佳可使該反應器管設計最佳化使反應器管中可保持實質反轉溫度分佈。

關於火管反應器、對流加熱管反應器及/或循環式固定床反應器，“反轉溫度分佈”包括只要是該反應器管入口或循環式固定床反應器入口處的溫度比該反應器管出口或循環式固定床反應器出口處的溫度低，於該反應器管或固定床反應器中溫度會變動的系統。“反轉溫度分佈”另包含中心線溫度為T_a的反應器管或循環式固定床反應器；於沿著該反應器管或循環式固定床反應器某長度處，該中心線溫度降至溫度T_b；於沿著該反應器管或循環式固定床反應器的另一長度處，該中心線溫度升至溫度T_c；最後，於該反應器管出口或循環式固定床反應器出口處該中心線溫度降至溫度T_d；其中T_c>T_d>T_a>T_b。該原料最初在該反應器管入口附近觸及微粒材料之處測得的溫度可比離開的流出物在該反應器管出口附近與微粒材料接觸之處測得的溫度低介於約0℃至約200℃之間，較佳地約25℃至約l50℃，更佳地約50℃至約100℃。較佳地，該原料最初在該管入口附近觸及微粒材料之處測得的管中心線溫度可比離開的流出物在該反應器管出口附近與微粒材料接觸之處測得的管中心線溫度低介於約0℃至約200℃之間，較佳地約25℃至約150℃，更佳地約50℃至約100℃。

於流出物出口排出非絕熱反應區的第二流出物(例如，環戊二烯)之溫度可為

約600℃、

約575℃、

約550℃、

約525℃、

約500℃、

約475℃、

約450℃、

約425℃、

約400℃、

約375℃、

約350℃、

約325℃、

約300℃、

約275℃、

約250℃、

約225℃或

約200℃。較佳地，於流出物出口排出非絕熱反應區的第二流出物(例如，環戊二烯)之溫度係

約550℃，更佳地

約575℃，更佳地

約600℃。有明確揭露的溫度範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約200℃至約600℃、約250℃至約575℃、約350℃至約550℃、約375℃至約450℃等等。較佳地，於流出物出口排出非絕熱反應區的第一流出物(例如，環戊二烯、未轉化的非環C₅烴類)之溫度係約200℃至約600℃，更佳地約250℃至約575℃，更佳地約350℃至約550℃，更佳地約375℃至約450℃。

附帶地或選擇地，於非絕熱反應區中的反應條件可包括以下溫度：

約300℃、

約325℃、

約350℃、

約375℃、

約400℃、

約425℃、

約450℃、

約475℃、

約500℃、

約525℃、

約550℃、

約575℃、

約600℃、

約625℃、

約650℃、

約675℃、

約700℃、

約725℃、

約750℃、

約775℃、

約800℃、

約825℃、

約850℃、

約875℃、

約900℃、

約925℃、

約950℃、

約975℃、或

約1000℃。附帶地或選擇地，該溫度可為

約300℃、

約325℃、

約350℃、

約375℃、

約400℃、

約425℃、

約450℃、

約475℃、

約500℃、

約525℃、

約550℃、

約575℃、

約600℃、

約625℃、

約650℃、

約675℃、

約700℃、

約725℃、

約750℃、

約775℃、

約800℃、

約825℃、

約850℃、

約875℃、

約900℃、

約925℃、

約950℃、

約975℃、或

約1000℃。有明確揭露的溫度範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約300℃至約900℃、約350℃至約850℃、及約400℃至約800℃等等。較佳地，該溫度可為約300℃至約900℃，更佳地約350℃至約850℃，更佳地約400℃至約800℃。任意地，該至少一個非絕熱反應區可包括一或多個加熱裝置以保持其內的溫度。此技藝中已知的適合加熱裝置之實例包括，但不限於，火管、用高溫熱傳流體的加熱盤管、電熱器、及/或微波發射器。用於本文時，“盤管”表示置於容器內的結構，熱傳流體流過該結構以將熱轉移至該容器內容物。盤管可具有任何適合截面形狀且可能是直的，包括u形彎管、包括環路等等。

附帶地或選擇地，非絕熱反應區的反應條件可包括以下壓力：

約1.0psia、

約2.0psia、

約3.0psia、

約4.0、

約5.0psia、

約10.0psia、

約15.0psia、

約20.0psia、

約25.0psia、

約30.0psia、

約35.0psia、

約40.0psia、

約45.0psia、

約50.0psia、

約55.0psia、

約60.0psia、

約65.0psia、

約70.0psia、

約75.0psia、

約80.0psia、

約85.0psia、

約90.0psia、

約95.0psia、

約100.0psia、

約125.0psia、

約150.0psia、

約175.0psia、或

約200.0psia。附帶地或選擇地，該壓力可為

約1.0psia、

約2.0psia、

約3.0psia、

約4.0psia、

約5.0psia、

約10.0psia、

約15.0psia、

約20.0psia、

約25.0psia、

約30.0psia、

約 35.0psia、

約40.0psia、

約45.0psia、

約50.0psia、

約55.0psia、

約60.0psia、

約65.0psia、

約70.0psia、

約75.0psia、

約80.0psia、

約85.0psia、

約90.0psia、

約95.0psia、

約100.0psia、

約125.0psia、

約150.0psia、或

約175.0psia。有明確揭露的溫度及壓力之範圍及組合包括以上列舉的值之任何組合，例如，約1.0psia至約200.0psia、約2.0psia至約175.0psia、約3.0psia至約150.0psia等等。較佳地，該壓力可為約1.0psia至約200.0psia，更佳地約2.0psia至約175.0psia，如約2.0psia至約100.0psia，更佳地約3.0psia至約150.0psia，如約3.0psia至約50psia。

附帶地或選擇地，橫過非絕熱反應區的壓差(於第一流出物入口處的壓力減於第二流出物出口處的壓力)可為

約0.5psia、

約1.0psia、

約2.0psia、

約3.0psia、

約4.0psia、

約5.0psia、

約10.0psia、

約14.0psia、

約15.0、psia、

約20.0psia、

約24.0psia、

約25.0psia、

約30.0psia、

約35.0psia、

約40.0psia、

約45.0psia、

約50.0psi、

約55.0psia、

約60.0psia、

約65.0psia、

約70.0psia、

約75.0psia、

約80.0psia、

約85.0psia、

約90.0psia、

約95.0psia、

約100.0psia、

約125.0psia、或

約150.0psia。如本文所了解的，“於第一流出物入口處”及“於第二流出物出口處”包括該入口及/或出口中及實質上圍繞於入口及/或出口之空間。附帶地或選擇地，橫過非絕熱反應區的壓差(或壓 降)(於第一流出物入口處的壓力減於第二流出物出口處的壓力)可為

約2.0psia、

約3.0psia、

約4.0psia、

約5.0psia、

約10.0psia、

約14.0psia、

約15.0、psia

約20.0psia、

約24.0psia、

約25.0psia、

約30.0psia、

約35.0psia、

約40.0psia、

約45.0psia、

約50.0psi、

約55.0psia、

約60.0psia、

約65.0psia、

約70.0psia、

約75.0psia、

約80.0psia、

約85.0psia、

約90.0psia、

約95.0psia、

約100.0psia、

約125.0psia、

約150.0psia、

約175.0psia、或

約200.0psia。有明確揭露的壓力差範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約10psia至約70.0psia、約20.0psia至約60.0psia、約30.0psia至約50.0psia等等。

有益的是，當與沒有絕熱反應區的方法相比時，該至少一個非絕熱反應區的熱負載就每單位產生的環戊二烯可降低約2.0%、約3.0%、約4.0%、約5.0%、約6.0%、約7.0%、約8.0%、約9.0%、約10.0%、約15.0%、約20%、或約25.0%。如本文所了解的，“熱負載”表示被傳到原料及流出物(亦即，反應物及產物)以提供反應的△H及介於該非絕熱反應區入口與出口之間的可感溫度變化之△H二者的淨熱能量。較佳地，當與沒有絕熱反應區的方法相比時，該至少一個非絕熱反應區的熱負載就每單位產生的環戊二烯可降低約3.0%、約10.0%、約15.0%、約20%、或約25.0%。較佳地，當與沒有絕熱反應區的方法相比時，該至少一個非絕熱反應區的熱負載就每單位產生 的環戊二烯可降低約2.0%至約25.0%、約4.0%至約15.0%、或約6.0%至約10.0%。

附帶地或選擇地，包含氫(H₂)的物流可被供給絕熱反應區及/或非絕熱反應區。此物流可包含補充的氫，其係先前反應器系統區域中產生的任何氫以外再供應的氫。該氫流可被引入絕熱反應區及/或非絕熱反應區以使該微粒材料上的焦炭材料生產量最小化及/或使該絕熱反應區及/或該非絕熱反應區中的微粒材料流體化。此包含氫的物流可含有輕質烴類(例如，C₁-C₄)。較佳地，該包含氫的物流實質上不含氧，例如，少於約1.0重量%、少於約0.1重量%、少於約0.01重量%、少於約0.001重量%、少於約0.0001重量%、少於約0.00001重量%等等。

附帶地或選擇地，包含C₁、C₂、C₃及/或C₄烴類的輕質烴流可被供給絕熱反應區及/或非絕熱反應區。該輕質烴流可包含飽和及/或不飽和C₁-C₄烴類。此物流可包含補充輕質烴類，其係先前反應器系統區域中產生的任何輕質烴類以外再供應的輕質烴類。該輕質烴類流可被引入絕熱反應區及/或非絕熱反應區以使該第二流出物流的總壓力能具有低於大氣壓力之合併的C₅烴類偏壓加氫偏壓，同時保持比大氣壓力高的總壓力。較佳地，該輕質烴流係供至該絕熱反應區以便提供額外的熱容且降低該絕熱反應區的C₅烴偏壓。附帶地或選擇地，該輕質烴流可含有氫。較佳地，該輕質烴流係自非絕熱反應器流出物流回收。

D.微粒材料

包含觸媒材料(例如，觸媒組合物)的微粒材料(例如，第一微粒材料、第二微粒材料)係提供給絕熱反應區及非絕熱反應區以促進該C₅烴類(例如，非環C₅烴類)轉化成環戊二烯及/或環戊二烯中間物。於一態樣中，該第一流出物可依與非絕熱反應區中的第二微粒材料流動方向為反向流的方向流動。附帶地或選擇地，該第一流出物可依與非絕熱反應區中的第二微粒材料流動方向為同向流之方向流動。該第一微粒材料及該第二微粒材料可為相同或不同。

可用於該第一及/或第二微粒材料的觸媒組合物包括微孔結晶性金屬矽酸鹽類，如結晶性鋁矽酸鹽類、結晶性鐵矽酸鹽類或其他含金屬的結晶性矽酸鹽類(如有金屬或含金屬化合物分散於該結晶性矽酸鹽結構內且可能或可能不是該結晶性骨架一部分者)。可用作此處的觸媒組合物之微孔結晶性金屬矽酸鹽骨架類型包括，但不限於，MWW、MFI、LTL、MOR、BEA、TON、MTW、MTT、FER、MRE、MFS、MEL、DDR、EUO及FAU。

特別適用於此的微孔金屬矽酸鹽類包括骨架類型MWW、MFI、LTL、MOR、BEA、TON、MTW、MTT、FER、MRE、MFS、MEL、DDR、EUO及FAU者(如β沸石、絲光沸石、八面沸石、沸石L、ZSM-5、ZSM-11、ZSM-22、ZSM-23、ZSM-35、ZSM-48、ZSM-50、ZSM- 57、ZSM-58及MCM-22群組材料)，其中選自元素週期表的8、11及13族的一或多種金屬(較佳地Fe、Cu、Ag、Au、B、Al、Ga及/或In中的一或多者)係於合成或含浸後結晶化期間併入該晶體結構。咸明白金屬矽酸鹽可存有一或多種金屬且，例如，材料可能指的是鐵矽酸鹽，但是最有可能是仍舊含有小量鋁。

該微孔結晶性金屬矽酸鹽類的約束指數較佳為小於12，或1至12，或3至12。可用於此的鋁矽酸鹽類的約束指數係小於12，如1至12，或3至12，且包括，但不限於，β沸石、絲光沸石、八面沸石、沸石L、ZSM-5、ZSM-11、ZSM-22、ZSM-23、ZSM-35、ZSM-48、ZSM-50、ZSM-57、ZSM-58、MCM-22群組材料及其二或更多者的混合物。於一較佳具體實例中，該結晶性鋁矽酸鹽具有約3至約12的約束指數且係為ZSM-5。

ZSM-5係描述於US 3,702,886。ZSM-11係描述於US 3,709,979。ZSM-22係描述於US 5,336,478。ZSM-23係描述於US 4,076,842。ZSM-35係描述於US 4,016,245。ZSM-48係描述於US 4,375,573。ZSM-50係描述於US 4,640,829。ZSM-57係描述於US 4,873,067。ZSM-58係描述於US 4,698,217。約束指數及其測定方法係描述於US 4,016,218。在此以引用的方式將前述專利的全文併入本文。

該MCM-22群組材料係選自由MCM-22、PSH-3、SSZ-25、MCM-36、MCM-49、MCM-56、ERB-1、EMM- 10、EMM-10-P、EMM-12、EMM-13、UZM-8、UZM-8HS、ITQ-1、ITQ-2、ITQ-30及其二或更多者的混合物所組成的群組。

該MCM-22群組的材料包括MCM-22(描述於US 4,954,325)、PSH-3(描述於US 4,439,409)、SSZ-25(描述於US 4,826,667)、ERB-1(描述於EP 0 293 032)、ITQ-1(描述於US 6,077,498)及ITQ-2(描述於WO 97/17290)、MCM-36(描述於US 5,250,277)、MCM-49(描述於US 5,236,575)、MCM-56(描述於US 5,362,697)及其二或更多者的混合物。該MCM-22群組中包括的有關沸石是UZM-8(描述於US 6,756,030)及UZM-8HS(描述於US 7,713,513)，該二者皆適合用作該MCM-22群組的分子篩。

於一或多個具體實例中，該結晶性金屬矽酸鹽的Si/M莫耳比(其中M為8、11、或13族金屬)係大於約3、或大於約25、或大於約50、或大於約100、或大於約400、或於約100至約2,000、或約100至約1,500、或約50至約2,000、或約50至約1,200的範圍中。

於一或多個具體實例中，該結晶性鋁矽酸鹽的SiO₂/Al₂O₃莫耳比大於約3、或大於約25、或大於約50、或大於約100、或大於約400、或於約100至約400、或約100至約500、或約25至約2,000、或約50至約1,500、或約100至約1,200、或約100至約1,000的範圍中。

於本發明的另一具體實例中，該微孔結晶性金屬矽酸鹽(如鋁矽酸鹽)係與10族金屬或金屬化合物及任意地一、二、三或更多種1、2或11族金屬化合物合併。

於一或多個具體實例中，該10族金屬包括、或係選自由Ni、Pd及Pt所組成的群組，較佳地Pt。前述觸媒組合物的10族金屬含量係以該觸媒組合物的重量為基準計為至少0.005重量%。於一或多個具體實例中，該10族含量係以該觸媒組合物的重量為基準計為於約0.005重量%至約10重量%、或約0.005重量%達於約1.5重量%的範圍中。

於一或多個具體實例中，該1族鹼金屬包括、或係選自由Li、Na、K、Rb、Cs及其二或更多者的混合物所組成的群組，較佳為Na。

於一或多個具體實例中，該2族鹼土金屬係選自由Be、Mg、Ca、Sr、Ba及其二或更多者的混合物所組成的群組。

於一或多個具體實例中，該1族鹼金屬係依氧化物的形態存在且該金屬係選自由Li、Na、K、Rb、Cs及其二或更多者的混合物所組成的群組。於一或多個具體實例中，該2族鹼土金屬係依氧化物的形態存在且該金屬係選自由Be、鎂、鈣、Sr、Ba及其二或更多者的混合物所組成的群組。於一或多個具體實例中，該1族鹼金屬係依氧化物的形態存在且該金屬係選自由Li、Na、K、Rb、Cs及其二或更多者的混合物所組成的群組；及2族鹼土金屬 係依氧化物的形態存在且該金屬係選自由Be、鎂、鈣、Sr、Ba及其二或更多者的混合物所組成的群組。

於一或多個具體實例中，該11族金屬包括，或係選自由銀、金、銅所組成的群組，較佳為銀或銅。前述觸媒組合物的11族金屬含量係以該觸媒組合物的重量為基準計為至少0.005重量%。於一或多個具體實例中，該11族含量係以該觸媒組合物的重量為基準計為於約0.005重量%至約10重量%、或約0.005重量%達於約1.5重量%的範圍中。

於一或多個具體實例中，該觸媒組合物的α值(在添加該10族金屬，較佳為鉑，之前測量時)係小於25，或小於15，或1至25，或1.1至15。α值係依US 3,354,078；The Journal of Catalysis,v.4,p.527(1965)；v.6,p.278(1966)；及v.61,p.395(1980)所述的方式使用538℃的恆溫及The Journal of Catalysis,v.61,p.395,(1980)中詳述的變動流速測定。

於鋁矽酸鹽的一或多個具體實例中，前述1族鹼金屬對Al的莫耳比係至少約0.5、或至少約0.5達於約3，較佳為至少約1，更佳為至少約2。

於鋁矽酸鹽的一或多個具體實例中，前述2族鹼土金屬對Al的莫耳比係至少約0.5、或至少約0.5達於約3，較佳為至少約1，更佳為至少約2。

於一或多個具體實例中，前述11族金屬對10族金屬的莫耳比係至少約0.1、或至少約0.1達於約10，較佳為 至少約0.5，更佳為至少約1。於一或多個具體實例中，該11族鹼土金屬係依氧化物的形態存在且該金屬係選自由金、銀和銅及其二或更多者的混合物所組成的群組。

於一或多個具體實例中，本發明的觸媒組合物之應用，在帶等莫耳H₂之含正戊烷的原料、約550℃至約600℃範圍中的溫度、介於3與10psia之間的正戊烷偏壓、及10至20hr^-1的每小時正戊烷重量空間速度之非環C₅轉化條件之下，提供了前述非環C₅原料的至少約70%、或至少約75%、或至少約80%、或於約60%至約80%範圍中的轉化率。

於一或多個具體實例中，本發明的任一種觸媒組合物之應用，在包括帶等莫耳H₂之含正戊烷的原料、約550℃至約600℃範圍中的溫度、介於3與10psia之間的正戊烷偏壓、及介於10與20hr^-1之間的每小時正戊烷重量空間速度之非環C₅轉化條件之下，提供了至少約30%、或至少約40%、或至少約50%、或於約30%至約80%範圍中的對環狀C₅化合物之碳選擇性。

於一或多個具體實例中，本發明的任一種觸媒組合物之應用，在包括帶等莫耳H₂之含正戊烷的原料、約550℃至約600℃範圍中的溫度、介於3與10psia之間的正戊烷偏壓、及介於10與20hr^-1之間的每小時正戊烷重量空間速度之非環C₅轉化條件之下，提供了至少約30%、或至少約40%、或至少約50%、或於約30%至約80%範圍中的對環戊二烯之碳選擇性。

本發明的觸媒組合物能與基質或黏結劑材料合併使其保持抗磨性且對烴轉化應用應用期間所暴露的嚴苛條件更具耐性。該合併組合物能含有以本發明的基質(黏結劑)及材料之合併重量為基準計為1至99重量%的本發明之材料。微晶性材料與基質的相對比例可隨著晶體含量廣泛地變化，該晶體含量介於約1至約90重量%，且更常地在該複合材料的約2至約80重量%範圍中，特別是在該複合材料係製成珠、擠出物、丸粒、油滴形粒子、噴乾粒子等等的形態之情形中。

在本發明的方法使用該觸媒組合物之期間，焦炭可能沉積於該觸媒組合物上，從而使此觸媒組合物喪失一部分催化活性且變得去活化。該去活化觸媒組合物可藉由包括高壓氫處理及藉著含氧氣體燃燒該觸媒組合物上的焦炭在內之習用技術再生。

其他適合的觸媒組合物包含無機支撐物上6族金屬、9族金屬或10族金屬中之一或多者及任意地1族鹼金屬、2族鹼土金屬及/或11族金屬中之一或多者。該6族金屬包括或係選自由Cr、Mo及W所組成的群組。該9族金屬包括或係選自由Co、Rh及Ir所組成的群組。該10族金屬包括或係選自由Ni、Pd及Pt所組成的群組，較佳地Pt。該無機支撐物可選自由本文所述的沸石、矽鋁磷酸鹽(即，SAPO)、鋁磷酸鹽(即，ALPO)、金屬鋁磷酸鹽(即，MeAPO)、氧化矽、氧化鋯、氧化鈦、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈰、氧化釔、黏土、鎂水滑石、鋁酸鈣、鋁酸鋅 及其組合所組成的群組。於該MeAPO中，該金屬(Me)可包括，但不限於，Co、Fe、Mg、Mn及Zn。於一或多個具體實例中，該1族鹼金屬包括或係選自由Li、Na、K、Rb、Cs及其二或更多者的混合物所組成的群組，較佳地Na。於一或多個具體實例中，該2族鹼土金屬係選自由Be、Mg、Ca、Sr、Ba及其二或更多者的混合物所組成的群組。於一或多個具體實例中，該11族金屬包括或係選自由銀、金、銅所組成的群組，較佳地銀或銅。

有用的觸媒組合物包含任意與一、二或更多種其他金屬或金屬化合物結合的結晶性鋁矽酸鹽或鐵矽酸鹽。較佳的組合包括：1)與10族金屬(如Pt)、1族鹼金屬(如鈉或鉀)及/或2族鹼土金屬結合的結晶性鋁矽酸鹽(如ZSM-5或沸石L)；2)與10族金屬(如Pt)及1族鹼金屬(如鈉或鉀)結合的結晶性鋁矽酸鹽(如ZSM-5或沸石L)；3)與10族金屬(如Pt)及1族鹼金屬(如鈉或鉀)結合的結晶性鋁矽酸鹽(如鐵矽酸鹽或經鐵處理的ZSM-5)；4)與10族金屬(如Pt)及1族鹼金屬(如鉀)結合的結晶性鋁矽酸鹽(沸石L)；及5)與10族金屬(如Pt)、1族鹼金屬(如鈉)及11族金屬(如銀或銅)結合的結晶性鋁矽酸鹽(如ZSM-5)。

另一種可用的觸媒組合物是載於氧化矽(例如，二氧化矽)上的10族金屬(如Ni、Pd及Pt，較佳地Pt)，該氧 化矽係經1族鹼金屬矽酸鹽(如Li、Na、K、Rb及/或Cs矽酸鹽類)及/或2族鹼土金屬矽酸鹽(如Mg、Ca、Sr，及/或Ba矽酸鹽類)，較佳地矽酸鉀、矽酸鈉、矽酸鈣及/或矽酸鎂，較佳地矽酸鉀及/或矽酸鈉予以改質。該觸媒組合物的10族金屬含量係以該觸媒組合物的重量為基準計為至少0.005重量%，較佳地，以該觸媒組合物的重量為基準計為於約0.005重量%至約10重量%的範圍中，或約0.005重量%達於約1.5重量%。該氧化矽(SiO₂)可為常被用作觸媒支撐物的任何氧化矽如以商品名DAVISIL 646(Sigma Aldrich)、Davison 952,DAVISON 948或Davison 955(Davison Chemical Division of W.R.Grace及Company)販售者。

附帶地或選擇地，該第一催化材料可為能進行該非環C₅供料的脫氫之觸媒但是可能具有幾乎沒有到沒有進行環化的能力。此第一催化材料的實例可能包含一或多種還原態、氧化態、碳化態、氮化態及/或硫化態的6族至12族金屬；該金屬係載於耐火材料、無機支撐物如氧化矽、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化鈰、鋁矽酸鹽鹽(非晶形及微孔性)、其他金屬矽酸鹽類(非晶形及微孔性)、鋁酸鹽類(例如，鋁水滑石)、鈣鈦礦、SAPO’s、ALPO’s及MAPO’s。較佳地，前述第一觸媒不易促進酸性部位裂解或金屬部位裂解以便使C₅變C_4-的裂解反應最小化。

觸媒組合物形狀及設計較佳為建構成使壓降最小化，提高熱傳，且使應用期間的質傳現象最小化。觸媒組合物 可被製成雜亂裝填於該反應器中的粒子或可為該反應器內的結構化觸媒形狀。

適合的觸媒粒子形狀及設計係描述於WO 2014/053553中，在此以引用的方式將其全文併入本文。該觸媒組合物可為直徑2mm至20mm的擠出物。任意地，該觸媒組合物截面可被形塑成具有一或多個凸起部及/或凹入段。此外，該觸媒組合物凸起部及/或凹入段可呈螺旋形。該觸媒組合物可為直徑2mm至20mm的擠出物；且該觸媒組合物截面可被形塑成具有一或多個凸起部及/或凹入段；及該觸媒組合物凸起部及/或凹入段可呈螺旋形。形狀也可包括該形狀中的洞或孔眼以增加孔隙率且改善質傳。

結構化觸媒形狀實例包括將觸媒塗覆於該反應器內壁上及/或其他成形無機支撐物結構上。適合的成形無機支撐物結構可為金屬性或陶瓷性。較佳的陶瓷係具有高熱傳導性者，例如，碳化矽、氮化鋁、碳化硼及氮化矽。適合的成形無機支撐物結構可為有序的結構，如擠出的陶瓷單石及擠出的或軋製的金屬單石。常常，適合的成形無機支撐物結構也可包括陶瓷或金屬泡及3維印刷結構。該活性觸媒的塗覆可經由薄塗(wash coating)或此技藝已知的其他手段應用於支撐結構。較佳地，該塗層厚度係小於1,000微米；更佳地少於500微米；最佳為介於100與300微米之間。

關於固定床反應器(火管、對流管及循環式)，凸起、 凹入、螺旋等等粒子形狀特別有用，且關於流體床反應器，球形粒子形狀特別有用。關於固定床反應器(火管、對流管及循環式)，凸起、凹入、螺旋等等粒子形狀特別有用，且關於流體床反應器，球形粒子形狀特別有用。較佳地，用於固定床(例如，循環式固定床反應器、火管反應器、對流加熱管反應器等等)的粒子通常為直徑2mm至20mm的擠出物；且該觸媒組合物截面可被形塑成具有一或多個凸起部及/或凹入段；及該觸媒組合物凸起部及/或凹入段可呈螺旋形。

關於可用的觸媒組合物之更多資訊，請參見以下申請案：1)2015年11月4日申請的USSN 62/250,675；2)2015年11月4日申請的USSN 62/250,681；3)2015年11月4日申請的USSN 62/250,688；4)2015年11月4日申請的USSN 62/250,695；及5)2015年11月4日申請的USSN 62/250,689，在此以引用的方式將其併入本文。

較佳地，該微粒材料包含ZSM-5上鉑、沸石L上鉑及/或氧化矽上鉑。於不同態樣中，該第二微粒材料可包含ZSM-5上鉑、沸石L上鉑及/或矽酸鹽改質氧化矽上鉑，且該第一微粒材料可包含於無機支撐物上6族、9族及/或10族金屬中的至少一者。該無機支撐物可選自由沸石、SAPO、ALPO、MeAPO、氧化矽、氧化鋯、氧化鈦、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈰、氧化釔、黏土、鎂水滑石、鋁 酸鈣、鋁酸鋅及其組合(物理及/或化學組合)所組成的群組。

該微粒材料(例如，第一微粒材料、第二微粒材料)中的觸媒材料適合量可為

約1.0重量%、

約5.0重量%、

約10.0重量%、

約15.0重量%、

約20.0重量%、

約25.0重量%、

約30.0重量%、

約35.0重量%、

約40.0重量%、

約45.0重量%、

約50.0重量%、

55.0重量%、

約60.0重量%、

約65.0重量%、

約70.0重量%、

約75.0重量%、

約80.0重量%、

約85.0重量%、

約90.0重量%、

約95.0重量%、

約99.0重量%或約100.0重量%。附帶地或選擇地，該微粒材料(例如，第一微粒材料、第二微粒材料)可包含以下量的觸媒材料：

約1.0重量%、

約5.0重量%、

約10.0重量%、

約15.0重量%、

約20.0重量%、

約25.0重量%、

約30.0重量%、

約35.0重量%、

約40.0重量%、

約45.0重量%、

約50.0重量%、

約55.0重量%、

約60.0重量%、

約65.0重量%、

約70.0重量%、

約75.0重量%、

約80.0重量%、

約85.0重量%、

約90.0重量%、或

約95.0重量%。有明確揭露的範圍包括以上列舉的值之任何組合；例如，約1.0重量%至約100.0重量%、約5.0重量%至約100.0重量%、約10.0重量%至約90.0重量%、約20.0重量%至約80.0重量%等等。該微粒材料(例如，第一微粒材料、第二微粒材料)可包含以下量的觸媒材料：約1.0重量%至約100.0重量%，更佳地約5.0重量%至約100.0重量%，更 佳地約25.0重量%至約100.0重量%，更佳地約5.0重量%至約90.0重量%，更佳地約10.0重量%至約80.0重量%，更佳地約10.0重量%至約75.0重量%，更佳地約20.0重量%至約70.0重量%，更佳地約25.0重量%至約60.0重量%，更佳地約30.0重量%至約50.0重量%。

於不同態樣中，該微粒材料(例如，第一微粒材料、第二微粒材料)可另包含一或多種惰性材料。如本文所指，據了解該惰性林料包括在本文所述的反應條件之下促進可忽略量(例如，

約3%、

約2%、

約1%等等)的原料、中間產物、或最終產物之轉化的材料。該觸媒材料及該惰生材料可合併成相同粒子的一部分及/或可為分開粒子。此外，該觸媒材料及/或惰性材料基本上可為球形(即，直徑偏差<約20%、<約30%、<約40%、<約50%)、圓柱形或葉形。此外，該微粒材料(例如，第一微粒材料、第二微粒材料)可為擠出物，其中該截面可被形塑成具有一或多個凸起部及/或凹入段且該凸起部及/或凹入段可呈螺旋形。較佳地，於流體化床反應器、循環式流體化床反應器及循環式沉降床反應器中的微粒材料基本上為球形。此外，該微粒材料(例如，第一微粒材料、第二微粒材料)可被製成具有內部孔眼或其他形狀以降低壓降同時使粒子內擴散限制(interparticle diffusion restriction)。

該微粒材料(例如，第一微粒材料、第二微粒材料)中的惰性材料適合量可為約0.0重量%、

約1.0重量%、

約5.0重量%、

約10.0重量%、

約15.0重量%、

約 20.0重量%、

約25.0重量%、

約30.0重量%、

約35.0重量%、

約40.0重量%、

約45.0重量%、

約50.0重量%、

約55.0重量%、

約60.0重量%、

約65.0重量%、

約70.0重量%、

約75.0重量%、

約80.0重量%、

約85.0重量%、

約90.0重量%、

約95.0重量%、或

約99.0重量%。附帶地或選擇地，該微粒材料(例如，第一微粒材料、第二微粒材料)可包含以下量的惰性材料：

約1.0重量%、

約5.0重量%、

約10.0重量%、

約15.0重量%、

約20.0重量%、

約25.0重量%、

約30.0重量%、

約35.0重量%、

約40.0重量%、

約45.0重量%、

約50.0重量%、

約55.0重量%、

約60.0重量%、

約65.0重量%、

約70.0重量%、

約75.0重量%、

約80.0重量%、

約85.0重量%、

約90.0重量%、

約95.0重量%、或

約99.0重量%。有明確揭露的範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約0.0重量%至約99.0重量%、約0.0重量%至約95.0重量%、約10.0重量%至約90.0重量%、約20.0重量%至約80.0重量%等等。較佳地，該微粒材料(例如，第一微粒材料、第二微粒材料)可包含以下量的惰性材料：約0.0重量%至約95.0重量%，更佳地約0.0重量%至約90.0重量%，更佳地約25.0重量%至約90.0重量%，更佳地約30.0重量%至約85.0重量%，更佳地約30.0重量%至約80.0重量%。

於不同態樣中，該觸媒材料及/或該惰生材料(呈分開粒子或合併成相同粒子的一部分)可具有以下平均直徑：

約5μm、

約10μm、

約20μm、

約30μm、

約40μm、

約50μm、

約100μm、

約200μm、

約300μm、

約400μm、

約500μm、

約600μm、

約700μm、

約800μm、

約900μm、

約1000μm、

約1100μm、

約1200μm、

約1300μm、

約1400μm、

約1500μm、

約1600μm、

約1700μm、

約1800μm、

約1900μm、

約2000μm、

約2100μm、

約2200μm、

約2300μm、

約2400μm、

約2500μm、

約2600μm、

約2700μm、

約2800μm、

約2900μm、

約3000μm、

約3100μm、

約3200μm、

約3300μm、

約3400μm、

約3500μm、

約3600μm、

約3700μm、

約3800μm、

約3900μm、

約4000μm、

約4100μm、

約4200μm、

約4300μm、

約4400μm、

約4500μm、

約5000μm、

約5500μm、

約6000μm、

約6500μm、

約7000μm、

約7500μm、

約8000μm、

約8500μm、

約9000μm、

約9500μm、或

約10000μm。附帶地或選擇地，該觸媒材料及/或該惰生材料(呈分開粒子或合併成相同粒子的一部分)可具有以下平均直徑：

約5μm、

約10μm、

約20μm、

約30μm、

約40μm、

約50μm、

約100μm、

約200μm、

約300μm、

約400μm、

約500μm、

約600μm、

約700μm、

約800μm、

約900μm、

約1000μm、

約1100μm、

約1200μm、

約1300μm、

約1400μm、

約1500μm、

約1600μm、

約1700μm、

約1800μm、

約1900μm、

約2000μm、

約2100μm、

約2200 μm、

約2300μm、

約2400μm、

約2500μm、

約2600μm、

約2700μm、

約2800μm、

約2900μm、

約3000μm、

約3100μm、

約3200μm、

約3300μm、

約3400μm、

約3500μm、

約3600μm、

約3700μm、

約3800μm、

約3900μm、

約4000μm、

約4100μm、

約4200μm、

約4300μm、

約4400μm、

約4500μm、

約5000μm、

約5500μm、

約6000μm、

約6500μm、

約7000μm、

約7500μm、

約8000μm、

約8500μm、

約9000μm、

約9500μm、或

約10000μm。有明確揭露的範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約10μm至約10000μm、約50μm至約10000μm、約100μm至約9000μm、約200μm至約7500μm、約200μm至約5500μm、約100μm至約4000μm、約100μm至約700μm等等。該觸媒材料及/或該惰生材料(呈分開粒子或合併成相同粒子的一部分)可具有以下平均直徑：約25μm至約1200μm，更佳地約50μm至約1000μm，更佳地約10μm至約500μm，更佳地約30μm至約400μm，更佳地約40μm至約300μm。

較佳地，於循環式流體化床中，該觸媒材料及/或該惰生材料(呈分開粒子或合併成相同粒子的一部分)可具有以下平均直徑：約100μm至約4000μm，更佳地約100μm至約700μm，更佳地約100μm至約600μm，更佳地約100μm至約500μm。較佳地，於循環式沉降床中，該觸媒材料及/或該惰生材料(呈分開粒子或合併成相同粒子 的一部分)可具有以下平均直徑：約1000μm至約10000μm，更佳地約2000μm至約8000μm，更佳地約3000μm至約6000μm，更佳地約3500μm至約4500μm。

較佳地，於快速流體化床中，該觸媒材料及/或該惰生材料(呈分開粒子或合併成相同粒子的一部分)可具有以下平均直徑：約100μm至約4000μm，更佳地約100μm至約700μm，更佳地約100μm至約600μm，更佳地約100μm至約500μm。較佳地，於沸騰流體化床(ebulatting fluidized bed)，該觸媒材料及/或該惰生材料(呈分開粒子或合併成相同粒子的一部分)可具有以下平均直徑：約1000μm至約10000μm，更佳地約2000μm至約8000μm，更佳地約3000μm至約6000μm，更佳地約3500μm至約4500μm。

於不同態樣中，關於固定床操作，該觸媒材料及/或該惰生材料(呈分開粒子或合併成相同粒子的一部分)可具有以下平均直徑：

約0.1mm、

約0.5mm、

約1mm、

約2mm、

約3mm、

約4mm、

約5mm、

約6mm、

約7mm、

約8mm、

約9mm、

約10mm、

約12mm、

約14mm、

約16mm、

約18mm、

約20mm、

約22mm、

約24mm、

約26mm、

約28mm、

約30mm、

約35mm、

約40mm、

約45mm、或

約50mm。附帶地或選擇地，該觸媒材料及/或該惰生材料(呈分開粒子或合併成相同粒子的一部分)可具有以下平均直徑：

約0.1mm、

約0.5mm、

約1mm、

約2mm、

約3mm、

約4mm、

約5mm、

約6mm、

約7mm、

約8mm、

約9mm、

約10mm、

約12mm、

約14mm、

約16mm、

約18mm、

約20mm、

約22mm、

約24mm、

約26mm、

約28mm、

約30mm、

約35mm、

約40mm、

約45mm、或

約50mm。有明確揭露的範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約0.1mm至約50mm、約1mm至約35mm、約2mm至約30mm、約3mm至約40mm等等。較佳地，該觸媒材料及/或該惰生材料(呈分開粒子或合併成相同粒子的一部分)可具有以下平均直徑：約0.5mm至約30mm，更佳地約1mm至約20mm，更佳地約2mm至約10mm，更佳地約3mm至約8mm。

較佳地，該第二微粒材料提供用於提高該第一流出物的顯熱及/或將至少一部分該非環C₅烴類轉化成該包含環戊二烯的第一流出物，特別是用於循環式固定床及/或流體化床所需之至少一部分熱。例如，該第二微粒材料可提供

約30%、

約35%、

約40%

約45%、

約50%、

約55%、

約60%、

約65%、

約70%、

約75%、

約80%、

約85%、

約90%、

約95%、或100%所需之熱。有明確揭露的範圍包括以上列舉的值之任何組合；例如，約30%至約100%、約40%至約95%、約50%至約90%等等。較佳地，該第二微粒材料可提供約30%至約100%所需之熱，更佳地約50%至約100%所需之熱，更佳地約70%至約100%所需之熱。

E.流出物

排出絕熱反應區的流出物(例如，第一流出物)可包含該絕熱反應區中的C₅烴類(例如，非環C₅烴類)之反應所產生的種種不同烴組合物。該烴組合物通常具有具有1至30個碳原子(C₁-C₃₀烴類)、1至24個碳原子(C₁-C₂₄烴類)、1至18個碳原子(C₁-C₁₈烴類)、1至10個碳原子(C₁-C₁₀烴類)的烴化合物、1至8個碳原子(C₁-C₈烴類)及1至6個碳原子(C₁-C₆烴類)之混合物。特別是，該流出物(例如，第一流出物)包含環戊二烯中間物(例如，戊烯類、戊二烯類、環戊烷及/或環戊烯)。該環戊二烯中間物可依以下量存於流出物(例如，第一流出物)的烴部分：

約3.0重量%、

約5.0重量%、

約10.0重量%、

約15.0重量%、

約20.0重量%、

約25.0重量%、

約30.0重量%、

約35.0重量%、或

約40.0重量%。附帶地或選擇地，該環戊二烯中間物可依以下量存於流出物(例如，第一流出物)的烴部分：

約5.0重量%、

約10.0重量%、

約15.0重量%、

約20.0重量%、

約25.0重量%、

約30.0重量%、

約35.0重量%、

約40.0重量%、或

約45.0重量%。有明確揭露的範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約5.0重量%至約40.0重量%、約10.0重量%至約35.0重量%、約15.0重量%至約30.0重量%、約5.0重量%至約25.0重量%等等。任意地，該第一流出物可包含環戊二烯。

排出非絕熱反應區的流出物(例如，第二流出物)可包含該絕熱反應區及/或該非絕熱反應區中的C₅烴類(例如，非環C₅烴類)之反應所產生的種種不同烴組合物。該烴組合物通常具有具有1至30個碳原子(C₁-C₃₀烴類)、1至24個碳原子(C₁-C₂₄烴類)、1至18個碳原子(C₁-C₁₈烴類)、1至10個碳原子(C₁-C₁₀烴類)的烴化合物、1至8個碳原子(C₁-C₈烴類)及1至6個碳原子(C₁-C₆烴類)之混合物。特別是，該流出物(例如，第二流出物)包含環戊二烯。該環戊二烯可依以下量存於流出物(例如，第二流出物)的烴部分：

約20.0重量%、

約25.0重量%、

約30.0重量%、

約35.0重量%、

約40.0重量%、

約45.0重量%、

約50.0重量%、

約55.0重量%、

約60.0重量%、

約65.0重量%、

約70.0重量%、

約75.0重量%、或

約80.0重量%。附帶地或選擇地，該環戊二烯可依以下量存於流出物(例如，第二流出物)的烴部分：

約20.0重量%、

約25.0重量%、

約30.0重量%、

約35.0重量%、

約40.0重量%、

約45.0重量%、

約50.0重量%、

約55.0重量%、

約60.0重量%、

約65.0重量%、

約70.0重量%、

約75.0重量%、

約80.0重量%、或

約85.0重量%。有明確揭露的範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約20.0重量%至約85.0重量%、約30.0重量%至約75.0重量%、約40.0重量%至約85.0重量%、約50.0重量%至約85.0重量%等等。較佳地，該環戊二烯可依以下量存於該第二流出物的烴部分：約10.0重量%至約85.0 重量%，更佳地約25.0重量%至約80.0重量%，更佳地約40.0重量%至約75.0重量%。

於其他態樣中，流出物(例如，第二流出物)可包含環戊二烯以外的一或多種其他C₅烴類。其他C₅烴類的實例包括，但不限於：環戊烷及環戊烯。該一或多種其他C₅烴類可依以下量存於流出物(例如，第二流出物)的烴部分：

約10.0重量%、

約15.0重量%、

約20.0重量%、

約25.0重量%、

約30.0重量%、

約35.0重量%、

約40.0重量%、

約45.0重量%、

約50.0重量%、

約55.0重量%、

約60.0重量%、

約65.0重量%、或

約70.0重量%。附帶地或選擇地，該一或多種其他C₅烴類可依以下量存於流出物(例如，第二流出物)的烴部分：

約15.0重量%、

約20.0重量%、

約25.0重量%、

約30.0重量%、

約35.0重量%、

約40.0重量%、

約45.0重量%、

約50.0重量%、

約55.0重量%、

約60.0重量%、

約65.0重量%、或

約70.0重量%。有明確揭露的範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約10.0重量%至約70.0重量%、約10.0重量%至約55.0重量%、約15.0重量%至約60.0重量%、約25.0重量%至約65.0重量%等等。較佳地，該一或多種其他C₅烴類可依以下量存於該第二流出物的烴部分：約30.0重量%至約65.0重量%，更佳地約20.0重量%至約40.0重量%，更佳地約10.0重量%至約25.0重量%。

於其他態樣中，流出物(例如，第一流出物、第二流 出物)也可包含一或多種芳烴，例如，該芳烴具有6至30個碳原子，特別是6至18個碳原子。該一或多種芳烴可依以下量存於流出物(例如，第一流出物、第二流出物)的烴部分：約

約1.0重量%、

約5.0重量%、

約10.0重量%、

約15.0重量%、

約20.0重量%、

約25.0重量%、

約30.0重量%、

約35.0重量%、

約40.0重量%、

約45.0重量%、

約50.0重量%、

約55.0重量%、

約60.0重量%、或

約65.0重量%。附帶地或選擇地，該一或多種芳烴可依以下量存於流出物(例如，第一流出物、第二流出物)的烴部分：

約1.0重量%、

約5.0重量%、

約10.0重量%、

約15.0重量%、

約20.0重量%、

約25.0重量%、

約30.0重量%、

約35.0重量%、

約40.0重量%、

約45.0重量%、

約50.0重量%、

約55.0重量%、

約60.0重量%、或

約65.0重量%。有明確揭露的範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約1.0重量%至約65.0重量%、約10.0重量%至約50.0重量%、約15.0重量%至約60.0重量%、約25.0重量%至約40.0重量%等等。較佳地，該一或多種芳烴可依以下量存於該第一流出物的烴部分：約少於5重量%，較佳地少於2重量%，更佳地少於1重量%。較佳地，該一或多種芳烴可依以下量存於該第二流出物的烴部分：約1.0重量%至約15.0重量%，更佳地約1.0重量%至約10.0重量%，更佳地約1.0重量%至約5.0重量%。關於該流出物可能性質的資訊，請參見以下申請案： 1)USSN 62/250,678,filed November 4,2015；2)USSN 62/250,692,filed November 4,2015；3)USSN 62/250,702,filed November 4,2015；及4)USSN 62/250,708,filed November 4,2015；在此以引用的方式將其併入。

F.流出物的洗滌/分離

於不同態樣中，當該流出物行經及/或排出絕熱反應區及/或非絕熱反應區時該微粒材料(例如，第一微粒材料、第二微粒材料)可能轉而挾帶該流出物(例如，第一流出物、第二流出物)中的烴類(例如，環戊二烯及/或環戊二烯中間物)。因此，該方法可另包含分離可能挾帶該流出物(例如，第一流出物、第二流出物)中的烴類(例如，環戊二烯及/或環戊二烯中間物)之微粒材料。此分離步驟可包含藉由任何適合裝置，如，但不限於旋風分離器、過濾器、靜電沉澱器、重質液體接觸及/或可能在該至少一個反應區內側及/或外側的其他氣固分離設備自該烴類(例如，環戊二烯及/或環戊二烯中間物)移除該微粒材料(例如，第一微粒材料、第二微粒材料)。該不含微粒材料的流出物可接著前往產物回收系統。此外，該被移除的微粒材料可接著利用已知方法被反饋至該絕熱及/或非絕熱反應區，例如，該絕熱及/或非絕熱反應區的實質頂部。

於不同態樣中，當該微粒材料行經及/或排出該至少一個反應區時該烴類(例如，環戊二烯及/或環戊二烯中間 物)可轉而挾帶微粒材料。該烴類能被吸附於粒子上面及/或內部以及粒子之間的間隙區。因此，該方法可另包含洗滌烴類及/或自該流出物分離烴類。此洗滌及/或分離步驟可包含藉由任何適合裝置，如，但不限於藉著氣體如H₂或甲烷洗滌及/或可能在該至少一個反應區內側及/或外側的其他氣固分離設備自該微粒材料移除該烴類(例如，環戊二烯及/或非環C₅’s)。該帶減少量烴類的微粒材料可接著前往再加熱帶、復活帶及/或再生帶，且該自微粒材料洗滌的烴類可被引至該產物回收系統或該反應器系統。

G.復活及再加熱

當該絕熱反應區及/或該非絕熱反應區中發生反應時，焦炭材料可能形成於該微粒材料(例如，第一微粒材料、第二微粒材料)上，特別是該觸媒材料上，其可能使該觸媒材料的活性降低。附帶地或選擇地，當該反應發生時該微粒材料(例如，第一微粒材料、第二微粒材料)可能變冷。

i.復活帶

於不同態樣中，微粒材料可能行經且排出該反應區(例如，絕熱反應區、非絕熱反應區)。該排出反應區(例如，絕熱反應區、非絕熱反應區)的觸媒材料被稱作“耗盡的觸媒材料”。此耗盡的觸媒材料可能不一定是粒子的均質混合物，因為個別粒子可能具有該系統的總體老化分 佈、最後再生後使用時間(time since last regeneration)及/或在反應區中耗盡的時間相對於在復活帶中的時間之比率。

因此，至少一部分該第一微粒材料(例如，耗盡的觸媒材料)可自絕熱反應區轉移至復活帶及/或至少一部分該第二微粒材料(例如，耗盡的觸媒材料)可自非絕熱反應區轉移至該復活帶。較佳地，於該復活帶中，該耗盡的觸媒材料僅藉著該觸媒材料的附帶加熱復活(即，自該耗盡的觸媒材料移除遞增沉積的焦炭材料)。任意地，於該復活帶中，該耗盡的觸媒材料可被復活且再加熱。較佳地，當該非絕熱反應區係流體化床反應器、循環式流體化床反應器、或循環式沉降床反應器時，該第二微粒材料係轉移至可能發生復活及再加熱的復活帶。

該第一及/或第二微粒材料(例如，耗盡的觸媒材料)轉移至復活帶可已經在該第一及/或第二微粒材料排出該絕熱及/或非絕熱反應區，滌除及/或分離該烴類之後發生。該復活帶可包括一或多個加熱裝置，如但不限於，直接接觸、熱盤管及/或火管。附帶地或選擇地，可以有多於一個復活帶(例如，2個復活帶、3個復活帶、4個復活帶等等)。

於不同態樣中，於該復活帶中，該第一及/或該第二微粒材料(例如，耗盡的觸媒材料)可與氫流接觸以移除該觸媒材料上的至少一部分遞增沉積的焦炭材料，從而形成復活觸媒材料及揮發性烴，如，但不限於甲烷。用於本文 時，該措辭“遞增沉積的”焦炭材料表示在該觸媒材料每次通過該絕熱及/或非絕熱反應區期間沉積於該觸媒材料上之焦炭材料量，這與多次通過該絕熱及/或非絕熱反應區期間沉積於該觸媒材料上之累積焦炭材料量成對比。較佳地，該氫流實質上不含氧，氧會損害及/或降降該觸媒材料的活性。該復活觸媒材料可接著被送返該至少一個絕熱反應區及/或該至少一個非絕熱反應區。

該復活帶(即，該微粒材料所暴露的溫度)可於以下溫度操作：

約400℃、

約450℃、

約500℃、

約550℃、

約600℃、

650℃、

約700℃、

750℃、或

約800℃。附帶地或選擇地，該復活帶可於以下溫度操作：

約400℃、

約450℃、

約500℃、

約550℃、

約600℃、

650℃、

約700℃、

750℃、

約800℃、或

850℃。有明確揭露的溫度範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約400℃至約600℃、約450℃至約850℃、約500℃至約800℃等等。較佳地，該復活帶可於以下溫度操作：約400℃至約800℃，更佳地約600℃至約750℃，更佳地約550℃至約800℃，更佳地約550℃至約700℃。

附帶地或選擇地，該復活帶可於以下壓力操作：

約1.0psia、

約5.0psia、

約25.0psia、

約50.0psia、

約75.0psia、

約100.0psia、

約125.0psia、

約150.0psia、

約175.0、psia

約200.0psia、

約225.0psia、

約250.0psia、

約275.0psia、或

約300.0psia。附帶地 或選擇地，該復活帶可於以下壓力操作：

約1.0psia、

約5.0psia、

約25.0psia、

約50.0psia、

約75.0psia、

約100.0psia、

約125.0psia、

約150.0psia、

約175.0、psia

約200.0psia、

約225.0psia、

約250.0psia、

約275.0psia、或

約300.0psia。有明確揭露的壓力範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約1.0psia至約300.0psia、約5.0psia至約275.0psia、約25.0psia至約250.0psia等等。特別是，該復活帶可於以下壓力操作：約1psia至約300psia，更佳地約5psia至約250psia，更佳地約25psia至約250psia。

較佳地，於該復活帶中，該遞增沉積的焦炭材料自該觸媒材料被移除的量為：

約1.0重量%、

約5.0重量%、

約10.0重量%、

約15.0重量%、

約20.0重量%、

約25.0重量%、

約30.0重量%、

約35.0重量%、

約40.0重量%、

約45.0重量%、

約50.0重量%、

約55.0重量%、

約60.0重量%、

約65.0重量%、

約70.0重量%、

約75.0重量%、

約80.0重量%、

約85.0重量%、

約90.0重量%、

約95.0重量%、或約100.0重量%。較佳地，至少約10重量%、至少約20重量%、至少約50重量%、至少約70重量%、或至少約90重量%的遞增沉積的焦炭材料係自該觸媒材料被移除。附帶地或選擇地，該遞增沉積的焦炭材料自該觸媒材料被移除的量為：

約1.0重量%、

約5.0重量%、

約10.0重量%、

約15.0重量%、

約20.0重量%、

約25.0重量%、

約30.0重量%、

約35.0重量%、

約40.0重量%、

約45.0重量%、

約50.0重量%、

約55.0重量%、

約60.0重量%、

約65.0重量%、

約70.0重量%、

約75.0重量%、

約80.0重量%、

約85.0重量%、

約90.0重量%、

約95.0重量%、或約100.0重量%。有明確揭露的範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約1.0重量%至約100.0重量%、約5.0重量%至約95.0重量%、約10.0重量%至約90.0重量%、約30.0重量%至約90.0重量%等等。較佳地，該遞增沉積的焦炭材料自該觸媒材料被移除的量為：約1.0重量%至約100.0重量%，更佳地約10.0重量%至約100.0重量%，更佳地約60.0重量%至約100.0重量%，更佳地約90.0重量%至約100.0重量%。

於不同態樣中，該復活觸媒材料的溫度可為

約400℃、

約450℃、

約500℃、

約550℃、

約600℃、

650℃、

約700℃、

750℃、或

約800℃。附帶地或選擇地，該復活觸媒材料的溫度可為

約400℃、

約450℃、

約500℃、

約550℃、

約600℃、

650℃、

約700℃、

750℃、

約800℃、或

約850℃。有明確揭露的溫度範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約400℃至約800℃、約450℃至約850℃、約500℃至約800℃等等。較佳地，該復活觸媒材料的溫度可為約400℃至約700℃，更佳地約500℃至約750℃，更佳地約550℃至約700℃。

於一具體實例中，該復活帶可包括置於點火箱(或爐) 內的多重流體床管。該點火箱可包括輻射段、屏蔽件及對流段。可包含H₂、CO、輕質烴類(C₁-C₄)、液態烴類(C₅-C₂₅)及/或重質液態烴類(C₂₅₊)及空氣的燃料可被引入一或多個燃燒器且點火。該點火箱產生的輻射熱可接著被轉移至該管壁，從而提供用於加熱該循環式微粒材料(例如，耗盡的觸媒材料)所需的熱。該對流段可用於氣體預熱及/或手於製造水蒸氣。該點火箱可自底部或底部點火。該煙道氣可依與在多重流體床管內循環的微粒材料(例如，耗盡的觸媒材料)之流動方向為同向流或反向流的方向流動。此外，氫氣可用以使在多重流體床管內循環的微粒材料(例如，耗盡的觸媒材料)上升或流體化。該氫氣可依與該微粒材料(例如，耗盡的觸媒材料)之流動方向為同向流或反向流的方向流動。

於另一具體實例中，該復活帶可包括置於圍阻體內的多重流體床管，其中該管可與熱燃燒氣體接觸使該管可藉著爐、氣體渦輪機或催化燃燒的燃燒產物熱氣體以對流方式加熱。對流加熱的應用可使該微粒材料所暴露的膜溫度降低，從而使過熱引起的觸媒損壞之可能性降低。該熱燃燒氣體可依與在多重流體床管內循環的微粒材料(例如，耗盡的觸媒材料)之流動方向為同向流或反向流的方向流動。此外，氫氣可用以使在多重流體床管內循環的微粒材料(例如，耗盡的觸媒材料)上升或流體化。該氫氣可依與該微粒材料(例如，耗盡的觸媒材料)之流動方向為同向流或反向流的方向流動。

於另一具體實例中，該復活帶可包括配備多重火管或盤管的流體床。各自盤管或火管可個別地或共同地藉著燃料和空氣點火以提供輻射熱，該輻射熱可通過壁轉移至該流體床。因此，在該流體床內循環的微粒材料(例如，耗盡的觸媒材料)可基於該流體床的熱傳性質而被再加熱。在該流體床內循環的微粒材料(例如，耗盡的觸媒材料)依與該火管中的氣體流動方向為同向流或反向流的方向流動。此外，各自火管的煙道氣可排出該再加熱帶且連接至通往對流箱的共同加熱器，該對流箱可用於加熱原料，再加熱帶的預熱(例如，預熱該氫流)，及製造水蒸氣。該盤管可含有熱燃燒氣體以致於該管係藉著爐、氣體渦輪機或催化燃燒的燃燒產物熱氣體以對流方式加熱；或該盤管可含有已經在他處如爐中加熱過的熱傳媒介(例如，熔融或汽化金屬或鹽)。

該復活帶內的區可為：1.起泡區，其中該表面氣體速度大於最小起泡速度，但是低於最小結塊速度；2.結塊區，其中該表面氣體速度大於該最小結塊速度，但是低於結塊開始基準(例如，Stewart基準(如Kunii,D.,Levenspiel,O.,Chapter 3 of Fluidization Engineering,2^nd Edition,Butterworth-Heinemann,Boston,1991及Walas,S.M.,Chapter 6 of Chemical Process Equipment,Revised 2^nd Edition,Butterworth-Heinemann,Boston,2010所述))以內的管徑及長度處之向紊流流體化轉變速度； 3.該向紊流流體化轉變區，其中該表面氣體速度大於該向紊流流體化轉變速度，但是低於最快流體化速度；或4.快速流體化區，其中該表面氣體速度大於最快流體化速度。

較佳地，該復活帶係於區1或2中操作，其可使該流體床中的氫利用率最小化，使該焦炭移除的觸媒材料滯留時間最大化，及/或改善熱傳性質。

於另一具體實例中，於該復活帶中，該微粒材料(例如，耗盡的觸媒材料)可藉由與已經在另一個裝置(如爐)中加熱過的熱氣流直接接觸再加熱，且與在流體床管內加熱或藉由火管或盤管加熱成對比，其可有效用於焦炭移除(即，H₂)或至少不會造成額外的焦炭沉積(例如，甲烷)。

附帶地或選擇地，復活觸媒材料可藉由任何適合裝置，如，但不限於旋風分離器以一或多個分離步驟在該復活帶內側或外側自氫氣及/或揮發性烴分離出來。

附帶地或選擇地，新鮮的微粒材料可在進入該至少一個絕熱帶及/或該至少一個非絕熱反應區以前先直接提供給該至少一個絕熱反應區、該至少一個非絕熱反應區及/或該復活帶。

ii.再加熱間隔

於該微粒材料沒行經該反應區(例如，絕熱反應區、非絕熱反應區)的不同態樣中，該微粒材料可留於該反應 區。特別是，該第二微粒可留於該非絕熱反應區(例如，循環式固定床反應器)，且該第二微粒可變冷，即，降低溫度。

較佳地，該第一流出物接觸非絕熱反應區中的第二微粒材料直到該非絕熱反應區的溫度係

約300℃、

約325℃、

約350℃、

約375℃、

約400℃、

約425℃、

約450℃、

約475℃、

約500℃、

約525℃、

約550℃、

約575℃、

約600℃、

約650℃或

約675℃。有明確揭露的範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約300℃至約675℃、約400℃至約600℃、約425℃至約575℃等等。較佳地，該反應可進行到非絕熱反應區的溫度落到低於約400℃、低於約450℃、低於約475℃、低於約500℃、低於約550℃、低於約575℃、或低於約600℃。

附帶地或選擇地，該第一流出物接觸非絕熱反應區中的第二微粒材料經過以下期間：

約1分鐘、

約2分鐘、

約3分鐘、

約4分鐘、

約5分鐘、

約6分鐘、

約7分鐘、

約8分鐘、

約9分鐘、

約10分鐘、

約15分鐘、

約20分鐘、

約25分鐘、

約30分鐘、

約35分鐘、

約40分鐘、

約45分鐘、

約50分鐘、

約55分鐘、

約60分鐘、

約65分鐘、

約70分鐘、

約75分鐘、

約80分鐘、

約85分鐘、

約90分鐘、

約95分鐘、

約100分鐘、

約110分鐘或

約120分鐘。附帶地或選擇地，該反應間隔可具有以下期間：

約1分鐘、

約 2分鐘、

約3分鐘、

約4分鐘、

約5分鐘、

約6分鐘、

約7分鐘、

約8分鐘、

約9分鐘、

約10分鐘、

約15分鐘、

約20分鐘、

約25分鐘、

約30分鐘、

約35分鐘、

約40分鐘、

約45分鐘、

約50分鐘、

約55分鐘、

約60分鐘、

約65分鐘、

約70分鐘、

約75分鐘、

約80分鐘、

約85分鐘、

約90分鐘、

約95分鐘、

約100分鐘、

約110分鐘、或

約120分鐘。有明確揭露的範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約1至約120分鐘、約1至約90分鐘、約4至約80分鐘、約10至約75分鐘等等。較佳地，該第一流出物接觸非絕熱反應區中的第二微粒材料經過以下期間：約1至約120分鐘，更佳地約1至約90分鐘，更佳地約1至約60分鐘，更佳地約1至約40分鐘，更佳地約1至約15分鐘，更佳地約1至約10分鐘，更佳地約2至約8分鐘。特別是，該第一流出物接觸非絕熱反應區中的第二微粒材料：(i)直到該非絕熱反應區的溫度落到低於約550℃及/或(ii)經過約1分鐘至約90分鐘的期間。

因此，該方法可另包含再加熱間隔，其中可周期性地停止該第一流出物流至至少一個非絕熱反應區(例如，循環式固定床反應器)且可提供再加熱氣體給該至少一個非絕熱反應區以再加熱該第二微粒材料。該再加熱氣體可包含惰性物質(例如，N₂、CO等等)及/或甲烷。於不同態樣中，該再加熱氣體可包含惰性物質且可被供給該非絕熱反應區(例如，循環式固定床反應器)以再加熱該第二微粒材 料。經過適當期間以後，該再加熱氣體可經出口排出非絕熱反應區。

於不同態樣中，該再加熱氣體可依與該第一流出物的流動方向為同向流或反向流之方向流動。例如，若該第一流出物在反應間隔時進入非絕熱反應區的頂部，則在該再加熱間隔時，該再加熱氣體也可進入該非絕熱反應區的頂部且從而依與該第一流出物的流動方向為同向流之方向流動。附帶地或選擇地，若該第一流出物進入非絕熱反應區的頂部，則在該再加熱間隔時，該再加熱氣體可進入非絕熱反應區的底部且從而依與該第一流出物的流動方向為反向流之方向流動。較佳地，當該非絕熱反應區係固定循環式床時，該再加熱氣體依與該第一流出物的流動方向為反向流之方向流動及/或該非絕熱反應區中的反轉溫度分佈便可被達成。

較佳地，該再加熱間隔可具有以下期間：

約1分鐘、

約5分鐘、

約10分鐘、

約15分鐘、

約20分鐘、

約25分鐘、

約30分鐘、

約35分鐘、

約40分鐘、

約45分鐘、

約50分鐘、

約55分鐘、

約60分鐘、

約65分鐘、

約70分鐘、

約75分鐘、

約80分鐘、

約85分鐘、

約90分鐘、

約95分鐘、

約100分鐘、

約110分鐘或

約120分鐘。附帶地或選擇地，該再加熱間隔可具有以下期間：

約1分鐘、

約5分鐘、

約10分鐘、

約15分鐘、

約20分鐘、

約25分鐘、

約30分鐘、

約35分鐘、

約40分鐘、

約45分鐘、

約50分 鐘、

約55分鐘、

約60分鐘、

約65分鐘、

約70分鐘、

約75分鐘、

約80分鐘、

約85分鐘、

約90分鐘、

約95分鐘、

約100分鐘、

約110分鐘、或

約120分鐘。有明確揭露的範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約1至約120分鐘、約1至約90分鐘、約4至約80分鐘、約10至約75分鐘等等。較佳地，該反應間隔可具有以下期間：約1至約120分鐘，更佳地約1至約90分鐘，更佳地約1至約60分鐘，更佳地約5至約40分鐘。較佳地，該再加熱間隔的期間比該反應間隔的期間短；更佳地，該再加熱間隔的期間比該反應間隔的一半期間短。

iii.復活間隔

再者，焦炭材料可形成於該微粒材料(例如，第一微粒材料、第二微粒材料)上，特別是於該觸媒材料上，其可使該觸媒材料的活性降低。在有焦炭形成及/或具有降低溫度的反應間隔終點時此觸媒材料被稱作“耗盡的觸媒材料”。

因此，該方法可另包具有復活間隔，其中可周期性地停止該原料流至至少一個絕熱反應區及/或可周期性地停止該第一流出物流至至少一個非絕熱反應區(例如，循環式固定床、火管反應器、對流加熱管反應器)，且可提供復活氣體給該至少一個絕熱反應區及/或該至少一個非絕熱反應區以使該微粒材料(例如，第一微粒材料、第二微 粒材料)復活。該復活氣體可包含氫且該復活氣體可接觸該第一及/或第二微粒材料(例如，耗盡的觸媒材料)以移除該觸媒材料上的至少一部分遞增沉積的焦炭材料，從而形成復活觸媒材料及揮發性烴，如，但不限於甲烷。較佳地，該包含氫的復活氣體實質上不含氧，氧會損害及/或降降該觸媒材料的活性。經過適合期間以後，該復活氣體及任意地該揮發性烴可經出口排出絕熱反應區及/或非絕熱反應區。

特別是，可周期性地停止該原料流至至少一個絕熱反應區及/或可周期性地停止該第一流出物流至至少一個非絕熱反應區，且可提供包含氫的復活氣體給該至少一個絕熱反應區及/或該至少一個非絕熱反應區。該包含氫的復活氣體可接觸該微粒材料(例如，第一微粒材料、第二微粒材料)以移除該觸媒材料上的至少一部分遞增沉積的焦炭材料，從而形成復活觸媒材料及揮發性烴。

於不同態樣中，該復活氣體可依與該原料及/或該第一流出物的流動方向為同向流或反向流之方向流動。例如，若該原料在反應間隔時進入絕熱反應區的頂部，則在該復活間隔時，該復活氣體也可進入該絕熱反應區的頂部且從而依與該原料的流動方向為同向流之方向流動。附帶地或選擇地，若該原料進入絕熱反應區的頂部，則在該復活間隔時，該復活氣體可進入絕熱反應區的底部且從而依與該原料的流動方向為反向流之方向流動。較佳地，當該非絕熱反應區係循環式固定床時，該復活氣體依與該第一 流出物的流動方向為反向流之方向流動。較佳地，當該非絕熱反應區係火管反應器或對流加熱式管反應器時，該復活氣體依與該原料及/或該第一流出物的流動方向為同向流之方向流動。較佳地，該非絕熱反應區中的反轉溫度分佈可被達成。

較佳地，於該復活間隔期間，該遞增沉積的焦炭材料自該觸媒材料被移除的量為：

約1.0重量%、

約5.0重量%、

約10.0重量%、

約15.0重量%、

約20.0重量%、

約25.0重量%、

約30.0重量%、

約35.0重量%、

約40.0重量%、

約45.0重量%、

約50.0重量%、

約55.0重量%、

約60.0重量%、

約65.0重量%、

約70.0重量%、

約75.0重量%、

約80.0重量%、

約85.0重量%、

約90.0重量%、

約95.0重量%、

約99.0重量%、或約100.0重量%。較佳地，至少約10.0重量%的遞增沉積的焦炭材料係自該觸媒材料被移除，更佳為至少約90.0重量%，更佳為至少約95.0重量%，更佳為至少約99.0重量%。附帶地或選擇地，該遞增沉積的焦炭材料自該觸媒材料被移除的量為：

約1.0重量%、

約5.0重量%、

約10.0重量%、

約15.0重量%、

約20.0重量%、

約25.0重量%、

約30.0重量%、

約35.0重量%、

約40.0重量%、

約45.0重量%、

約50.0重量%、

約55.0重量%、

約60.0重量%、

約65.0重量%、

約70.0重量%、

約75.0重量%、

約80.0重量%、

約85.0重量%、

約90.0重量%、

約95.0重量%、

約99.0重量%、或約100.0重 量%。有明確揭露的範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約1.0重量%至約100.0重量%、約5.0重量%至約95.0重量%、約10.0重量%至約90.0重量%、約30.0重量%至約90.0重量%等等。較佳地，該遞增沉積的焦炭材料自該觸媒材料被移除的量為：約1.0重量%至約100.0重量%，更佳地約10.0重量%至約100.0重量%，更佳地約90.0重量%至約100.0重量%，更佳地約95.0重量%至約100.0重量%。

該復活間隔可具有以下期間：

90分鐘、

60分鐘、

30分鐘、

10分鐘、

5分鐘、

1分鐘、或

10秒。等到指定轉化方法開始以後，復活便可有益地進行

10分鐘，例如，

30分鐘、

2小時、

5小時、

24小時、

2天、

5天、

20天。

該再加熱氣體可於以下溫度進入非絕熱反應區及/或該復活氣體可於以下溫度進入絕熱反應區及/或非絕熱反應區：

約400℃、

約450℃、

約500℃、

約550℃、

約600℃、

650℃、

約700℃、

750℃、

約800℃、

850℃、或

約900℃。附帶地或選擇地，該再加熱間隔及/或該復活間隔可於上述溫度操作。較佳地，該再加熱氣體可於以下溫度進入非絕熱反應區及/或該復活氣體可於以下溫度進入絕熱反應區及/或非絕熱反應區：

約600℃。附帶地或選擇地，該再加熱氣體可於以下溫度進入非絕熱反應區及/或該復活氣體可於以下溫度進入絕熱反應區及/或非絕熱反應區：

約400℃、

約450℃、

約 500℃、

約550℃、

約600℃、

650℃、

約700℃、

750℃、

約800℃、

850℃、或

約900℃。有明確揭露的溫度範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約400℃至約900℃、約450℃至約850℃、約500℃至約800℃等等。較佳地，該再加熱氣體可於以下溫度進入非絕熱反應區及/或該復活氣體可於以下溫度進入絕熱反應區及/或非絕熱反應區：約400℃至約800℃，更佳地約600℃至約800℃，更佳地約625℃至約700℃，更佳地約550℃至約750℃。

附帶地或選擇地，該再加熱氣體可於以下壓力進入非絕熱反應區及/或該復活氣體可於以下壓力進入絕熱反應區及/或非絕熱反應區：

約1.0psia、

約5.0psia、

約25.0psia、

約50.0psia、

約75.0psia、

約100.0psia、

約125.0psia、

約150.0psia、

約175.0、psia、

約200.0psia、

約225.0psia、

約250.0psia、

約275.0psia、

約300.0psia、

約325.0psia、或

約350.0psia。附帶地或選擇地，該再加熱間隔及/或該復活間隔可於上述壓力操作。較佳地，該再加熱氣體可於以下壓力進入非絕熱反應區及/或該復活氣體可於以下壓力進入絕熱反應區及/或非絕熱反應區：

約100.0psia。附帶地或選擇地，該再加熱氣體可於以下壓力進入非絕熱反應區及/或該復活氣體可於以下壓力進入絕熱反應區及/或非絕熱反應區：

約1.0psia、

約5.0psia、

約25.0psia、

約50.0psia、

約75.0psia、

約100.0psia、

約125.0 psia、

約150.0psia、

約175.0、psia、

約200.0psia、

約225.0psia、

約250.0psia、

約275.0psia、

約300.0psia、

約325.0psia、或

約350.0psia。有明確揭露的壓力範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約1.0psia至約350.0psia、約5.0psia至約275.0psia、約25.0psia至約250.0psia等等。特別是，該再加熱氣體可於以下壓力進入非絕熱反應區及/或該復活氣體可於以下壓力進入絕熱反應區及/或非絕熱反應區：約1psia至約300psia，更佳地約5psia至約250psia，更佳地約25psia至約250psia。

於不同態樣中，該再加熱及/或復活觸媒材料的溫度可為

約400℃、

約450℃、

約500℃、

約550℃、

約600℃、

650℃、

約700℃、

750℃、

約800℃、

850℃、或

約900℃。附帶地或選擇地，該復活觸媒材料的溫度可為

約400℃、

約450℃、

約500℃、

約550℃、

約600℃、

650℃、

約700℃、

750℃、

約800℃、

850℃、或

約900℃。有明確揭露的溫度範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約400℃至約900℃、約450℃至約850℃、約500℃至約800℃等等。較佳地，該復活觸媒材料的溫度可為約400℃至約800℃，更佳地約600℃至約800℃，更佳地約550℃至約750℃。

於不同態樣中，該再加熱氣體及/或復活氣體係由適合設備(例如，復活設備)，如，但不限於，點火加熱器提 供。例如，於該設備中，該再加熱氣體可在提供該再加熱氣體給反應區以前被加熱至上述適合溫度。附帶地或選擇地，該排出非絕熱反應區的再加熱氣體也可被送返該被再加熱至上述適合溫度的設備且接著提供給非絕熱反應區。該設備也可在該原料進入絕熱反應區以前製造水蒸氣及/或加熱該原料。

附帶地或選擇地，復活觸媒材料可藉由任何適合裝置，如，但不限於旋風分離器，以一或多個分離步驟在該復活帶內側或外側自該再加熱氣體及/或揮發性烴分離。此外，在該分離步驟時可使用該氫氣。

H.再生

該方法可另包含重獲反應時焦炭材料累積及/或金屬凝聚於該觸媒材料上引起的觸媒活性損失之再生步驟。當該焦炭材料未自該復活帶的微粒材料(例如，耗盡的觸媒材料)充分移除時便可進行此再生步驟。有益的是，該再生步驟能實質上不斷移除且添加微粒材料給該至少一個反應區，從而保持高觸媒活性的連續操作。例如，該至少一個反應區的觸媒活性可保持於高於新鮮觸媒活性的約10%，較佳地高於該新鮮觸媒活性的約30%，且最佳地高於該新鮮觸媒活性的約60%且低於約99.9%。

i.再生帶

於不同態樣中，於該再生步驟中，來自該至少一個絕 熱反應區或復活帶的至少一部分該第一微粒材料及/或來自該至少一個非絕熱反應或復活帶的部分該第二微粒材料可被轉移至再生帶以藉由此技藝已知的方法製造再生觸媒材料。至少一部分該再生觸媒材料可被再循環至該至少一個絕熱反應區、該至少一個非絕熱反應區及/或該復活帶。

觸媒材料可連續地自該絕熱反應區、該非絕熱反應區及/或該復活帶被抽取或送返，或可周期性地自該絕熱反應區、該非絕熱反應區及/或該復活帶被抽取或送返。關於周期性方法，由於發生焦炭燃燒、沖洗及減量而做抽取的情形之間的再生時間通常介於約24小時(約1天)至約240小時(約10天)之間，較佳地介於約36小時(約1.5天)至約120小時(約5天)之間。或著關於連續模式，該微粒材料的移除/添加速率可變動於該微粒材料存貨的約0.0重量%至約100重量%/天之間，且較佳地變動於該微粒材料存貨的約0.25重量%至約30.0重量%/天，其中使微粒材料的添加/移除保持均衡。該觸媒材料的再生可能以連續程序發生或可批次完成且在二案例中可能需要存貨累積及/或存貨放出的中間容器。

該微粒材料(例如，耗盡的觸媒、新鮮的微粒材料、再生觸媒材料)的移除及添加可於該反應器系統的相同或不同位置處發生。該微粒材料(例如，新鮮的微粒材料、再生觸媒材料)可在經過該復活帶之前或之後添加，而該微粒材料(例如，耗盡的觸媒材料)的移除可在使該微粒材 料(例如，耗盡的觸媒材料)通過該復活帶之前或之後完成。至少一部分該再生觸媒材料可被再循環至該至少一個絕熱反應區、該至少一個非絕熱反應區、或該至少一個復活帶。較佳地，將該再生觸媒材料及/或新鮮的微粒材料提供給該復活帶使任何熱輸入的損失最小化且移除可能被來自該再生帶的再生觸媒材料攜帶著的任何剩下的物種。附帶地或選擇地，該再生帶內側或外側的分離器可用以在再生之前自該觸媒材料分離該惰生材料，所以僅該觸媒材料被再生。此分離步驟可根據介於該惰生材料與該再生觸媒材料之間的尺、磁性及/或密度性質差異使用任何適合裝置進行。

關於上述程序，具有上述粒徑和操作條件的熟悉此技藝者眾所周知之豎管可用以提供於該至少一個反應區、復活帶及/或再生帶之間運送該微粒材料的裝置。滑閥及熟悉此技藝者已知的舉升氣體(lifting gas)也可用以助於使該微粒材料循環及/或建立該再生帶內需要的壓力分佈。該舉升氣體可能與該復活帶中使用的流體化氣體(例如，氫流)相同，其可能有助於使該反應系統中的氫利用率最小化，同時也使該焦炭材料形成量減少。

a.再生間隔

於該微粒材料(例如，第一微粒材料、第二微粒材料)沒行經絕熱反應區及/或非絕熱反應區的不同態樣中，可進行再生間隔以達成該微粒材料(例如，第一微粒材料、 第二微粒材料)的再生。

特別是，可周期性地停止該原料流至絕熱反應區及/或可周期性地停止該第一流出物流至非絕熱反應區。等到停止該原料及/或該第一流出物以後，便可將任何可燃性氣體沖洗至低於爆炸限度。例如，原料及/或反應器產物(例如，環戊二烯)可被沖洗至低於爆炸限度。用於本文時，該措辭“低於爆炸限度”意指已經發任何可燃性氣體的充分沖洗以致於當該氣流換成下一個組合物(例如，再生氣體)時，不會形成可能造成爆炸的危害性混合物。例如，若該非絕熱反應區中存有可燃性氣體且吾人所欲為引入氧化劑，則該系統必須以惰性氣體沖洗以使可燃性氣體濃度降低，使該含氧化劑氣體引入不會創造出爆炸性混合物。

再生氣體可接著被供應給該絕熱反應區及/或該非絕熱反應區，其中使該微粒材料(例如，第一微粒材料、第二微粒材料)與該再生氣體在再生條件之下接觸以氧化性地移除該觸媒材料上累積沉積的焦炭材料之至少一部分從而形成再生觸媒材料。適合的再生氣體包括，但不限於氧氣及空氣。該再生氣體可按照以上關於該再加熱氣體所描述的，依與該原料及/或該第一流出物的流動方向為反向流或同向流之方向流動。該再生氣體也可另包含惰性物質(例如，N₂)。接著與反應區中的再生氣體接觸，將該再生氣體沖洗至低於爆炸限度。一旦該再生氣體的沖洗完成，便可接著將原料提供給該絕熱反應區及/或可接著將該第 二流出物提供給該非絕熱反應區。

較佳地，該再生間隔可具有以下期間：

約0.5天、

約1天、

約1.5天、

約2天、

約3天、

約4天、

約5天、

約6天、

約7天、

約8天、

約9天、

約10天、

約11天、

約12天、

約13天、

約14天、或

約15天。用於本文時，該措辭“天”表示約24小時的時期，且該措辭“0.5天”表示約12小時的時期。附帶地或選擇地，該再生間隔可具有以下期間：

約0.5天、

約1天、

約1.5天、

約2天、

約3天、

約4天、

約5天、

約6天、

約7天、

約8天、

約9天、

約10天、

約11天、

約12天、

約13天、

約14天、或

約15天。有明確揭露的範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約0.5至約15天、約1至約12天、約2至約11天等等。較佳地，該再生間隔可具有以下期間：約1至約15天，更佳地約1至約10天，更佳地約1.5至約5天。

於不同態樣中，該再生間隔可依以下頻率進行：約每1天、約每2天、約每4天、約每6天、約每8天、約每10天、約每12天、約每14天、約每16天、約每18天、約每20天、約每22天、約每24天、約每26天、約每28天、約每30天、約每35天、約每40天、約每45天、約每50天、約每75天、約每100天、約每125天、約每150天、約每170天、約每180天、或約每200天。有明確揭露的範圍包括以上列舉的值之任何組合，例如，約1至約200天、約1至約180天、約2至約35天等 等。較佳地，該再生間隔可依以下頻率進行：每1至50天，更佳地每10至45天，更佳地每20至40天，更佳地每30至35天。較佳地，該再生間隔可依以下頻率進行：1至50天，更佳地10至45天，更佳地20至40天，更佳地30至35天。

III.用於非環C₅轉化的反應系統

於另一具體實例中，提供用於將C₅烴類(例如，非環C₅烴類)轉化成環戊二烯的反應系統1，如第1圖所示。該反應系統1可包含上述包含C₅烴類(例如，非環C₅烴類)的原料流2、包含環戊二烯中間物的流出物流3、未轉化的非環C₅烴類及任意地環戊二烯；及上述至少一個絕熱反應器4。該至少一個絕熱反應器4可包含上述含觸媒材料的第一微粒材料(圖未示)、用於提供該原料流2給該反應系統1的原料入口(圖未示)及用於移除該第一流出物流3的流出物出口(圖未示)。加熱器5(如熱交換器)可存在以在該原料流2進入該至少一個絕熱反應器4以前將該原料流2加熱至上述溫度T₁(例如，約575℃或更高)。任意地，H₂及/或包含C₁、C₂、C₃及/或C₄烴類的輕質烴流(圖未示)可被供給該至少一個絕熱反應器4。

該至少一個絕熱反應器4可為上述固定床反應器(例如，水平或垂直固定床反應器)或流體化床反應器。較佳地，該至少一個絕熱反應器4可包括上述至少一個內部結構(圖未示)。

該至少一個絕熱反應器4可在上述反應條件之下操作以將至少一部分該C₅烴類(例如，非環C₅烴類)轉化成環戊二烯中間物。此外，該反應條件可包含約450℃至約900℃的溫度及/或約3psia至約150psia的壓力。較佳地，至少約20重量%的非環C₅烴類被轉化成環戊二烯中間物。

此外，該反應系統可另包含至少一個非絕熱反應器6(例如，循環式流體化床反應器、循環式沉降床反應器、固定床反應器、循環式固定床反應器、流體化床反應器、火管反應器、或對流加熱管反應器)。較佳地，該至少一個非絕熱反應器6係包含爐及佈置於該爐的輻射段內之並聯反應器管7的火管反應器，該反應器可包括用於加熱上述反應器管7的燃燒器8。該至少一個非絕熱反應器6可包含上述包含觸媒材料的第二微粒材料(圖未示)、用於將該第一流出物流3提供給該至少一個非絕熱反應器6的原料入口(圖未示)及用於移除第二流出物流9的流出物出口(圖未示)。再者，該至少一個非絕熱反應器6可在上述反應條件之下操作以將該第一流出物流3中的環戊二烯中間物及/或未轉化的非環C₅烴類中之至少一部分轉化成該包含環戊二烯的第二流出物流9。較佳為該至少一個非絕熱反應器6具有上述實質上反轉或等溫溫度分佈。該第一流出物流3可於溫度T₂(例如，

約500℃)被供給該至少一個非絕熱反應器6。加熱器10(例如，熱交換器)可存在以在該第一流出物流3進入該至少一個非絕熱反應器6加熱 該第一流出物流3。任意地，該至少一個非絕熱反應器6可包括一或多個加熱裝置(例如，火管、加熱盤管)(圖未示)以保持彼內的溫度。

此外，補充的H₂可被供給(圖未示)該至少一個絕熱反應器4及/或該至少一個非絕熱反應器6。

此外，該反應系統1可另包含用於分離可能挾帶該第一流出物流3及/或該第二流出物流9中的烴類(例如，環戊二烯)之第一微粒材料及/或第二微粒的至少一個旋風分離器(圖未示)。另一個實質上不含微粒材料的流出物流(圖未示)可接著前往產物回收系統。

於另一具體實例中，該反應系統1可另包含用於該第一微粒材料的復活之復活氣流11，如第2圖所示。該復活氣流11可經原料入口或經別的入口(圖未示)進入。該復活氣流11可包含氫及任意地惰性物質(例如，N₂、CO)以便移除耗盡的觸媒材料上之至少一部分遞增沉積的焦炭材料，從而形成復活觸媒材料及揮發性烴。再者，該復活觸媒材料包含比上述耗盡的觸媒材料少之遞增沉積的焦炭材料，較佳為比該耗盡的觸媒材料少至少約10重量%之遞增沉積的焦炭材料。經過上述適合期間以後，該復活氣體及任意地該揮發性烴可經由該流出物出口或別的出口(圖未示)排出該至少一個絕熱反應器4當作第一流出物復活氣流(圖未示)。該第一流出物復活氣流可直接前往該非絕熱反應器6或可先行經加熱器(圖未示)。該復活觸媒材料包含比上述耗盡的觸媒材料少之遞增沉積的焦炭材料， 較佳為比上述耗盡的觸媒材料少至少約10重量%之遞增沉積的焦炭材料。該復活氣流11可依與該原料流2的流動方向為同向流或反向流之方向流動。

附帶地或選擇地，該復活氣流11可進入該至少一個非絕熱反應器6以便使該第二微粒材料(圖未示)復活。經過上述適合期間以後，該復活氣體及任意地該揮發性烴可經由該流出物出口或別的出口(圖未示)排出該至少一個非絕熱反應器6作為第二流出物復活氣流12。該復活觸媒材料包含比上述耗盡的觸媒材料少之遞增沉積的焦炭材料，較佳為比上述耗盡的觸媒材料少至少約10重量%之遞增沉積的焦炭材料。該復活氣流11可依與該第一流出物流3的流動方向為同向流或反向流之方向流動。

再者，該復活氣流11可藉由與該至少一個絕熱反應器4及/或該至少一個非絕熱反應器6流體連結的上述復活設備13提供。該第一流出物復活氣流(圖未示)及該第二流出物復活氣流12可被送到壓縮裝置14且接著送到分離設備15，其中可能產生富含輕質烴的氣流16及輕質烴耗乏氣流17。該富含輕質烴的氣流16可作為燃料。該輕質烴耗乏氣流17可與補充氫流18合併且於加熱器19(例如，熱交換器或其他加熱裝置)中加熱而產生該復活氣流11。該復活設備13可包含上述一或多個加熱裝置、供輕質烴耗乏氣流17用的復活入口及用於將該復活氣流11送返該至少一個絕熱反應器4及/或該至少一個非絕熱反應器6的復活出口(圖未示)。該分離設備15可為膜層系 統、吸附系統(例如，變壓型、變溫型)、或其他用於自輕質烴類分離H₂的已知系統。

特別是，該復活設備13在上述條件之下操作，較佳地復活設備13具有約550℃至約800℃的溫度。此外，該復活設備13可製造蒸氣流20。另外，有時當該絕熱反應器沒在復活或再生時，該復活設備13可在原料流2進入該至少一個絕熱反應器4(圖未示)以前加熱原料流2。

於另一具體實例中，該反應系統1可另包含再生氣流21，如第3圖所示。該再生氣流21可在上述再生條件之下進入該至少一個絕熱反應器4及/或該至少一個非絕熱反應器6(圖未示)以便移除沉積於該觸媒材料(例如，耗盡的觸媒材料)中的焦炭材料中之至少一部分，從而形成再生觸媒材料。經過上述適合期間以後，該再生氣體可排出該至少一個非絕熱反應器6作為第一再循環再生氣流22及/或該至少一個絕熱反應器4作為第二再循環再生氣流(圖未示)。該第二再循環再生氣流可進入該至少一個非絕熱反應器6。該再生氣流21可藉由與該至少一個絕熱反應器4及/或該至少一個非絕熱反應器6流體連結的上述再生設備23提供。

附帶地或選擇地，該反應系統1可另包含與該至少一個反應器6(圖未示)流體連結之新鮮的微粒材料流(圖未示)。

附帶地或選擇地，該至少一個絕熱反應器4及/或該至少一個非絕熱反應器6可包含多於一個反應器，例如， 至少第一反應器、第二反應器、第三反應器、第四反應器、第五反應器、第六反應器、第七反應器、第八反應器等等。較佳地，該反應系統包括1至20個反應器，更佳地3至15個反應器，更佳地5至10個反應器。在該至少一個絕熱反應器4及/或該至少一個非絕熱反應器6包括第一、第二及第三反應器等等的情形中，一旦該微粒材料需要復活以便移除焦炭材料，該反應器可依並聯操作且視需要周期性地進行復活及再生間隔。

第1、2及3圖表示於指定時點的流程。咸應明白由於反應器可能周期性地暴露於-原料油轉化、復活及/或再生循環，於其他點時時該流程可能與第1、2及3圖所示者不同。

IV.其他具體實例

本發明另關於：

具體實例1. 一種於反應器系統中將非環C₅烴類轉化成環戊二烯之方法，其中該方法包括：於溫度T₁將包含非環C₅烴類的原料提供給至少一個絕熱反應區(例如，固定床、流體化床)，其中該至少一個絕熱反應區包含含觸媒材料的第一微粒材料(例如，ZSM-5上之鉑、沸石L上之鉑、矽酸鹽改質氧化矽上之鉑、於無機支撐物(如，沸石、SAPO、ALPO、MeAPO、氧化矽、氧化鋯、氧化鈦、氧化鋁、氧化鎂、黏土、氧化鈰、氧化鋯、氧化釔、鎂水滑石、鋁酸鈣、鋁酸鋅及其組合及任意地1族鹼金屬、2 族鹼土金屬及/或11族金屬中之一或多者)上6族、9族及/或10族金屬及/或氧化矽上之鉑；使該原料與該第一微粒材料在反應條件之下於該至少一個絕熱反應區中接觸以將至少一部分該非環C₅烴類轉化成包含環戊二烯中間物、未轉化的非環C₅烴類及任意地環戊二烯的第一流出物；將該第一流出物加熱至溫度T₂；將該第一流出物提供給至少一個非絕熱反應區(例如，循環式流體化床反應器、循環式沉降床反應器、固定床反應器、循環式固定床反應器、流體化床反應器、火管反應器、或對流加熱管反應器)；使該第一流出物與包含觸媒材料(例如，ZSM-5上之鉑、沸石L上之鉑及/或矽酸鹽改質二氧化矽上之鉑)的第二微粒材料在反應條件之下於該至少一個非絕熱反應區中接觸以將至少一部分該環戊二烯中間物及該未轉化的非環C₅烴類轉化成包含環戊二烯的第二流出物；任意地將包含C₁、C₂、C₃及/或C₄烴類的輕質烴供至該至少一個絕熱反應區；及任意地將補充的H₂供至該至少一個絕熱反應區及/或該至少一個非絕熱反應區。

具體實例2. 如具體實例1之方法，其中當與沒有該絕熱反應區的方法相比時，該至少一個非絕熱反應區的熱負載就每單位產生的環戊二烯降低了至少3.0%。

具體實例3. 如具體實例1或2之方法，其中該至少一個非絕熱反應區中保持反轉溫度分佈或等溫溫度分佈。

具體實例4. 如先前具體實例中任一項之方法，其中T₁及/或T₂小於或等於約500℃。

具體實例5. 如先前具體實例中任一項之方法，其中該排出至少一個非絕熱反應區的第二流出物具有至少約550℃的溫度。

具體實例6. 如先前具體實例中任一項之方法，其中該至少一個絕熱反應區包含至少一個加熱裝置。

具體實例7. 如先前具體實例中任一項之方法，其中(i)該至少一個非絕熱反應區中的反應條件包含約400℃至約800℃的溫度及/或約3psia至約150psia的壓力；及/或(ii)該至少一個絕熱反應區中的反應條件包含約450℃至約900℃的溫度及/或約3psia至約150psia的壓力。

具體實例8. 如先前具體實例中任一項之方法，其中至少約30重量%的非環C₅烴類被轉化成環戊二烯。

具體實例9. 如先前具體實例中任一項之方法，其中該第一流出物依與該至少一個非絕熱反應區中的第二微粒材料的流動方向依同向流或反向流流動。

具體實例10. 如先前具體實例中任一項之方法，其另包含將至少一部分該第一微粒材料自該至少一個絕熱反應區轉移至復活帶及/或將至少一部分該第二微粒材料自該至少一個非絕熱反應區轉移至該復活帶。

具體實例11. 如具體實例10之方法，其另包含使該第一微粒材料及/或該第二微粒材料與氫接觸以移除該觸媒材料上的至少一部分遞增沉積的焦炭材料，從而形成復活觸媒材料及揮發性烴；及將該復活觸媒材料送返該至少 一個絕熱反應區及/或該至少一個非絕熱反應區。

具體實例12. 如具體實例10或11中任一項之方法，其中該復活帶係於約550℃至約800℃的溫度操作及/或至少10重量%的遞增沉積的焦炭材料係自該觸媒材料被移除。

具體實例13. 如先前具體實例中任一項之方法，其另包含將至少一部分該第一微粒材料自該至少一個絕熱反應區轉移至再生帶及/或將至少一部分該第二微粒材料自該至少一個非絕熱反應區轉移至該再生帶；其中使該第一微粒材料及/或該第二微粒材料與再生氣體在再生條件之下接觸以氧化移除沉積於該觸媒材料上的至少一部分焦炭材料，從而形成再生觸媒材料；及使至少一部分該再生觸媒材料再循環至該至少一個絕熱反應區、該至少一個非絕熱反應區及/或該復活帶。

具體實例14. 如具體實例1、2、3、4、5、6、7或8中任一項之方法，其另包含周期性地停止該原料流至該至少一個絕熱反應區及/或該第一流出物流至該至少一個非絕熱反應區；且提供復活氣體給該至少一個絕熱反應區及/或該至少一個非絕熱反應區，任意地，其中該原料及/或該第一流出物依與該復活氣體的流動方向為同向流或反向流之方向流動。

具體實例15. 如具體實例14之方法，其中該復活氣體包含氫且該復活氣體與該第一微粒材料及/或該第二微粒材料接觸以移除該觸媒材料上的至少一部分遞增沉積的 焦炭材料，從而形成復活觸媒材料及揮發性烴。

具體實例16. 如具體實例1、2、3、4、5、6、7或8中任一項之方法，其另包含周期性地停止該原料流至該至少一個絕熱反應區及/或該第一流出物流至該至少一個非絕熱反應區；提供包含氫的復活氣體；及使該第一微粒材料及/或該第二微粒材料與該復活氣體接觸以移除該觸媒材料上的至少一部分遞增沉積的焦炭材料，從而形成復活觸媒材料及揮發性烴。

具體實例17. 如具體實例14、15或16中任一項之方法，其中至少約10.0重量%的遞增沉積的焦炭材料係自該觸媒材料被移除。

具體實例18. 如具體實例14、15、16或17中任一項之方法，其另包含周期性地停止該原料流至該至少一個絕熱反應區及/或該第一流出物流至該至少一個非絕熱反應區；提供再生氣體給該至少一個絕熱反應區及/或該至少一個非絕熱反應區；及使該第一微粒材料及/或該第二微粒材料與該再生氣體在再生條件之下接觸以氧化移除沉積於該觸媒材料上的至少一部分焦炭材料，從而形成再生觸媒材料，任意地其中該再生氣體於約每1天至約180天的間隔與該第一微粒材料及/或該第二微粒材料接觸。

具體實例19. 如先前具體實例中任一項之方法，其中該第一微粒材料及該第二微粒材料係相同或不同。

具體實例20. 如先前具體實例中任一項之方法，其中該第一微粒材料另包含惰性材料及/或該第二微粒材料另 包含惰性材料。

本發明另關於具體實例21至26：

具體實例21. 一種於反應器系統中將非環C₅烴類轉化成環戊二烯之方法，其中該方法包括：於溫度T₁將包含非環C₅烴類的原料提供給至少一個絕熱反應區，其中該至少一個絕熱反應區包含含觸媒材料的第一微粒材料；使該原料與該第一微粒材料在反應條件之下於該至少一個絕熱反應區中接觸以將至少一部分該非環C₅烴類轉化成包含環戊二烯中間物、未轉化的非環C₅烴類及任意地環戊二烯的第一流出物；將該第一流出物加熱至溫度T₂；將該第一流出物提供給至少一個非絕熱反應區；及使該第一流出物與第二微粒材料在反應條件之下於該至少一個非絕熱反應區中接觸以將至少一部分該環戊二烯中間物及該未轉化的非環C₅烴類轉化成包含環戊二烯的第二流出物。

具體實例22. 如具體實例21之方法，其中該第一微粒材料另包含惰性材料及/或該第二微粒材料另包含惰性材料。

具體實例23. 如具體實例21之方法，其中該觸媒材料包含ZSM-5上之鉑、沸石L上之鉑及/或氧化矽上之鉑。

具體實例24. 如具體實例21之方法，其中該第一微 粒材料與該第二微粒材料不同。

具體實例25. 如具體實例24之方法，其中該第二微粒材料包含ZSM-5上之鉑、沸石L上之鉑及/或矽酸鹽改質氧化矽上之鉑，且該第一微粒材料包含無機支撐物上之6族金屬、9族金屬或10族金屬中之至少一者及任意地1族鹼金屬、2族鹼土金屬及/或11族金屬中之一或多者；及

具體實例26. 如具體實例25之方法，其中該無機支撐物係選自由沸石、SAPO、ALPO、MeAPO、氧化矽、氧化鋯、氧化鈦、氧化鋁、氧化鎂、黏土、氧化鈰、氧化釔、氧化鋯、鎂水滑石、鋁酸鈣、鋁酸鋅及其組合所組成的群組。

產業利用性

該非環C₅轉化方法時獲得的第一烴反應器流出物，其含有環狀、分支及線性C₅烴類且任意地含有氫、C₄和輕質副產物的任何組合、或C₆和重質副產物，本身係有價值的產物。較佳地，CPD及/或DCPD可自該反應器流出物分離以獲得純化產物流，其可用於製造種種不同很有價值的產物。

例如，含有50重量%或更多、或較佳地60重量%或更多DCPD的純化產物流可用於製造烴樹脂、不飽和聚酯樹脂及環氧材料。含有80重量%或更多、或較佳地90重量%或更多CPD的純化產物流可用於製造依據下列反應機 構(I)所形成的Diels-Alder反應產物：

機構I

其中R係雜原子或經取代的雜原子、經取代或未經取代的C₁-C₅₀烴基(常為含雙鍵的烴基)、芳族基團、或其任何組合。較佳地，經取代的基團含有選自13至17族，較佳地15或16族，更佳地氮、氧、或硫的一或多種元素。除了機構(I)中描繪的單-烯烴Diels-Alder反應產物以外，80重量%或更多、或較佳地90重量%或更多CPD的純化產物流也能用以形成含有下列一或多者的CPD之Diels-Alder反應產物：其他CPD分子、共軛雙鍵、乙炔類、丙二烯類、經二取化的烯烴類、經三取化的烯烴類、環狀烯烴類及前述者之經取代的變型。較佳的Diels-Alder反應產物包括降

烯、亞乙基降

烯、經取代的降

烯類(包括含氧的降

烯類)、降

二烯類及四環癸烯，如下列結構圖解的：

前述Diels-Alder反應產物可用於製造環狀烯烴類與烯烴類如乙烯共聚合的聚合物及共聚物。結果產生的環狀烯烴共聚物及環狀烯烴聚合物產物可用於種種不同應用， 例如封裝膜。

含有99重量%或更多DCPD的純化產物流可用於使用例如，開環歧化聚合(ROMP)觸媒製造DCPD聚合物。該DCPD聚合物產物可用於形成物件，特別是模造零件，例如風力渦輪機葉片及汽車零件。

其他組分也可自該反應器流出物分離且用於形成很有價值的產物。例如，分離出來的環戊烯可用於依照機構(II)所描繪的製造聚環戊烯，據悉也被稱作聚戊烯(polypentenamer)。

機構II

分離出來的環戊烷可用作發泡劑及溶劑。線性及分支C₅產物可用於轉化成高級烯烴類及醇類。環狀及非環狀C₅產物，任意地在氫化以後，可用作辛烷值增進劑及運輸燃料混合物組分。

實驗例

下列實驗例舉例說明本發明。許多修飾及變化型皆可行，且咸了解在本文具體描述的以外，於後附申請專利範圍的範疇以內本發明皆可實現。除非另行指明，否則室溫係23℃。

實驗例1-ZSM-5觸媒組合物合成

具有大約20.3%固體的合成混合物係由10,000g的去離子(DI)水、600g的50% NaOH溶液、25g的45%鋁酸鈉溶液、730g的正丙基胺100%溶液、80g的ZSM-5晶種及3,190g的Ultrasil PM^TM改質的氧化矽於5加侖容器中混合，且經過混合以後接著裝入5加侖壓力鍋製備而成。該合成混合物具有下列莫耳組成：

SiO₂/Al₂O₃ 約470

H₂O/SiO₂ 約12.1

OH/SiO₂ 約0.16

Na/SiO₂ 約0.16

n-PA/Si 約0.25。

將該合成混合物混合且於230℉(110℃)及250rpm反應72小時。將結果產生的產物過濾且以DI水，且接著於約250℉(121℃)的烘箱中乾燥過夜。原沉積材料的XRD圖案(圖未示)顯示ZSM-5形態的典型純相且該材料係由尺寸約2微米的大晶體之混合物構成。該原沉積晶體的一部分藉由於室溫與硝酸銨溶液進行三次離子交換，接著於250℉(121℃)乾燥且於1000℉(540℃)煅燒6小時而被轉化(以描述其特徵)成氫形態。結果產生的ZSM-5晶體具有約414的SiO₂/Al₂O₃莫耳比、490(440+51)m²/g的總表面積(SA)/(微孔SA+間隙孔SA)、117mg/g的己烷吸附量及31的α值。該材料的第二部分係以原合成形態用於Pt含浸。

具有414的SiO₂/Al₂O₃莫耳比及0.38重量%的鈉含量之ZSM-5係於900℉(482℃)的氮中煅燒6小時。等到冷卻以後，該樣品係於氮中再加熱至900℉(482℃)且維持3小時。環境接著分四次逐步增溫逐漸換成1.1、2.1、4.2及8.4%氧。各步驟維持30分鐘。使溫度提高至1000℉(540℃)，使氧含量提高至16.8%，且使該材料維持於1000℉(540℃)經過6小時。等到冷卻以後，藉由初濕含浸法使用氫氧化四胺鉑水溶液添加0.5重量%Pt。該觸媒組合物係於室溫在空氣中乾燥2小時，接著於250℉(121℃)乾燥4小時，且最後於660℉(349℃)在空氣中煅燒3小時。該觸媒組合物粉末係衝壓(15噸)、壓碎且過篩以獲得20至40目粒徑。

實驗例2-觸媒組合物效能評估

實驗例1的觸媒組合物(0.5g)係與石英(1.5g,60至80目)物理混合且裝入反應器。該觸媒組合物係在在He作用之下(100mL/min，30psig(207kPa)，250℃)乾燥1小時，接著在H₂作用之下(200mL/min，30psig(207kPa)，500℃)還原1小時。該觸媒組合物係接著藉著供給正戊烷、H₂及剩下部分的He，通常總體而言於550至600℃、5.0psia(35kPa-a)C₅H₁₂、1.0莫耳H₂：C₅H₁₂、14.7h^-1 WHSV及30psig(207kPa)測試。觸媒組合物安定性及再生性係於550至600℃的初始測試之後藉由H₂(200mL/min、30psig(207kPa)、650℃)處理5小時，接 著再於600℃測試效能而測試。

環戊二烯及3當量的氫係藉由正戊烷的脫氫及環化反應(方程式1)製造。這藉由使正戊烷於提高溫度流過固態含Pt的觸媒組合物上面達成。實驗例1的ZSM-5(414：1)/0.5%Pt之效能係根據正戊烷轉化率、環狀C₅生產量(cC₅)、裂解產量及安定性評估。將這些結果彙總於表2A、表2B、第3A圖及第3B圖。

表2A及表2B顯示有關0.5g ZSM-5(414：1)/0.5wt% Pt的觸媒組合物總體而言於5.0psia(35kPa-a)C₅H₁₂、1：1莫耳H₂：C₅、14.7 WHSV、45psia(310kPa-a)的條件於變動溫度(於各溫度經過8小時的平均值)之正戊烷的 轉化率及環狀C₅、CPD、C₁及C_2-4裂解產物的選擇性和生產量。於表2A中，關於形成的烴類之個別環狀C₅、CPD、C₁及C_2-4，該選擇性及產量係以莫耳百分比為基準表示；即，該莫耳選擇性係所形成的個別環狀C₅、CPD、C₁及C_2-4之莫耳數除以經轉化的戊烷之總莫耳數。於表2B中，關於形成的烴類之個別環狀C₅、CPD、C₁及C_2-4，該選擇性及產量係以碳百分比為基準表示；即，該碳選擇性所形成的個別環狀C₅、CPD、C₁及C_2-4之碳莫耳數除以經轉化的戊烷之總碳莫耳數。

如見到的，表2A及2B顯示於高WHSV之大於80%的戊烷轉化率，及於595℃之對於環狀C₅物種的40%選擇性。儘管並非指定最終產物，但是環戊烷及環戊烯卻能被再循環以製造CPD。該活性係保持於各溫度8小時，且之後於650℃進行H₂處理5小時。

實驗例3-反應器效能模擬

以上的數據組及類似的實驗數據係用以指導Invensys Systems Inc.PRO/II 9.1.4(關於實驗例3A至3H)及Invensys Systems Inc.PRO/II 9.3.4(關於實驗例3I至3N)中的模型之建構以便達成評估於不同工業相同操作條件及關於不同反應器構型之效能的目的。依據模擬的項目，將會發生結果的變化，但是該模型依將證實本發明的相關裨益。許多修飾及變化型皆可行，且咸了解在本文具體描述的以外，於後附申請專利範圍的範疇以內本發明皆可實 現。

實驗例3A-8psia出口、H₂共供料、火管反應器

當作比較例，以8psia出口、500℃入口、575℃出口、火管反應器配合0.5：1.0莫耳比的氫：正戊烷之供料模擬；為CPD濃度提供充分滯留時間以於該反應器出口條件達到其熱力學濃度。為了於該火管反應器流出物中產生1lb-mole的CPD，需要1.609lb-moles的正戊烷、0.8045lb-moles的氫及0.1775MM BTU’s的火管反應器熱負載。

實驗例3B-8psia出口、火管反應器

當作比較例，以8psia出口、500℃入口、575℃出口、火管反應器配合0.0：1.0莫耳比的氫：正戊烷之供料模擬；為CPD濃度提供充分滯留時間以於該反應器出口條件達到其熱力學濃度。為了於該火管反應器流出物中產生1lb-mole的CPD，需要1.5638lb-moles的正戊烷、0.0lb-moles的H₂及0.1741MM BTU’s的火管反應器熱負載。儘管這是又更吸引人的CPD產量且熱負載比實驗例3A降低了，但是該用於將正戊烷轉化成CPD的觸媒沒有H₂共供料卻會快速變成焦炭。

實驗例3C-8psia出口、H₂共供料、CH₄共供料、火管反應器

當作比較例，以8psia出口、500℃入口、575℃出口、火管反應器配合0.5：1.0：3.8854莫耳比的氫：正戊烷：CH₄之供料模擬；為CPD濃度提供充分滯留時間以於該反應器出口條件達到其熱力學濃度。為了於該火管反應器流出物中產生1lb-mole的CPD，需要1.2412lb-moles的正戊烷、0.6207lb-moles的氫及0.1647MM BTU’s的火管反應器熱負載。這是又更吸引人的CPD產量且熱負載比實驗例3A及3B降低了。

實驗例3D-8psia出口、H₂共供料、CH₄共供料、絕熱前置反應器、火管滯後反應器

當作本發明的例示，以500℃入口、72.0psia出口、絕熱反應器，接著8psia出口、500℃入口、575℃出口、火管反應器配合0.5：1.0：3.8854莫耳比的H₂：正戊烷：CH₄之供料模擬；為CPD濃度提供充分滯留時間以於該反應器出口條件達到其熱力學濃度。為了於該火管反應器流出物中產生1lb-mole的CPD，需要1.2412lb-moles的正戊烷、0.6207lb-moles的H₂及0.1542MM BTU’s的火管反應器熱負載。儘管這與實驗例3C具有相同CPD產量，但是該熱負載卻比實驗例3A、3B及3C降低了；熱負載比3C降低了6.4%。

實驗例3E-16psia出口、H₂共供料、火管反應器

與3A類似的比較例係配合超大氣壓力模擬。以16 psia出口、500℃入口、575℃出口、火管反應器配合0.5：1.0莫耳比的H₂：正戊烷之供料模擬；為CPD濃度提供充分滯留時間以於該反應器出口條件達到其熱力學濃度。為了於該火管反應器流出物中產生1lb-mole的CPD，需要2.846lb-moles的正戊烷、1.423lb-moles的H₂及0.2358MM BTU’s的火管反應器熱負載。這消除了O₂進入的潛在問題，但是需要的供料量及熱負載比以上的實驗例高。

實驗例3F-16psia出口、H₂共供料、CH₄共供料、火管反應器

為了探討實驗例3E的效能，以16psia出口、500℃入口、575℃出口、火管反應器配合0.5：1.0：3.8854莫耳比的H₂：正戊烷：CH₄之供料模擬；為CPD濃度提供充分滯留時間以於該反應器出口條件達到其熱力學濃度。為了於該火管反應器流出物中產生1lb-mole的CPD，需要1.609lb-moles的正戊烷、0.8045lb-moles的H₂及0.1903MM BTU’s的火管反應器熱負載。儘管這是比實驗例3E又更吸引人的CPD產量且熱負載比實驗例3E降低了，但是仍舊有可能藉由應用本發明而獲得改善。

實驗例3G-8psia出口、H₂共供料、CH₄共供料、絕熱前置反應器、火管滯後反應器

當作本發明的例示，以500℃入口、72.0psia出口、 絕熱反應器，接著8psia出口、500℃入口、575℃出口、火管反應器配合0.5：1.0：3.8854莫耳比的H₂：正戊烷：CH₄之供料模擬；為CPD濃度提供充分滯留時間以於該反應器出口條件達到其熱力學濃度。為了於該火管反應器流出物中產生1lb-mole的CPD，需要1.609lb-moles的正戊烷、0.8045lb-moles的H₂及0.1767MM BTU’s的火管反應器熱負載。儘管這與實驗例3F具有相同CPD產量，但是該熱負載卻比實驗例3F降低了7.5%。

實驗例3H-8psia出口、CH₄共供料、絕熱前置反應器、火管滯後反應器

當作本發明的例示，以500℃入口、72.0psia出口、絕熱反應器，接著8psia出口、500℃入口、575℃出口、火管反應器配合0.0：1.0：3.8854莫耳比的H₂：正戊烷：CH₄之供料模擬；為CPD濃度提供充分滯留時間以於該反應器出口條件達到其熱力學濃度。為了於該火管反應器流出物中產生1lb-mole的CPD，需要1.517lb-moles的正戊烷、0.0lb-moles的H₂及0.1652MM BTU’s的火管反應器熱負載。本發明的應用讓H₂共供料減少或排除，因為該絕熱反應器將會在該製程流進入該非絕熱反應器以前產生H₂，H₂更易受到焦化破壞。因此CPD的產量比實驗例3F改善了(即，製造相同量的CPD需要較少正戊烷)且該熱負載比3F降低了13.2%。

實驗例3I-8psia出口、H₂共供料、火管反應器

當作比較例，以8psia出口、500℃入口、575℃出口、火管反應器配合1.0：1.0莫耳比的氫：正戊烷之供料模擬；為CPD濃度提供充分滯留時間以於該反應器出口條件達到其熱力學濃度。為了於該火管反應器流出物中產生1lb-mole的CPD，需要1.647lb-moles的正戊烷、1.647lb-moles的氫及0.1802MM BTU’s的火管反應器熱負載。

實驗例3J-8psia出口、H₂共供料、絕熱前置反應器、火管滯後反應器

當作本發明的例示，以500℃入口、13psia出口、絕熱反應器，接著8psia出口、500℃入口、575℃出口、火管反應器配合1.0：1.0莫耳比的H₂：正戊烷之供料模擬；為CPD濃度提供充分滯留時間以於該反應器出口條件達到其熱力學濃度。為了於該火管反應器流出物中產生1lb-mole的CPD，需要1.647lb-moles的正戊烷、1.647lb-moles的H₂及0.1688MM BTU’s的火管反應器熱負載。儘管這與實驗例3I具有相同CPD產量，但是該熱負載降低了6.3%。

實驗例3K-8psia出口、H₂共供料、絕熱前置反應器、火管滯後反應器

當作本發明的另一個例示，以575℃入口、13psia 出口、絕熱反應器，接著8psia出口、500℃入口、575℃出口、火管反應器配合1.0：1.0莫耳比的H₂：正戊烷之供料模擬，且為CPD濃度提供充分滯留時間以於該反應器出口條件達到其熱力學濃度。為了於該火管反應器流出物中產生1lb-mole的CPD，需要1.647lb-moles的正戊烷、1.647lb-moles的H₂及0.1589MM BTU’s的火管反應器熱負載。儘管這與實驗例3I具有相同CPD產量，但是該熱負載降低了11.8%，且由於絕熱前置反應器的較高入口溫度，使此熱負載減量比實驗例3J所達成的減量更多。

實驗例3L-16psia出口、H₂共供料、CH₄共供料、火管反應器

當作比較例，以16psia出口、500℃入口、575℃出口、火管反應器配合1.0：1.0：4.35莫耳比的氫：正戊烷：甲烷之供料模擬；為CPD濃度提供充分滯留時間以於該反應器出口條件達到其熱力學濃度。為了於該火管反應器流出物中產生1lb-mole的CPD，需要1.647lb-moles的正戊烷、1.647lb-moles的氫及0.1951MM BTU’s的火管反應器熱負載。

實驗例3M-16psia出口、H₂共供料、CH₄共供料、絕熱前置反應器、火管滯後反應器

當作本發明的例示，以500℃入口、21psia出口、 絕熱反應器，接著16psia出口、500℃入口、575℃出口、火管反應器配合1.0：1.0：4.35莫耳比的H₂：正戊烷：甲烷之供料模擬，且為CPD濃度提供充分滯留時間以於該反應器出口條件達到其熱力學濃度。為了於該火管反應器流出物中產生1lb-mole的CPD，需要1.647lb-moles的正戊烷、1.647lb-moles的H₂及0.1735MM BTU’s的火管反應器熱負載。儘管這與實驗例3L具有相同CPD產量，但是該熱負載降低了11.1%。

實驗例3N-16psia出口、H₂共供料、CH₄共供料、絕熱前置反應器、火管滯後反應器

當作本發明的例示，以575℃入口、21psia出口、絕熱反應器，接著16psia出口、500℃入口、575℃出口、火管反應器配合1.0：1.0：4.35莫耳比的H₂：正戊烷：甲烷之供料模擬，且為CPD濃度提供充分滯留時間以於該反應器出口條件達到其熱力學濃度。為了於該火管反應器流出物中產生1lb-mole的CPD，需要1.647lb-moles的正戊烷、1.647lb-moles的H₂及0.1735MM BTU’s的火管反應器熱負載。儘管這與實驗例3L具有相同CPD產量，但是該熱負載降低了20.6%，且由於絕熱前置反應器的較高入口溫度，使此熱負載減量比實驗例3M所達成的減量更多。

這些實驗例舉例說明特定供料組成及非絕熱反應器操作條件，但是藉著本發明的應用(即，將絕熱反應器加於 該非絕熱反應器的上游)，使該CDP產量改善了(即，製造相同量的CPD需要較少正戊烷)且該熱負載降低了。

本文所述的所有文件皆引用方式併入本文，包括任何優先權文件及/或測試程序，只要其沒與本文不一致即可。從先前概述特定具體實例顯而易見，儘管本發明的形態已經被例示且描述過，但是卻能做到不同修飾而不會悖離本發明的精神及範疇。因此，不得視為本發明因而受限。同樣地，該措辭“包含”被視為與該措辭“包括”意義相同。同樣地，只要轉折片語“包含”在組合物、元素或元素群組前面，咸了解我們也考慮到轉折片語“基本上由...所組成”、“由...所組成”、“選自由...所組成的群組”、或“係”在該組合物元素的列舉內容之前的同等組合物或元素群組，反之亦然。

1‧‧‧反應系統

2‧‧‧原料流

3‧‧‧第一流出物流

4‧‧‧絕熱反應器

5‧‧‧加熱器

6‧‧‧非絕熱反應器

7‧‧‧反應器管

8‧‧‧燃燒器

9‧‧‧第二流出物流

10‧‧‧加熱器

Claims (27)

1. 一種於反應器系統中將非環C₅烴類轉化成環戊二烯之方法，其中該方法包括：於溫度T₁將包含非環C₅烴類的原料提供給至少一個絕熱反應區，其中該至少一個絕熱反應區包含含觸媒材料的第一微粒材料；使該原料與該第一微粒材料在反應條件之下於該至少一個絕熱反應區中接觸以將至少一部分該非環C₅烴類轉化成包含環戊二烯中間物、未轉化的非環C₅烴類及任意地環戊二烯的第一流出物；將該第一流出物加熱至溫度T₂；將該第一流出物提供給至少一個非絕熱反應區；及使該第一流出物與第二微粒材料在反應條件之下於該至少一個非絕熱反應區中接觸以將至少一部分該環戊二烯中間物及該未轉化的非環C₅烴類轉化成包含環戊二烯的第二流出物。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中當與沒有該絕熱反應區的方法相比時，該至少一個非絕熱反應區的熱負載就每單位產生的環戊二烯降低了至少3.0%。
3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該至少一個非絕熱反應區中保持反轉溫度分佈(inverse temperature profile)或等溫溫度分佈。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該至少一個絕熱反應區係固定床反應器或流體化床反應 器。
5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中T₁及/或T₂小於或等於約500℃。
6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該排出至少一個非絕熱反應區的第二流出物具有至少約550℃的溫度。
7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其另包含將包含C₁、C₂、C₃及/或C₄烴類的輕質烴共原料供至該至少一個絕熱反應區。
8. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其另包含將H₂供至該至少一個絕熱反應區及/或該至少一個非絕熱反應區。
9. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該至少一個絕熱反應區包含至少一個加熱裝置。
10. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該至少一個非絕熱反應區中的反應條件包含約400℃至約800℃的溫度及約3psia至約150psia的壓力。
11. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該至少一個絕熱反應區中的反應條件包含約450℃至約900℃的溫度及約3psia至約150psia的壓力。
12. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中至少約30重量%的非環C₅烴類被轉化成環戊二烯。
13. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該至少一個非絕熱反應區係循環式流體化床反應器、循 環式沉降床反應器、固定床反應器、循環式固定床反應器、流體化床反應器、火管反應器或對流加熱管反應器。
14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該第二微粒材料係包含ZSM-5上鉑、沸石L上鉑及/或鉑的觸媒組合物，且其中該觸媒組合物係形成為在矽酸鹽改質二氧化矽(silicate modified silica)上之結構化觸媒形。
15. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該至少一個非絕熱反應區包含含並聯反應器管的反應器，且其中該反應器管在該第一流出物與第二微粒材料接觸期間自反應器入口至反應器出口測得小於20psi的壓降。
16. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該第一流出物對該至少一個非絕熱反應區中的第二微粒材料流動方向同向或反向流動。
17. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其另包含周期性地停止該原料流至該至少一個絕熱反應區及/或該第一流出物流至該至少一個非絕熱反應區；且提供復活氣體(rejuvenation gas)給該至少一個絕熱反應區及/或該至少一個非絕熱反應區。
18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中該原料及/或該第一流出物對該復活氣體流動方向同向或反向流動。
19. 如申請專利範圍第17項之方法，其中該復活氣體包含氫且該復活氣體與該第一微粒材料及/或該第二微粒材料接觸以移除該觸媒材料上的至少一部分遞增沉積的焦炭材料，從而形成復活觸媒材料及揮發性烴。
20. 如申請專利範圍第19項之方法，其中至少約10.0重量%的該遞增沉積的焦炭材料係自該觸媒材料移除。
21. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其另包含周期性地停止該原料流至該至少一個絕熱反應區及/或該第一流出物流至該至少一個非絕熱反應區；提供再生氣體給該至少一個絕熱反應區及/或該至少一個非絕熱反應區；及使該第一微粒材料及/或該第二微粒材料與該再生氣體在再生條件之下接觸以氧化移除沉積於該觸媒材料上的至少一部分焦炭材料，從而形成再生觸媒材料。
22. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該再生氣體以約每1天至約180天的間隔與該第一微粒材料及/或該第二微粒材料接觸。
23. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該第一微粒材料及該第二微粒材料相同。
24. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該第一微粒材料及該第二微粒材料不同。
25. 一種物件，其係衍生自申請專利範圍第1至24項中任一項之方法所製造的產物。
26. 如申請專利範圍第25項之物件，其中該物件係衍生自該產物與含雙鍵基材的Diels-Alder反應所產生之材料。
27. 如申請專利範圍第25項之物件，其中該產物係選自由以下所組成的群組：環戊二烯、雙環戊二烯、環戊 烯、環戊烷、戊烯、戊二烯、降烯、四環癸烯、經取代的降烯、環戊二烯的Diels-Alder反應衍生物、環狀烯烴共聚物、環狀烯烴聚合物、聚環戊烯、不飽和聚酯樹脂、烴樹脂增黏劑、調配環氧樹脂、聚雙環戊二烯、降烯或經取代的降烯或雙環戊二烯的歧化聚合物(metathesis polymer)或其任何組合、風力渦輪葉片、含玻璃或碳纖維的複合材料、調配黏著劑、亞乙基降烯、EPDM橡膠、醇類、塑化劑、發泡劑、溶劑、辛烷增強劑、汽油及其混合物。